（自然地理学专业论文）全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究.pdf

全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 摘要 本文依据辽东半岛南部地区泥炭层中孢粉分析结果，对辽东半岛南部地区 自然环境演变和人类活动之间的关系进行了研究。通过孢粉资料及其对照的资 料，初步建立了i ：东半岛地区全新世以来的环境演变序列：7 0 0 0 5 0 0 0a b p ， 气候由暖湿转变为凉干，含有喜暖的阔叶树花粉。5 0 0 0 4 0 0 0a b p 阔叶树种显 著降低，针叶树种的含量有所增加，气候由暖湿转向冷干，是辽东半岛历史上 的一个降温时期。4 0 0 0 - 3 0 0 0a b p 气候由冷干逐步向暖湿过渡，温度又发生了 大幅度的回升。 辽东半岛南部地区的新石器文化是我国北方文化发展的重要组成部分，探 讨辽东半岛南部地区全新世气候变化序列与史前文化发展阶段相关性，是人地 关系研究的重要内容之一。辽东半岛南部地区的环境演化与新石器一青铜文化 的联系研究表明，新石器一青铜文化对环境变化有积极的响应，环境变化的不 同阶段与人类发展可以相互对比，文化对环境变化的响应程度取决于环境恶化 的程度和速度以及人类抵御自然的能力。当环境快速的变化且强度超出人类抵 御能力的时候，原有的文化就会快速衰落或消亡：环境变化较弱或速度缓慢时， 人类有时间和能力去抵抗和适应这种变化，反而促进人类文化的进一步发展。 根据辽东半岛孢粉分析及1 4 c 测年结果资料的分析显示，7 0 0 0 5 0 0 0a b p ，此 时为大暖期的高温期，辽东半岛的小珠山、后洼文化兴盛；5 0 0 0 = 4 0 0 0a b p ， 辽东半岛气候由暖湿转化为冷干，后洼文化逐渐衰落；4 0 0 0 3 0 0 0a b p ，气候 变暖，本区的青铜文化发达：其中5 0 0 0 4 0 0 0 a b p 问的以冷干为特征的环境恶 化是造成后洼文化衰落最主要的原因；同时由于辽东半岛南部地区位于临海地 区，气候变化对海平面升降的影响，也给本区的人类活动带来较大的影响。本 文探讨了环境因素在新石器文化发展过程中的地位和作用，认为人类文化是地 球表层系统的组成要素之一，其发展受到自然环境的约束。 关键词：辽东半岛全新世环境演变入地关系 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 a b s t r a c t t h i sp a p e ru s e ss p o r e - p o l l e na n a l y s i sa n de n v i r o n m e n ta r c h a e o l o g yi n f o r m a t i o n , c o m b i n i n gw i t h1 4 ct or e c o v e rt h ec l i m a t ee n v i r o n m e n tc h a n g ew i t h i nt h el a s tt e n t h o u s a n dy e a r si ns o u t h e r nl i a o d o n gp e n i n s u l ap r o v i n c e t h ec h e n s h a n t o np e a t s e c t i o ni st h eh i g h t i m e - r e s o l u t i o ng e o l o g i c a lr e c o r d sw h i c ht h ee n v i r o n m e n t a l c h a n g ea n dh u m a na c t i v i t i e so fh i s t o r i c a lp e r i o d si ns o u t h e r nl i a o d o n gp e n i n s u l a d i s t r i c t a c c o r d i n gt ot h er e c o r d s , t h ea u t h o r sw eo b t a i nab r a n d - n e wc l i m a t e e v o l u t i o nr o l eo fs o u t h e r nl i a o d o n gp e n i n s u l ai nt h em i d d l eh o l o c e n e ：7 0 0 0 5 0 0 0a b p , t h et e m p e r a t u r ew a sv e r yh i g h ；5 0 0 0 - 4 0 0 0a b p ，t h el i a o d o n gp e n i n s u l ac f i m a t e c h a n g e df r o m w a r m - w e tt oc o l d - d r y ；4 0 0 0 - 3 0 0 0ab p ，t h ec l i m a t ec h a n g e dw a r m l y ， t h eb r o n z ec u l t u r ed e v e l o p e d ：t