白龙洞古人类遗址三维数字模型的建立与初步分析

湖北白龙洞古人类遗址是中国较有影响的更新世中期古人类遗址之一。本项工作通过使用日本宾得公司产RS-202N免棱镜型全站仪及美国Autodesk公司产AutoCAD2006计算机软件等,实地采集白龙洞遗址地貌和洞穴形态三维数据,使用计算机建立起遗址地貌数字模型和洞穴居址数字模型。通过数字模型进行多视角观察、分析,认识到这种方法可以实现以三维空间的形式保存和处理多种考古遗存信息,能够提供古人类遗址三维动态的观察视角,以及提供多种用途的遗址三维分析数据和考古专题图等。白龙洞遗址数字模型的测量和观察分析认识到,白龙洞遗址古人类（直立人）具有对洞穴高效开发利用的能力,并且具有在洞穴空间较为高大的区域集中活动的特点;  还可能具有在洞穴内部使用火进行照明的行为;  在居址选择上,白龙洞古人类已经具备对低山地区复杂地貌、开阔视野、干燥居址与近水环境,以及石料集中地和多元食物生境的适应性选择。此外,分析工作还显示洞穴遗址内部堆积物,除古人类活动遗留外,其他土状堆积物的来源可能来自于洞穴内部裂隙。白龙洞遗址数字模型的建立与初步分析,是国内将三维数字模型技术应用于古人类遗址研究的首次尝试。该方法对于获取更多遗址研究信息和多学科综合研究古人类遗址具有重要作用。     

桂林地区古人类演化及环境变迁研分

桂林地区曾是古人类活动活跃的地区，据可以断代的古人类洞穴遗址统计，发现桂北地区大部分的洞穴遗址其年代的下限都在距今约7000a 左右，此后古人类离开了洞穴，史前文化也随之发生了重要改变。影响古人类演化的因素鹅很多，究竟是什么原因驱使古人类离开洞穴，改变生活习性，这一问题一直都是困扰考古学界的难题。本文通赤研究桂北地区洞穴遗址的堆积特点，结合洞穴沉积－堆积物的特征及其孢粉记录的古气候信息，探讨了季风气候变化对桂林地区古气候变化的影响作用和气候演变历史，揭示了桂林地区全新世以来的季风气候变化时间序列和突变事件以及对古人类生存环境的影响。距今7000a 左右为中全新世气候适宜期，东亚夏季风强盛，气温升高，桂林地区的降雨增多，一方面由于地下河水位升高，淹没了穴居洞穴，其次是由于降雨增多，导致洞穴湿度增大，从而迫使古人类搬出洞穴。     

桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板14C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址，距今有8．0～12．0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板^14C年代的测定，并对比了遗址内贝壳和木炭的^14C年代。初步论证了钙华板^14C年代的可靠性，并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6．6ka BP。通过对钙华板^14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。     

姚江-宁波平原中全新世海侵事件及古人类活动的快速响应

姚江-宁波平原是新石器河姆渡文化核心分布区,大量考古与古环境研究成果为深入探讨本地区7000年来的人地关系,尤其是新石器遗址文化间歇事件的原因创造了有利条件。本文通过对鱼山遗址地层记录的详细研究以及与区域多个遗址地层的空间对比,并对照该区自河姆渡文化一期以来古人类遗址的时空迁移过程,总结新石器文化演进中的海侵事件,并分析其与文化间歇的内在联系,初步认识如下:1)鱼山遗址从山麓到平原,地层记录存在明显差别,因此需要在不同的古地理位置获取剖面进行对比,才能重建更完整的古环境演变过程。2)鱼山遗址记录了2次海水入侵事件,分别发生于6300~6000cal.aB.P.和4500~3400cal.aB.P.,这两次事件与区内其他遗址文化层堆积中普遍叠压的自然淤积层或文化层缺失现象具有良好对应关系;研究区另有部分遗址在5400~5300cal.aB.P.也存在海水入侵迹象。3)新石器遗址时空分布呈现阶段性变化,河姆渡文化一、二期,遗址数量少,增幅小,主要分布于山麓缓坡地带,反映海水入侵造成研究区土地资源的局限性。河姆渡文化三、四期的遗址数量显著增加,且向开阔平原地带扩散,表明较稳定的海平面使研究区平原成陆面积增大,古人类对海岸带的利用快速扩张。良渚末期,遗址大幅度减少,直至商周才重新增多,反映持续的海水入侵制约古人类活动强度。上述遗址时空迁移特征反映海岸带古人类活动对环境变化的快速响应。     

