近十年来，发现社会对气候变化的反应的研究数量剧增，这些研究被称为HCS（气候与社会史，History of Climate and Society）。本文将气候变化所涉及的诸多相关研究进行了归纳总结。

前言

气候变化影响人类历史的想法可以追溯到古代。但有迹可循的最近证据来自17世纪，一些学者将海洋化石、不稳定的巨石、太阳及其恒星的辐射波动作为气候现象进行研究，这一时期的研究也为殖民活动提供了“借口”。后来，天文学家通过年轮研究季节性降水，一些地理学家和经济学家开始寻找谷物价格和天气之间的关系，并有人提出月球、太阳与地球的相对位置塑造了格陵兰岛和冰岛的环境。这些说法刺激了后世对气候变化的更深层次的研究。

本文首次将考古学、经济学、遗传学、地理学、历史学和古气候学的研究进行整合，首先解释了古气候学家和历史气候学家如何构建气候变化和异常，然后对30万年智人历史上的重大变化和异常现象进行概述，并解释了这些波动的原因和环境后果。其次，本文介绍了HCS主要学科学者采用的来源、方法和模型，进而描述了HCS在这些学科中的讨论、主题和发现，然后概述了跨学科、“一致”的方法在该领域的潜力。最后解释了HCS研究如何为应对人类全球变暖的政策和行动提供有用信息。

重建气候变化

十九世纪以前，对气候的了解主要来自于自然的记录，包括年轮、洞穴、珊瑚礁、极地和高海拔冰川和冰盖、以及湖泊和海洋的有机和无机沉淀物（如图1所示）。这些记录是生物、化学和物理过程的结果，可以根据这些现象“重建”过去的气候，反映过去的环境及其形成条件。这个逆过程往往并不完美，是相对定性的，例如对于干燥或潮湿的分类，更冷或者更暖的分类等。或者转换成定性且定量的指标，例如温度、降水、土壤水分、盐度或者土壤特征、海洋或者大气环流等。这些重建过程充满了不确定性，例如海洋沉积物并不能区分数百年和数千年的时间尺度。

图1 古气候和古环境数据的分布

气候变化引起了人类社会的反应，这为重建气候变化提供了额外的证据。历史气候学家称之为“社会档案”。这些档案主要包括对过去天气的文字记录，以及对人类活动的影响。例如航海时代对海风、海水和冰川的记录。这些记录应当谨慎看待，它们被记录的动机很多，但测量天气的手段有限；受天气影响的活动的记录也应当谨慎看待。

智人历史上的气候变化及成因

在数千年的时间尺度上，气候变化是由地球轨道的变化决定的，地球轨道控制着入射的太阳能的纬度和季节分布。通过影响高纬度的季节性日照量，这一周期性变化结合冰反照及温室气体变化推动了过去30万年间高纬度冰盖的三轮膨胀和融化（如图2所示）。在冰河时期，全球气温可能比工业化前低6摄氏度，且总体而言，全球气候较干燥，大气寒冷且持有较少的水。然而，也有地区存在例外，在冰河时期，白令陆（今阿拉斯加）和西伯利亚东北部经历了最小的降温，因为冰盖引起的大气环流变化使得该地区更加温暖和干燥，几年之内，格陵兰的气温变化超过10摄氏度。这些类似时间的持续时间超过一千年，且影响了气候。

在间冰期暖期，全球温度接近或略高于前工业时代（19世纪后期）。

末次盛冰期（约20000BP）之后，全球气温上升了大概7摄氏度。与之前的冰川周期一样，这种冰川变暖是由轨道强迫引发的，但是直接辐射的驱动因素是温室气体的增加和北半球冰盖损失。

更新世（2580000-11700BP）以交替的冰期和间冰期为特征，进而是全新世（11700BP至前工业时代）。从大约7000年前到20世纪，全球年平均温度相对稳定。

中世纪的气候异常，一段相对温暖的温度时期，跨越了公元一千年至两千年的时期，反映了辐射强迫和内部气候系统变率的微弱增加。特别是对中世纪的空间气候重建，可以粗略地确定百年尺度地气候异常。例如气候异常对人类社会也产生了影响，降水和土壤水分异常影响了农业生产。

图2 过去350000年中全球平均表面温度变化

揭示人类反应：证据

人类对这些气候做出反应的证据存在于基因、语言、废墟、遗址、文件档案和古代艺术中。由于气候变化对人类产生的影响，当代的DNA可以提出令人信服的人类和气候之间的联系。近20年来，从古代遗骸中提取DNA的技术彻底改变了重建人类历史的能力，现在可以建立时间序列，直接记录过去遗传特征的渐进积累。但这种技术的应用收到环境的限制，永久冻土可以拿到数十万年前的样本，但热带地区则困难得多。

