前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的三峽庫區環境考古的研究發現，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
2003年ICSU和UNESCO已將“全新世快速自然變化和環境災變與人類的響應”作為最新研究計劃[1-2]。研究表明,全新世環境的快速變化,不僅有自然環境演變,還有人類活動的交叉影響,如何研究自然和人文復合影響是一個復雜并有一定難度的科學問題。解決這個問題的理想途徑是:將典型的遺址地層與自然連續沉積地層作結合研究,而這正是我們過去的薄弱環節。近年筆者在參加四川省文物考古所主持的三峽庫區搶救性考古發掘中,發現忠縣中壩等遺址已具備了全新世人地關系高分辨率研究的理想素材。本文即是對國家自然科學基金重點項目長江三峽庫區全新世環境考古研究的工作總結。 1研究區概況 此項研究主要集中在對重慶市忠縣中壩遺址、豐都縣玉溪遺址、巫山縣張家灣遺址和雙堰塘遺址以及神農架大九湖泥炭地層的環境考古研究。中壩遺址位于重慶市忠縣縣城以北4•5km的洽甘井河左岸沖積扇上,遺址東西長約350m,南北寬約140m,總面積約49000m2。由于河水對沖積扇右緣的常年沖刷,該遺址主體部分已成河床左側一座面積約7000m2的孤島,故稱“中壩”,遺址由此得名。該遺址由于具有從新石器時代→夏商周→春秋戰國→漢代→六朝→唐宋明清→近現代長達5ka的完整無缺的考古文化層[3],又因出土器物多達20萬件并發現數量極多的動物骨骼(在200多個探方中,僅在一個探方就發現20多萬件含哺乳類、鳥類、魚類、兩棲類和爬行類至少42個以上屬的動物骨骼等,故該遺址被評為1999年全國十大考古發現之一)。玉溪遺址位于豐都縣高家鎮金剛村長江右岸一級階地上,海拔153~175m,面積80000m2,遺址北隔玉溪河與玉溪坪新石器時代遺址相望,南依信號臺與石地壩商周遺址相臨,遺址中心地理坐標為30°02′14″N,107°51′38″E。該遺址于1992年三峽庫區文物調查時發現,1997年重慶直轄市成立以后,重慶市文物考古所曾于1998—2004年對玉溪遺址進行了較大規模的發掘,基本弄清了玉溪遺址文化內涵及分布情況。研究發現,該遺址地層具有從新石器時代玉溪下層文化早期→玉溪下層文化中期→玉溪下層文化晚期→玉溪上層文化早期→玉溪坪文化→唐宋→明清至近代長達數千年的自然和人類文化堆積,并具有蘊含眾多古洪水事件的自然淤積層。大九湖位于神農架西端海拔1760m的山間盆地,面積約16km2,年平均溫度7•2℃,夏季最高溫17•1℃,冬季最低溫度2•4℃,年降水量1500mm左右,分布有成層的沼澤,并普遍埋藏泥炭,泥炭中富含孢粉化石,記錄了該區域環境演變的信息。李文漪等[4]、劉光琇[5]、劉會平等[6]和何報寅等[7]曾對大九湖地層做過較詳細的孢粉研究,獲得了大量該地區全新世以來孢粉和植被序列與氣候波動變化的信息,表明這一地區是研究全新世自然環境和古氣候演變的重要地點。本項研究獲得的發現主要集中在以下4方面:遺址時空分布學研究、典型遺址考古地層學研究、自然沉積地層環境演變記錄與典型遺址地層古洪水事件對比研究和方法學研究方面。 2研究獲得的主要發現 2•1遺址時空分布學的研究 采用GIS空間分析方法,對重慶庫區舊石器時代至唐宋時期考古遺址時空分布特征從遺址的時間分布、平面空間分布和垂直空間分布3個方面進行了分析。采用神農架大九湖舊石器時代以來連續沉積泥炭地層的孢粉記錄,并結合前人對歷史時期自然環境演變研究,對本區舊石器時代至唐宋時期自然環境背景進行了重建。