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当今人类社会面临着气候变化、人口爆炸、资源短缺、环境污染、土地退化、粮食安全问题等严重危机,这些问题将导致地球整体功能的失调和紊乱,从而引起全球环境变化。目前全球变化问题已经成为全社会关注的热点问题。了解古环境变化对认识全球变化具有重大意义,因此,对过去全球变化的研究已经成为国际前沿课题,其中对自全新世开始11.5kaBP以来的人类活动和环境演变事件的影响研究成为近年国内外学术界研究的重点。
全新世是人类发展历史上的关键时期,正是在这一时期,人类实现了由蒙昧向文明的跃变。而在实现这一跃变的过程中,环境变化不仅仅是人类发展的背景,同时也是人类史前文化兴衰的重要推动因素。环境变化引起的生态系统的变动,可以对史前文化的面貌产生决定性的影响。但是,由于全新世以来的新石器时期缺乏文字记载,使得评价这一时期环境变化对人类活动的影响成为PAGES研究的难点。而新石器时期是人类从采集和狩猎经济进入农耕文明的时期,也是人类从完全依赖自然环境生存而逐渐发展到影响自然和主动改造自然的关键时刻,是人类发展史上的一个重要里程碑。研究无文字记载的新石器时期环境演变对人类古文化传承的影响,探讨其规律和机制,对当前和未来协调人地关系均有重大的理论和现实意义。
中国自然地带中的森林、草原和荒漠类型的水平和垂直带分布强烈地受到水热因子控制,而作为植被的过渡带,更易受地球轨道变化驱动所引起的季风强度变化的影响。鉴于中国的现代森林和草原、草原和荒漠的过渡带也是湿润和半湿润、半干旱和干旱的过渡带,这些过渡带气候变化灵敏,易出现自然地带界线的南北推移。本文选择位于中国北方这候敏感带内蒙古黄旗海地区的湖泊沉积物,尝试作高精度的地球化学、粒度、δ<`13>Corg、磁化率等指标的分析,辅以其他相关资料的参考,以求建立中国北方地区8.3kaBP~2.2kaBP期间环境演化序列,并研究该区气候环境变化和古文化发展的关系。 作者于2003年7月和2004年8月两次对黄旗海流域地质地貌进行了全面考察,在两处砂砾堤采集4个测年样品,用于确定古湖泊水位。在湖泊东南面沟谷谷坡开挖一剖面(H3),除去150cm的表土层和新近沉积层,得一深164cm的湖泊沉积物剖面,以2cm间隔连续采样,并采集4个<`14>C和1个光释光(OSL)测年样品。样品在实验室分别做了粒度、磁化率、地球化学元素、粘土矿物等测定。<`14>MC年代在中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊沉积与环境重点实验室测定,光释光年代在中国地质科学院环境地质开放实验室测定。年代结果结合内插,本剖面可以达到较高时间分辨率。
本文分析了前人对本区研究已发表的大量自然沉积剖面以及考古遗址剖面数据、资料,并搜集《考古学报》、《考古》、《文物》、《考古与文物》等大量已发表的考古发掘资料、<`14>C测年数据以及史料数据,运用环境磁学、环境地球化学、沉积动力学、社会学以及数理统计等多学科交叉的综合研究方法对研究区作了环境考古研究。
通过对内蒙古黄旗海H3剖面的年代学、沉积物粒度、磁化率、δ<`13>Corg和地球化学元素等气候环境代用指标的研究,以及通过对古文化遗址<`14>C年代数据的统计分析和对古文化遗址的时空变化的分析,探讨了研究区8.3kaBP~2.2kaBP期间环境演变对古文化发展的影响,得出以下几点认识:
一、黄旗海地区环境演变序列
(1)8.3kaBP~5.8kaBP,气候暖湿,高湖面时期
该段Sr含量为整个剖面最高值,Zr含量、Rb/Sr值、磁化率、δ<`13>Corg和粒度C值均为整个剖面最低值段。各项气候环境替代指标均指示这一时期气候暖湿,湖水较深,为高湖面时期。8.3kaBP~7.8kaBP,气候存在数次波动,7.8kaBP以后,气候环境特征进入全新世大暖期稳定期(大暖期的鼎盛阶段),约在5.9kaBP左右,黄旗海出现最高湖面。
(2)5.8kaBP~4.0kaBP,气候过渡,中高湖面时期
该段剖面沉积物Sr平均含量较前一阶段大为降低;Zr平均含量较前一阶段增加0.5倍多;Rb/Sr值和磁化率分别均较前一阶段增加1倍多,呈波动增长趋势;δ<13>Corg为较负偏阶段;沉积物粒度C值为整个剖面最高值段,沉积物粒度频率曲线指示,这一时期研究区接受风尘沉积。各项气候环境替代指标均指示这一时期气候趋向冷干,属气候环境过渡时期,气候转型期间的不稳定性表现明显,湖面不断降低。剖面记录在5.7kaBP~5.4kaBP左右、4.3kaBP~4.1kaBP左右,出现两次气候突变事件,4.3kaBP~4.1kaBP左右的气候事件标志着黄旗海地区全新世大暖期的结束。
(3)4.0kaBP~2.2kaBP,气候冷干,低湖面时期
这一阶段剖面沉积物Sr平均含量为整个剖面最低值段;惰性碎屑元素Zr平均含量较高,Rb/Sr、磁化率、δ<13>Corg均为整个剖面最高值;沉积物粒度C值平均为461μm。各项环境代用指标均指示这一时期为气候冷干时期,黄旗海湖面较低。其中,在3.9kaBP~3.6kaBP、3.0kaBP~2.6kaBP,各项代用指标均指示气候发生突变,并且造成湖面退缩,剖面所在位置成为滨湖地区。2.6kaBP以后H3剖面环境演化为沼泽。
二、环境演变对古文化发展的影响
(1)本区8.3kaBP~5.8kaBP持续两千多年的相对暖湿期在5.9kaBP达到鼎盛,适宜的气候为植被繁茂生长提供了优越条件,生活资源丰富,食物容易获得,从而使得古文化聚落在非常广阔的范围内分布,各区域文化繁荣发展。4kaBP左右,随着气候恶化,气候带南移,很多地区出现了资源紧张的问题,影响到先民的生存。农牧交替带地区的人口开始向中原地区迁移,数量众多的人口为争夺资源开始征战,部落相互融合,这为华夏文明的诞生奠定了基础。
(2)通过对环太湖地区古文化遗址剖面堆积特点、堆积类型、时空分布与地貌类型的相关性研究,得出本区新石器文化是连续发展的一个完整体系。高亢地带利于古文化的连续发展。当气候温干,水位降低,水域面积缩小时,古文化发展较快;而气候温湿,水域面积扩大时,文化遗址迁移频繁,文化层堆积较薄,古文化发展缓慢甚至衰落。
(3)环境演变对北方地区和环太湖地区古文化发展影响的表现形式不同。干冷气候及其由此造成的资源短缺是北方地区古文化遗址迁移的主要原因,洪涝
灾害是环太湖地区古文化遗址迁移的重要因素。季风边缘区古文化发展对环境演变更为敏感。 (4)全新世环境演变叠加在中国北方地区古文化分布呈“袋状”区域的背景上,是中国北部地区古文化发展与文明形成的主要动力与机制。