考古记录提供了多种研究过去相互作用的环境和人类社会的来源。考古数据可以把人类社会与生态联系起来。考古的核心是物质文化，例如狩猎设备、农牧业活动以及政治组织的变化。此外，考古不仅包括人工制品，还包括诸多生态和地理记录，不限于DNA，还包括脂质、同位素和其他残基。

气候历史学家以及许多地理学家和经济学家主要依靠过去的书面记录。他们的研究长期专注于文字记录的时间和地点信息，这些证据要么直接提及天气，要么描述环境和社会变化受到天气的影响。这些记录可能会揭示天气和相关生态现象，同时政府或者相关机构可以记录社会的变化。

气候历史学家的信息来源记录了人类和环境变化。例如视觉艺术，可能描绘了局部事件，但也反映了当时的社会文化。气候历史学家致力于研究天气对文化、政治和社会经济力量的影响。

虽然文字记录对历史学家很有用，但实际上全球大部分地区都无法获得文字记录。如果缺少当地记录，历史学家可能通过历史语言数据来理解人类对过去气候变化的反应，也通过口述历史来识别环境变化，但分辨率较低，偶尔会跨越几个世纪甚至数千年。尽管如此，仍旧面临很大的局限性。当今的研究鼓励不同学科学者和历史学家之间的合作，尤其是考古学和古气候学。

揭示人类反应：方法

种群遗传学提供了重建过去的人口统计的工具，从而量化人类对气候变化的反应，并研究支持对气候的选择性反应的特定基因。鉴于测序成本急剧下降，在过去的十年中，全基因组测序已经成为标准方法。考古学家还可发了广泛的处理人与环境关系的工具，包括使用GIS 来分析数据分布。考古学也可以研究人类对气候变化的跨时空尺度的反应。

大多数使用历史资料的HCS学者通过两种方法来建立气候变化引起的社会变化（如图3所示）。历史学家通过因果关系并通过密切的文本分析和语境化得出推论的方法，比较结果类似的社会或气候变化案例；并考虑反事实情况。气候历史学家用这些方法来进行叙事，从而确立必要的气候变化或社会变化。地理学家和经济学家主要使用因果关系，通过量化历史证据并发现气候和社会趋势之间的相关性，使用统计方法来识别气候变化对不同变量的影响。这些方法原则上是可行的，但是实际应用中常常被批评不够严谨或“科学”，局限于特定的案例研究，缺乏预测能力。同时许多历史学家驳斥了因果关系法缺乏文本分析的基础，以及在偶然的历史中缺乏解释力。最近，学者们发现了HCS因果关系方法的缺点。例如对其后重建的误解，容易将相关性等同于因果关系等。

图3 HCS学术中的不同方法和信息来源

揭示人类反应：模型

遗传学家用于重建人口统计学的模型取决于可用数据的类型，重建人口规模随事件逐渐变化的模型。考虑多个群体之间关系的模型通常需要遗传学家定义特定事件，然后可以对其进行测试和量化。可以使用遗传数据的不同方面定义模型与现实证据的相容程度。最近已经开发出使用古代DNA提供的时间序列的技术们可以直接观察选择导致的变化。这些方法尚未被用于调查气候影响，鉴于正在恢复的人类古代基因组数量呈指数上升，未来大有可为。

诸如“弹性”、“适应”和“脆弱性”等术语的使用在考古学中普遍用来描述人类对气候变化的反应。许多考古学家将复原力定义为形式弹性理论（RT），其核心是一种将人类行为适应与外界环境变化之间的联系概念化的方法。该方法基于适应性循环模型，其中社会生态系统经过四个阶段（生长、保持、释放和重组）构成一个循环（如图4所示）。

图4 典型的适应循环（上），IPCC定义的脆弱性、弹性和适应

一些考古学家和历史学家现在强调考古或历史研究的潜力进行比较的“自然实验”（如在村庄、城市和文化经历气候变化之前或之后的状况）。部分研究受到了考古学家、历史学家的影响，还采用了适应、弹性和脆弱性的概念。最有影响力的气候模型优先考虑随时间的变化，历史、地理和经济学中的模型通常关注变化在不同社会元素上的不均衡的幅度。例如，长期影响顺序模型（图5）中气候变化概念对过去社会中的生物物理、经济、社会、文化转型的直接影响逐渐减少。

图5 一个气候历史学家广泛使用的影响顺序模型

历史学家最初使用这一模型描述社会对气候的反应，地理学家和经济学家开发了类似的模型来确定气候变化如何引发战争和人口危机。最近一些历史学家指出，影响顺序模型取决于气候变化对农牧业比其他部门具有更直接的影响的假设，这一模型在诸多历史背景下愈发不准确。一些历史学家所呼吁的是包括机制的过程模型，从而提供新的方法来概念化气候如何变化推动了大规模的社会变革。历史学家使用了一个更具有影响力的过程模型指出了协同作用引发的农业减产会随着气候异常而加剧，以及许多进一步降低农业生产力的社会弊病（图6）。