通過考古遺址時空分布與自然環境的對比,對本區新石器時代至唐宋時期考古遺址分布的時空變化與自然環境演變、自然環境災變的關系進行了探討。研究表明,重慶庫區舊石器時代至唐宋時期677處遺址時空分布的總趨勢是從西往東、從高往低逐漸增加的。遺址多沿江河分布,且在河流交匯的區域呈聚集狀態。史前的舊石器時代和新石器時代遺址分布高度明顯高于歷史時期。分析認為:(1)各時代人類都需要選擇既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1~2級階地為生存地點。全新世以來,受區域構造抬升作用,河流相對下切,時代較早的史前遺址往往被置于較高的海拔位置。(2)重慶庫區地形起伏較大,在受河流側旁侵蝕與堆積形成的寬谷和階地才有更多適于古人生存的空間,故遺址多沿江河分布。(3)本區早期經濟以漁獵和農業為主,但在山地地區陡峭的地形限制了耕作業發展,而在河流交匯處地勢平坦,土地肥沃,魚類資源豐富,因而成為人們較為理想的耕作和漁獵場所。(4)本地區人類遺址時空分布變化受氣候條件影響較大[8]。根據對長江三峽地區考古的研究成果,在分析該地史前遺址分布情況的基礎上得出結論:三峽地區獨特的自然地理條件及其變遷,使得當地各個時期的人類主要是沿著沿河兩岸優越的環境中生存和發展,環境的變遷對生存地點的選擇產生著重要的影響。遺址數量的增加反映著自然環境的適宜,而遺址數量的減少正是洪水等自然災害影響的結果[9]。湖北舊石器時代至戰國時期1362處遺址時空分布的總趨勢是從西往東、從高往低逐漸增加的。舊石器時代海拔50~500m的遺址數占當時遺址總數的78%,而新石器時代至戰國時代71%~95%的遺址分布于0~200m的海拔區。該區遺址時空分布變化主要受兩方面影響:一是各時代人類都需要選擇既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1~2級階地為生存地點。而全新世以來受區域構造抬升影響,河流下切會形成新河谷,且構造運動穩定期河流側旁侵蝕與堆積也導致大量新階地在低海拔區增多。因此,人類為適應河流階地位置變化的遷徙,導致該省中東部低地區遺址逐漸增多。二是該區人類遺址時空分布變化還受氣候條件影響。舊石器文化遺址主要分布在十堰東北部漢水流域以及荊州西南和荊門以東,從河流地貌發育角度看,該時期遺址分布在較高位置與此時期河流主要分布在較高地勢區有關。城背溪文化時期原有的舊石器遺址分布區此時的遺址分布寥寥無幾,相反,在西南部宜昌附近的長江沿岸卻明顯增多,并成為該時期一個重要的分布區。大九湖孢粉譜的特征表明,城背溪文化期遺址數只有23處可能與當時處于全新世濕熱期降水量較大以及洪水較多有關。大溪文化、屈家嶺文化和石家河文化對應于大九湖孢粉帶Ⅳ的中上部,這一階段總體上氣候適宜,是有利于農業文明發展的全新世暖濕期,在湖北中東部地區各時代遺址數遞增顯著,但屈家嶺文化時期,原先分布在長江三峽地區的34處大溪文化遺址有32處消失,而在襄樊—荊門—孝感一線以北的較高地勢區卻猛然增長了近90處,此種變化可能與當時水域范圍擴大有關。楚文化時期對應于大九湖孢粉帶V,處于全新世溫干氣候階段,但當時的溫濕條件仍有利于農業耕種,故該時期遺址數驟增至593處。湖北東南部海拔0~50m的湖群區因地勢低洼,洪澇嚴重,所以成為歷代遺址分布最少的地區之一[10]。#p#分頁標題#e# 2•2典型遺址考古地層學研究 (1)利用“將今論古”法則對中壩遺址疑似古洪水層和該遺址現代洪水沉積物的AMS14C測年、粒度、重砂礦物成分形態、鋯石微形態、Rb/Sr、磁化率、TOC等地球化學指標相似性比較研究發現,該遺址除上部存在1981年現代洪水沉積物外,還具有清代、宋代中期、戰國早期(400—350BC)、西周時期(920—900BC)、夏代(2070—1600BC)和新石器時代(3000—2300BC)6期古洪水沉積物。