甘肃大地湾遗址距今6万年来的考古记录与旱作农业起源

报道了中国北方早期旱作农业起源地之一的甘肃秦安大地湾遗址Dadiwan06探方的最新发掘成果, 根据黄土-古土壤序列、绝对测年(AMS ¹⁴C和光释光测年)、气候事件年龄和考古分析, 为Dadiwan06探方的地层沉积建立了6.5万年的年代框架. 考古材料分析显示, Dadiwan06探方完整记录了石英打制技术制品、细石器技术制品、大地湾一期文化以及仰韶文化陶器制品等分别代表中国北方原始采集狩猎经济、先进采集狩猎经济、早期栽培经济与成熟农业经济的4个不同发展阶段, 反映了大地湾遗址距今6.0万年以来由采集狩猎经济逐步向农业经济过渡的持续人类活动历史.     

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.     

陇东地区新石器时代的早期农业及环境效应

通过陇东地区新石器时代2处文化层剖面及5处文化点的花粉、炭屑、种子的综合研究,重建了陇东地区新石器时代农业发展过程及其环境效应.研究显示,陇东地区早期农业经历了由单一黍作农业向黍、粟混作,并结合水稻、大豆等多样化农业发展过程.旱作农作物黍在仰韶文化早,中期占有绝对的优势,而粟在仰韶文化晚期开始明显增加,在齐家文化时期达到最大值.陇东地区仰韶文化晚期大豆开始栽培,稻作农业在陇东地区出现不晚于4800cal a BP,并延续到约4000cal a BP的齐家文化.新石器时代陇东黄土高原塬面以灌丛草原植被为主,沟谷地带存在云杉-铁杉-栎为主的针阔叶混交林,新石器时代农业活动减少自然植被盖度,促使灌丛草原趋向于单一的蒿属草原.农业活动减弱或消退后,以沙棘、蔷薇科、麻黄、豆科、蒿属、藜科为主的灌丛草原植被得以恢复.     

陇东地区新石器时代的早期农业及环境效应

通过陇东地区新石器时代2 处文化层剖面及5 处文化点的花粉、炭屑、种子的综合研究,重建了陇东地区新石器时代农业发展过程及其环境效应. 研究显示, 陇东地区早期农业经历了由单一黍作农业向黍、粟混作, 并结合水稻、大豆等多样化农业发展过程. 旱作农作物黍在仰韶文化早, 中期占有绝对的优势, 而粟在仰韶文化晚期开始明显增加, 在齐家文化时期达到最大值. 陇东地区仰韶文化晚期大豆开始栽培, 稻作农业在陇东地区出现不晚于4800 cal a BP, 并延续到约4000 cal a BP 的齐家文化. 新石器时代陇东黄土高原塬面以灌丛草原植被为主, 沟谷地带存在云杉-铁杉-栎为主的针阔叶混交林, 新石器时代农业活动减少自然植被盖度, 促使灌丛草原趋向于单一的蒿属草原. 农业活动减弱或消退后, 以沙棘、蔷薇科、麻黄、豆科、蒿属、藜科为主的灌丛草原植被得以恢复.     

晚冰期以来神农架大九湖泥炭高分辨率气候变化的地球化学记录研究

10个AMS14C年龄数据表明,神农架大九湖297cm的泥炭沉积剖面约为16kaBP(14C年龄为13.3kaBP)以来的沉积.多地球化学指标分析揭示出,研究区域16kaBP以来的气候特点如下:(1)晚冰期阶段气候冷湿而不稳定,12.6～11.4kaBP应是新仙女木时期的沉积,15.2～12.6kaBP(cal)为博令-阿勒罗德暖期,16～15.2kaBP为最老仙女木时期.(2)早全新世总体上继承了晚冰期气候特点,较为冷湿,其中在10.6kaBP(cal)前后出现较显著的干旱事件.(3)中全新世总体很温暖湿润.其中9.2～7.5kaBP是逐步升温的过程,降水相对较少,在全球具有代表意义的8.2kaBP前后的降温事件反映较明显,6.7～4.2kaBP期间各种替代指标相对稳定,是中全新世水热配置的最适宜期.(4)在4.2kaBP前后发生的中晚全新世的季风衰退事件,表现为气候由温暖湿润快速转向凉干,可能导致了本区新石器文化的崩溃并催生了夏代文明.约0.9kaBP前后转为较凉湿的气候.大九湖泥炭记录的气候和环境演变信息具有全球性变化特点,可以与东亚季风区的同类沉积剖面进行对比,反映了"末次冰期后,季风快速加强,早全新世季风强盛、随后季风衰退,中全新世季风变弱,气候变干"的季风气候变化模式.分析认为,其变化的驱动机制可能是太阳辐射在中纬度东亚季风区的特定响应.     