h r o u g ht ot h er e l e v a n td i s c u s s i o nw h i c hm o v e st ot h e c l i m a t i c c h a n g ea n dt h eh u m a n i t y ，i t a n n o u n c e st h em e c h a n i s mt h a tt h e e n v i r o n m e n t a lc h a n g eh a si n f l u e n c e dt oh u m a nd e v e l o p m e n t t h eh o l o c e n ec l i m a t i cc h a n g e s ，i so n eo ft h ec o m p o n e n to ft h ew o r l dc l i m a t i c c h a n g e s , i s 叠e m p h a s i so ft h ep a l e oc l i m a t i cs t u d y , a n di sa l s oa ni m p o r t a n tc o n t e n t s t u d i e di nt h eo e a t e r n a r ye n v i r o n m e n t i ti st h ee n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o ne s p e c i a l l y c l i m a t i cc o n d i t i o nt h a ti st h ee s s e n t i a lf a c t o ri nt h ee a r l yc u l t u r a ld e v e l o pi ns o u t h e r n l l a o d o n gp e n i n s u l a t h ed o m i n a t i n gc u l t u r ew a sp r o s p e r o u si nt h ew a r mp c t i o d , a n d t h es i m p l el i v e t o o kf a r m i n ge c o n o m yw a si nt h el o wl e v e l i nt h ec o l dp e r i o d e n v i r o n m e n ta r c h a e o l o g yi n d i c a t e s ：t h ew a r m - m o i s tc l i m a t ew a st h ee n v i r o n m e n t a l f o u n d a t i o no ft h eh u m a ns o c i e t yd e v e l o p e di nh o l o c e n e t h es t u d yo ft h eh o l o c e n e c l i m a t i cc h a n g es e r i a lh a sa c h i e v e du n i f i e dk n o w l e d g e , w h i c hi st h et h e o r e t i c h o l o c e n ec l i m a t i cc h a n g es e r i a lh a sa c h i e v e du n i f i e dk n o w l e d g e ，w h i c hi st h e t h e o r e t i cf o u n d a t i o nt ou n d e r s t a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np a l e oc l i m a t i cc h a n g e s e r i a la n dp r e h i s t o r i cc u l t u r ed e v e l o p m e n ts t a g e t h i sp a p e ri n t e n d st os t u d yt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec l i m a t i cc h a n g es e r i a la n dp r e h i s t u r i cc u l t u r ed e v e l o p m e n t s t a g e t h e r e s u l ts h o w st h a tt h e r ej s g o o dr e l a t i v i t yb e t w e e nt h e m a b o u t 7 0 0 0 5 0 0 0 a b p x i a o z h u s h a na n dh o u w ac u l t u r ed e v e l o p e dr a p i d l yw i t h i nw a r m i n g p e r i o d , t h ea g r i c u l t u r ea c h i e v e dar e l a