气候变化深刻地影响着人类文明的进程，是导致区域文明兴衰的力量之一。深化对气候变化与文明发展相互作用机制的认识，为人类应对全球变化挑战提供宝贵的历史借鉴。水文气候波动在中国历史变迁中至关重要，明朝作为中国历史上一个重要的王朝，其灭亡的原因一直是学术界研究的热点。先前的研究多聚焦于明末著名的“崇祯大旱”，认为其是明朝衰亡的重要因素，而对明末其他极端干旱事件及其对王朝衰落的影响却鲜有讨论。此外，以往的研究受限于数据时间分辨率及定年精度的不足，对“晚明弱季风期”这一典型气候异常事件发生的具体特征了解尚显不足，限制了我们全面理解明朝衰落与气候变化之间的内在关系。
黄土高原作为中华文明的发源地，也是明朝时期的重要边疆，该地区是研究气候变化和明朝历史变迁的理想区域。此外，作为我国重要的农业产区和黄河主要的集水集沙区，研究该地水文气候变化历史对当地乃至整个黄河流域的生态、农业和社会发展都具有重要意义。
近期中国科学院地球环境研究所极端气候事件及影响（EXCEIS）团队基于树轮δ18O重建了黄土高原西南部1556年以来7–9月scPDSI变化历史。研究发现1561–1661年是近500年来亚洲夏季风强度最弱的时期，这一时期对应于“晚明弱季风期”的气候异常事件，并揭示了其内部特征（图1）。特别是，研究人员注意到在明末时期，除了著名的崇祯大旱外，还遭遇了严重的万历大旱（1585–1590年），其持续时间及严重程度与崇祯大旱相当，然而万历大旱在之前的研究中却很少提及（图2）。该研究详细揭示了万历大旱的起始时间、持续时间和结构特征。结合其他气候记录及历史记载，证实了万历大旱是明朝后期社会动荡与衰亡的早期诱因。此外，研究发现1930s–2000s期间，黄土高原地区呈现显著的变干趋势。但自2000s以来，这一变干趋势发生逆转，与西北地区气候向“暖湿化”转型的趋势相吻合（图1）。分析结果表明，ENSO通过影响亚洲夏季风强度，对明朝末期的水文气候产生显著影响，是导致万历大旱和崇祯大旱，加速明朝灭亡的重要原因。
这项研究成果发表在国际学术期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上，任萌为第一作者，任萌和刘禹研究员为共同通讯作者。该研究得到了陕西省基金、国家自然科学基金、第二次青藏科考等项目的资助。
Meng Ren*, Yu Liu*, Qiufang Cai, Qiang Li, Huiming Song, Changfeng Sun. The collapse of the Ming Dynasty actually began with the Wanli megadrought: Insights from a hydroclimate reconstruction based on tree-ring δ18O over the past 460 years. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 655, 2024, 112548.
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112548.
图1 1556–2015年7–9月scPDSI重建序列
图2 scPDSIJ-S重建与其他水文气候序列的对比. (a)scPDSIJ-S重建序列 (本文), (b)西秦岭的降水序列 (Yang et al., 2016), (c)黄土高原西部降水序列 (Liu et al., 2019), (d)中国北方降水指数序列 (Yi et al., 2009), (e)区域旱涝指数 (Zhang et al., 1981,1988,2003), (f)山东曲家洞石笋δ18O记录 (Zhao et al., 2021), (g)甘肃万象洞石笋δ18O记录 (Zhang et al., 2008).