草原絲綢之路上的文化交流和商品交換的興旺，與草原上政治中心城市的形成有密切關系。匈奴全盛時，其政治中心在漠北草原，以龍城為單于庭（今蒙古國烏蘭巴托南部），該城遂成為中原文明、西方文明與草原文明的交匯地。在烏蘭巴托附近的諾彥烏拉匈奴墓中，出土了大量的漢朝的錦繡織物，用彩絲繡出流云、鳥獸、神仙騎鹿的圖案；還出土有安息、大夏、小亞細亞的毛織品，上面的圖案有植物紋、鳥獸紋及人物紋。另外，在絲綢上還繡有形同黑海北岸斯基泰文化的人物形象，這種把中原文化與西方文化融合在一起的絲綢刺繡，應是匈奴人的作品。這些考古資料，是研究中西文化交流的重要依據。公元4世紀，拓跋鮮卑從大興安嶺密林西遷南下，建立北魏王朝，初都盛樂（今呼和浩特和林格爾），繼都平城（今山西大同）。其政治中心在草原絲綢之路的南道上，可以南控中原，北領草原上諸游牧民族。中西文化交流的碩果，突出地體現在大同云岡石窟的佛教藝術中。其早期的“曇耀五窟”，佛教造像具有濃郁的犍陀羅（今巴基斯坦及阿富汗西部一帶）藝術風格，還有中亞地區服裝的特點。經考證，南北朝時期的草原絲綢之路，與傳統的由長安西行的絲綢之路，在甘肅武威附近分出的道路聯為一體，這條道路沿內蒙古陰山河套一線到達今呼和浩特和山西省大同市，又繼續東行，經燕山、七老圖山至內蒙古赤峰南部和東北各地。在這條路上，先后在銀川、呼和浩特、大同發現東羅馬帝國的金幣；在寧夏固原、內蒙古呼和浩特、山西大同還出土有產自西亞的金銀器，等等。這些出土文物，證明沿陰山河套東行的草原絲路的南線曾相當繁榮，草原絲綢之路與傳統意義上的絲綢之路，已經緊密聯系為一體。
唐代，中西方文化交流進入全盛時期，唐太宗被草原各部尊為“天可汗”，各草原民族的君長來長安朝拜，多走陰山河套一線的“參天可汗道”，中原與草原絲路的聯系暢通無阻。之后，唐王朝在北部疆域建五大都護府，直接控制中亞至遼東半島的通道。其中，在今內蒙古呼和浩特土默川上建的單于大都護府（故址在今內蒙古和林格爾縣土城子古城）的政治地位最高。該城為突厥人阿思德為唐高宗的兒子李旦籌建，李旦后來做了皇帝（唐睿宗），單于大都護府也成為通往草原絲路的商貿中心。土默川平原三面環山，一面向著黃河，有通衢大道與中原相連，在北方草原長城地帶是一片形勝之地。考古工作者在土默川平原上，多次發現東羅馬金幣和波斯薩珊王朝銀幣；在土默特左旗水磨溝，出土了彎月形金冠飾片及東羅馬商人的墓葬；在陰山山脈中，還發現有突厥人的石人墓，這些都是唐代北方草原地區東西方文化交流的見證。
在內蒙古東部赤峰市敖漢旗，1976年曾連續出土了兩批典型的波斯銀器，有波斯銀執壺和猞猁紋銀盤等。銀執壺頂端有一個鎏金胡人頭像，高鼻深目，八字胡須，短發后梳，是典型的胡人形象；猞猁紋銀盤則不見于中國傳統工藝，也是中西交流中的輸入品。因此，我國著名考古學家夏鼐先生認為：這些銀器都是公元7世紀波斯薩珊王朝在東伊朗高原制作的工藝品。唐朝時期，諸多文化傳入草原，對當時及后世的草原文化產生了深遠的影響。例如，在草原地區發現的聶斯托里派（又稱景教，為基督教的一支）墓石，即是唐武宗滅佛后，在長安的景教徒與眾多的回鶻人一起，從長安逃至草原時傳播來的。從唐代直至遼、金、元時期，北方草原的汪古部、乃蠻部、克烈部等，都是信仰景教的部族。
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