湖北天门谭家岭遗址全新世中晚期气候变化及其对人类活动的影响

石家河文化是长江中游地区早期文明演化进程中的重要阶段,然而目前对于石家河文化的绝对年代尚存有分歧,对该时期环境特征与人类文明相互关系的研究也较少.选择石家河文化典型遗址——谭家岭遗址为研究对象,经美国NSF-Arizona AMS实验室对该遗址剖面AMS 14C年龄的测定,并结合石家河文化的相对年代,可知石家河文化的绝对年代定在4 800~4 100 cal. a BP比较合适;通过对该遗址剖面的地球化学元素分析,借助主成分分析、环境C值等统计分析方法,结果表明:本区在4 850~4 300 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于高值段,反映气候相对温暖湿润,同时反映人类活动的指标F₁和F₃得分也处于高值段,表明人类活动较强;在4 300~4 124 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于低值段,揭示气候进入相对寒冷干旱时期,同时F₁和F₃得分显著降低,指示人类活动减弱,石家河文化走向衰败.本文研究结果表明距今4300a暖湿转为干冷气候背景下的洪水事件可能促使石家河文化走向衰败.      

华北平原小冰期以来干湿变化与人类活动特征

气候变化尤其干湿变化对人类活动具有重要影响,高分辨率地重建过去的干湿变化是研究区域干湿变化的基础,同时也为未来气候变化提供依据。目前针对华北地区小冰期高分辨率的气候变化研究还较少,特别是干湿变化研究更少。本研究在3个AMS-14C测年的基础上,通过99个样品的孢粉、炭屑、粒度等指标高分辨率地重建了该地区小冰期以来的气候干湿变化特征及与人类活动强度的关系。结果表明:小冰期之前(约1340 A.D.)乔木花粉含量多在25%以上,指示流域植被以森林草地景观为主,沉积物颗粒较粗,沉积环境不稳定,气候较为湿润。小冰期期间(1340~1920 A.D.)乔木花粉多降低至15%以下,喜干的藜科、荨麻属和葎草属花粉含量明显增加,指示气候整体变干,但不同阶段变干程度又存在明显差异:小冰期早期(1340~1580 A.D.)孢粉组合中喜干的藜科花粉含量逐渐增加,湿生植物花粉含量减少,PCA axis 1得分值多在0~1之间,显示气候偏干。该时期与人类活动有关的炭屑浓度、农作物(禾本科≥35μm)花粉和磷(P)含量均最低,说明小冰期早期研究区人类活动强度相对较弱;小冰期中期(1580~1800 A.D.)喜干的藜科、荨麻属和葎草属花粉含量达到最高值,PCA axis 1得分值较小冰期早期更正偏,指示气候更为干旱。炭屑浓度、伴人植物、磷(P)含量和农作物(禾本科≥35μm)花粉均达最高值,指示人类活动强度明显增强;小冰期晚期(1800~1920 A.D.)湿生的禾本科和水生植物狐尾藻属等花粉含量达到最高值,PCA axis 1得分值负偏,指示气候变湿润。该阶段农作物(禾本科≥35μm)花粉、炭屑浓度和磷(P)含量较上一时期均略有降低,表明人类活动强度较小冰期中期略有降低。小冰期以后(1920年至今)喜湿的禾本科和水生植物狐尾藻属花粉含量减少,与小冰期晚期相比,气候向着干旱化方向发展.     

湖北荆门屈家岭遗址史前农业发展的植硅体证据

采用植硅体分析方法,对湖北荆门屈家岭遗址南部2015~2017年度主发掘区TN14W35探方内油子岭至石家河文化时期(5800~4200 a B.P.)的地层土样进行了系统取样分析,并重点对水稻扇型植硅体形态特征进行了研究.结果显示,遗址各文化时期土样中均含有丰富的水稻(Oryza sativa)特征型植硅体,表明稻作农业在屈家岭遗址各阶段先民植物资源的开发利用中始终占据着主导地位.同时,实验还在油子岭和屈家岭文化地层发现粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)植硅体,但从发现数量看,粟类作物在屈家岭遗址先民农作物利用结构中只占据极小的比重.论文通过对水稻扇型植硅体形态参数测量和鱼鳞状纹饰统计发现,屈家岭遗址的水稻遗存主要属于粳稻类型,且驯化程度在油子岭文化早期时期就已经达到现代栽培稻水平.本文研究揭示了屈家岭遗址先民的农业结构、水稻类型及驯化水平,为了解江汉平原汉水东部地区新石器时代晚期人类生业形式与水稻驯化水平等提供了重要科学依据.     

