河南仰韶村文化遗址的土壤指示特征研究

人类作为生物因素的重要组成部分,其对土壤的影响越来越受到关注。在古人类遗址土壤研究中,通过分析土壤理化性质以及包含物特征,可还原古人类活动类型以及强度。在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称文化剖面)和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),通过观察和分析,比较两个剖面在遗物遗迹、土壤理化性质以及植物遗存方面的差别,从而获取该遗址的土壤指示特征。研究结果显示文化剖面中出现陶片、石器、灰坑、灰烬层和文化层;通体粒度组成偏砂,在灰烬层砂粒含量达到最大;低频磁化率(χlf)高于自然剖面,且出现异常高值,频率磁化率(χfd)略低于自然剖面;色度参数红度(a*)、黄度(b*)、亮度(L*)值低于自然剖面,均在灰烬层出现最小值;容重小于自然剖面,在文化层出现最小值;全磷含量高于自然剖面,在灰烬层和文化层出现极大值和最大值;禾本科(Gramineae)和藜科(Artemisia)含量高于自然剖面,存在驯化的粟、黍、水稻植硅体;有机碳同位素(δ13C)值较自然剖面偏正,指示剖面植物类型以C4为主;炭屑含量大约为自然剖面的4倍。土壤在古人类活动影响下,宏观上,土体中的侵入体和剖面形态特征与自然剖面具有明显的差别;微观上,粒度组成、磁化率、色度、全磷、容重、孢粉、植硅体、炭屑和有机碳同位素也与自然剖面有明显的差别。     

古人类活动对土壤发育的影响——以河南仰韶村文化遗址为例

选择在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称文化剖面)和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),通过分析和比较两个剖面中炭屑、各种氧化物含量和土壤发育指标数值,研究古人类活动对土壤发育的影响。研究结果显示,在古人类用火形成的灰烬层中,炭屑含量达到最大值2.38×105粒g-1,约为自然剖面最高值的12.35倍,这使得Si O2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Mg O和Na2O含量相对减少,均达到最小值,而Ca O、Mn O含量达到最大值,表明古人类用火产生大量含Ca和Mn物质;而在古人类居住形成的文化层中,除Si O2几乎无变化外,其余物质均出现最大值或达到波峰,表明古人类居住活动有利于各种氧化物的富集。文化剖面发育指标数值总体高于自然剖面,在文化剖面内,文化层和灰烬层的上覆和下伏自然土层中各种元素物质含量基本相同,表明古人类活动阻碍了各种元素物质向下迁移和聚集,使下伏自然土层保持在一个相对封闭的环境中,由此推测古人类活动基本阻碍了土壤发育进程。     

河南仰韶村遗址不同功能区土壤特征研究

为全面了解仰韶文化时期古人类不同活动内容和程度,在仰韶村遗址内分别采集古人类遗址不同功能区(地基、饮食、瓮棺、陶窑)和未受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面)土样,进行色度、磁化率、颗粒组成、游离铁、矿质全量、土壤微形态分析,通过与自然剖面数据比较,获知古人类不同活动对土壤的影响程度。结果显示,在地基区,黏粒含量最高,CaO含量较高,P含量最高,土壤微形态显示了古人类在石灰面中加入多种不同的集料。在饮食区,土壤微形态显示炭屑含量丰富,且排列呈现一定方向。在瓮棺区,χfd为最大值,游离铁和游离度均为最大值。在陶窑区,χlf为最大值,P含量较高,土壤微形态显示经过高温煅烧。结论表明,古人类选择黏土和石灰混合铺设地面,长期居住产生大量含磷物质;古人类长期在饮食区烹煮食物,并对灰烬进行清理;瓮棺中的尸体在腐烂过程中,由于土壤动物和微生物的参与,不仅增加土壤细颗粒,还促进了土壤发育;古人类烧制陶器时,可能将生活垃圾进行燃烧,因此P富集。     

古人类活动对土壤理化性质的影响——以河南仰韶村文化遗址为例

在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称文化剖面)和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),通过分析土壤的粒度、磁化率、色度、矿质全量、全磷含量和容重特征,比较两剖面差异,从而获取古人类活动对土壤理化性质的影响。研究结果显示:文化剖面土壤各理化性质变异系数均较自然剖面大。文化剖面通体粒度组成偏砂,在灰烬层砂粒含量达到最大,但在文化层黏粒含量达到峰值,平均粒径和分选系数变化明显,均在灰烬层和文化层出现峰值和极大值;低频磁化率(χlf)高于自然剖面,在灰烬层和文化层出现峰值,频率磁化率(χfd)略低于自然剖面;红度(a*)、黄度(b*)、亮度(L*)低于自然剖面,在灰烬层均出现最小值;各矿质元素变异系数大于自然剖面,但含量几乎相近,脱硅富铝化程度较弱于自然剖面,在灰烬层中CaO、MnO含量达到最大值,在文化层中除SiO_2几乎无变化外,其余氧化物或出现最大值或波峰;容重平均值小于自然剖面,并且在文化层出现最小值;全磷含量高于自然剖面,在灰烬层和文化层出现峰值和最大值。     