黄河中游地区末次冰消期新旧石器文化过渡的气候背景

对山西吉县柿子滩遗址进行的年代测定和孢粉分析结果表明,该遗址所在的黄河中游地区,在35－9．4kaBP期间始终是草原环境。其中35．1－17．0kbBP属末次冰期,气候寒冷干燥,为荒漠草原环境,晚期出现寒冷较阴湿的草原环境;17．0－11．9kaBP属末次冰梢期早－中期,以温和干燥的草原植被与温和半干燥的、生长有少量落叶阔叶树的草原植被多次交替为特征;11．9－10．5kaBP再次出现寒冷干燥的冰期气候,为荒漠草原环境;10．5－9．4kaBP气候温和半干旱,并向温暖湿润方向发展,前期为草原环境,后期过渡为生长有较多落叶阔叶树的草原环境。细石器作为新旧石器文化过渡时期的标志,主要分布在17．0－11．9kaBP,末次冰梢期早－中期相对温暖干燥且多变的草原环境有助于细石器文化的出现和发展。     

黄土高原西部全新世中期湿润气候的证据

野外调查表明, 沼泽-湿地相地层在黄土高原西部广泛分布. 地层分布的连续广泛性说明这是大范围湿润气候条件下的产物. 测年结果显示黄土高原西部的沼泽-湿地相地层形成时代是一致的, 为9~3.8 kaBP. 该地层有机质含量很高, 水生-湿生类型的蜗牛在该地层中大量出现, 指示气候湿润. 粒度记录表明9~3.8 kaBP冬季风减弱. 孢粉记录表明, 从9 kaBP开始, 黄土高原西部河谷区植被逐步繁茂, 孢粉组合中乔、灌木成分的含量最高可达80%以上, 气候湿润程度增加. 5.9 kaBP以后气候湿润程度逐渐降低, 3.8 kaBP夏季风强烈衰退, 气候总体趋向干旱.     

中国北方新石器时代农业强化及对环境的影响

人类世是当前备受关注的热点科学问题,尚存在较多争议.研究不同时空尺度人类活动对环境的影对探讨该问题具有重要意义.本研究系统总结了中国北方新石器时代植物考古、骨骼碳同位素和碳十四测年的究进展,并与古环境记录中黑炭研究进行对比,梳理了中国北方新石器时代粟黍农业强化和扩张的时空过程,其对环境的可能影响.结果显示,距今10000~7000年前,中国北方整体处于原始粟黍农业阶段,距今7700年之在内蒙古东部出现最早粟黍农业经济的迹象;距今7000~6000年前,粟黍生产中心转移至关中地区,是粟黍农建立的过渡时期;距今6000~4000年前,粟黍农业在中国北方广泛扩张,推动了新石器晚期文化的繁盛和人口显著增长.中国北方新石器时代黑炭指标(EC-soot)的时空变化过程与粟黍农业强化和扩张过程有很好的对应,示粟黍农业生产活动对火灾频率产生了重要的影响.本研究为理解新石器时代粟黍农业发展历程和人与环境的互作用,深入探讨人类世问题提供了重要的研究案例.     

对长江三角洲和宁绍平原一万年来高海面问题的新认识

长江三角洲新石器时代遗址时空分布和海相有孔虫鉴定特征表明: 该区缺少全新世初至7 kaBP的新石器时代遗址, 7~4 kaBP是该区新石器时代遗址连续出现、逐渐增多、史前文明大发展时期. 在该区各遗址地层中, 海相有孔虫均出现在马家浜文化层之下的地层中, 除上海马桥岗身以东地区外, 在该区7 kaBP以来的地层中未能发现海相有孔虫的存在, 这一现象表明, 该区全新世最大海侵应发生在10~7 kaBP之间. 从河姆渡遗址文化层和出土器物年代、钻孔剖面有孔虫和孢粉证据可知, 河姆渡文化正是在全新世气候最适宜期出现和发展的, 过去地学界关于长江三角洲和宁绍平原在7~5 kaBP为高海面的假说或理论难以成立. 考古地层学能够证明: 宁绍平原全新世以来7 kaBP以前应为高海面、7~5 kaBP为低海面、5~3.9 kaBP为洪水频发期.     