t i v el l i g hl e v e l ，s t o c ka p p e a r e d ，p e o p l eh a da s t a t i o n a r yl i f e s t y l e ，f i s h i n g , h u n t i n ga n dg a t h e r i n gw e r es t i l lt h ei m p o r t a n te c o n o m i c m e a n s w h i c hw a st h em o s ts t e a d yw r r f f l w e ts t a g ei nh o l o c e n ee p o c h a ta b o u t 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 5 0 0 0 - 4 0 0 0 a b et h e r ew a sac o o l i n gp e r i o d , t h ec l i m a t ec h a n g eg a v ea ni m p o r ta n t i i n f l u e n c et op r e h i s t o r i cc u l t u r e h o u w ac u l t u r ec o n c e i v i n gm a n yf a c t o r so fc i v i l i z e d s o c i e t yw a sr e l a t i v e l yb a c k w a r d 4 0 0 0 一3 0 0 0ab p , t h ec l i m a t ec h a n g e dw a r m l y ，t h e b r o n z ec u l t u r ed e v e l o p e d ：t h r o u g ht ot h er e l e v a n td i s c u s s i o nw h i c hm o v e st ot h e c l i m a t i cc h a n g ea n dt h e h u m a n i t y ，i t a n n o u n c e st h em e c h a n i s mt h a tt h e e n v i r o n m e n t a lc h a n g eh a si n f l u e n c e dt oh u m a nd e v e l o p m e n t k e y w o r d s ：l i a o d o n gp e n i n s u l a ，h o l o c e n e , m a n - l a n dr e l a t i o n s h i p 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别 加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表塾印研磐成墨，綦垡同 志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意a 学位论文作者签名：撕日期：榔5 、 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权辽宁 师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：诫i 觑务 指导教师签名：1 尹f p 亍 日 期：硼彳3 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 第一章引言 自然环境是人类赖以生存的空间。自然界的每一重大变化，都会给人类带 来巨大的影响；同时，人类活动也会使自然界发生不同程度的改变。自然环境 的形成与演变研究，一向受到国内外地理学界的重视，现已成为地理学的一个 重要的研究领域。在环境演变的研究中，与现代自然环境最为密切的，还是第 四纪，尤其是晚更新世末全新世初以来环境的重大变化。环境演变不仅包括气 候变化，还包括海平面、植被群丛、沙漠、湖泊水位、河流流量、飓风频率、 海冰、哺乳动物数量等方面的变化“1 同时，在研究环境演变的过程中，了解近 代土壤、地形、动物群和植物群分布的原始状态和起源，认识他们的历史和演 化也是必不可少的。 人地关系研究是全球变化研究中的一个重要内容，“人地关系”就是指社会 发展和人类生存的需要，不断地扩大改造和加深利用地理环境，以增强适应地 理环境能力的人类活动，同时改变了的地理环境也更深刻的影响着人类活动的 地域特征和地域差异，它们之间的这种空间与宏观关系即是人地关系。人地关 系集中体现在人类的生产和生活两大方面，影响着人类的生产方式和生活习惯。 关于环境演变与人地关系之间的研究，一方面可以使人类活动的各个功能 顺应地理环境的发展规律，更能充分合理的利用地理环境，另一方面要对已经 破坏了的不协调的人地关系进行调整。人地关系的研究现己从人文地理学延伸 到环境科学、生态科学、可持续发展等领域。研究人地关系不仅具有深刻的理 论意义，而且具有重大的现实意义。人地关系贯穿于一切人类社会经济活动的 始终。进入2 0 世纪8 0 年代以来，人类活动在不同的程度上改变和破坏着人类 原有的居住环境，影响和威胁着人类的生存。