江苏金坛三星村遗址先民的食谱研究

目前，利用稳定同位素分析方法揭示我国长江流域先民食谱的研究工作，尚比较缺乏。本文分析了江苏金坛三星村遗址19个人骨的C和N稳定同位素，探讨了该遗址先民的生活方式和社会经济结构。虽然所有样品中骨胶原已发生不同程度的降解，但其C/N摩尔比值皆落于2.9～3.6之间，表明骨胶原基本未受污染。人骨中δ¹³C和δ¹⁵N的平均值分别为-20.05±0.21‰、9.69±0.33‰，且两者呈弱正相关，反映了先民以稻作农业为主并辅以渔猎的生活方式。δ¹⁵N与C₃类在先民食谱中的比例呈弱负相关，暗示先民的稻作农业与渔猎活动相对独立。与河姆渡遗址、青浦遗址相比，三星村遗址的稻作农业得到进一步发展，渔猎经济的比例逐渐减小，但先民获取肉食资源的形式仍处于初步开发型。     

古骨胶原的氧同位素分析及其在先民迁徙研究中的应用

古骨中的O同位素分析可以揭示先民和动物的饮用水来源,复原其所处的古环境,可为探索先民的来源地和迁徙状况提供重要的参考信息.选取中国商代都邑级别的郑州小双桥遗址出土的17例动物和先民骨骼,在C、N稳定同位素分析食物结构的基础上,利用O稳定同位素分析,对动物物种间δ18O值的差异状况与饮用水来源、代谢方式和饮食结构的关系,以及先民δ18O值的差异原因和身份进行了探讨.结果表明,不同种属动物骨胶原的δ18O值存在较大差异,并且这些差异与个体饮食中C3和C4食物比重的关系不大,更多地是受饮用水中δ18O值与新陈代谢方式(反刍和非反刍)的影响,反刍类动物明显高于非反刍类动物.此外,遗址中先民的δ18O值也有较大差别,表明这些先民生前可能至少来自2个区域,Ⅴ区丛葬坑H66中埋葬的先民相比Ⅸ区地层中的部分先民,来自于更接近海洋的地区.结合古文献和考古资料,推测Ⅴ区丛葬坑H66中埋葬的先民极有可能是东夷族人.     

河南淅川沟湾遗址农业发展方式和先民食物结构变化

尽管已有不少对稻粟混作分布的研究, 但稻粟农业在先民生活方式中的地位及其演变过程却一直缺乏相应的判别和认识. 为此, 对出土于河南淅川沟湾遗址的人骨进行了C, N稳定同位素分析, 在揭示先民食物结构的基础上, 探索先民的生活方式、稻粟农业的发展过程及其与气候的关系. 研究指出, 史前黄河中游考古文化区的传统生产经济模式——粟作农业在沟湾遗址先民生活方式中并不占据主要地位. 稻作农业和粟作农业对先民食物贡献基本相当. 不同时期先民骨中δ¹³C值和δ¹⁵N值的对比清晰地反映, 仰韶文化一期, 先民较多从事农业与采集业; 仰韶文化二期, 粟作农业、家畜的饲养以及渔猎活动加强; 仰韶文化三期, 稻粟农业及家畜的饲养较为稳定; 到屈家岭文化时期, 稻粟混作进一步发展. 另外, 仰韶文化阶段的稻作农业在适宜气候的允许下因南北文化的交流而北传. 屈家岭文化阶段, 该地区稻作农业受到了气候变冷的影响.     