洛阳盆地新石器-青铜时期的炭化植物遗存

炭化植物遗存分析是了解古代农业的重要途径,目前已取得大量研究成果.由于古代农业形成的复杂性和遗址的多样性,如何选择合适遗址以提高炭化植物遗存研究的科学性和代表性已成为重要的课题.选择中原地区新石器文化发达的洛阳盆地,选取分布在不同地貌部位上的23个新石器-青铜时期中小遗址,从灰坑和文化层中采集土样进行浮选和炭化植物遗存鉴定,并与周边地区的大遗址进行了比较.中小遗址和大遗址的炭化植物遗存分析均表明中原地区在新石器时期属于以粟和黍为主的北方旱作农业,并逐渐出现了稻、小麦和大豆,到二里头时期发展成为五谷齐全的农业经济.相比之下,中小遗址农作物种类多样化的出现要早于大遗址,但二里头时期中小遗址稻和小麦在农业中的比重远低于大遗址,这种差异可能反映了它们遗址功能的不同.另外,分布在不同地貌部位上的中小遗址的炭化植物遗存分析表明:在仰韶、龙山文化时期,台塬沟谷区农作物种类比冲积平原区丰富;而到二里头时期,冲积平原区在农作物种类和数量上都超过台塬沟谷区.造成这种差异的原因可能与地貌、土壤、水文等自然环境因素有关.研究表明,中小遗址的炭化植物遗存分析是对区域农业考古研究的极大补充,更能反映区域内农业形成和发展的复杂过程,今后应加强对中小遗址的炭化植物遗存研究.     

沙鲁里山第四纪地貌发育与环境演变

沙鲁里山地质地貌显示, 第三纪晚期形成的夷平面在上新世末第四纪初解体, 在夷平面的一些部位出现裂谷盆地, 接纳河湖相沉积, 这是本区对青藏运动A幕的响应. 此后高原持续脉动上升, 由于构造断陷作用, 兼之金沙江和雅砻江一些大的支流的伸入切割, 形成若干断陷-河流谷地以及最早的阶地. 至少在昆黄运动后的600~550 kaBP, 本区夷平面一般达到约3500~3700 m的高度, 与全球冰期气候相迎合, 发生横断山系迄今发现的最早的冰川作用. 与此同时, 本区北部甘孜一带, 出现与冰川作用相伴随的黄土沉积. 末次冰期时, 沙鲁里山已接近现在高度, 发生了诸如稻城冰帽、新龙冰帽以及一些巨大的山谷冰川, 留下了青藏高原最壮观的冰川堆积.     

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。     

炭化过程中粟、黍种子亚显微结构特征及其在植物考古中的应用

粟、黍炭化种子遗存是研究早期人类活动的重要植物考古材料. 通过不同温度条件下的 室内炭化实验及野外火焙实验, 研究现代粟、黍种子形态和亚显微结构特征, 拟揭示粟、黍种 子遗存形成的条件与原因. 200℃以下种子形态变化呈缩小趋势, 胚乳淀粉粒保持结晶结构; 250℃粟形态呈膨胀增大趋势, 黍种子形变较严重, 粟和黍胚乳淀粉粒都过渡为无定形结构; 300℃种子部分灰化, 炭化种子出现多孔现象, 亚显微结构呈蜂窝状的孔洞. 北牛遗址史前窖 穴中的种子遗存仍保持结晶结构, 显示水分子不参与淀粉结晶, 为脱水炭化作用而成. 野外火 焙实验结果显示火堆底部地表的炭化粟、黍种子亚显微结构呈无定形, 考古文化堆积中炭化种 子遗存亚显微结构也呈无定形, 与250℃条件下的炭化种子结构特征相一致, 判定文化层的种 子遗存形成并不受明火直接烧烤, 而是在250℃左右的温度条件下烘焙而形成的.     

古近纪/新近纪之交青藏高原陆地生态系统的重大转折

新生代古近纪/新近纪之交是地球生命环境演化史上的重要节点,生物界总体面貌更趋近现代.青藏高原的隆升对该地区的陆地生态系统产生了重大影响,最终形成现代高原冰冻圈环境与生态体系.通过研究近年来高原腹地伦坡拉、尼玛盆地古近纪-新近纪沉积中产出的大量动植物化石,发现青藏高原生态系统在古近纪/新近纪之交经历了由热带、亚热带生态体系向高原型生物群落的重大转折.以上地点渐新世地层中的鱼类、植物和昆虫化石证据表明,高原腹地在26～24 Ma仍为温暖湿润的低地,来自印度洋的暖湿气流还可深入藏北.这一时期动植物以攀鲈和棕榈为代表,不仅反映热带、亚热带气候特征,并且表明当时盆地可能的最大海拔仅有2300 m左右.自中新世开始,高原陆地生态系统整体上向现代型过渡.裂腹鱼开始出现,并自此向特化等级演化,至上新世出现高度特化种类.早中新世植被以北温带落叶阔叶树种占优势,同时出现大量针叶树,草本植物进一步发展,反映气候已具温带特征.哺乳动物在早中新世出现适应温带森林的近无角犀等,而以披毛犀为代表的寒冷适应性冰期动物祖先出现于上新世.青藏高原生态系统这一重大转折与高原主体在早中新世隆升到接近3000 m高度所产生的降温效应相关,同时也受到全球气候转凉的影响.     