其判定證據主要是古代洪水層和1981年現代洪水層都具有以下相似性特征:①概率累積曲線主要為三段或四段式;②懸移質組分粒度分布范圍多在3~10Φ;③沉積物分選性較好,且以懸移質為主(>50%);④組成的重砂礦物種類和數量及形態基本相同;⑤掃描電鏡觀察發現,它們在鋯石形態上多為半渾圓狀,有些已由四方雙錐形被磨至近渾圓狀,表明均具有被流水長途搬運后留下的磨圓特征;⑥Rb/Sr值(0•55~0•66)均高于文化層的0•03~0•26;⑦磁化率值(133•73~433•05)均遠低于各文化層的959•25~2442•44;⑧TOC含量(0•14%~0•33%)都遠遠低于文化層的1•13%~2•95%含量。研究表明,用上述“將今論古”比較手段來確定遺址古洪水層的真實屬性是完全可行的[11]。 (2)通過對玉溪遺址地層AMS14C測年、粒度、重砂礦物組分與形態、鋯石微形態、磁化率、Rb/Sr和Hg等地球化學指標研究發現,7•6kaBP以來,水位在吳淞高程147•024m(a.s.l.)以上的古洪水至少在玉溪遺址T0403探方新石器時代地層中留下了16次沉積記錄,判定依據主要是:①玉溪遺址古洪水層與該處現代洪水層以及中壩遺址現代洪水層沉積物在粒度概率累積曲線上具有相似的三段式河流相沉積特征;②古洪水層與現代洪水層沉積物在重砂礦物組分及形態特征上具有相似性;③洪水層磁化率值均很低(分布于40•44~70•10SI),而文化層較高(范圍在59•59~188•68SI);④洪水層Hg的含量較低,在290•71~742•51ng/g,文化層偏高,在344•16~10518•17ng/g;⑤洪水層的Rb/Sr值高于文化層,第4、5、6、7和8這5個文化層的Rb/Sr值亦較高,表明遭受過洪水浸淹的影響。該遺址具有較多洪水層的原因,與其位于一級支流入長江干流交匯處一級階地處的地貌部位有關。由于下游中壩遺址古洪水沉積亦有與此類似的特征,表明從以上幾方面判定遺址古洪水層的存在與否是可行的[12]。 (3)根據重慶市豐都縣玉溪遺址的考古發現,采用傳統考古學方法,從地層堆積特點、包含物、礫石產狀、陶石器等多角度分析了該遺址文化層與疑似洪水層的差異,確認了疑似洪水層即古代長江洪水的遺留,并進而探討了洪水的周期性問題[13]。 (4)重慶忠縣中壩遺址T0202探方出土近20萬件動物骨骼,經對其中129165塊骨骼標本歸類分析發現,這些骨骼可歸為哺乳類、魚類、鳥類、兩棲類和爬行類這5大類,共有13目28科42屬。在考古斷代和AMS14C測年基礎上,通過對出土骨骼統計分析和最小個體數變化研究發現:①中壩地區在2370—200BC絕大部分時間均有分布的動物主要是棲息林間和草地的鹿、毛冠鹿、麂,先民飼養的豬和狗,嚙齒類的兔和黑家鼠,表明本區在該階段基本上存在著良好的森林和草地生態環境,先民飼養家畜從1750—1000BC就已開始,并一直延續了下來。②犀牛只在2000—1750BC、1000—700BC和700—500BC階段出現,表明這幾個階段草地和濕地生態環境可能更好一些。③而猴和棕熊只在1750—1000BC以后出現,可能表明1750—200BC期間森林條件更為優越,有利于林棲動物生長。④水牛和牛以及水獺最小個體數出現在2370—1750BC可能暗示早期水域面積比后期更廣。⑤中壩遺址在2000—1750BC和1000—500BC的地層中,均發現有犀牛骨骼,根據現生犀牛所處的氣候與生態環境分析,可初步推測在2000—1750BC和1000—500BC時中壩年平均氣溫及降水量可能比現今要高。