长江三峡库区中坝遗址哺乳动物骨骼化石C和N稳定同位素分析

在丰富的AMS14C测年数据基础上,对长江三峡库区中坝遗址哺乳动物鹿、猪、牛骨骼化石的骨胶原C,N同位素进行分析,恢复中坝遗址过去哺乳动物的食性特征、古气候、古生态环境和人类活动.研究结果表明,大部分骨骼保存较好,骨胶原流失对C,N稳定同位素的成分没有影响.鹿骨胶原δ13C,δ15N均值分别为–23.1‰和4.7‰,说明鹿生活在密闭的生境中,以树叶和灌木为食;牛骨胶原δ13C,δ15N均值分别为–19.6‰和5.2‰,说明牛生活在开阔的生境中,以草本植物为食.C同位素分析显示鹿和牛都以C3植物为食物,表明鹿和牛生存于同一个生态系统中;但t检验显示鹿骨胶原δ13C,δ15N值比牛的都要小,这表明鹿和牛的生境不一样;牛和鹿的δ13C,δ15N值还存在部分重叠,说明草食性的牛和鹿之间还存在一定的食物竞争.猪骨胶原δ13C,δ15N分别为–17.1‰和5.5‰,t检验显示猪骨胶原δ13C,δ15N值比牛和鹿的都要大,表明猪的营养级比牛和鹿的要高.猪的δ13C值范围很大,说明当时已经有家养猪的贸易.t检验显示不同时期遗址地层草食性动物鹿骨胶原δ13C值之间不存在差异,鹿骨胶原δ15N值之间也不存在差异.表明2200~4200aBP期间,中坝地区气候和生态环境没有出现较大的波动,这是中坝遗址地层比较完整的原因.在该地区能代表鹿、猪、牛δ13C值均值的最小样本数分别是8,73,16,而能代表鹿、猪、牛δ15N均值的最小样本数分别是4,5,6.     

利用稳定氮和碳同位素分析渤海湾食物网主要生物种的营养层次

本研究利用稳定氮和碳同位素比值构建了渤海湾食物网主要生物种的营养层次. 其中, δ¹³C值范围为-25.38‰~-11.08‰, 并且在水生生物体内没有稳定的富集现象, 梭鱼的生活习性(洄游经济鱼种)和食性可能导致其δ¹³C值明显高于其他鱼种. δ¹⁵N值范围为4.08‰~13.98‰, 随营养层次升高有明显富集趋势, 富集因子为3.8‰. 利用δ¹⁵N建立了稳定同位素比值与营养层次的关系模型, 预测出浮游动植物、无脊椎生物、鱼类和海鸟的营养层次分别为1.46~2.10, 1.91~3.32, 2.55~4.23和2.98~4.28.     

通化万发拨子遗址猪骨的C, N稳定同位素分析

家猪驯化之初, 如何鉴别其与野猪的差异, 至今尚没有理想的科学方法. 为此采用C, N稳定同位素分析方法, 对吉林省通化市万发拨子遗址26座墓葬及灰坑中出土的猪骨进行了分析, 揭示了该遗址中家猪和野猪在食物结构上的差异, 探讨了采用食谱分析方法鉴别家猪与野猪的可行性. 未污染猪骨的骨胶原δ¹³C和δ¹⁵N分析显示, 猪主要以C₃类植物为食. 家猪与野猪的δ¹³C值无明显差异, 但δ¹⁵N值的差异显著, 这当与家猪食物中包含较多的蛋白质有关. 家猪与野猪食谱的内在差异, 预示着通过食谱分析方法科学鉴别家猪与野猪和探索家猪起源, 将具有广阔的前景.     

牙釉质碳和氧同位素在重建中坝遗址哺乳类过去生存模式中的应用

对长江三峡库区中坝遗址人和动物牙釉质C和O同位素进行分析,重建该地区在距今约2.4～4.2ka期间人和动物的食性特征.结果表明人类主要以C4作物如粟等为主要食物,而水稻和小麦等C3作物含量较少,一般少于15%.猪的食物与人类牙釉质的食物存在显著的差别,其C3植物含量总体上大于人类食物的C3作物含量,但猪和人类的δ13C值存在重叠,表明人和猪的食物具有相似性;同时牙釉质δ13C揭示人和猪的体内水分来源也明显不同.鹿和牛的食物也存在明显差别,这是由于它们处于不同的生态位,但它们的δ13C值也部分重叠,也有相似的食物成分;在体内水分来源上它们之间也存在差别.杂食的人和猪与草食动物的鹿和牛不仅食物差别显著,不具有相似性,而且体内水分来源上也存在差别.4.2～2.4kaBP期间该地区人类农作物的生产方式和饮食习惯没有明显改变,但猪的养殖方式发生了变化,从放养到圈养,猪的食物中C3作物含量不断增加.随生产力的发展,到战国时期,中坝地区出现了较大范围的人类迁徙活动.     

中元古代雾迷山组碳酸盐岩碳和氧同位素组成及海平面变化

北京十三陵地区雾迷山组(1310～1207 Ma)白云岩的δ13C数值范围从-1.5‰～1.5‰ (PDB),δ18O数值范围一般为-4‰～-5‰ (PDB).它们碳同位素组成具有旋回性变化的特征.δ13C从地层层序的边界发生正偏移,至1.5‰(PDB),然后发生负偏移至-1.5‰(PDB).有时,在δ13C为负值的层段δ18O数值较高,约为-4.0‰(PDB).碳、氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化相关.     