河南仰韶村遗址原始农业活动研究

分析古土壤特征是获取古环境信息的重要手段,通过研究文化遗址区古土壤特征来推导不同时间尺度下原始农业信息日益成为国内外研究的热点。本文选取河南仰韶文化遗址区内的文化剖面和自然剖面为研究对象,通过对两者的孢粉、炭屑、有机碳同位素、植硅体等古土壤特征定量分析,推测当时的粮食作物等原始农业信息。结果表明:通过分析两者的孢粉、炭屑,发现当古人类活动开始增强后,对于生存、生活所需的植物,古人类有选择性地种植和采摘,导致禾本科含量增加明显,藜科含量也较高,而利用价值不大的植物则因居住、耕作需要而被砍伐、焚烧,导致木本、蕨类含量减少。通过有机碳同位素和植硅体分析,发现在古人类活动的影响下,以C_3植物为主的自然植被类型转变为以C_4植物为主的人工植被类型,其遗址区内农作物以粟、黍为主,并发现有水稻,推测该遗址在仰韶晚期处于"北粟南稻"交错地带。     

土壤文化历史档案记录功能评价研究——以河南仰韶村文化遗址为例

目前土壤文化历史档案记录功能研究主要集中于理论和概念,评价指标和标准中定性成分较多,定量成分较少。对此,该研究通过选取遗物遗迹指标(陶片、石器、遗骸、灰坑、灰烬层和文化层)和诊断指标(色度、磁化率、粒度、矿质全量、容重、有机碳同位素、孢粉、植硅体和炭屑),依据指标是否存在或达标,采用定性与定量相结合的方法,建立土壤文化历史档案记录功能评价体系。由于遗物遗迹科研价值明显,所以遗物遗迹指标的重要性大于诊断指标,而遗迹(灰坑、灰烬层和文化层)与遗物(陶片、石器和遗骸)相比,土壤科研价值明显,所以遗迹指标的重要性大于遗物指标,据此将该功能划分为六个等级:一级表示功能完整,发现所有遗物遗迹指标,且数量丰富;二级表示功能明显,发现大量遗迹指标,但遗物指标部分存在;三级表示功能部分明显,发现大量遗物指标,遗迹指标部分存在;四级表示功能不明显,未发现遗物遗迹指标,但诊断指标达标;五级表示功能微弱,未发现遗迹遗物指标,部分诊断指标达标;六级表示无此功能,未发现遗物遗迹指标,诊断指标不达标。运用该评价方法,在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称文化剖面)和未受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),基于典型剖面的土壤理化性质分析和对比,选取适合该遗址的评价指标和标准,并开展功能评价,从而明确不同级别区域的保护力度和科研价值。     

土壤微形态分析在考古应用方面的研究进展

古土壤微形态分析是获取古人类活动信息的重要手段,通过研究文化遗址区古土壤微形态特征反映古人类活动和古环境日益成为国内外研究的热点。总结近年来国内外文化遗址区古土壤微形态分析在考古应用方面的研究进展,结果表明土壤微形态分析能够有效地反映古人类活动和古环境信息。提出了应系统建立文化遗址区古土壤微形态特征的诊断指标体系,进一步加强土壤学与考古学的结合,在此基础上建立文化遗址区不同古人类活动区对应的土壤微形态特征数字图像库,丰富文化遗址区古土壤研究方法,提高土壤微形态分析在考古学领域的研究精度和准确度。     

末次间冰期以来临夏地区气候变化的黏土矿物学及地球化学记录

临夏盆地塔湾剖面黄土-古土壤沉积物的黏土矿物学及常量元素特征分析表明,末次间冰期以来临夏地区气候变化经历了从相对温暖湿润(Ⅰ阶段:92.4～78.8 ka)—寒冷干燥(Ⅱ阶段:78.8～59.8ka)—相对温暖湿润(Ⅲ阶段:59.8～47.7 ka)—寒冷干燥(Ⅳ阶段:47.7 ka以来)等4个阶段的演化。黄土-古土壤中黏土矿物以伊利石、绿泥石、伊/蒙混层及坡缕石等为主,并且坡缕石在沉积物中广泛发育,表明末次间冰期以来临夏地区总体上以相对干燥为主。w(TiO2)/w(Al2O3)比值表明沉积物剖面中黄土-古土壤层可能具有相同的物源,黄土-古土壤交替的发育特征应该为不同时期风化程度差别所致,与当时的大气降水量及温度密切相关。在相对温暖湿润的时期,黏土矿物相对含量、化学蚀变指数CIA值及w(Al2O3)/w(Fe2O3)、w(SiO2)/w(Al2O3)、w(SiO2)/w(Fe2O3)和w(MgO)/w(Al2O3)等氧化物比率变化波动较大;在寒冷干燥的时期,黏土矿物相对含量、CIA值及各氧化物比率较为稳定。黏土矿物学及常量元素变化特征共同揭示92.4～78.8 ka期间和47.7 ka以来出现明显的降温事件,说明临夏地区末次间冰期以来气候环境的不稳定性,可能与高原冬、夏季风的此消彼长密切相关。     

青藏高原三江源南部下拉秀剖面粘土矿物组合特征及其环境意义

为揭示中全新世以来三江源南部下拉秀剖面蕴含的气候环境信息,利用X衍射方法分析了剖面各层位粘土矿物类型及其相对含量。结果表明:下拉秀剖面粘土矿物组合以伊利石为主,蛭石次之,高岭石与绿泥石含量相当,蒙脱石最少仅见于少数层位。三江源南部中全新世以来气候总体寒冷,历经了"冷干—暖湿—冷干—暖湿—冷干—更加冷干"的变化过程,在6.0ka B.P.和5.5ka B.P.前后发生了2次较强的变暖事件。冷干有利于土壤有机碳的形成与保存,有利于土壤有机碳胡敏酸富里酸比值的提高。     

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。