1100—850BC雖然處于竺可楨先生提出的五千年來的第一個低溫期,但大九湖泥炭地層揭示的該時期仍存在有大量桑屬、榆、水青岡、櫟、栗等孢粉,應表明至少在大九湖和中壩遺址地區氣候仍然較為適宜。⑥中壩遺址在310—200BC出土了白唇鹿骨骼,根據現生白唇鹿所處的氣候與生態環境分析,可初步推測在310—200BC期間中壩地區年平均氣溫和降水量比現今要低。前人對中壩遺址地層有機碳含量的研究亦證實了這一點[14]。 (5)進行了鹽業考古、環境考古、動物考古、浮選、自然科學檢測等多學科的綜合研究。結果表明,從當地礦產資源上看,中壩遺址具備了鹽業生產的自然條件;從古代文獻的記載上看,當地漢代以來及以后一直就沒有中斷過的鹽業生產應該開始于更早的時期;從遺址地層堆積的特點和遺跡、遺物的特征方面看,也與已知的聚落、冶鑄銅、鐵和燒陶制瓷等類遺址截然不同;從自然科學方面所做的各項檢測上看,從當地鹵水中檢測出的除氯化鈉以外的主要雜質,在中壩遺址發現的房址、鹵水槽以及圜底罐等遺跡和遺物上也存在,這當然不是由于自然的原因而附集到它們的表面和內外壁,而只能是在生產的過程中形成的,而且與國外的鹽業遺址相比也有許多相同的特點。因此,中壩遺址的性質是中國古代一個延續數千年的鹽業生產類遺址!該遺址的形成離不開鹽業生產,但與自然環境的關系也密不可分[15]。 (6)對長江三峽庫區中壩遺址人和動物牙釉質C和O同位素進行分析,重建該地區在距今約2•4~4•2ka期間人和動物的食性特征。結果表明,人類主要以C4作物如粟等為主要食物,而水稻和小麥等C3作物含量較少,一般少于15%。豬的食物與人類牙釉質的食物存在顯著的差別,其C3植物含量總體上大于人類食物的C3作物含量,但豬和人類的δ13C值存在重疊,表明人和豬的食物具有相似性。同時牙釉質δ13C揭示人和豬的體內水分來源也明顯不同。鹿和牛的食物也存在明顯差別,這是由于它們處于不同的生態位,但它們的δ13C值也部分重疊,也有相似的食物成分,在體內水分來源上它們之間也存在差別。雜食的人和豬與草食動物的鹿和牛不僅食物差別顯著,不具有相似性,而且體內水分來源上也存在差別。4•2~2•4kaBP期間該地區人類農作物的生產方式和飲食習慣沒有明顯改變,但豬的養殖方式發生了變化,從放養到圈養,豬的食物中C3作物含量不斷增加。隨生產力的發展,到戰國時期,中壩地區出現了較大范圍的人類遷徙活動[16]。#p#分頁標題#e# (7)長江三峽地區新石器生產工具的演變所反映的人地關系研究表明,砍伐類工具數量百分比的波動與鄰近地區自然剖面所示的環境演變有良好的關聯性。三峽先人以石錛作為主要的木材加工工具,并很可能從新石器早期起就懂得卯榫結構的優勢。新石器早期的狩獵方式是投擲,新石器中期該方式被繼承并發展了獵獲更多的射獵,同時期出現捕魚工具。中壩遺址西周時期地層大量網墜和紡輪同時出土不僅揭示了漁網捕撈的事實,大量的魚骨坑還證實了新型生產工具所帶來的強大生產力。石鏟與石鋤的數量證明鋤耕農業是三峽先民極為重視的生產活動,中堡島大溪文化時期農業發達得益于地貌、氣候和交通位置等條件,新石器晚期農具數量大為下降的原因與夏初的大洪水及部分古聚落的漁獵偏好有關。研究展現了新石器時代三峽先民重視漁獵與農耕,以生產工具為媒介應對自然,并不斷創造、改進和綜合利用,謀求生存和發展的人地關系[17]。 (8)長江三峽大寧河流域大昌段河流兩岸考古遺址的環境考古研究表明,史前和歷史時期河床演變對考古遺址的分布具有一定的影響,制約著古人類活動和古文化發展。