周口店田园洞洞穴发育与充填序列探讨

周口店田园洞遗址是2001年新发现的一处重要的更新世晚期古人类遗址。该遗址经过两次发掘,出土了34件古人类化石和大量哺乳动物化石,是中国目前从人类化石本身所测得的最早现代人遗址。田园洞地处华北地台北部的燕山板内(陆内)构造带西南缘,发育于中元古界蓟县系薄层碳酸盐岩地层内。周围褶皱和次级断裂发育,岩脉侵入和片理化作用明显,为地下水的水平和垂直运动提供了大量不同级序和不同形式的通道,提高了岩石的透水性,有利于岩溶的发育。田园洞的形成以岩溶裂隙水垂直渗流方式沿岩脉和节理裂隙溶蚀而成。洞内地层对比和岩石矿物分析显示洞穴经历了洞穴发育期-快速堆积期-稳定沉积期-充填完成期的充填过程。动物化石和古人类化石属原地埋藏,古人类活动于角砾层快速堆积期。田园洞古人类活动的时间处于距今4万年前的晚更新世M IS 3阶段,对探讨中国现代人起源具有重要意义。     

第四纪岩溶洞穴堆积与古人类活动

在人类发展过程中,石灰岩洞穴往往为古人类提供了居住条件。在我国北方和南方许多石灰岩溶洞内,不仅发现大量的哺乳类化石,并且有些成为重要的文化遗址,如著名的北京周口店第一地点洞穴的北京猿人遗址等。在地层上,一些洞穴在山区可以成为易存第四纪堆积物的场所,厚度可以达到数十米;甚至数米厚的堆积层中也能记录着第四纪古环境的重要变化。     

南京汤山葫芦洞古人类化石堆积体的地质特征及环境演变初探—兼对古人类栖息葫芦洞质疑

本文对南京汤山古人类遗址洞穴—葫芦洞作了考察研究，阐述了葫芦洞及其堆积物的特征，分析了其成因。认为自中更新世以来，汤山地区环境发生了一定的变化，并指出葫芦洞内并非真正的古人类栖息地。     

中国东部季风区全新世火历史及其影响因素

全新世以来,全球增温、人类活动加剧,使得火演化规律和火机制愈加复杂.系统性地研究全新世火活动的时空演化规律,不仅可以更清晰地理解区域火活动机制与气候因子、植物特征以及人类活动之间的关联,而且对预测未来火的演化趋势具有现实的指导意义.文章综合对比分析了中国中东部季风区域全新世以来的炭屑/黑碳沉积记录,发现该区域全新世火活...     

郧西人遗址洞穴发育与埋藏环境初步观察*

湖北省黄龙洞"郧西人"遗址是2004年新发现的一处重要的更新世晚期古人类遗址。3年来已经进行过3次发掘,出土了距今约10万年的晚期智人牙齿化石及文化遗物,是在东亚地区发现时代最早的现代人遗址。黄龙洞处于秦岭东段南麓的两郧断裂带,发育于上震旦系陡山沱组细晶灰岩和泥灰岩地层中,周围紧闭褶皱和次级断裂发育,为岩溶的发育提供了先决条件。黄龙洞的形成表现为前期以岩溶裂隙水溶蚀为主,后期则转变为大型管道状溶洞。古人类进入洞穴的出入口可能从洞顶"天窗"型开口入洞。古人类遗物属原地埋藏环境,活动期气候以温暖、干燥为主。     

湖北郧西黄龙洞骨化石表面改造痕迹研究

湖北黄龙洞遗址出土有距今约10万年的7枚晚期智人牙齿化石,以及大量哺乳动物化石,并发掘出石制品和骨制品等。本研究使用光学显微镜、超景深数码显微镜以及三维扫描仪等对该遗址骨化石表面具有明显改造痕迹的标本进行形态学观察,并参考国内外关于标本表面改造痕迹的认识,对痕迹性质(种类)进行鉴定。然后以鉴定工作为基础,对痕迹在骨骼表面的分布组合特征进行量化分析。痕迹研究结果支持了发掘者此前提出的关于黄龙洞骨骼堆积属于原地埋藏的研究结论,并表明:黄龙洞内古人类的狩猎与屠宰等活动,是造成洞穴内骨骼堆积的主要原因;当时古人类可能在居址附近猎获动物后,将动物集中到洞穴内进行过较细致的屠宰。居住在黄龙洞的古人类屠宰技术行为主要有:切割、刮切、砍斫和砸击等。大多数切割痕迹主要是为了剥取肉食,部分位于骨骺端的切割痕迹以及砍斫痕迹是肢解行为的结果,而砸击痕迹则与取食骨髓以及骨器制作的行为有关。与人工痕迹同时出现的动物改造痕迹还反映出食肉动物和啮齿动物对人类遗留在洞穴内的骨骼有一定程度的再利用。     