要正确认识人地关系，用人地关 系客观规律指导人类社会活动，不断地促进人类与自然环境和谐相处，促进区 域人口、资源、环境同社会经济持续协调发展。 本文所讨论的研究区是辽东半岛南部地区( 包括其所属的周围各海岛区) 。 这一地区是对环境演变反应敏感的地区之一，全球气温变化对本区人类的生产 生活方式影响较大。人类文化出现了兴盛一衰退一兴盛的旋回式变化，与全新 世气候的暖湿一冷干一暖湿的变化相对应，同时也与海平面的海侵一海退一海 侵相对应，表明辽东半岛南部地区古人类的活动与环境演变存在着必然的联系。 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 辽东半岛南部地区属于自身生态系统的脆弱区，易受环境变化的影响，特别 是灾害性天气如台风、风暴潮及寒潮等天气系统的影响。本文讨论了自新石器 时期以来辽东半岛文化遗址分布的变化情况，某些文化层出现的中断现象都与 本区复杂的天气系统相互联系，并通过揭示二者之间的关系来阐述研究区的环 境演变与人地关系之间的内在联系。同时，辽东半岛地处华北植物区系与长白 植物区系的交错带，植被复杂，对气候变化反映敏感，利用孢粉分析的方法能 够更加准确的恢复古植被、古环境特征。本区的全新世环境演化研究，取得了 较多的成果1 ，在结合已有研究成果的基础上，本文应用高分辨率的孢粉分析 方法揭示全新世中期气候变化特征，进而确立本区古环境演化与人类活动的关 系。 2 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 第二章环境演变研究的概况 2 1 环境演变研究的历史 环境演变的研究始于1 7 世纪西方一些科学家根据岩层中的化石所作的一 些推测，及其试图对环境演变的原因做出的解释。1 8 世纪后期，苏格兰地质学 家赫顿( j h u t t o n ，1 7 2 6 1 7 9 7 ) 在他的名著( t h e o r yo fe a r t h y 中提出了 均变论的思想；其后，英国地质学家莱伊尔( c l y e l l ，1 7 9 7 - 1 8 7 5 ) 在1 8 3 8 年 出版的著作地质学原理( p r i n c i p l e so fg e o l o g y ) 中，发展了这一思想， 并提出了均变论学说，成为后来研究古地理环境的指导原则。1 8 2 0 - 1 9 3 0 年 v e n e t z ，l o u i sa g s s i z 等人通过对阿尔卑斯山、格陵兰、斯堪的纳维亚半岛的 大量考察研究，提出。大冰期理论”，并提出了扩张然后退缩的论断。1 9 世纪 初期，冰期学说得到承认之后，人们对第四纪环境演变有了比较深刻的认识 由于力图恢复冰期环境及探索冰期一间冰期轮回的规律和原因，环境演变研究得 到了比较全面的发展。德国科学家彭克( a p e n k ) 与勃鲁克一纳( e b r o c k n e r ) 对阿尔卑斯山冰川沉积的研究和对第四纪冰期的划分( 1 9 0 9 ) ，南斯拉夫数学 家米兰科维奇( m m i l a n k o v i t c h ) 对冰期一间冰期变化的天文成因的解释( 1 9 2 0 ) 等，对古气候学的兴起起了巨大促进作用。在此时期，奥地利科学家魏格纳 ( a l w e g e n e r ) 从地球物理学、地质学、生物学、古气候学、大地测量学等 多方面汇集了大量古地理变迁材料，提出大陆漂移学说( 1 9 2 2 ) ，这对以后的 环境演变研究具有深远影响。这一时期冰川理论广为地学界所接受，及至本世 纪初，人们先后在欧洲阿尔卑斯、美国和中国东部建立四次冰期、三个间冰期 和一个后冰期，用以概括过去2 5 0 万年里全球性大幅度的气候变化。 自从本世纪5 0 年代以来，由于深海钻探技术、氧同位素研究，古地磁研究 和1 测年、热释光测年的进展，深海沉积物、冰岩芯和黄土地层研究等方面取 得很大的突破，环境演变研究取得长足进展。6 0 年代后期，英、美、法等国科 学家提出的海底扩张、板块构造理论，使大陆漂移学说等比较完整地解释了全 球岩石圈的发展规律。探索冰期成因的米兰科维奇理论，也在深海沉积分析、 巴巴多斯岛( b a r b a d o si s l a n d ) 珊瑚礁年龄测定等多项新发现的事实面前得到 了验证。以更新世和全新世古环境演变为中心的区域环境演变研究，则正在得 到各国地学界的普遍重视，因为研究成果对了解未来环境会有更直接的意义。 3 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 进入8 0 年代以来，一方面人口的增长、技术的进步，使得人类能够在全球 范围内改造环境，环境问题已从局地的、地区性的问题发展为全球性的问题， 而为世界各国的科学家和政府首脑所重视。另一方面，生态学、大气科学、地 球物理学等学科领域有了长足的进步，积累了丰富的背景材料；计算机、卫星、 化学分析测试等分析监测手段进一步完善；系统科学的方法正在各个领域得到 广泛的应用。以人类生存环境为核心的全球变化研究已成为众多学科领域共同 关心的问题。全球变化研究的目标是了解调节地球独特生命环境的相互作用的 物理、化学和生物过程，了解这个系统中正在出现的变化，解释和了解人类活 动对它们的影响方式。大陆漂移与地壳升降运动对环境的演变具有极其重要的 意义。