野外調查、年代測定、100塊河床礫石古流向分析以及考古發掘結果,揭示了大寧河大昌段河床早期可能發育于雙堰塘一帶,大概30kaBP后開始逐步向西擺動,直至現在的位置。隨著河床逐漸向西擺動,大寧河大昌地區古文化中心也發生多次遷移。西周時期,大寧河東岸是先民主要居住區,漢代時期,隨著河床逐漸向西擺動,先民生活范圍不再局限于河流東岸,文化中心西移,張家灣遺址區則成為漢代先民主要居住區。漢代后期,該區發生洪水泛濫,迫使先民由低處遷往高處,漢晉墓葬由于河床西移和數次洪水沖刷,其表層松散沉積物已被沖刷殆盡,而出露于現在河床東岸的河漫灘上[18]. (9)由于在蘇北地區龍山文化末期也出現與古洪水有關的科學問題,出于對比研究的目的和需要,筆者還選擇了被列為全國十大考古發現的連云港藤花落遺址作了地層學研究,根據14C測年、有孔蟲和輪藻等微體古生物鑒定、Rb和Sr含量測定、磁化率、粒度沉積相分析得出以下新發現:在藤花落遺址末期地層及其上覆地層中均未發現任何與海相環境有關的有孔蟲,在07LTT1探方中發現25顆淡水環境的左旋目輪藻。其中,龍山文化晚期地層之上的第2層有22顆,在兩處探方龍山文化晚期地層之上的第2層還發現5顆植物種子及41粒真菌孢子,同時發現大量碳化根孔、植物種子外殼和根莖等。另發現,藤花落遺址末期地層和其上方的文化間歇層沉積物粒度概率累積曲線呈明顯的河流沉積三段式曲線,藤花落遺址消亡之時該處兩個探方地層Rb/Sr值均較高。以上均可表明,藤花落遺址的消亡與海侵無關,4•2kaBP左右龍山晚期文化應是在經歷較長期的陸地水患事件后才徹底被毀滅的[19]。(10)中壩遺址地層Rb、Sr、Hg及TOC研究表明:Rb、Sr和Rb/Sr值較好地反映了約4250aBP以來氣候變化過程,主要干冷期可與敦德冰川δ18O曲線谷值、湖光巖沉積物磁化率和Ti曲線峰值,以及大氣14C濃度峰值和太陽活動水平較長期變化的低谷對比,反映出地層中Rb、Sr不易受人類活動干擾的特性。結合考古遺存對比還發現,Hg、P、Ca、Mg和TOC記錄了該遺址約4250aBP以來人類活動的3個不同演變階段。進一步研究認為,鹽業遺址的衰落可能與洪水事件、鹽泉資源的過度消耗以及由此造成的利用難度加大有關[20]。 2•3自然沉積地層環境演變記錄及其與典型遺址地層古洪水事件的對比研究 (1)根據對大九湖297cm厚的泥炭地層10個AMS14C年齡的測定以及148塊孢粉樣品的分析,發現每塊樣品的孢粉(濃度)含量都很高,植物種類繁多,分屬于137(科)屬,可劃分為7個孢粉組合帶,植被類型演替大體為:含少量常綠樹種的針闊葉混交林→含常綠闊葉樹種的落葉闊葉林→常綠落葉闊葉林→含常綠闊葉樹種的落葉闊葉林→含少量常綠樹種的針闊葉混交林。孢粉帶I(15•753~11•280calkaBP)記錄了該區域晚冰期及其向全新世過渡時期冷暖波動頻繁的氣候條件。其中亞帶I-1(15•753~15•549calkaBP)、亞帶I-3(14•936~14•505calkaBP)和亞帶I-5(12•655~11•280calkaBP)可能分別對應最老仙女木期、老仙女木和新仙女木冷期,而亞帶I-2(15•549~14•936calkaBP)和亞帶I-4(14•505~12•655calkaBP)分別對應博令和阿勒羅德暖期。孢粉帶II(11•280~9•218calkaBP)代表了由晚冰期冷濕氣候向全新世溫暖氣候轉換的早全新世緩慢升溫的過渡時期。孢粉帶III(9•218~7•530calkaBP)代表中全新世前期的氣溫波動上升期,7•7calkaBP前后達到最高溫。孢粉帶IV(7•530~4•051calkaBP)代表中全新世適宜期,水熱配置條件最佳。孢粉帶V(4•051~0•911calkaBP)體現晚全新世溫干的氣候。