西安半坡遗址全新世古气候环境的探讨 [复制链接]

西安半坡遗址全新世古气候环境的探讨

李秉成（西北大学地质学系）

摘要：目的讨论最近年来的植被和环境制定治理*土高原及其水土流失的战略方针预测未来*土高原的气候变化。方法通过对西安半坡遗址大围沟剖面的地质调查、密集采样和孢粉分析讨论该区植被的演替。结果论证了全新世古气候环境的特征总结了早、中、晚全新世在该区发育的植被及其所代表的气候环境。从该剖面17个样品中分析出了大量孢粉做出了*土地层的孢粉图式。据该剖面上孢粉组合变化的分析得出了全新世的植被与相应的气候在时间上的演变与空间上的分布范围。结论中全新世气候温暖湿润；晚全新世温凉干旱。

为了说明西安半坡遗址全新世古气候环境对北纬34°～39°、东经°～10°的范围内进行了勘察与研究。该区属于*河中游*土高原的中部主要对位于渭河地堑盆地的中段——西安半坡遗址等地进行了研究。

1地质概况

渭河谷地的全新世地层一般分布于河谷的一级阶地及其以上各级阶地和塬上的*土地层表面上包括黑垆土上的薄层*土。

全新统：①灰、*、灰褐色耕植土疏松大孔隙厚0．3m；②灰褐色*土状土疏松含陶片（第1文化层）厚0．75m；③*褐色*土状土含木炭屑、陶片、骨片厚0．2m；④*褐色*土状土含黏土量较大坚硬孔隙较小含少量陶片厚0．62m；⑤褐红色*土状土含炭屑、骨片、陶片及砾石（第2文化层）厚0．7m；⑥褐灰色亚黏土含陶片、骨片、炭屑（第3文化层）厚0．62m；⑦灰*色亚黏土密实、坚硬含大小不等的钙质结核、陶片及炭屑厚1．27m；上更新统：⑧典型*土（晚更新世马兰*土）未见底。

2植被的演替

半坡遗址在主要文化层（图1由上数第5层）中曾发现大量木炭屑14C年龄数据范围在±～±aB．P．之间［12］。这说明半坡人在此地活动的主要时期历时约年。据地层情况和孢粉图式（图1图2）可知前面所述数据只反映了半坡人主要的活动时期约相当于第ⅡⅢ文化层而下面的第7层也有人类活动的遗迹（陶片、炭屑）可能要早于前述数据。据有关专家介绍关中地区大量半坡文化遗址测年结果证明半坡早期文化在～aB．P．之间半坡晚期文化上限可达aB．P．因此估计大围沟剖面地层的时限约在～aB．P．之间。

半坡遗址孢粉图式（图2）十分清楚地分为两部分下部乔木花粉丰富上部乔木花粉贫乏从前述年代资料可知两者的界线正在第Ⅱ文化层的上界处约aB．P．之际。因此下部是～aB．P．的大西洋期上部属于～aB．P．的亚北方期。我们用Ⅱ代表中全新世的孢粉带并进一步分为1与2两个亚带

2.1Ⅱ1亚带

1）以X17号样为代表中生草本植物花粉占优势达9．5％主要有十字花科（Cruciferae）占50．6％豆科（Leguminosae）10．2％石竹科（Caryophyllaceae）7．4％混生蒿（Artemisia）、藜（Chenopodiaceae）、旋花（Convolvulaceae）、香蒲（Ty-pha）乔木花粉仅占0．5％。当时植被为草甸草原气温回升。

2）包括X15.X16两个样，乔木花粉占16.8%，其中耐寒凉的针叶树花粉显著增加最高可达14．8％并以松（Pinus）为主云杉（Picea）、冷杉（Abies）次之杂有0．3％～2．3％的阔叶树。如：桦（Betula）、臭椿（Ailanthus）、鹅耳枥（Carpinus）等耐旱的蒿、藜、菊（Compositae）为主的草本植物花粉占优势（67．2％～91．5％）。组合中水生香蒲和环纹藻（Concentricystes）也很多当时植被为松、蒿森林草原气温稍凉。

3）以X14号样为代表乔木花粉占24．2％其中松9．7％铁杉（Tsuga）6．4％云杉4．8％冷杉0．5％。此外还有阔叶树桦、鹅耳枥、胡桃（Juglans）、臭椿的花粉少数草本植物花粉中有蒿41．6％藜17．6％。其次又有菊科（Compositae）2．4％禾本科（Gramineae）2．9％等当时植被为含有亚热带山地树种铁杉的温带阔叶落叶森林草原气候温暖湿润。

4）包括X12X13两个样乔木花粉高达30．6％针叶树花粉明显增长松20．2％云杉、冷杉13．2％阔叶树和铁杉花粉下降以栎（Quercus）为主的阔叶树花粉减过至1．4％～2．0％草本花粉达68．3％以蒿、菊、禾草为主水生香蒲繁茂达本剖面的峰值（16．1％）当时植被为以松为主的针叶林气候变凉。

5）包括X9X10X1样乔木花粉占17．7％～31．1％其中针叶树松5．2％～8．7％云杉2．5％～3．7％冷杉0．4％～1．2％铁杉4％～14．2％阔叶树花粉2％～6．3％种类较多有桦、榛（Corylus）、鹅耳枥、桤木（Alnus）、栎、栗（Castanea）、胡桃等草本花粉中有蒿31．6％～43．8％藜17．7％～2．3％等。当时植被为含有铁杉的针阔混交林或森林草原气候温暖湿润。