上山遗址区沉积过程与人类活动的关系

上山遗址是上山文化（11~8.5 ka）的代表性遗址,位于钱塘江上游浦阳江北岸的二级阶地上,是迄今长江下游地区发现的最早的新石器时代遗址,也是研究稻作农业起源的重要遗址。近年来,国内外学者对上山遗址进行了大量的研究,主要集中于遗址的文化面貌、出土遗存等方面,对全新世早期人地关系演化、上山文化产生的环境背景研究相对薄弱。通过选取上山遗址区沉积剖面（SSYZ）以及探方（SSS）的沉积物样品进行粒度、磁化率、土壤有机碳、孢粉和炭屑分析,结合考古发掘资料及区域气候环境背景,探讨了遗址区沉积过程、古环境条件及其与人类活动的关系。结果表明:1）上山遗址区在晚更新世以来（130 ka~近现代）经历了河漫滩（202~142 cm）、粉尘堆积（142~72 cm）、考古文化层（72~24 cm）和现代耕作（24~0 cm）4个沉积阶段;2）粉尘堆积是上山遗址区沉积演化的转折阶段。这一阶段气候环境偏干,粉尘堆积于河流的二级阶地之上使地势不断增高,并逐步脱离洪水的影响。以粉砂为主的物质组成,也为早期稻作农业的孕育奠定了母质基础;3）SSYZ剖面磁化率自下而上增高,其中低频、频率磁化率在文化层达到剖面峰值,并且与探方文化层磁化率变化趋势一致,反映了人类活动对磁化率值的影响;4）130~11 ka,孢粉和炭屑的总浓度先增加后减少,乔灌木花粉的百分比含量较高且呈减少的趋势,陆生草本花粉百分比含量呈增加趋势,反映研究区气候环境整体较好,但经历了较大的波动并呈恶化趋势,植被覆盖度较高但呈减小的趋势,与末次间冰期—冰期气候条件较为吻合。全新世以来水热条件好转,植物资源丰富,乔灌木、松科和湿生草本的花粉增加,陆生草本花粉减少但禾本科花粉明显增加,并且土壤有机碳含量增加,土壤肥力增强,加上近河的地理位置便于先民获取灌溉水源及石器原料,遗址区环境适合人类活动,最终孕育了中国早期的稻作农业文化—上山文化。在文化层中以松科为主的乔灌木植物花粉含量呈减少趋势,而以禾本科为主的陆生草本以及湿生草本的花粉含量呈增加趋势,可能是由于先人住房等生产、生活活动中需要砍伐森林,及人类活动强度的增强使增加了对植物资源的利用。     

辽西城子山遗址夏家店下层文化期农业活动特征及环境效应

以辽西城子山文化遗存剖面为研究对象,运用花粉、炭屑、炭化种子和果壳等指标,重建城子山地区夏家店下层文化期农业活动特征及环境效应.研究显示城子山原生植被主要为松属针叶林,先民采用"刀耕火种"农业模式毁林开荒,导致原生植被消失以及次生榛属灌丛和杂草增加.城子山剖面中禾本科花粉含量峰值与炭屑浓度峰值相对应,表明先民高强度或频...     

浙江下王渡遗址中晚全新世古环境演变及人类活动初步研究

通过对浙江宁奉平原下王渡遗址剖面样品的孢粉以及地化元素分析,结合5个AMS14C年代数据及考古学文化分层,揭示了河姆渡晚期文化时期及良渚时期该遗址所在区域环境变化及人类活动响应。研究表明：该遗址区温暖湿润的气候条件为河姆渡先民的定居创造了条件,植被面貌以常绿落叶阔叶混交林为主。孢粉及地化元素等证据表明中全新世的海侵使得该遗址区发生了一次文化中断,海洋的影响从河姆渡文化第四期开始逐渐消退。从这一时期开始,草本植物花粉占比很大程度地超过乔灌木植物花粉,特别是粒径不小于37 μm禾本科花粉含量的增加,推测为栽培作物类型。花粉信号揭示了人类活动对自然环境的改造开始逐渐加强,在下王渡遗址区附近可能出现有一定规模的水稻种植区。     