大九湖孢粉帶VI(0•911~0calkaBP)反映了溫涼稍濕的氣候[21]。 (2)根據對神農架大九湖297cm厚泥炭地層的采樣以及該地層10個AMS14C測年數據發現,該泥炭地層為本項研究提供了較為理想的全新世自然環境演變背景信息。利用在神農架地區采集的121個表土樣品孢粉鑒定得出的結果,結合對應的采樣區7個相關氣象站30年來(1971年1月至2000年12月)連續觀測的氣象資料庫,選取55種常見孢粉,采用空間擬合與逐步回歸方法建立了神農架地區孢粉氣候因子年平均溫度的轉換函數:T=7•649-2•33097X冷杉屬-0•10873X樺屬-0•17352X菊科-0•13176X十字花科+0•13356X大戟科-0•83069X桔?？?1•96494X石韋屬+0•38411X鳳尾蕨+2•77741X卷柏屬+0•04439X厚壁單縫孢屬,并利用大九湖297cm厚的全新世泥炭剖面的孢粉百分比含量數據對上述函數做了檢驗,重建了大九湖15•753kaBP以來的年平均溫度變化序列。該溫度序列較好地反映了晚冰期以來的氣候變化特征,對最老仙女木期、老仙女木、新仙女木期、8•2kaBP等極端冷氣候事件和博令阿勒羅德暖期及氣候波動都有準確的指示,還揭示了全新世適宜期、晚全新世溫干氣候及近1ka以來大九湖的氣候變化特征。研究表明,神農架大九湖地表和地層剖面孢粉樣本同樣具有重要的氣候意義,其溫度轉換函數和重建的溫度序列對研究末次冰期以來的氣候變化有著重要的參考價值[22]。#p#分頁標題#e# (3)以神農架大九湖地區的地表和地層孢粉樣本為例,采用經驗正交函數(EOF)、多元回歸和逐步回歸方法對轉換函數中孢粉因子對溫度的敏感性進行了分析,討論了孢粉因子的選取方法,并與其他相關研究工作進行了比較。結果表明,孢粉樣本中喬本高等植物的孢粉含量較大,但對氣候的敏感性相對較低,對氣候環境的演變、特別是氣候突變的響應較遲緩。而低等植物草本(蕨類)孢粉對溫度變化的敏感性相對較高,對氣候環境的突變響應迅速,能夠較顯著地同步記錄氣候變化過程中的極端事件。不同區域的孢粉樣本所反映出的氣候敏感性,在轉換函數中的最優組合是不同的。逐步回歸方法可以獲得最大復相關系數和選出對氣候環境變化最為敏感的孢粉因子及其組合,仍是建立孢粉氣候因子轉換函數的最有效方法之一[23]。 (4)10個AMS14C年齡數據表明,神農架大九湖297cm的泥炭沉積剖面約為16kaBP(14C年齡為13•3kaBP)以來的沉積.多地球化學指標分析揭示出,研究區域16kaBP以來的氣候特點如下:①晚冰期階段氣候冷濕而不穩定,12•6~11•4kaBP應是新仙女木時期的沉積,15•2~12•6kaBP(cal)為博令-阿勒羅德暖期,16~15•2kaBP為最老仙女木時期;②早全新世總體上繼承了晚冰期氣候特點,較為冷濕,其中在10•6kaBP(cal)前后出現較顯著的干旱事件;③中全新世總體很溫暖濕潤,其中9•2~7•5kaBP是逐步升溫的過程,降水相對較少,在全球具有代表意義的8•2kaBP前后的降溫事件反映較明顯,6•7~4•2kaBP期間各種替代指標相對穩定,是中全新世水熱配置的最適宜期;④在4•2kaBP前后發生的中晚全新世的季風衰退事件,表現為氣候由溫暖濕潤快速轉向涼干,可能導致了本區新石器文化的崩潰并催生了夏代文明。約0•9kaBP前后轉為較涼濕的氣候。大九湖泥炭記錄的氣候和環境演變信息具有全球性變化特點,可以與東亞季風區的同類沉積剖面進行對比,反映了“末次冰期后,季風快速加強,早全新世季風強盛,隨后季風衰退,中全新世季風變弱,氣候變干”的季風氣候變化模式。