讨论长时间尺度的环境演变，特别是讨论地表早期的情况时，大气圈和 水圈的形成和演化，生物的起源和进化，以及在演化过程中自然地理各圈带之 间的相互作用，都是十分重要的问题，这就涉及地球的全部演变进化史，甚至 涉及地球的起源而与天文学发生联系。到2 0 世纪末，全球国际性应用的探测器 和预测预报系统已有约1 0 0 0 个高空站，1 0 0 0 0 个气象站、3 0 0 0 个飞行器、7 0 0 0 艘充气船、5 0 0 个浮标、长期立体动态信息库，还有全球海洋观测系统、全球陆 地观测系统、全球气候观测系统，都致力于对全球环境演变的研究。 2 2 研究现状的揭示 全新世是第四纪最近一次冰川消融期，又称冰后期，也有人认为是一次新 的间冰期其时段约为1 1 0 0 0a b p 一至今，对应于深海氧同位素1 段，其气候经 历了升温期、高温期和降温期这样一个完整的问冰期气候变化过程。由于各地 自然环境的差异，全新世气候变化并不都是一致的，一般认为早全新世为升温 期，中全新世为高温期，晚全新世为降温期。如p o s t 9 1 把冰后期分为3 个阶段：第1 阶段以日益温暖为特征，第2 阶段气候最温暖，第3 阶段气温下降；a n t e v s “”把 全新世气候期正式命名为：阶段i 变暖期( a n o t h e n n a l ) ，阶段i i 高温期 ( a l t i t h e n n a l ) ，阶段i i i 稍变冷期( m e d i t h e r m a l ) ；目前国际上普遍采用根据 北欧孢粉记录得到布利特一色尔南德全新世气候分期，将全新世分为5 期n 1 1 ( 表 2 - 1 ) ，高温期发生于大西洋期( 7 5 0 0 - 5 0 0 0a b p ) ，至亚北方期( 5 0 0 0 - 2 5 0 0 a b p ) 转凉。中国通常分为3 个“”( 表2 - 1 ) 。同样每一次干湿冷暖事件发生的 时间也不一样，全新世气候最适宜期在欧洲是7 5 0 0 - 5 0 0 0a b p ，在北美洲是 4 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 8 4 5 旷5 6 8 0a b p ，在中国是8 0 0 0 - ( 4 5 0 0 ) - 2 5 0 0a b p ，很显然气候变化具有明 显的区域性因素。 表2 - 1 欧洲与中国( 近1 0 0 0 0 年) 全新世气候分期表 布列特色 1 t c 年代中国分期1 | c 年代 儿南德尔气候特征气候特征 o b p 、 名称a b p 分期名称 噩大西洋湿干，后期 m 2 5 较冷、较湿晚全新世睨5 0 0 期 与现代相似 亚北方期筮咖较暖，较干 2 5 0 0 - 湿暖( 热) 、 中全新世( 4 5 0 0 ) 气温高于现 代2 - 5 度 大西洋期翮0 m 5 温暖、潮湿 - 8 咖 北方期 7 5 0 0 - 9 0 0 0 较暖、较干 较干湿、温 早全新世 8 0 0 0 - 1 0 5 度低于现代 南北方期 9 0 0 0 - 1 0 5 0 0 较冷、较干 拍度 ( 引自：徐馨，沈志达，1 9 9 0 年) 在我国，全新世气候变迁的研究也取得了丰硕的成果，证明了我国古气候 的变迁整体趋势基本是一致的( 表2 - 1 ) 。我国学者不断的发现新的研究方法和 途径，用以解释储存于自然界的各种环境变化信息，研究成果可以从以下几个 方面概述： 2 2 1 从冰芯研究中得出的全新世气候变化信息 姚檀栋等对昆仑山古里雅冰帽的冰芯分析表明，约在1 0 5 0 0 a b p 时升温， 在9 0 0 0 - 8 0 0 0a 8 p 时有降温过程，7 0 0 0 - 6 0 0 0a b p 是全新世最暖期，平均温度 高于现代1 5 ；约在5 0 0 0a b p 左右，开始激烈降温，至近代才又上升“”。姚 檀栋等对敦德冰芯记录的研究表明，3 0 0 0a b p 左右是过去5 0 0 0 年中气候变化 的一个界限，在此之前，气候较温暖，此后开始变冷，1 0 0 0 a a d 时为最冷期， 此后虽进入小冰期，但总体趋势是逐步上升。在近代1 5 、1 7 、1 9 世纪为冷期， 尤以1 7 世纪为最冷期；1 6 、1 8 、2 0 世纪则为暖期“”。施雅风等用古里雅冰芯的6 ”0 序列和累积量，恢复了中国西部近2 0 0 0 年来的气候变化认为：2 7 0 年以前高温温 5 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 湿，2 8 0 - 9 6 0 年低温干旱，9 7 0 5 0 0 年中温干早，1 5 1 0 - 1 9 2 0 年为冷暖波动强烈 的小冰期，1 9 2 0 年后升温。与中国东部地区文献记录比较，西部地区许多重大 气候都是同时期发生的，但也有显著区别，近1 2 0 0 年东部显著降温，而西部则 有所上升 2 2 2 从孢粉资料的使用中得出的全新世气候变化信息 孢粉是恢复全新世古气候研究的一种理想的代用资料。