长山遗址沉积物粒度特征及其环境指示意义

为探究史前先民遗址沉积物粒度特征对古人生存环境的意义,采用激光粒度分析方法对长山遗址三个剖面的174个剖面样品进行了粒度分析.结果表明:含文化层剖面和自然剖面的沉积物均以砂为主,分选较差,偏度为正偏,峰度多为尖窄峰.运用标准偏差法将自然剖面沉积物分为组分1(2~15μm)、组分2(15~150μm)、组分3(150~700μm),组分3与东辽河中游河漫滩剖面粗粒组分粒径大小一致,说明组分3主要来源于东辽河,其含量可间接指示近7800 a以来夏季风的强弱,具体可分为4个阶段:7800~5000 a(BP)期间,东亚夏季风强度较强;5000~2100 a(BP)期间,夏季风强度整体较弱,但在3800~3100 a(BP)期间强度增大;2100~900 a(BP)期间,夏季风强度增强;900~500 a(BP)期间,夏季风减弱.长山遗址文化层存在于3500~3200 a(BP)期间,揭示长山史前先民在夏季风强度较强时期创造了东辽河文明.

科尔沁沙地不同类型沙丘表土有机质与粒度特征差异分析

围封禁牧是退化沙地植被恢复的重要措施之一,追踪沙地植被修复对土壤的影响,对保护沙地生态系统具有重要意义。该文分析了科尔沁沙地围封禁牧后固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘表土的有机质含量和粒度特征。结果表明:依据植被盖度而划分的4种类型沙丘之间的有机质含量呈显著差异(P<0.05),而盖度与沙丘中值粒径的关系极弱,相关系数r=0.163。利用不同类型沙丘表土的有机质含量和粒度特征参数作聚类分析和主成分分析,发现植被盖度是影响沙丘固定程度最重要的因素,其次是土壤有机质,沙粒粒径与沙丘的固定程度关系极弱,地表植被对沙丘表土的水土保持作用较弱,科尔沁沙地植被恢复还未达到植被-土壤生态系统的良性循环,须继续实施围封禁牧政策。沙丘粒径均以中粒、细粒为主,同一沙丘迎风坡及其坡顶比背风坡颗粒偏粗,分选偏好,峰态偏宽,土壤风蚀作用更严重。因此,在植被重建时可适当采取人工措施,可以流动、半流动沙丘迎风坡的坡顶部分为重点恢复区。

不同增温方式下芦苇植硅体大小变化特征的对比研究

在松嫩草原分别采用开顶式气室(Open Top Chamber,OTC)和红外线辐射器(Infrared Radiator,IR)两种不同的增温方式模拟增温,分别设置3个不同温度梯度的增温处理和一个对照处理,提取芦苇中的植硅体,对比分析了不同增温方式下芦苇植硅体大小对增温的响应规律,研究了芦苇植硅体大小与温度因子之间的关系.结果表明:OTC增温方式下芦苇植硅体大小普遍比IR的大,且芦苇植硅体大小主要受控于土壤有效硅的含量;在不同增温方式下,增温对不同类型植硅体大小的影响存在差异,对于鞍型植硅体来说,在OTC增温方式下,增温后导致鞍型植硅体的各个参数均变小,在IR增温方式下,增温后鞍型植硅体的长变小而宽变大;对于尖型植硅体来说,不同增温方式下增温均导致尖型植硅体的长变大,但宽减小;对于硅化气孔来说,在不同增温方式下,增温后硅化气孔的长和宽均变大.不同类型植硅体的大小对温度升高的响应比较敏感,两种增温方式下增温后同种类型植硅体大小的变化规律也存在差异.

嫩江流域新石器时代以来的环境考古(初步)研究

嫩江流域孕育的昂昂溪文化是新石器时代中国北方"渔猎文化"的代表文化。文章对昂昂溪文化的典型代表遗址——洪河遗址附近3 m的自然沉积物剖面进行植硅体分析、粒度分析和烧失量测定,探讨了新石器时代以来嫩江流域人类活动的环境背景及昂昂溪"渔猎文化"走向衰亡的原因。结果表明,洪河剖面植硅体主要来自于禾本科植物,并以早熟禾亚科(C3植物)为主,剖面沉积物主要由嫩江冲积砂经风力吹扬、搬运、堆积而成。嫩江流域文化的空间分布和时间演替,在受到人类活动影响的同时,也与自然环境有密切的关系。在7024~3820 cal. a B.P.期间,嫩江流域气候温暖湿润,适宜人类生存繁衍,孕育了典型的昂昂溪"渔猎文化";在4000 cal. a B.P.左右,气候呈现逐渐变冷干的趋势,同时昂昂溪文化也逐渐衰落;3820~1000 cal. a B.P.期间,气候持续冷干,导致部分居民离开昂昂溪地区沿嫩江逐渐向更加温暖的下游迁移以寻找更为适宜的栖息地,昂昂溪文化逐渐被取代;1000 cal. a B.P.以来,人类活动频繁,土地沙漠化日趋严重。

