全球气候变化与人类文明历史密切相关。大量研究表明，历史上社会的动荡和朝代的更替多发生在气候恶劣时期，而太平盛世的气候条件多良好。
古梯田水稻土是研究古气候、古环境与人类活动互作的宝贵材料。梯田是人类利用和改造自然的见证和丰碑。中国梯田主要分布在南方山岭地区，以广西和云南等地居多，著名的有云南哈尼梯田、广西龙脊梯田和贵州加榜梯田等。
中国科学院地球化学研究所的李世杰研究员团队，通过不同年代序列土壤的理化测定，明确龙脊古梯田水稻种植源自元末明初（1361-1406年），至今已有600多年的耕作历史，期间因气候变化经历了多个兴衰过程。但是，目前环境考古学研究中历史事件的构建和还原多依赖古土壤的理化性质，少有涉及其中封存的微生物信息。
微生物是土壤发生发育的重要参与者，是元素生物地球化学循环的驱动者，敏感响应于全球气候变化和人类农业活动。中国科学院城市环境研究所朱永官研究员团队已发现古土壤中的微生物组成与当代不同。在此认知基础上，中国科学院南京土壤研究所冯有智研究员团队，推测龙脊古梯田水稻土中封存的微生物信息可以还原古气候、古环境和人类农业活动相互作用过程，并有望成为环境考古学研究中潜在的代用指标。
冯有智研究员选择了土壤微生物中一类产生甲烷的古菌（产甲烷古菌）来进行相关研究。在研究中，他们利用新技术对龙脊梯田水稻土不同年代序列产甲烷古菌的数量、群落结构和多样性变化进行了测定，进一步与多个理化代用指标和历史事件进行了相关性分析。
结果表明，龙脊古梯田水稻土不同年代序列中的产甲烷古菌数量、多样性和群落结构和理化代用指标密切相关，随龙脊当地农业耕作方式与过程呈现相同的变化规律。与古气候和地方志记录的关联发现，百年尺度的中世纪小冰川期内，气候的恶化不适于当地水稻的种植，反映于产甲烷古菌数量下降、群落结构差异大；爆发于广西的太平天国起义也严重影响了当地的农业耕作；有记录的多次地震和洪水等自然灾害事件对当地稻田耕作的影响，均能反映在产甲烷古菌数量和群落变化上。这种高度的相关性表明，古土壤中封存的微生物信息可作为环境考古学研究中新的代用指标，并有望纳入环境考古学研究的常规范畴中。
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