江汉平原北部汉水以东地区新石器晚期文化兴衰与环境的关系

新石器晚期江汉平原北部汉水以东地区成为长江中游的文化核心区,出现了文化高度繁荣又快速衰落的逆转,处于发展初期的区域文明走向崩溃。文章基于屈家岭剖面常量元素氧化物和TOC含量的分析结果,综合多种环境要素,探讨汉水下游地区全新世中晚期地貌、气候、水文等环境变化与文化兴衰的关系。研究认为,该地区5.4～4.6kaB.P.的气候整体暖湿,晚期暖湿程度有所降低;4.6～4.2kaB.P.气候较为稳定,温暖湿润程度有所回升; 4.2～2.7kaB.P.气候处于持续变干凉阶段; 2.7～0.5kaB.P.气候温湿程度开始回升,并略有波动,但比4.2kaB.P.前仍然偏干凉。以岗状平原为主的江汉平原北部地区优越的地理环境,整体暖湿的气候,为屈家岭文化、石家河文化的高度繁荣提供了环境基础,该时期的聚落数量和分布密度达到了长江中游新石器时期的最高峰。石家河晚期的气候变干变凉,对文化发展产生了一定影响,但不是石家河文化衰落的主要原因。该地区5～3kaB.P.的水位存在波动上升的趋势,这种变化主要受构造沉降、全新世以来海面上升和泥沙淤积的控制。江湖水位的波动上升而引起的洪患加剧,及人类活动向地势低平的江汉平原腹地扩展,这种水文过程和社会发展过程的矛盾,到石家河文化晚期尤为突出,可能是导致石家河文化走向衰落的主要原因。该地区内部或同其他地区之间的冲突可能加速了石家河文化的崩溃。     

晋冀低山丘陵区人工扰动植被花粉组合特征

54个晋冀低山丘陵区人工和人工扰动植被表土花粉样品分析表明:花粉组合以草本植物花粉(74.5％)为主,乔木花粉含量低于20％。人类活动较强的农田以谷物禾本科、蒿属和藜科花粉为主,人类活动较弱的荒地以蒿属、藜科和杂草禾本科花粉为主。人类活动强度不同,指示种不同,孢粉浓度亦不同;农田指示种为谷物禾本科、葡萄科和胡桃科,孢粉浓度约4380粒/g;而蒿属、蓼科和蔷薇科则为荒地指示种,孢粉浓度约10983粒/g。农作物种植方式不同,谷物禾本科花粉含量不同,单一禾本科作物种植区谷物禾本科花粉含量(40.2％)高于多种作物混作区(18.8％)和荒地(3.8％)的含量。谷物禾本科含量的变化可以为利用化石花粉提取和检测人类活动信息提供依据,也可为利用地层中谷物禾本科花粉判断古代农业活动提供依据。     

坝上草原相关花粉源范围与相对花粉产量估算

基于坝上草原地区30个采样点表土花粉分析和植被调查的研究结果显示,花粉组合以蒿属、藜科、禾本科、菊科和莎草科等草本植物为主,基本能够反映草原植被特征,但花粉百分比与其在植被中盖度差异明显.运用Extended R-Value(ERV)模型估算的坝上草原区相关花粉源范围大致为2100m,当风速大于3.5m/s时,基本稳定,受风速影响不大.估算的相对花粉产量结果显示,蒿属和藜科的相对花粉产量最高,为禾本科的20倍左右;其次为莎草科和菊科,为禾本科的7～9倍;百合科略高于禾本科;旋花科、豆科、唇形科及委陵菜属的相对花粉产量则明显低于禾本科.利用相对花粉产量对花粉与植被关系的校正结果表明:蒿属、藜科的校正效果明显,其相对花粉产量可以作为定量重建古植被的参考;莎草科、菊科、百合科和唇形科由于受植被和花粉数据梯度限制,其相对花粉产量能否用于植被与花粉关系的校正有待通过更多植被群落调查进一步证实;其他花粉类型由于在花粉组合中含量多低于5％,所以在校正花粉与植被关系时的作用不明显.     

肇庆高要泥炭沉积揭示的全新世植被演变及人类活动历史

位于珠江三角洲西北边缘地区的肇庆高要钻孔岩芯长610cm,其泥炭沉积物记录了全新世的沉积过程、植被演变和人类活动历史.根据木屑及泥炭沉积物的AMS-14C测年,钻孔底部年龄按沉积速率外推大约为6100cal.a B.P..在孔深536～ 175cm段发现以水松(Glyptostrobus pensilis)为主的原位腐木根茎和泥炭沉积.孢粉研究表明近6000年来钻孔所在区域植被类型发生了明显变化,经历了常绿阔叶林→水松森林沼泽→常绿阔叶林→草地沼泽→次生林及草地农田5个阶段.当地的水松沼泽群落在4900～ 2900cal.aB.P.期间十分繁盛,该阶段后期随着沼泽湿地面积的缩小呈现缓慢衰退的趋势;在2900cal.aB.P.左右水松林面积大幅缩小,水松森林沼泽快速转变成浅水及早地莎草科、禾本科为主的草地沼泽;约1700cal.aB.P.后研究区域残余的天然水松基本消失.炭屑分析表明,火灾事件始于距今3500cal.aB.P.,与该地区新石器时代末期相对应,揭示了该区域早期农业的初始时代.乔木植物的比例在2660cal.a B.P.骤减,禾本科、里白/芒箕、松属等先锋属种大量生长,这个过程伴随着炭屑浓度的大幅增加,指示人类刀耕火种活动逐渐增强.研究表明,晚全新世三角洲进积、海岸带推移、潜水位下降和人类活动等综合因素导致了研究区域水松林的消亡,近2600年三角洲早期农业的发展大大加剧了当地水松群落的衰退速度.     

