河南仰韶村文化遺址的土壤指示特征研究*

查理思吳克寧?梁思源魏洪斌李晨曦

（1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

（2 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035）

（3 鄭州大學(xué)公共管理學(xué)院，鄭州 450001）

河南仰韶村文化遺址的土壤指示特征研究*

查理思1，2吳克寧1，2?梁思源3魏洪斌1，2李晨曦1，2

（1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

（2 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035）

（3 鄭州大學(xué)公共管理學(xué)院，鄭州 450001）

人類作為生物因素的重要組成部分，其對(duì)土壤的影響越來(lái)越受到關(guān)注。在古人類遺址土壤研究中，通過(guò)分析土壤理化性質(zhì)以及包含物特征，可還原古人類活動(dòng)類型以及強(qiáng)度。在河南仰韶村文化遺址內(nèi)，分別選取一個(gè)受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡(jiǎn)稱文化剖面）和沒(méi)有受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡(jiǎn)稱自然剖面），通過(guò)觀察和分析，比較兩個(gè)剖面在遺物遺跡、土壤理化性質(zhì)以及植物遺存方面的差別，從而獲取該遺址的土壤指示特征。研究結(jié)果顯示文化剖面中出現(xiàn)陶片、石器、灰坑、灰燼層和文化層；通體粒度組成偏砂，在灰燼層砂粒含量達(dá)到最大；低頻磁化率（χlf）高于自然剖面，且出現(xiàn)異常高值，頻率磁化率（χfd）略低于自然剖面；色度參數(shù)紅度（a*）、黃度（b*）、亮度（L*）值低于自然剖面，均在灰燼層出現(xiàn)最小值；容重小于自然剖面，在文化層出現(xiàn)最小值；全磷含量高于自然剖面，在灰燼層和文化層出現(xiàn)極大值和最大值；禾本科（Gramineae）和藜科（Artemisia）含量高于自然剖面，存在馴化的粟、黍、水稻植硅體；有機(jī)碳同位素（δ13C）值較自然剖面偏正，指示剖面植物類型以C4為主；炭屑含量大約為自然剖面的4倍。土壤在古人類活動(dòng)影響下，宏觀上，土體中的侵入體和剖面形態(tài)特征與自然剖面具有明顯的差別；微觀上，粒度組成、磁化率、色度、全磷、容重、孢粉、植硅體、炭屑和有機(jī)碳同位素也與自然剖面有明顯的差別。

文化遺址；遺物遺跡；土壤理化性質(zhì)；植物遺存

道庫(kù)恰耶夫（Vasili Vasilievich Dokuchaev）在其1883年出版的《俄羅斯黑鈣土》一書(shū)中，首次正式提出土壤形成五大因素（氣候、地形、母質(zhì)、生物和時(shí)間），人類作為生物因素的重要組成部分，其對(duì)土壤的影響越來(lái)越受到關(guān)注［1-6］。在古人類遺址土壤研究中，通過(guò)分析土壤理化性質(zhì)以及包含物特征，可還原古人類活動(dòng)類型以及強(qiáng)度。如曹志洪等［7］通過(guò)對(duì)江蘇綽墩山遺址中古水稻土的黏粒、有機(jī)質(zhì)、磁化率、孢粉及植硅體特征研究，證明該遺址稻田群是迄今發(fā)現(xiàn)最早的灌溉稻田群，獲得新石器時(shí)期“火耕水溽”——原始灌溉稻作技術(shù)的證據(jù)，并提出古水稻土的診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。史威等［8］發(fā)現(xiàn)重慶中壩考古遺址土壤的磁化率分布異常，表明土壤受到古人類強(qiáng)烈改造，很大程度上掩蓋了氣候變化、自然成土作用對(duì)土壤磁化率的影響，其中碎陶片集中的文化層表現(xiàn)為高磁化率值，多次異常高值可能與古人類用火有關(guān)，因?yàn)楦邚?qiáng)度燃燒可增加土壤磁性礦物。董廣輝等［9］通過(guò)對(duì)河南大陽(yáng)河遺址土壤磷、氮、碳元素分析，發(fā)現(xiàn)王灣三期（4.3～4.0kaBP）和二里頭時(shí)期（3.9～3.5kaBP），古人類活動(dòng)增加了土壤有機(jī)碳、全氮和有機(jī)磷含量，并且有機(jī)碳與全氮、有機(jī)磷與全氮的比值明顯增加，元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和比值變化特征說(shuō)明該遺址為古人類生活和居住區(qū)，而不是農(nóng)作區(qū)。與王灣三期相比，二里頭時(shí)期土壤中有機(jī)碳、全氮和有機(jī)磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯升高，表明該遺址二里頭時(shí)期人類活動(dòng)強(qiáng)度較王灣三期有所增強(qiáng)。