分析認為,其變化的驅動機制可能是太陽輻射在中緯度東亞季風區的特定響應[24]。 (5)對中國東部中緯度季風區內的兩處山地泥炭———神農架大九湖泥炭和天目山千畝田泥炭腐殖化度進行了研究,并對兩剖面的孢粉記錄、有機質含量、TOC和Rb/Sr對比分析。結果表明,在東亞季風區山間盆地,氣候越干冷時泥炭的分解就越強烈,以吸光度表征的腐殖化度就越高,相反,當氣候較溫暖潮濕時泥炭主要處于還原狀態,分解較慢,腐殖化度較低。大九湖剖面的腐殖化度記錄了晚冰期(約16•0~11•4calkaBP)中的新仙女木(YD)(約11•4~12•6calkaBP)冷干事件、博令—阿勒羅德暖濕期(B-A暖期,約12•6~15•2calkaBP)、最老仙女木冷干事件(OD,約15•2~16•0calkaBP)、早全新世的濕潤期(約11•4~9•4calkaBP)、8•2calkaBP前后的冷干事件和約7•0~4•2calkaBP的全新世最佳適宜期。神農架大九湖和天目山千畝田近5000a以來的泥炭腐殖化度記錄有著很好的一致性,表明相近緯度不同經度的山地泥炭對東亞季風降水變化的響應是同步的。近5000a來的氣候變化在兩個山地泥剖面中幾乎同步記錄有3大階段:①4•9~3•5calkaBP,季風降水整體處于高值,但波動劇烈,其中,在約4•2calkaBP前后,季風降水急劇下降,在3•7calkaBP前后達到最干旱的峰值后又快速回升;②3•5~0•9calkaBP,季風降水強度整體較弱,但也存在明顯的次級干濕波動;③0•9calkaBP以來,吸光度值逐漸降低,表明季風降水增多。與中國東部季風區其他高分辨率沉積記錄對比,亞高山泥炭記錄的約1•6萬年以來的氣候變化響應了北半球夏季太陽輻射的統一驅動[25]。 (6)根據對中壩和玉溪兩處遺址地層的研究,在8•2~6•7kaBP期間出現有10個古洪水層(即玉溪遺址的第12、14、16、18、20、22、24、26、28和30層);在6•7~4•2kaBP全新世最適宜期遺址地層中出現有8個古洪水層(即玉溪遺址的第4、5、6、7、8、10和中壩遺址的76-2和50-1地層);在3•5~0•9kaBP降水減少的時期,中壩遺址中僅出現兩個洪水層(即西周時期的37-1地層和戰國早期的第21層);在0•9kaBP以來降水較多的時期,中壩遺址中存在3個洪水層(即宋代中期的11C-1層、清代的5-1層和1981年的2B-2層)。這表明,8•2~6•7kaBP的洪水在三峽地區次數是最多的,6•7~4•2kaBP的洪水數量次之(圖1)。長江三峽庫區的這一古洪水發生規律或許可以解釋長江中游的江漢平原在7•8~5•1kaBP期間遺址數量偏少的原因。 2•4方法學研究 (1)在進行該項目研究中,筆者還對與環境考古有關的地衣測年方法進行了探討。研究結果發表在2007年美國JournalofArchaeologicalScience上。地衣測年法已被廣泛應用于冰川地區自晚全新世以來地表暴露的最小可測年齡,本文介紹了華東花山石窟根據8個已知地衣在建筑物上生長年代建立的生長曲線,推算該區黃綠地圖衣生長規律及其用于測年以及校正的方法。該方法主要根據地衣體最大內切圓直徑與巖石表面暴露年齡的關系,采用貝葉斯定理進行推算和校正。結果表明,花山石窟開采于(450±60)~(330±60)aBP,即明代(AD1477—1632)。這個數據表明,該處黃綠地圖衣生長呈線性衰退關系,并表明黃綠地圖衣能可靠應用于非冰川區古建筑物的測年[26]。 (2)在對中壩和玉溪遺址考古斷代和AMS14C測年基礎上,根據對中壩遺址201個地層樣品ICP等離子發射光譜的Na、Ca、Mg元素測定及玉溪遺址47個地層樣品的Na、Ca元素測定,發現中壩制鹽遺址地層中存在明顯的Na、Ca元素含量反向相關期有35處之多,即:當Ca元素為峰值時,Na元素為谷值,反之亦然。