北京天竺晚上新世以来植被演替与气候变迁

研究了北京天竺TZ01钻孔岩心孢粉样品239块，孢粉组合反映了北京天竺晚上新世以来(约3.580 Ma BP)植被演替和气候变迁大致经历了10个发展阶段：(1) 3.580～3.050 Ma BP：以针叶林植被为主，气候寒冷偏湿；(2) 3.050～2.555 Ma BP：植被为落叶阔叶和常绿阔叶混交林-草原类型，该阶段开始升温，但气候较为温暖湿润；(3)2.555～2.300 Ma BP：植被为温凉偏干的疏林草原，湿度开始下降；(4) 2.300～1770 Ma BP：植被类型仍为疏林草原，该阶段温度上升，但幅度并不大，湿度基本不变，气候温凉干爽；(5) 1.770～1.070 Ma BP：植被类型为针阔混交林-草原，气候温暖湿润；(6) 1.070～0.922 Ma BP：植被演替为较暖湿略干的针阔混交林-草原；(7)0.922～0.800 Ma BP：植被为较寒冷干燥的疏林草原，温度降低，降水减少；(8) 0.800～0.650 Ma BP：植被为温暖偏干的以松为主的疏林草原，温度有所上升，但湿度变化较小；(9)0.650～0.160 Ma BP：植被为温凉湿润的针阔叶混交林-草原；(10) 0.160 Ma BP至今：植被以针阔叶混交林-草原为主，前期气候冷湿，后期较为温暖湿润。     

安徽巢湖湖泊沉积物孢粉-炭屑组合记录的全新世以来植被与气候演变

利用湖泊钻孔的孢粉及炭屑分析资料,探讨了安徽巢湖湖泊沉积物孢粉-炭屑组合记录的全新世以来植被与气候演变。孢粉-炭屑记录表明：本区9870-6040 cal.{a BP},植被是以壳斗科的落叶、常绿属种为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气候呈现温和略干的特点;6040-4860 cal.{a BP},植被是以落叶栎类、栗属、青冈属和栲/石栎属为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气候由前一阶段的温和略干变为温暖湿润,进入全新世最适宜气候期;4860-2170 cal.{a BP},植被是以落叶栎类占绝对优势的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气温逐渐降低、湿度下降,气候温和干燥,环境整体向着干旱趋势转化,2170 cal.{a BP}左右出现一次明显的干旱事件;2170-1040 cal.{a BP},森林退缩,落叶阔叶、常绿阔叶混交林迅速被破坏,演替成以禾本科为主的草地,气候处于转型时期,总体上温和湿润;1040-200 cal.{a BP},木本植物仅零星分布,可能存在针叶阔叶混交林植被,植被类型逐渐演替成以禾本科、蒿属和蓼属等为主的草丛,其中包括较多的农作物,气候温凉稍湿;200 cal.{a BP}以来,湖区周围零星分布有阔叶乔木,松林在远处可能有分布,植被仍是以禾本科、蒿属和蓼属等为主的草丛,气候相对温暖湿润,但也有若干变凉干的波动,湖泊富营养化水平逐渐增加,人类活动已经对环境变化产生了较大的影响。     