干旱区绿洲土壤养分对不同作物系统的响应

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用GIS和数理统计学方法,通过对当地农作物轮作制度的调查和历史资料的分析,遴选6种主要作物组合系统,并利用1982,1999和2003年土壤养分数据,分析干旱区绿洲土壤养分对农作物系统变化的响应．结果表明:(1)三工河流域绿洲不同时期的政策、法规和市场变化直接影响了作物系统的变化,研究区土壤有机质经历了先下降后上升的变化过程,碱解氮、速效磷和速效钾含量随土地耕作年限的增加增幅明显;(2)耐盐碱作物和粮食作物向棉花的转变不利于土壤有机质的积累,而粮食作物、棉花等向多年生作物的转变使得土壤有机质含量明显增加;(3)干旱区绿洲土壤总体表现为“碳汇”的过程,说明人类农业活动基本合理,绿洲生态环境正逐步得到改善．     

370 ka以来灵台黄土剖面元素碳记录及其对气候环境变化的响应

通过测定灵台黄土剖面370 ka来黄土-古土壤样的元素碳含量, 结合相关孢粉资料及古气候替代性指标, 讨论了该地区天然火的历史及其与气候、植被的关系. 灵台剖面元素碳含量谷值和峰值出现时的气候状况及变化特征, 表明气候不稳定的过渡时期, 特别是湿润转向干旱的时期容易发生大火. 各层黄土-古土壤元素碳含量变化规律为: 冰期低、间冰期高, 反映区域(或全球)生物量变化. 元素碳含量在130 kaBP前后呈阶段性增加趋势, 表明植被类型、气候格局发生了变化, CO₂浓度阶段性增加可能是其中原因之一. 元素碳含量总体上随时间呈上升的趋势, 可能反映了干旱化趋势的加剧. 全新世元素碳含量出现最大峰值, 反映了距今约六千年的气候突变事件, 以及人类活动导致火灾更为频繁的发生.     

汉阳陵外藏坑农作物遗存分析及西汉早期农业

利用植硅体分析与炭化植物种子形态分析, 对汉阳陵外藏坑DK15出土的距今2000多年前的农作物遗存进行了分析鉴定. 分析结果表明, 此外藏坑粮仓中的农作物包含了粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)、稻(Oryza saliva)以及藜属(初步鉴定为杖藜Chenopodium giganteum)的大量种子. 这些农作物反映了当时西汉早中期陕西关中地区主要的农作物(谷物与蔬菜). 以前从考古遗址中获得的藜属种子都是零星的, 归为伴人杂草. 此次汉阳陵出土的大量藜属种子, 是考古中的首次发现, 也第一次用实物资料证明了藜属作为经济作物的悠久历史. 由于西汉从汉武帝时才开始在关中大力推广小麦种植, 所以外藏坑中缺少小麦遗存有可能至少反映了汉景帝离世(141 cal a BC)前, 小麦在关中地区民众日常生活与农业经济中的从属地位.     

巢湖湖泊沉积记录的早-中全新世环境演化研究

采用AMS14C对岩芯的年代的精确测定与校正,以及孢粉、粒度等环境代用指标的分析和研究,提取早中全新世环境演变信息,重建了研究区9870～2170aBP(cal)期间的环境演变序列:(1)9870～6040aBP(cal)时期,气候在晚更新世干冷向温和干燥发展.在8910aBP(cal)左右,以及6060～6030aBP(cal)时期气候变干冷,湖面有缩小的波动变化现象;(2)6040～4860aBP(cal)时期,气候温和湿润但有波动较大的时段.在5840～5500aBP(cal),本区达到最盛的暖湿期,之后进入5375～4930aBP(cal)的Elm Decline事件期;(3)4860～2170aBP(cal)气候温度、湿度皆下降,是一个温和略干期.3760aBP(cal)出现一次干旱,2170aBP(cal)是巢湖全新世历史上干旱程度较高的一次,巢湖湖盆的局部地区可能出露水面以上.     

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.     

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.