王奉瑜“”对内蒙古 察素齐泥炭剖面中孢粉的研究表明内蒙古中部地区全新世以来气候变化经历了 凉温一暖凉序列：9 1 0 0 - 7 4 0 0a b p 气候偏干冷；7 4 0 0 - 5 0 0 0 a b p 气候波动剧烈， 属过渡期，气候前期高温偏干，后期高温偏湿；5 0 0 0 4 1 0 0 a b p 气候温暖湿润； 4 1 0 0 - 1 3 5 0a b p 属气候过渡期，逐渐趋向干旱，1 3 5 0a 8 p 至今气候温和半干 早7 4 0 0 - 4 1 0 0a b p 为全新世暖期，其中5 0 0 0 - 4 1 0 0a b p 为最适宜期。任国 玉“”对东北地区全新世的气候研究表明6 0 0 0 - 4 0 0 0a b p ，东北东部森林又从落 叶阔叶林演化成松树与落叶阔叶树共生的针阔叶混交林，气候转凉。辽东半岛 大部分地区此时乔木出现明显的下降，草本植物相对增加，表明森林变得比原 来稀疏。在辽东半岛南部地区，中科院贵阳地化所嘲通过对全新世沉积地层、孢 粉组合分析，认为本区全新世气候可分为早全新世普兰店期( 1 0 0 0 0 - 8 0 0 0 a b p ) 、中全新世大孤山期( 8 0 0 0 - 2 5 0 0a b p ) 和晚全新世庄河期( 2 5 0 0a 8 p 一 至今) 。刘国海“”等对辽南朱家屯的孢粉采样分析表明，在亚北方期，出现了好 凉干的松，蒿等针叶树及草本植物明显增加的阶段，说明气温及湿度趋于下降。 孔昭宸“”等对内蒙古伊金霍洛旗杨家湾的高时间分辨率孢粉分析和炭屑含量统 计资料揭示：4 5 0 0 a b p 之前，气候比较湿润，流动沙丘逐渐被固定下来；4 2 0 0 - 3 5 0 0 a b p 是本区的气候适宜期；3 5 0 0 a b p 以后，气候变得干燥起来；2 7 0 0 - 2 4 0 0a b p ，气候进一步向干的方面发展。童国榜。1 等对采自江苏龙感湖的湖底 沉积物柱样进行了孢粉分析，得出结论：该区3 0 0 0a b p 前后气温急剧变化， 平均气温变幅达6 之多。 2 2 3 从其他方法中得出的全新世气候变化信息 安芷生等根据甘肃东乡巴谢黄土剖面的磁化率( m s ) 曲线的变化值认为 9 0 0 0 - 5 0 0 0a b p 为气候温暖期”。王开发通过对全新世中低温事件的研究，认 6 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 为在5 0 0 0 - 4 0 0 0a b p 全球气候发生了一次降温事件“。海南岛双池玛珥湖的高 分辨率沉积记录揭示了热带地区全新世气候的变化过程啪1 。根据粘土矿物、碳 与氮( c p n ) 变化曲线、孢粉等综合结果发现，末次冰期以来，1 0 0 0 0 - 7 2 0 0a b p 为 气候回暖期；7 2 0 0 2 7 0 0 a b p 为中全新世温暖期，2 7 0 0a b p 存在一次明显的 气候变化，主要表现为气温下降和季节性雨季增强。j o n a t h a n o v e r p e c 对太平洋 热带海域珊瑚礁年层的地球化学替代性指标的研究表明，5 8 0 0a b p 的大暖期， 海洋表层水温的最大值比现在高约1 5 矧。 由于中国面积广大，气候类型复杂多样，又处在具有复杂时空变率的东亚 季风控制范围内，中国西部与东部、南部与北部气候变化又存在明显的差异， 不仅气候变迁的幅度不同，时间上也有先后，进而得出的结论在时问上也有不 同。 2 3 环境演变研究的主要方法 恢复古环境特征主要以考古遗址剖面和自然地层剖面沉积相和沉积环境分 析、微体古生物化石分析、地球化学分析等作为环境替代指标进行分析测试和 鉴定 2 3 1 文化地层与自然地层的断代方法 文化地层和自然地层的断代，都用放射性1 、热释光、古地磁等方法。另外， 还可依据文字材料、地层研究、古生物学研究( 包括动物化石和孢粉) 、器物排 比法对文化地层进行断代。 2 3 2 泥炭、贝壳堤、粒度分析 泥炭作为一种水域面积变化以及海面变化的重要替代性指标在环境变迁中 得到广泛的研究与应用。泥炭的形成时段不一定都存在文化断层，但是文化断 层形成时段里如果有泥炭形成，则能反映环境变迁对古人类的影响。贝壳堤是 河流以及海潮等共同作用的产物，一般沉积在高潮位，其沉积特征是贝壳与粗 砂混合沉积，是海浪从潮间带冲向高潮位位置的。贝壳堤以及埋藏的海相贝壳 层，作为第四纪海岸带地貌的一部分已成为恢复古海岸线位置以及过去海面变 7 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 化的一种借用指标。粒度分析是地层研究中的常用指标，通过粒度在剖面上的 变化来研究当时的沉积环境。 2 3 。3 孢粉、有孔虫等古生物分析 孢粉在一定程度上反映了当时的植被情况，包括植物的种类、数量等。通过 对孢粉的研究可以恢复古植被进而恢复古气候、古地理环境。有孔虫和介形虫 类能反映古盐度、古温度和古水深等环境变化因而被广泛用于古环境的研究和 恢复，特别是应用于海侵和海面变化的研究。 2 3 4 植物硅酸体指标 植物硅酸体主要存在于植物的茎叶中，它不像孢粉那样易于搬运和飘扬， 用它恢复植物群落，特别是草木群落及恢复古环境时，受外来混杂成分影响较 小，故可以根据古土壤中的植物硅酸体分析当的植被及气候状况。 在研究手段上，野外与室内工作相辅相成。野外的很多初步结论，需要室 内工作的辅助论证室内工作主要包括测年及各种实验手段的应用。常用的技 术手段有：粒度分析、孢粉分析、植硅体分析、植物残体、磁化率、化学分析 ( 磷酸盐、常量微量、有机质、碳酸盐、同位素分析) 土壤微形态、动物种群分 析鉴定等。 