中国大陆东部洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及古环境研究

根据中国大陆东部十八个洞穴区域、五十余个洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及部分试样的碳、氧同位素测定,讨论了35万年以来洞穴沉积古环境。年龄测定表明,其沉积期集中在1)2.0万年以来;2)7.5—12.0万年;3)17.0—23.0万年;4)25.0—31.0万年等,他们代表着四个温暖湿润的间冰期,并可与海洋古气候记录的温暖高水位期对比。     

新疆煤田火烧区特征及防治对策

煤田火烧区的存在，给勘探、建井、开矿带来一定危害。通过对新疆煤田火烧区区域构造和煤层火烧区特征的分析研究，阐明火烧区的主要形成因素，提出了煤田火烧区的防治对策，选用地面物探方法查清火烧区的分布范围和煤层地下燃烧状态。根据煤层高温燃烧区定期观测剖面测定结果，对新疆煤田火烧区储量的损失作了科学的推算，对煤田高温燃烧区灭火方法作简要说明。     

不同自然环境和城市功能区的土壤黑碳特征及来源研究综述

黑碳是由生物质和化石燃料等燃烧产生的一系列含碳物质,长期广泛分布于土壤、大气等多种载体中,且表现出不同的环境效应。土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存与发展不可缺少的物质基础,也是支撑城市发展的空间和生态基础。土壤中的黑碳构成土壤有机碳库的重要组分,且影响着土壤肥力、结构、有机污染物等多方面。目前,对黑碳的研究集中在其对环境的影响,我国在这方面的研究开始较晚,特别是对土壤中黑碳的研究还处于起步阶段。本文详细分析了土壤黑碳的可能来源（自然火灾、人类农业活动、化石燃料燃烧以及汽车尾气排放等）,概括了常见的土壤黑碳来源辨析方法（黑碳形态特征分析、黑碳/有机碳比值分析、黑碳碳同位素分析）,总结了国内外对不同自然环境、不同城市功能区的土壤黑碳研究现状。最后,提出了全球黑碳研究亟待关注和解决的关键问题,以期为将来合理制定控制黑碳排放的相关政策,减缓黑碳对环境质量和人体健康的影响,提供重要的理论依据。     

岩溶洞穴滴水环境监测研究进展

通过对已有成果的疏理总结,前人的洞穴滴水环境监测研究取得了以下几个方面的主要认识:(1)滴水的氢氧同位素组成虽然基本反映了大气降水的同位素构成,但由于洞穴上覆岩层厚度及裂隙的差异等,导致滴水对降水时间响应不同,滴水氢氧同位素变化存在多样性。(2)滴水化学组成主要受到水—土—岩—气之间相互作用影响,其中的溶解无机碳同位素及有机酸等还受到上覆植被类型以及密度的影响。(3)洞穴物理环境条件是决定洞穴滴水—沉积物中氧碳稳定同位素能否达到平衡分馏的重要因素。(4)由于滴水化学组成指示气候环境变化仍存在多解性和不确定性,需要将洞穴监测研究从洞穴内部扩大到洞穴上覆土壤、植被等中间过程,建立立体监测体系。(5)目前的洞穴环境监测仍缺乏不同自然条件下的综合对比研究,有待今后开展和加强。      

A multiple cave deposit assessment of suitability of speleothem isotopes for reconstructing palaeo‐vegetation and palaeo‐temperature