根据步氏巨猿与伴生动物牙釉质稳定碳同位素分析探讨其食性及栖息环境

分析研究了湖北建始龙骨洞和广西柳城巨猿洞8枚巨猿牙齿及9种伴生哺乳动物24枚牙齿的釉质稳定碳同位素比例,δ13C值(PDB)为-18.8‰~-14.1‰,其中建始4个巨猿牙齿的釉质δ13C值为-18.2‰~-14.2‰,柳城4个巨猿牙齿釉质的δ13C值为-17.5‰~-16.8‰.数据结果表明巨猿及伴生动物群的食性均为纯C3食性.依据C3植物的分布规律、相关地区植被的C3/C4植物组成、巨猿动物群和古植物孢粉等综合分析,推测巨猿生活于C3植物占优势的植被环境,应该是森林环境,而非开阔环境.巨猿的绝灭可能与栖息环境退缩恶化等因素密切相关.     

全新世中期海平面波动对稻作生产的影响

浙江省余姚市田螺山遗址农耕遗迹剖面硅藻、植物硅酸体和种子分析显示中国东部全新世最高海平面出现在距今7000年以前.全新世中期海退以后东部沿海地区形成大面积的湿地平原,诞生以稻作生产为特征的河姆渡等新石器时代文化.全新世中期海平面仍然有过多次波动,其中在6.4～6.3和4.6～2.1kaBP的两次海水入侵是全新世海退期以后的较大2次海面波动,另外在6.3～4.6kaBP湿地草原植被时段,也曾经发生过若干次规模很小、时间短暂的海水向陆地推进的过程.尽管海退期海平面上升的影响范围和强度可能不及高海平面时期,但同样对先民的生活和生产活动产生了深刻的影响.田螺山遗址农耕遗迹剖面研究结果显示,全新世中期以后强度较大的海平面波动时,海水向陆地推进,淹没大片农田;强度较弱的海平面波动时,海水倒灌,土壤盐分升高,水稻产量下降.海平面上升对稻作生产的影响引起了先民食物结构中稻米比重下降,采集和狩猎比重增加.全新世中期以前的高海平面环境意味着东部沿海平原地区稻作源头可能在山区、丘陵的一些小盆地.     

水洞沟旧石器时代晚期遗址结构的空间利用分析

遗址空间分析是解读遗址功能、阐释先民在遗址中的生产生活状态的重要手段. 本文选取水洞沟遗址2 号地点(SDG Loc.2)第2 文化层的遗存作为研究对象, 着眼于遗址结构和居住面的空间功能组织, 通过这两个方面的研究探讨先民的行为方式和遗址性质. 在确定了遗址的原地埋藏性质后, 对出土的各类标本和火塘遗迹进行空间复原、时序性和相关性研究; 通过上述分析对遗址居民行为方式、群体规模与构成、遗址功能进行了讨论. 指出SDG Loc.2第2文化层为晚期智人居住的开放式大本营, 居民以火塘为中心进行复杂的生存活动. 这项成果对研究同类遗址的空间利用和先民适应方式提供了重要参考和启示.     

东非大裂谷埃塞俄比亚段内C3植物叶片δ13C和δ15N及其环境指示意义

在中国科学探险协会的资助下, 对东非大裂谷埃塞俄比亚段内不同区域植物叶片稳定碳(δ¹³C)和氮(δ¹⁵N)同位素比率进行了分析, 探讨了植物叶片δ¹³C和δ¹⁵N的分布特征及其与环境要素之间的关系. 结果表明在冷湿环境下C₃植物叶片δ¹³C的平均值为(-26.7±0.4)‰; 温暖湿润环境下为(-29.7±0.6)‰; 干热环境下为(-26.9±1.2)‰. 植物叶片δ¹⁵N的分布区间为(-1.4±1.7)‰~(14.3±0.1)‰, 生长在干燥炎热环境的植物表现为较高的δ¹⁵N, 温暖湿润环境的δ¹⁵N居中, 高海拔冷湿环境植物δ¹⁵N最小. 植物叶片δ¹³C和δ¹⁵N之间的关系型可分为3类: 分别代表寒冷湿润、温暖湿润和干燥炎热的生长环境, 反映了植物生长环境的异质性. 植物δ¹⁵N与年均降雨量和海拔均为极显著负相关(P < 0.001); 与年均温度显著正相关(P < 0.01). 年降雨量每增加100 mm, 海拔每增加1000 m, 植物δ¹⁵N分别偏负1.0‰和2.0‰; 年均温度每增加1℃, δ¹⁵N平均值则偏正0.5‰. 降水和温度与氮同位素存在相关关系, 解释方差分别为53.6%和31.8%, 因此降水和温度对C₃植物氮同位素分馏起主要作用. 植物δ¹³C与年均温度呈弱正相关关系, 但与年平均降水和海拔的关系均表现为二次曲线型. 当降雨量低于1019.3 mm, 海拔低于2400 m时, δ¹³C随降雨量和海拔的增加而偏负, 而当降雨量与海拔高于此值时, δ¹³C随二者的增加而偏正. 研究结果说明海拔变化引起水热条件的改变对植物碳同位素分馏的影响存在一个转换点.     