8 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 3 1 地质地貌 第三章辽东半岛自然环境概况 辽东半岛位于中朝准地台的东北部，二级构造单元为胶辽台隆。新生代以 来，辽东半岛持续隆起，缺失第三系地层，第四系仅零星分布在沿海平原及河 谷地带。辽东半岛的侵入岩出露十分广泛，分布面积约占全区面积的三分之一。 岩石类型主要为酸性岩和中酸性岩，部分为基性和超基性岩。根据辽东半岛地 层的沉积建造、岩浆活动、变质作用以及构造运动特征，其地质发展史可明显 地分为先地台发展阶段、地台盖层发展阶段和大陆边缘活化阶段。 辽东半岛现代地貌结构的基本轮廓是中央高，向东西两侧程阶梯状降低。 从中央向两侧依次有中山、低山、丘陵和滨海平原等地貌类型。长白山余肘，_ 千 山山脉及其余脉纵贯全区，构成了从东北向西南延伸的主脊。整个半岛地势呈 北高南低、北宽南窄的趋势。本区低山丘陵分布广泛，个别低山亦因久经侵蚀、 剥蚀而表现出低缓破碎的形态。半岛南部豹低山，如小黑山、大黑山、城山等， 在丘陵中呈岛状分布。 本区平原面积较小，分布零散，类型多样。河流中上游为狭窄的河谷平原； 较大河流的下游河谷及河口地带分布有较大面积的河谷平原及三角洲平原；山 前有规模不大的洪积平原；在较大海湾附近分布着海积平原；在半岛南部的金 城铁路沿线一带还有较标准的侵蚀平原( 准平原) 。此外，在某些台地和山前地 带分布有黄土侵蚀地貌；在灰岩组成的低山和丘陵区，分布有较典型的温带喀 斯特地貌；渤海沿岸还有一些风沙地貌。 海岸类型在近河口地带，发育有三角洲或平原型海岸；在海蚀作用强烈地 带，发育有岛礁型或港湾性海岸；在上述两者之间则为岬湾型和堤坝型海岸。 3 2 气候 辽东半岛位于北半球中纬度西风带内亚欧大陆东岸，北部与大陆相连，西 隔渤海背靠亚欧大陆，东临黄海与太平洋相望。下垫面性质差异显著，气压场 季节变化明显，使气候具有明显的季风性。年平均气温8 1 0 1 2 ，年降水量平均 在6 0 0 - 1 0 0 0 r m 左右。年平均日照时数在2 3 0 0 - 2 9 0 0 小时之间，低值区位于半岛的 东北部，西部沿海地区年平均日照时数较高。年平均风速差异较大，半岛南端 9 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 和沿海岛屿年平均风速最高，达n 5 7 m s 左右，中部和北部年平均风速值较低。 3 3 水文 辽东半岛水系共3 0 余条。注入黄海的主要有大洋河、英那河、庄河、碧流 河、登沙河等；注入渤海的主要河流有复州河、李官村河、熊岳河，大清河等。 这些河流均源于山地丘陵，源短流急。 3 4 土壤 辽东半岛的成土母质可分为以下两类：一类是坚硬岩石的残积物，主要指 沉积岩、火成岩和变质岩的风化残积物；另一类是指尚未固结的松散堆积物， 包括冲积、洪积、坡积、风积、海积和冰碛物等，其组成成分、理化性质和结 构特征各异。 1 0 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 第四章材料与方法 辽东半岛全新世地层分布较为普遍，在河流两侧、山间谷地及沿海地带都 有分布，沿海地带则为海相或海陆交互相。在一些山间洼地与平原洼地中，还 发育有面积不大的湖沼堆积，其中含有泥炭层。对于辽南庄河、大孤山、普兰 店等地的泥炭层，贵阳地化所确定并建立了上全新统庄河组、中全新统大孤山 组、下全新统普兰店组的地层，实现了全新统的三分。辽东半岛南部沿海地区 属于辽东山地丘陵南部边缘地带，其中，鸭绿江至大孤山地段，除零星散布有 孤立残丘外，均为地势平坦的冲积一海积平原。大孤山以西沿岸属低山丘陵地带， 海岸线曲折，地势起伏较大，全新世沉积物分布比较零散，沉积类型复杂，包 括滨海相、泻湖相、冲积相、残坡积相等。 城山头剖面位于辽东半岛南部黄海海滨，行政隶属大连经济技术开发区大 李家镇，朱家屯村( 图4 - 1 ) 。属国家级海滨地貌自然保护区，为滨海相沉积。 震旦纪地层沉积的沉积层序叠置连续，厚度大。研究区海蚀崖、海蚀穴、海蚀 桥等海蚀地貌发育完全。气候属暖温带海洋调节的季风气候，年平均温度8 - 1 0 0 c ， 年降水量为5 8 0 - 7 5 0 m m ，地带性植被为以栎、赤松为主的落叶阔叶林。 图4 1 城山头剖面位置图 l l 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 4 1 剖面特征 剖面距朱家屯村南l k m 。潮问带上缘，为滨海海相和陆相沼泽交互沉积。该 剖面( 图4 - 2 ) 与刘国海等所作朱家屯剖面相邻，为同一沉积序列，可与其对比。 剖面自下而上沉积特征如下： 11 2 0 - 8 5 c m 棕灰色细砂夹砾石； 28 5 7 0 c m灰绿色粘土，含海生贝壳片； 37 0 - 4 5 c m暗黑色草本泥炭，分解较好， 可见草本植物残体； 44 5 2 5 c m 黑色粘土，富含腐殖质； 52 5 - 0 c m黑色泥炭夹粉砂，泥炭分解较 差，可分辨植物残体； 6地表以上泥炭裸露，覆盖物缺失，根据朱家 屯剖面判断，应为黑色腐殖质 粘土向上转为沙砾堤堆积物。 4 2 孢粉分析方法 岩性禳崖 船吣 “c 年龄 t 8 ，即 弱胡士 图4 - 2 城屿吲面 4 2 1 孢粉分析原理 孢粉分析是通过鉴别埋藏在沉积物中的孢子花粉来推论过去一定时期的植 被特征和气候状况。