图6 致命协同模型

HCS发现：遗传学

古基因证据可以揭示人口变化与气候趋势之间令人信服的相关性。通过重构局部环境条件，HCS学者可以推断气候变化与人口迁移、扩张及灭绝之间的因果关系。种群遗传学在为“非洲外”现代人类起源提供支持方面发挥了关键作用。从遗传学推断，人类范围扩大与气候变化之间存在联系。气候变化引起的一系列条件推动了移民离开非洲。气候变化与人口统计学之间的相关性并不能揭示因果关系，更不能说明人类行动的动机。因此HCS学者尝试更直接的将环境变量与基因流动水平联系起来的方法，以研究气候对当代人类行动的影响。遗传学家也将更新世狩猎采集者所经历的气候变化与人类中持续存在的基因适应联系起来。SNP（单核苷酸多态性）频率与气候重建之间关联的明确测试表明，受气候影响的选择是某些遗传变异频率上升的可能解释。

HCS发现：考古学

考古学家们现在毫无疑问，从最广泛的意义上说，早期人类历史是受到气候变化的影响和制约的。考古证据支持将人类种群的变化与更新世期间的气候变化联系起来的遗传证据。然而，考古学家强调，更新世的气候波动有助于鼓励这些种群内的生物和文化适应，最终使人类社区能够以不断扩大的规模对环境进行改造。

农业生活方式的根源可以追溯到更新世，但新石器时代革命——农业的广泛传播以及随之而来的技术和文化创新——仅在全新世开始时才展开。气候变化可能通过破坏其农业基础加速了一些古代帝国的衰落，但考古学家通常难以确定气候影响对政治和经济趋势的相对贡献。考古学家在 LALIA 期间发现了同样复杂的社会动荡证据。几个世纪后，在中世纪气候异常 (MCA) 期间，北欧定居者占领了冰岛以及格陵兰和加拿大沿海的部分地区。然而，许多考古学家——包括一些最初将北欧人定性为不灵活的考古学家——现在强调，北欧定居者发展了适应北大西洋不同环境的传统生态知识。

近年来，考古学家在 LIA 或 MCA 的简单框架之外，类似地重新构想了其他具有魅力的共同时代崩溃案例研究，这些案例曾经似乎是气候变化或变异的直接后果。包括考古学家在内的其他学者指出，最干旱地区的玛雅政体最后被遗弃，崩溃的社会、政治和人口表现还有其他合理的社会原因。该地区的进一步工作已经发现了更多和更高分辨率的古气候证据——最重要的是来自洞穴——在经典末期期间和之后，整个尤卡坦半岛反复发生严重干旱。无论如何，古典玛雅政体中大规模饥饿和死亡的考古证据有限，这表明这些压力源鼓励了适应性迁移和重新安置。总之，考古记录提供了强有力的证据，表明气候变化在更新世和全新世期间引发了许多社会的深刻转变。

HCS发现：历史学

长期以来，HCS 的历史研究一直集中在通过幸存的文件和艺术充分记录的时期和地点。这种关注部分解释了气候历史学家在 LIA 期间对欧洲以及在一定程度上对它的殖民地给予不成比例的关注。印刷术在近代早期欧洲的广泛采用恰逢国家官僚机构的加强，以鼓励天气和社会对天气反应的文献证据的广泛传播。丰富多样的文件使气候历史学家能够以比其他学科学者通常可能的分辨率更高的分辨率确定大规模气候变化、地方或区域环境变化和人类反应之间的因果关系。