上新世红黏土的碳同位素记录与青藏高原隆升的关系

西峰上新世红黏土剖面成土碳酸盐的碳同位素记录显示δ^13C值有较大幅度的变化,大约从4．4MaBP开始,C4植被逐渐增加,在4．0－3．0MaBP期间相对,本地区C4植被增加的时间和表现方式与世界上其他地区有明显的差异,表明了区域性的驱动因子对C4植被的增加起主导作用,C4植物的增加与西峰红土粒度和北太平洋粉尘记录反映的亚洲干旱化程度加强的时期具有高度一致性,这表明C4植被的增加可能是上新世我国北方干旱化发展的结果,后者可能与青藏高原在此时期的强烈隆升有关。     

天然气水合物伴生的沉积物碳、氧稳定同位素示踪

对取自东北太平洋Oregon州海岸俯冲增生楔，天然气（甲烷）水合物脊上南北两端的两组钻孔沉积物样品全岩碳和氧稳定同位素分析，测得δ13C和δ18O值大于多在－29．81‰－48．2‰（PDB）和2．56‰－4．28‰（PDB）之间，数值落在“冷喷气孔附近典型的受甲烷气影响的碳酸盐矿物”区内，显示这类沉积物的全岩碳，氧稳定同位素特征已明显不同于一般海相碳酸盐类矿物， 它们已受到了沉积物中甲烷水保物的形成和演化的影响，此外，两处钻孔均显示出δ13C随深度增加而增加，δ18O随深度增加而减少的趋势，这种变化趋势认为主要是由于钻孔不同深度位置甲烷的缺氧氧化作用（AOM）强度和水合物形成过程中氧同位素的分馏作用而造成的，沉积物的这种碳，氧稳定同位素特殊性，认为可作为一个识别标志应用于其他海区，以确定或探索海底沉积物中是否存在天然气水合物。     

陡山沱期古海水的硫和碳同位素变化

利用从碳酸盐岩中提取微量硫酸盐的方法, 实现了扬子地区陡山沱组海相碳酸盐岩地层连续的硫和碳同位素组成测定. 未受成岩作用改造的同一样品的硫和碳同位素分析结果能够同时给出扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成. 获得的高分辨率陡山沱期硫酸盐的硫同位素年代曲线可能反映了“雪球地球”事件之后全球古海洋的硫同位素变化趋势, 它与同时期的碳同位素年代曲线变化相似. 陡山沱期早期古海水的δ³⁴S值出现超过20‰的正漂移, 同期δ¹³C值也出现高达10‰的正漂移, 使古海水的δ³⁴S值和δ¹³C值分别达到+46.4‰和+6.9‰的高值. 在陡山沱期中期古海水的δ³⁴S值的变化幅度相对较小, 对应于较高的δ¹³C值. 随后, 古海水的δ³⁴S值呈现较强烈的振荡, δ¹³C值也有类似表现. 在陡山沱期末期海水的硫和碳同位素都出现了大幅度的负漂移, δ值分别降到-10.1‰和-5.7‰. 扬子地区陡山沱期古海水的硫和碳同位素组成与变化意味着南沱冰期之后的海洋环境发生了急剧变化, 环境十分有利于生物繁衍与活动, 那时的生物产率和有机碳埋藏速率曾达到很高的水平. 不过, “雪球地球”之后的环境并不稳定, 全球的气候与环境可能都曾发生过波动与反复. 发生在陡山沱末期海水的硫和碳同位素的负漂移是一次全球性事件, 可能与深部海水氧化有关.     