京山屈家岭地区全新世中晚期环境变化及其对人类活动的影响

通过对江汉平原北部的野外考察,结合屈家岭剖面粒度、Rb/Sr比值、磁化率和已有孢粉结果的综合分析,揭示了该地区全新世中晚期沉积环境和气候变化特征。结果表明,该剖面沉积物中粉砂(62.5～4μm)、粘粒(<4μm)约占其总量的95%以上,属于略含细砂的粘土质粉砂,概率累积曲线以三段式为主。结合地貌和岩性分析,确认该剖面以河流相沉积为主。沉积物粒度组成以粒径<30μm组分为主,同黄土的众数组分类似。也有部分样品的概率累积曲线呈现出北方黄土和下蜀黄土多见的两段式,但概率累计曲线段的斜率和中、细粒组分的相对含量都同黄土有差异。粒度组成方面同黄土沉积的某些相似特征说明,青木垱河流域广泛分布的黄土沉积可能影响了该剖面的沉积特征。沉积样品的磁化率、Rb/Sr比值和已有的孢粉分析结果反映的气候变化趋势基本上是同步的。5.2kaBP以来屈家岭遗址附近区域气候变化可以分成3个阶段:5.2～4.2kaBP期间,是较为温暖湿润的时期,水热条件好于现在,后期暖湿程度有波动性降低的趋势;4.2kaBP开始气候暖湿程度明显下降,气候转向干凉;2.0kaBP以来,本地区气候暖湿程度有所回升。该地区包括气候在内的环境变化,一定程度上影响了新石器晚期文化的演化历史。     

青海黄河源盆地早更新世以来环境演变

黄河源盆地位于青藏高原东北部,是黄河的源头地区,对环境和气候变化非常敏感。对黄河源盆地中的河湖相沉积物进行了孢粉分析,获得丰富的孢粉数据,结果显示孢粉组合以菊科、蒿科、藜科、禾本科、松、桦等草本和木本植物花粉为主。通过对各类植物的孢粉组合特征分析,揭示了黄河源地区早更新世以来古植被、古气候的演替和变化。其演变经历了4个阶段：第一阶段223.9～90.1万年,为森林草原环境,反映了温暖潮湿的气候;第二阶段90.1～35万年,为灌丛草原环境,反映了总体干冷的气候;第三阶段35～2.8万年,为稀树草甸草原环境,属湿润寒冷的气候;第四阶段2.8～0.8万年,为荒漠草原环境,反应干冷的气候。     

甘肃第四纪古地理环境

第四纪在全球性冰期和间冰期气候影响下，甘肃气候呈干旱、寒冷与温暖、湿润交替变化。沉积物以灰色格调为主，水平和垂直分带规律明显，成因类型复杂。各地区在小气候影响下植被发育不平衡。总的看来，以干旱区系草本植物为主，喜温暖湿热的木本植物较少，一般呈荒漠草原型和疏林草原型，局部为森林草原型。动物群的分布和古人类的发展受古地理环境影响：早更新世早期以大型哺乳动物为主；早更新世晚期和中更新世以穴居的鼠兔类为主；晚更新世以干旱—半干旱草原型动物群为特征；全新世在适宜条件下人类文化得到发展，部分野生动物在人类豢养下成为家畜     

甘肃疏勒河冲积扇绿洲全新世孢粉组合和环境演化

通过甘肃疏勒河冲积扇九道沟下游剖面(JDG)沉积物系统的孢粉分析,探讨了这一极干旱区全新世植被和气候环境演化.约4.3 m厚沉积剖面的孢粉组合特征清楚地反映了研究区全新世植被经历了6个发展演替阶段,从老而新依次为:针叶林为主的针阔混交林-灌丛草原;灌丛草原;疏林灌木草原;针叶树为主的针阔混交林-灌丛草原;草原植被;针叶林-灌木草原.与植被发展演替相对应的气候环境经历了凉较湿→温干→暖湿→温较湿→温干→凉较湿的变化.这些结果对于了解该地区全新世气候演化以及中国西北干旱区未来环境预测方面都具有重要意义.     

中更新世以来华北平原植被演化及其气候响应

中更新世以来气候转型与陆地植被生态系统演变是近年来全球变化研究领域关注的热点问题。基于华北平原东部G3孔上部的孢粉分析结果、磁性地层年代,对中更新世以来华北平原植被演化及其气候响应过程进行研究。结果显示华北平原地区近1.6Ma以来植被演化可分为4个阶段:1.6~1.2Ma为密度较高的暖温带针阔叶混交林,1.2~0.7Ma为开阔的暖温带落叶阔叶林,0.7~0.3Ma为阔叶疏林草原,0.3Ma以来为暖温带落叶阔叶林。华北平原地区中更新世植被转型期对应O同位素36阶段,显示转型开始发生于1.2Ma,与全球中更新世转型期对应良好。其主要特征表现为林地减少,针叶林比例下降,藜科、蒿属、禾本科等草地面积显著增加。0.7Ma前后华北平原林地进一步退化,区域植被由原来的落叶阔叶林向疏林草原转变,0.3Ma后区域乔木比例可能有所回升。周期性气候变化对植被的影响在花粉谱中也有一定显示,1.2Ma之前主要表现为植被林地类型的交替发展,而1.2Ma则主要表现为草原与森林交替发展。