大兴安岭阿尔山天池沉积物中正构烷烃记录揭示的全新世古气候变化

我国东北地区地处东亚季风北缘,在高、低纬过程的共同影响下,区域气候和环境变化较为复杂。文章选取大兴安岭中段的阿尔山天池长2.5 m的全新世以来的湖泊沉积岩芯(ACL17C)作为研究对象,对源于植物叶蜡的正构烷烃及相关代用指标进行分析,结果表明阿尔山天池自10.0 cal.ka B.P.以来,正构烷烃浓度所代表的湖泊及流域的生产力逐渐增强,并在5.0~3.0 cal.ka B.P.期间达到峰值,结合其他指标推测该阶段湖泊水位较高,有机物输入稳定,沉积速率较慢,气候温暖湿润,可能是全新世气候适宜期;2.3~1.5 cal.ka B.P.期间,正构烷烃浓度下降,沉积物颗粒变粗,指示湖泊水位突降,藻类含量上升,植被状况较差,可能发生了区域性的气候变干事件;1.5 cal.ka B.P.之后,相关指标显示植被状况转好,湖泊水位上升。通过对比大、小兴安岭及附近区域的植被及气候演化结果,表明该区域全新世气候适宜期可能发生在中、晚全新世,与其他地区记录的早、中全新世适宜期存在显著差异。

东北地区湿度梯度下的表土植硅体的空间分布规律

植硅体的现代过程研究是恢复古环境的基础,探讨表土植硅体分布及组合特征对环境因子的响应尤为重要。沿中国东北地区年均温为4 ℃等温线采集70块表土样品,研究了单一温度因素控制下表土植硅体的空间分布规律,以期获得不同类型植硅体对降水的响应。研究结果表明:所有表土样品中植硅体丰富且数量较多,主要有棒型、尖型、块状、扇型、扁平状、短鞍型、帽型、哑铃型、齿型、三棱柱型、导管型、硅质突起、硅化气孔、弓型和多面表皮植硅体;且主要以短细胞、棒型、尖型为主,其平均百分含量之和高达80.77%,块状、扁平状、扇型次之,其他类型的植硅体含量较少。方差分析结果表明:棒型、三棱柱型、硅质突起、哑铃型和扁平状在大兴安岭、松嫩平原和长白山之间存在显著性差异,且棒型、三棱柱型、硅质突起的百分含量与年降水量具有极显著的正相关性,哑铃型的百分含量与年降水量具有极显著的负相关性。总之,年均温为4 ℃等温线上70块表土样品中植硅体类型基本相同,但不同类型植硅体的百分含量存在差异,说明本研究区域内表土植硅体组合特征对降水的响应较为敏感。

松嫩草原典型群落对应表土植硅体组合特征

植硅体在草原古植被重建中具有重要意义和巨大潜力。对松嫩草原的57个表土样品植硅体从形态类型、组合两方面进行分析，通过DCA（Detrended Correspondence Analysis）排序确定各形态类型的生态意义，判别分析实现了较精细水平上的群落类型判别。研究结果表明：松嫩草原典型群落对应表土植硅体组合多以平顶帽型为优势类型；弱齿型和多齿型指示相对湿润的环境，针茅哑铃型能够指示针茅群落，简单哑铃型能够指示较干旱的环境且对应于羊草、冰草等群落，较高含量的硅质突起指示苔草属群落。判别分析结果将57个表土样品划分为4组：灌丛群落、非禾草草本植物群落、C3禾草群落以及C4禾草群落，各自的正确率分别为85.7%、89.5%、79.2%和85.7%，总正确率为84.2%。本项研究对理解松嫩草原植硅体的环境意义，为恢复区域古植被提供了现代过程依据，以期在日后通过沉积物植硅体分析得到稍高精度的古植被重建结果。