藏南地区降水量变化对陆源正构烷烃单体氢稳定同位素影响初探

在藏南羊卓雍错流域的沉错和宁金岗桑冰川分别钻取了浅湖芯和冰芯,对过去80年来湖芯中记录的陆源正构烷烃单体氢稳定同位素(δDwax)与冰芯氢稳定同位素(δDice)进行比较,发现二者具有较好的相关性(R2=0.41,P=0.047),显示了陆生植物叶蜡正构烷烃单体氢稳定同位素对大气降水氢稳定同位素的继承效应.但δDwax与δDice之间的分馏(εwax-ice)与冰芯积累量(降水量)呈现反相关关系(R2=0.65,P=0.0051),说明气候的干湿变化对δDwax有显著的影响.因此降水稳定同位素和降水量是影响δDwax的两个重要因素.     

新的质谱电离方法测定氨根中~(15)N的丰度

一、引言 稳定同位素标记法在农业、生物和医学等领域有重要的应用。用~(15)N稳定同位素制成的各种标记物,可以显示出生物体内各个组织的新陈代谢情况,稳定同位素丰度的检测,又是这一方法的关键。目前,测定氨根中~(15)N丰度的经典方法是利用气体同位素质谱计,其电离     

食物控制的陆生蜗牛碳同位素组成

陆生蜗牛壳体化石碳酸盐(文石, CaCO₃)稳定碳同位素组成已被用于解释过去古植被C₃/C₄光合作用类型的变化, 但是蜗牛壳体碳同位素组成是否取决于其食物碳同位素组成一直是争议的问题. 对黄土高原等地现生蜗牛软体躯干有机碳和壳体文石无机碳同位素组成测量表明, 壳体文石无机碳同位素δ¹³C_a分布范围为-13.1‰ ~ -4.3‰; 对应的软体躯干有机碳同位素δ¹³Corg分布范围为-26.8‰ ~ -18.0‰, 两者之间存在显著的相关关系(δ¹³C_a = 1.021 δ¹³C_org + 14.38; R = 0.965; N = 31), 壳体文石¹³C相对于躯干平均富集(14.2 ± 0.8)‰. 由于蜗牛软体和食物碳同位素组成一致, 这样结果表明黄土高原陆生蜗牛壳体碳同位素组成可以反映其食物的同位素特征和潜在生态背景. 进而认为: (1)蜗牛碳酸盐壳体中的碳主要来自于蜗牛代谢(呼吸)作用产生的CO₂; (2) 蜗牛休眠、壳体封闭时期壳内CO₂与体液HCO₃^-之间碳同位素处于平衡分馏状态; 蜗牛活动时期CO₂的释放, 壳体文石形成, 碳同位素动力分馏作用发生, 导致壳体文石¹³C富集程度显著高于同位素平衡分馏值.     

鄂霍次克海东南部180ka BP以来底栖有孔虫δ~(13)C轻值事件

对鄂霍次克海东南部OS03-1岩芯180 ka BP以来底栖有孔虫内生种Uvigerina spp.进行了稳定氧碳同位素分析,发现了112~109 ka BP(Ⅵ),102~90 ka BP(Ⅴ),85~76 ka BP(Ⅳ),57~54 ka BP(Ⅲ),44~40 ka BP(Ⅱ)和17~10 ka BP(Ⅰ)的6次δ13C轻值事件,其中发生于102~90 ka BP的轻值事件Ⅴ中的δ13C降幅最大,达到了2.5‰,其他事件中均达到1‰以上.研究认为,这些δ13C轻值事件可能由表层生产力增高、鄂霍次克海中层水形成减弱、最低含氧带加强等因素共同引起.古菌生物标志物结果表明,这些δ13C轻值事件没有受到天然气水合物分解和甲烷气体释放的影响.     

黄河流域新石器文化的空间扩张及其影响因素

黄河流域的新石器文化的发展为中华文明起源奠定了重要的基础。考古资料显示黄河流域新石器文化的发展主要经历了三个阶段：前仰韶时期(9 000~7 000 BP,BP表示距今年代,这里指距1950年)遗址数量少且分散;仰韶时期(7 000~5 000 BP)遗址数量显著增加,分布范围扩张至黄河及支流谷地;龙山时期(5 000~4 000 BP)遗址分布空间进一步扩张至丘陵地带。对比古气候和农业考古研究进展,显示黄河流域新石器时代粟黍农业的发展是推动文化扩张的主要动力,气候变 化则在此过程中起到了促进作用。