The suitability of speleothems for interpreting palaeoclimate is typically determined by using either the Hendy Test, overlapping analysis or long‐term cave environment monitoring. However, in many cases, these methods are not applicable, because a speleothem lacks clearly traceable layers for the Hendy Test, it is difficult to obtain an overlapping speleothem nearby, or long‐term cave monitoring is impractical. The authors propose a multiple cave deposit approach to assess the suitability of speleothems for palaeoclimate study. Speleothems collected from two sites within Raccoon Mountain Cave, Tennessee (USA) exhibit remarkable spatial variation (δ¹³C: ?10·3‰ to ?2·2‰) over a relatively short distance (ca 260 m). Drip water δ¹⁸O values exhibit a seasonal precipitation signal at Site 1 and an annual signal at Site 2. Combining field observations, water isotope analysis and trace‐element data, the authors propose that the speleothem formation at Site 1 and Site 2 tapped distinct sources of CO₂: (i) CO₂ derived from overlying soils for Site 1; and (ii) limestone dissolved inorganic carbon induced by ground water dissolution for Site 2. Using fresh cave deposits (modern speleothem) δ¹³C (100% C3 vegetation) as an analogue, a simple model was developed to estimate land surface vegetation for speleothems. The speleothem formation temperature estimated using fresh cave deposit δ¹⁸O values generally reflects the mean annual temperature in this region. This study indicates that spatial variations in carbon isotopes could be caused by different carbon sources dominating in different parts of the cave, which should be taken into consideration by researchers when using speleothem δ¹³C values to reconstruct temporal palaeo‐vegetation changes. This study demonstrates a practical sampling strategy for verifying suitability of speleothems for palaeo‐vegetation and palaeo‐temperature reconstructions by analysing multiple cave deposits, especially for cases in which the Hendy Test, parallel sampling and long‐term monitoring of cave environment are not feasible.     

土壤碳动力学同位素示踪研究进展

土壤是陆地生态系统中最大的碳库。土壤碳动力学旨在研究土壤有机碳库的大小及更新速率。土壤有机碳库可分为 3个亚碳库："活动"、"缓慢"和"稳定"碳库。碳同位素特别是 14 C可作为研究土壤碳动力学的理想示踪剂;δ 13 C值是定量研究C3和C4植被更替历史的有效手段; 14 C示踪及年代测定与 13 C信号联合使用,可以估算土壤碳库的大小和驻留时间。碳同位素示踪应用于土壤碳动力学研究取得了较大进展,但是由于缺乏可靠的全球数据库和标准方法来量化土壤有机碳库,导致对土壤各亚碳库的大小和更新速率以及土壤CO2的估算仍存在较大的不确定性,从而难以估计土壤碳库大小的变化对大气CO 2浓度和全球气候变化的潜在贡献。     

黑碳在全球气候和环境系统中的作用及其在相关研究中的意义

燃烧形成的黑碳粒子进入大气中可影响辐射平衡,导致全球气候变暖,其沉降在河流、湖泊、海洋、土壤等环境中对全球生物地球化学循环起到重要的作用,成为当前国际地球科学研究的热点问题。综述了黑碳的定义及排放、沉降、降解过程,并总结了其在现在及过去环境和气候系统中的重要作用与研究意义。黑碳是全球惰性有机碳库的重要组成部分,在全球慢速碳循环中发挥潜在作用。因其具有很强的吸光特性,它在区域气候变暖过程中扮演重要角色。沉降在不同地质载体中的黑碳难以降解,可以保存几百万年,为地质历史时期古气候和古环境重建研究提供重要信息。海洋沉积物过去数百万年的黑碳记录指示了天然火的演化信息,晚第四纪黄土剖面黑碳也指示了天然火的变化信息,最近千年的湖泊和冰芯黑碳记录既反映了天然火的信息,也指示人类活动的信号。未来黑碳研究应进一步关注标准测量方法,以真正理解黑碳在全球气候与环境系统中的作用。     

Microscopic charcoal in sediments: Quaternary fire history of the grassland and savanna regions in South Africa

The microscopic charcoal content of several Quaternary pollen sequences is used to investigate fire history in South Africa both during the Holocene and the Late Pleistocene. Although fluctuations in charcoal composition are recorded, it is difficult to link them directly to either human‐made or natural fires. Strong long‐term variations in microscopic charcoal of Middle and Upper Pleistocene layers are independent of pollen indications of past temperature and moisture conditions. Holocene charcoal sequences from different areas show no correlation, so no phases of regional burning are found. Some fluctuations in charcoal probably are the result of local burning in the various regions. The arrival of Iron Age people some 2000 yr ago apparently did not coincide with widespread wild fires, as these events do not consistently appear in regional microscopic charcoal records. The only exception appears to be the Wonderkrater spring deposit. Relatively open savanna environments, which are implied by pollen analysis at some sites during this period and the generally low microscopic charcoal contents, were either caused by climate change or controlled burning by Iron Age people. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

物探技术在煤田火区探测领域的应用

由于煤矿自燃火灾的火源隐蔽,给灭火工作带来困难,因此,控制煤田自燃火灾的关键是准确探测火区范围及燃烧中心,为灭火工作提供依据。采用物探方法进行火区探测,不仅速度快,而且还能够确定火区燃烧中心位置。钻探验证结果表明,依靠磁法确定火区着火点深度误差小于20%。