然而目前研究多集中古環(huán)境變化與古人類活動(dòng)強(qiáng)度的耦合關(guān)系［10-19］，從宏觀的空間和時(shí)間角度研究氣候變化對(duì)古人類活動(dòng)強(qiáng)度的影響。研究對(duì)象通常為沒(méi)有古人類干擾的土壤剖面，研究方法多為選取較強(qiáng)氣候指示意義的土壤理化特征及包含物，如粒度、磁化率、孢粉等，從而較為準(zhǔn)確地還原古環(huán)境。研究結(jié)果結(jié)合考古資料，從古環(huán)境角度，對(duì)不同時(shí)期古人類活動(dòng)強(qiáng)度變化進(jìn)行解釋。如此，較易缺乏從微觀的角度，了解古人類活動(dòng)對(duì)土壤性質(zhì)及包含物的影響，從而難以對(duì)古人類因素在土壤發(fā)生、發(fā)育中作用，以及含有文化層的土壤分類診斷特征、土壤文化遺產(chǎn)功能評(píng)價(jià)研究形成定量化土壤學(xué)數(shù)據(jù)。

本文選擇在河南仰韶村文化遺址內(nèi)，分別選取一個(gè)受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡(jiǎn)稱文化剖面）和沒(méi)有受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡(jiǎn)稱自然剖面）。通過(guò)觀察土壤中的遺物遺跡，分析土壤常規(guī)理化性質(zhì)，并借鑒孢粉、植硅體、炭屑、有機(jī)碳同位素研究方法［20-23］，比較兩個(gè)典型剖面的土壤形態(tài)、理化性質(zhì)及包含物特征，從而較為全面地獲取河南仰韶村遺址區(qū)土壤指示特征，以期為其他遺址區(qū)土壤指示特征研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)和土壤剖面分層概況

河南仰韶村遺址位于三門峽市澠池縣城北7.5 km仰韶村南的臺(tái)地上。遺址長(zhǎng)約900 m，寬約300 m，面積近3.0×105m2。仰韶村是仰韶文化的命名地，仰韶文化作為重要的新石器時(shí)代文化，于1921年被瑞典科學(xué)家安特生等發(fā)現(xiàn)而得名。

文化剖面位于仰韶村進(jìn)村路西面的緩坡上（111°46′36″E，34°48′53″N），海拔633 m，坡度5°～8°。根據(jù)顏色、結(jié)構(gòu)、緊實(shí)度和層間接觸關(guān)系等，將剖面分為六層（表1）：灰燼層為古人類用火遺跡，文化層為古人類居住遺跡，兩者水平分布，邊界形狀平整規(guī)則，在兩者中均發(fā)現(xiàn)仰韶時(shí)期紅陶片和中原龍山文化時(shí)期灰陶片，其旁錐型灰坑為古人類生活垃圾或糧食儲(chǔ)備所挖的土坑，可證明灰燼層、文化層為古人類活動(dòng)遺跡。

自然剖面位于仰韶村安特生路東面緩坡上（111°46′36″E，34°48′51″N），海拔621 m，坡度5°～8°。根據(jù)顏色、結(jié)構(gòu)、緊實(shí)度和層間接觸關(guān)系等，將剖面分為四層（表2）。

表1 文化剖面分層描述Table 1 Pedological and stratigraphic description of the cultural profile