种子植物在开花时会释放大量的花粉，蕨类和苔藓植物则 释放孢子这些花粉和孢子中除极少数起到繁殖作用外，其余大部分都降落在 植株附近的土壤，有的则随风飞扬一定距离再降落下来，这就是所谓的“花粉 雨( p o l l e nr a i n ) ”落地的孢子花粉有的就地被埋藏在土壤或泥炭层中，有的 则被雨水冲刷搬运沉积在河流沉积物、湖泊沉积物或海洋沉积物中。孢子花粉 含有成分很复杂的花粉素，因而埋藏后不会腐烂，大都完整地保存下来成为化 石孢子花粉，可作为孢子花粉分析的沉积物非常广泛。所以在植被和气候研究 中，孢粉分析就成为应用最为广泛的研究方法。本文通过对辽东半岛南部城山 头剖面孢粉分析，建立了辽东半岛南部地区全新世中晚期植被气候交化分期。 由于孢子花粉可以被大气和流水搬运很远距离，所以在多数土壤和水域沉积物 。 舱船船啦啦协 一一一一一一一一一ljlj 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 中既有当地成分又有外来成分。g j a c o c o b s o n 和r b r a d s h a w 研究建立了沉积 物中花粉来源与流域、盆地大小关系模式，它表明直径小于l o o m 的盆地花粉 成分中有5 0 - 7 5 来自于本地区，直径大于1 0 0 0 m 的盆地仅有1 5 来自于本地 区和邻近地区，其余则是区域性的外源成分。因此，利用孢粉分析方法恢复古 植被和古气候，对于研究地点的选择，对其区域代表性的分析，对其地貌、土 壤、花粉传播途径和来源等区域特征的分析就极为重要。在环境演变领域中， 提倡将孢粉分析方法用于封闭型小流域的研究，因此获得具有良好的区域代表 性的孢粉谱( p o l l e nd i a g r a m ) 同时在割面上要尽可能地加密采样，以提高植 被和气候变化的时间分辨率。本论文选择的城山头剖面，已对其进行详细调查， 基本达到要求，认为它是具有学术价值的地层资料。 4 2 2 孢粉分析应注意的问题 ( 1 ) 孢粉取样地貌部位作为化石花粉分布图的资料基础，应尽可能选取那 些受地势起伏和高度影响比较小的花粉分析点。山区选用资料时，也要保证它 们来自现代植被垂直带的基带内。 ( 2 ) 样品沉积物性质对花粉古环境分析最理想的陆相沉积物是泥炭和封闭 湖泊沉积( b i r k s ，1 9 8 0 ) ，不受洪水影响的沼泽地泥炭层中的花粉更有利于反映 局地和区域性植被状况，因为它不存在湖泊中固有的沉积物和花粉的聚心作用 与再沉积作用等问题( j o c o b o sa n db r a d s h a w ，1 9 8 1 ) 。在一个地点同时存在多 个剖面资料时，优先选取沼泽相沉积和湖相沉积剖面。在同一个剖面中，也主 要取湖沼相部分花粉百分比数据。在资料缺乏地区，采用部分黄土、河漫滩相 及沙丘埋藏土壤等沉积物中的花粉分析数据，作为参考。 ( 3 ) 花粉分析的取样间隔大小对于资科精度有很大影响，密集采样的剖面 在通过内插方法确定某一时间水平花粉百分比数值时更为可靠。 ( 4 ) 年代控制问题具有1 c 年代测定是选用花粉分析资料的基本前提条件， 所采用的每个剖面至少有1 个。1 测年数据年代测定工作越详尽，资料的可靠程 度也越高。在仅有1 个测年数据时，只选取最靠近测年水平的花粉统计值。 4 3 孢粉分析结果 本文取样的剖面，位于潮间带上缘，地势低平，有利于花粉的沉积。孢粉 全新世以来辽东半岛南部环境演变与人地关系研究 有机质含量丰富，能够达到孢粉相分析要求。孢粉样品经实验室标准化处理， 孢粉分析取样重量l o g 。孢粉分析样品的处理采用酸碱法，选用碘盐类重液浮选。 样品经重液浮选两次后制片。样品统计颗粒1 0 0 - 1 0 0 0 粒不等，但均可达到统计 要求。 从地表至基岩1 2 5 c m 处的沉积物样本进行分析，样品的孢粉含量丰富。其中 木本植物2 7 属种，陆生草本植物2 6 属种，水生草本植物为6 属种。蕨类植物 孢子极少，出现少量水生藻类。木本花粉的孢粉组合是植物反映气候变化最明 显的组合，草本花粉则能够较好的反映气候干湿度的变化 孢粉组合特征，在厚1 2 5 米的泥炭层共取样3 5 个，因孢子花粉非常丰富， 采取双号鉴定。在所分析的3 5 个样品中所含孢粉1 4 1 8 8 粒，共发现植物6 7 科、 属。木本植物主要有栎属( q u e r n u s ) 、松属( p i n u s ) 、榆属( u l m u s ) 、桦属( s e t u l a ) 、 云杉属( p i c e a ) ，椴属( t i l i a ) 、鹅耳枥属( c a r p i u s ) 、赤杨属( a l n u s ) 、 杨梅属( m y r i c a ) 、榛属( c o r y l u s ) 等；草本植物主要有蒿属( a r t e m i s i a ) 、 藜科( c h e n o p o d i a c e a e ) 、禾本科( g r a m i n e a e ) 、蔷薇科( r o s a c e a e ) 、紫苑科( a s t e r t y p e ) 、春黄菊属( h n t h e m i st y p e ) 、黄蔗属( c i c h o r i o i d e a e ) 、千屈菜属