通过使用社会档案和自然档案，气候历史学家已经确定，与 LIA 最冷的几十年相关的极端温度和降水减少了欧洲社区的可及性，并且在许多情况下减少了食物和燃料的供应。历史学家发现，极端降水降低了家畜干草的质量和数量，干草不仅以乳制品和肉类的方式提供食物，还提供了维持农业经济的商品和劳动力。虽然历史学家长期以来一直指责 HCS 学者是环境决定论，但气候历史学家越来越多地认为，当与 LIA 相关的天气导致收成失败时，人们远非无助。历史学家已经证明，欧洲政府和社区也采取了长期战略，有意或无意地帮助他们适应 LIA 的气候趋势。尽管如此，气候历史学家长期以来一直特别关注 LIA 期间的气候异常，这些异常使社区的复原力和适应能力不堪重负。因此，气候历史学家一直认为，即使在最近几个世纪，温度和降水的波动幅度远小于全球变暖已经引起的波动，但仍使强大的大国陷入危机。然而，近几十年来，历史学家发现了 LIA 气候异常与欧洲以外的生存危机之间的许多类似联系。因此，气候历史学家提出的最引人注目的元叙事可能是 LIA 引发了一场或多场“全球危机”，当时极端降温和降水导致大陆甚至半球规模的长期粮食短缺和政治动荡。气候历史学家越来越多地考虑人口如何在 LIA 期间找到茁壮成长的方法，通常是在诸如公海或横跨北美土著地区的地区——这些地区在以前的历史中基本上被忽略了。虽然气候历史学家长期以来一直关注 LIA，它拥有丰富的历史和古气候数据，但他们越来越多地考虑气候变化的早期阶段。气候历史上最重要的发展之一是越来越“转向”考虑气候变化的文化层面的研究。然而，当气候变化的文化史假设适度的气候变化与具有更合理的社会、经济和政治原因的文化转变之间存在广泛联系时，它们可能会出现问题。然而，当气候变化的文化史假设适度的气候变化与具有更合理的社会、经济和政治原因的文化转变之间存在广泛联系时，它们可能会出现问题。

HCS发现：地理和经济学

大多数 HCS 研究，无论其学科如何，都是从学者们确定气候和社会变化之间的一种或多种相关性开始的。许多遵循因果关系法的学者——包括几乎所有的历史学家——都使用相关性作为在通常受时间或空间限制的案例研究中建立因果关系的起点。对他们来说，因果关系可以通过基于定性和定量来源的推论来确定，但需要注意的是，它永远无法确定。

然而，地理学家和经济学家早就开创了另一种因果效应方法，其中量化来源之间的相关性通常不是研究项目的开始，而是研究项目的结束。这一挑战促使地理学家和一些经济学家关注历史上战争是否是由降水和干旱的趋势引起的。近年来，地理学家和经济学家使用统计方法，如小波分析和格兰杰因果检验，试图确认显着相关性所隐含的因果关系。然而，许多学者现在试图找到气候趋势与社会变化之间的相关性，在许多情况下，这些相关性在许多情况下比战争更难识别，更不用说量化了。尽管如此，地理学家和经济学家的研究确实提供了一种方法，通过这种方法，历史学家或考古学家发现的案例研究可以在大空间和时间尺度上进行系统评估。

一致的研究团队和耦合建模

虽然不同学科的学者以不同的方式进行 HCS 研究，但该领域在学科之间的划分并不总是很明显。例如，HCS 学者可能拥有与重建气候变化和确定气候变化对人类影响相关的多个学科的学位。长期以来，密切的联系一直将这些学科中的两个或更多的学者联系起来。第一批 HCS 研究是通过地理学家与古气候学家的合作开发的，古气候学家长期以来与考古学家进行了卓有成效的合作。

然而，类似的联系并不能弥合最参与 HCS 研究的所有学科的学者，因此该领域的许多出版物滥用气候重建或简单地假设人类对气候变化的反应。许多 HCS 学者认为，如果没有对潜在社会环境系统的有力、机械化的理解，过去气候和社会变化之间的比较无法提供可靠的、跨学科的经验教训来增强当今的可持续性。植根于经济理论的复杂“综合评估模型”在当代可持续性研究中通常用于此类目的，但对数据的要求很高，缺乏对长期历史中的不同社会进行建模所需的灵活性和活力。或者，“完全耦合”模型捕捉了“社会”和“自然”子组件之间丰富的双向交互，表现出松散耦合替代方案中不存在的紧急行为，例如阈值、时间滞后和反馈。消费者资源模型强调了规模和相互联系对于理解过去复杂的社会和环境系统的关键作用。

图7 消费者-资源网络概念图

HCS展望

许多 HCS 学者研究过去的部分原因是为了揭示气候和社会变化之间普遍适用的关系。在确定这些关系时，许多人希望激发气候行动主义或为气候政策的发展做出贡献。尽管有这种共同的动机，不同学科的学者已经开发出不同的方法来利用过去来鼓励或塑造现在的行动。

例如，经济学家、地理学家和古科学家可能会提请注意他们在统计工作中确定的气候和社会趋势之间令人不安的关系。为了影响政策，地理学家和经济学家开创了计量经济学方法，利用过去气候和社会趋势之间的相关性来预测未来这些趋势之间的持续相关性，从而预测因果关系。然而，学者们很难从 HCS 学术中得出与政策相关的结论，然后以政策制定者和顾问可以理解的格式发布这些结论。然而，HCS 学术界在评估气候变化的未来和政策制定方面的代表性通常不足。当咨询该领域以帮助决策者预测或为未来做准备时，地理学家和经济学家的统计研究通常优先于其他学科学者的定性研究。

内容：万东卫

编辑：丁博文鹏