其中,Ca元素為峰值、Na元素為谷值的反向相關期有21次,揭示出中壩遺址近5ka來制鹽業有過近21個興盛期。另有14個Na元素為峰值、Ca元素為谷值的反向相關期,揭示中壩遺址近5ka來制鹽業也有過近14個衰落期?？脊虐l掘得出的“中壩制鹽業萌發于新石器時代,夏商發展,西周至漢代為鼎盛期,唐宋時代維持穩定發展,宋以后由于海鹽進入川江地區導致中壩制鹽業逐漸衰落,但20世紀70—80年代仍有生產”的結論證明本文Na、Ca元素含量反向相關性得出的研究結果是正確的。以上研究結果表明,中壩制鹽遺址中Na、Ca元素含量有明顯的反向相關規律,這一規律可以用于揭示鹽業遺址的制鹽業興衰過程歷史[27]。#p#分頁標題#e# 3結論 (1)通過本項研究,充分利用了長江三峽工程文物搶救性發掘的寶貴機會,獲取了重慶市忠縣中壩遺址、豐都縣玉溪遺址、巫山縣張家灣遺址和雙堰塘遺址以及神農架大九湖泥炭地層全新世以來環境演變對人類文明演進影響的寶貴信息,摸索出了一套利用年代學、沉積學、重礦物組分鑒定、鋯石形態統計、地球化學和環境磁學方法辨別考古遺址地層中古洪水沉積的方法;建立了該區地表孢粉-氣候的轉換函數,并將其用于對神農架大九湖泥炭地層的研究,弄清了該區全新世以來環境演變的背景,并將自然沉積地層環境演變記錄與典型考古遺址地層古洪水事件作了對比分析,達到了預期的研究目的。 (2)遺址時空分布研究表明:長江三峽庫區舊石器時代至宋代677處遺址時空分布總趨勢是從西往東、從高往低逐漸增加的,遺址多沿江河分布,且在河流交匯處呈聚集狀態,這與人類多選擇河流1~2級階地為生以及河流交匯處魚類資源豐富有關。 (3)典型遺址考古地層研究表明:中壩遺址能延續五千年的原因一方面與其鹽業遺址的屬性有關,另一方面與其長期具有良好生態環境有關。從該遺址T0202探方出土近20萬件動物骨骼的分類統計證明了這一點。7•6kaBP以來,水位在吳淞高程147•024m以上的古洪水至少在玉溪遺址T0403探方中留下了16次沉積記錄。利用沉積學、重礦組分和鋯石磨圓形態統計對當地現代洪水與遺址地層沉積物作比較研究,是用將今論古法則判定古洪水存在的可靠方法。 (4)自然沉積地層環境演變背景研究表明:神農架大九湖297cm厚的泥炭及其148個孢粉樣品和10個AMS14C測年數據表明該泥炭地層為本項目提供了理想的全新世自然環境演變背景,尤其是8•2kaBP前后的降溫事件很明顯,6•7~4•2kaBP為中全新世最適宜期,4•2kaBP前后由暖濕轉為涼干,3•5~0•9kaBP季風降水整體較弱,0•9kaBP前后轉為較涼濕。 (5)根據對中壩和玉溪兩處遺址地層的研究,在8•2~6•7kaBP期間出現有10個古洪水層(即玉溪遺址的第12、14、16、18、20、22、24、26、28和30層);在6•7~4•2kaBP全新世最適宜期遺址地層中出現有8個古洪水層(即玉溪遺址的第4、5、6、7、8、10層和中壩遺址的76-2和50-1地層);在3•5~0•9kaBP降水減少的時期,中壩遺址中僅出現2個洪水層(即西周時期的37-1地層和戰國早期的第21層);在0•9kaBP以來降水較多的時期,中壩遺址中存在3個洪水層(即宋代中期的11C-1層、清代的5-1層和1981年的2B-2層)。這表明,8•2~6•7kaBP的洪水在三峽地區次數是最多的,6•7~4•2kaBP的洪水數量次之。長江三峽庫區的這一古洪水發生規律或許可以解釋長江中游的江漢平原在7•8~5•1kaBP遺址數量偏少的原因。