2．2Ⅱ2亚带

本亚带以乔木花粉明显减少耐旱草本花粉显著增多为特征。其下部包括X4～X8等5个样乔木花粉占3．4％～8．9％阔叶树花粉多于针叶树有栎、臭椿、胡桃、榆（Ulmus）等。以松为主的针叶树逐渐消失铁杉亦有出现草本花粉大量增加89．4％～96．6％以蒿、菊、藜为主水生香蒲显著减少植被为疏林草原气温比前期降低。其上部包括X1～X3等3个样乔木花粉占3．3％～6．3％阔叶树较多有桦、栎、榆、胡桃等针叶树以松为主以蒿为主的草本花粉高达89．1％～96．2％喜温干的蕨类植物中华卷柏（Salaginellasinensis）的孢子增至3．9％植被为疏林草原或干草原气候趋于干凉。西安半坡遗址孢粉组合特征表明在半坡人生活的中全新世早期气候转暖先是发育着以松、蒿为主的森林草原气候温凉较干。其下部虽出现短暂的以十字花科、豆科为主的中生草原植被表明当时气温曾一度回升变暖。其后进入乔木植物繁盛期那时半坡村附近草本植物繁茂耐旱蒿属遍布中生草本婆婆纳、毛莨、伞形、唐松草、茄、豆科、水生植物香蒲繁盛淡水藻类环纹藻亦有生长表明当时湖沼发育。在遗址附近还散生有种类较多的落叶阔叶树种有栎、臭椿、胡桃、榆、鹅耳枥、朴、榛、桦、枫杨、栗、漆等。在离半坡村较远的山地生长有较多现今主要分布在秦岭以南的亚热带山地针树种铁杉另有松、少量的云杉和冷杉。这个时期当喜暖的落叶阔叶树种增多时铁杉也相应变多反映了当时气温和降水条件比较好发育了森林或森林草原植被气候湿润适宜属大西洋期。其间还发生过降温的气候波动表现为针叶树繁盛。

3古气候环境

孢粉图式（图2）中的Ⅱ带是最引人注目的中全新世的一个带。其特点是乔木花粉激增显示森林茂盛草木丛生的景象可分为前后两期。前期（亚带Ⅱ1）在南部西安、蓝田一带曾有温带阔叶落叶林或针阔叶混交林的发育向北到富平以至榆林一带则变为森林草原宁夏水洞沟一带则为灌丛草原或森林草原。其中阔叶落叶林以栎为主与现代关中所在的南温带落叶阔叶林成分基本相似但其中有一些可以见于南温带而更多地出现在北亚热带的树种如枫杨栗、漆化香也有只见于亚热带的山核桃和冬青还有亚热带山地针叶树铁杉的大量出现。这证明当时气候带有所北移现生于秦岭以南的树木向北渗入气候比现代温暖而湿润而蓝田富平一带有大片湖沼发育。其中水生香蒲和环纹藻的繁盛也无疑证明了气候的温暖和湿润。

半坡遗址发掘的猎物中有獐（河麂Hydropotesinermis）和竹鼠（Rhiz-omyssinensis）都是亚热带动物现今已不见于西安地区特别是竹鼠是以竹根为食物的当时半坡一带必然生长着茂密的竹林。据竺可桢研究［3］现代竹类的分布向南退缩了1～3个纬度年均温较当时下降了2℃。

所有这一切说明这一时期是全新世最温暖湿润的时期符合全球冰后气候最佳期（ClimaticOpti-mun）和大西洋期的特点。

但是孢粉资料还显示此期内气候还有一些变化。例如在西安半坡可以分为5个阶段：①十字花科草甸草原、气候开始变暖；②松、蒿森林草原是一个稍微凉干的气候波动；③阔叶落叶林含亚热带山地针叶树种铁杉等气温上升；④以松为主并含有相当数量云杉、冷杉的针叶林标志着气温相当地下降；⑤以松、栎为主的针阔叶混交林还有许多温带阔叶落叶树如鹅耳枥、胡桃、榆、臭椿等特别引人注目的是铁杉花粉达到了全剖面的最高峰。这正是高温期（Hypsithermal）中气温最高的时期大约距今0～a亦即半坡人生活的极盛时期。

值得注意的是前述第④阶段即在大西洋期中的一个降温的波动在各剖面上都有显示如新庄村剖面［4］的松、蒿森林草原水洞沟的以松为主的森林草原。这一时期大约距今aB．P．左右。

水洞沟剖面可以作为*土高原以北、沙漠南部地带的代表在大西洋期的早期和晚期都是灌丛草原但晚期多了一些松和栎的生长说明最暖期在晚期这和半坡的情况是一致的而中期为以松为主的森林草原显示一个偏凉的波动。

虽然比起西安一带当时茂密的森林景观来说水洞沟一带是要荒凉得多了但无论是乔灌丛草原还是森林草原都比现今生长着油蒿Artemisiaor-dosica）和麻*（Ephedrasinica）［5］群落的荒漠草原植被要繁茂得多。由此可见大西洋期温暖气候的影响是极为普遍的。

这—时期大体与仰韶文化发育的时期符合仰韶文化距今6～a。所以我们沿用浦庆余的命名［6］并略加修改称之为“仰韶最暖期”。

中全新世晚期相当于孢粉亚带Ⅱ2此时在*土高原从南到北都是以温带阔叶树或与松混合的疏林草原或森林草原［78］个别地点如蓝田东城水库见亚热带的山核桃侵入说明此时的气候仍然是相当温暖的但比前一时期要凉、干些但比目前要温、湿些。估计年均温比今高1～2℃降水量约高10～化以至夏、商之时故称龙山-夏-商温暖期。

4）晚全新世aB．P．以来气温在波动式地下降以致形成现今*土高原气候的特征。