蒙元時期，中西文化交流空前活躍，成吉思汗及其子孫的騎兵，沿著草原絲路橫掃歐亞大陸，建立起窩闊臺、察合臺、欽察、伊兒四大汗國和元朝，把歐亞大陸連成一體。蒙元時期，不僅把草原絲綢之路的南道和北道聯系起來，也把河西走廊的絲綢之路，以及四川、云貴通向南亞的道路，還有中國東南沿海與波斯灣、地中海及非洲東海岸的海洋絲綢之路聯系起來，東西方經濟文化交流特別是絲綢貿易進入了最為繁榮發展的階段。
這一時期，僅在歐亞大陸北方，就形成了4條大道：⑴從蒙古通往中亞、西亞和歐洲的道路，包括天山以北路線，準噶爾盆地以北沿線，越阿來嶺，經新疆北端也兒的石河的路線。⑵南西伯利亞各部間的東西交通路線。⑶從河西走廊通往中亞、西亞和歐洲的路線。⑷從中原內地通往中亞的道路，包括從大都（今北京）通往蒙古和林的驛道，從大都至上都（今內蒙古正藍旗的驛道）和上都至遼陽行省的驛道。自此，蒙元時期草原絲綢之路創造了最為繁榮的景象。元朝著名的大都和上都兩京，成為各國商隊匯聚之地。大都“外國巨價異物，百物之輸入此城者，世界諸城無能與比”（《馬可•波羅游記》）。上都城“煌煌千舍區，奇貨耀日出。方言互欺詆，粉質變初質。開張益茗酩，談笑合膠漆”。公元1271年，意大利旅行家馬可•波羅及其父親、叔父，從威尼斯出發，進入中亞后，轉經絲綢之路的南道進入河西走廊，考察了聯系河西走廊與草原絲路驛道上的名城亦集乃路（今內蒙古額濟納旗黑城遺址），又折回，轉經河套進入天德（今呼和浩特），踏上草原絲綢之路的南道，于1275年到上都覲見忽必烈皇帝。馬可•波羅甚得忽必烈器重，曾奉命沿西南絲路赴云南及南洋一帶巡視。馬可•波羅在中國居住17年后，于1291年奉命護送闊闊真公主，從泉州乘船抵波斯灣，與伊兒汗國君主完婚。1295年，馬可•波羅返回威尼斯。《馬可•波羅游記》一書，詳細記載了上述陸地與海上絲路的情況，尤對草原絲路記載精確，是令人信服的親歷記。內蒙古考古工作者在元上都遺址發掘的大量漢白玉建筑構件，以及在呼和浩特和陰山以北敖倫蘇木元代古城發現的景教碑，證實了馬可•波羅對元上都的描述和對陰山南北景教流行情況的記載都是真實的。關于蒙元時期東西方及南北文化交流的文物，在內蒙古還有許多發現。例如：在額濟納旗黑城南墻外側，保存有元代清真寺遺址；在呼和浩特東郊白塔村，發現鈞窯大香爐和一批越州窯名貴瓷器；在烏蘭察布明水元墓中，出土有納失石辮線錦袍及繡有獅身人面像的刺繡圖案；在赤峰地區發現元代伊斯蘭教墓石和景教徒瓷質墓碑；在包頭燕家梁、赤峰翁牛特旗等地發現的元青花瓷器，其青花顏料為西方產品；在赤峰出土有元代驛站印信“富裕站印”銅印；在烏盟四子王旗發現元代驛站遺址和巨型敖包等等。草原絲綢之路在元代確已達到極盛階段。
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