1.2 樣品采集與分析

采樣方法分為兩種：一種按發(fā)生層采樣，共采集分層樣品10個(gè)，進(jìn)行環(huán)刀法的容重分析；另一種為密集采樣，在觀察厚度4 m范圍內(nèi)，間隔10 cm從下至上連續(xù)采樣，共采集密集樣品80個(gè)，主要用于粒度、磁化率、色度、全磷、有機(jī)碳同位素、孢粉和炭屑分析。粒度分析采用英國(guó)Mastersizer2000型激光粒度儀測(cè)定，磁化率分析采用英國(guó)BartingtonMS-2型雙頻磁化率儀測(cè)定，色度參數(shù)a*、b*、L*分析采用日本柯尼卡美能達(dá)公司CM-700d分光測(cè)色儀測(cè)定，全磷分析采用ICP發(fā)射光譜法。有機(jī)碳同位素采用Thermo公司Flash HT 2000元素分析儀與Dleta V穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀聯(lián)合測(cè)定。孢粉的提取采用酸堿處理、重液浮選和過(guò)篩法，鑒定和統(tǒng)計(jì)在Leica生物顯微鏡（放大倍數(shù)為×400）下完成。炭屑鑒定和統(tǒng)計(jì)在日產(chǎn)Olympus BX-51型光學(xué)顯微鏡（放大倍數(shù)為×400）下完成，對(duì)直徑大于50μm的炭屑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。此外，對(duì)文化剖面中古人類活動(dòng)干擾的土層進(jìn)行植硅體分析，植硅體的分離和提取參照濕式灰像法，將提取的植硅體用中性樹(shù)膠制成固定片，在Leica 生物顯微鏡（放大倍數(shù)為×400）下進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)和顯微照相，其鑒定和分類參照有關(guān)文獻(xiàn)［24-27］，命名采用國(guó)際規(guī)則［28］。

表2 自然剖面分層描述Table 2 Pedological and stratigraphic description of the natural profile

2 結(jié) 果

2.1 遺物遺跡

與自然剖面相比，文化剖面中可發(fā)掘和觀察到陶片、石器、灰坑、灰燼層和文化層。通過(guò)對(duì)周邊類似文化剖面的觀察，發(fā)現(xiàn)陶片多細(xì)碎，偶有較大片，經(jīng)有關(guān)專家鑒定，均為新石器時(shí)期陶片，其中紅色陶片（圖1-1）多為仰韶文化時(shí)期，黑色陶片（圖1-2）多為中原龍山文化時(shí)期；石器（圖1-3）不多，但發(fā)現(xiàn)具有明顯棱角的尖狀石器、外形渾圓的石器和經(jīng)過(guò)加工后外形規(guī)則的石器；灰坑可按不規(guī)則（圖1-4）和規(guī)則（圖1-5）形狀分類，經(jīng)有關(guān)專家研究，不規(guī)則形狀多為仰韶文化時(shí)期，規(guī)則形狀多為中原龍山文化時(shí)期；灰燼層（圖1-6）多為一層水平且較薄的非自然土層，顏色多為灰黑色或黑色，與周圍土層顏色形成鮮明差別，多為古人用火痕跡；文化層（圖1-7）多為一層水平且較厚的非自然土層，顏色多為灰色或灰白色，多為古人生活遺跡。

圖1 仰韶村文化遺址遺物遺跡Fig. 1 Relics found at the Yangshao village cultural relic site

2.2 粒度

粒度作為氣候變化的替代指標(biāo)得到了廣泛應(yīng)用，黃土堆積的粒度測(cè)量已成為第四紀(jì)東亞季風(fēng)變化研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容［29］。為了便于進(jìn)行古氣候研究，本文參照有關(guān)研究成果［30］以及相鄰黃土地區(qū)的粒度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［31］，采用50、10和5μm作為砂粒/粗粉砂、粗粉砂/細(xì)粉砂以及細(xì)粉砂/黏粒分界線。如圖2所示，文化剖面的粒度組成結(jié)果：黏粒含量范圍為122.69～306.04 g kg-1，平均含量為244.19 g kg-1，變異系數(shù)為17.10%；細(xì)粉砂含量范圍為104.07～194.14 g kg-1，平均含量為155.23 g kg-1，變異系數(shù)為15.45%；粗粉砂含量范圍為447.61～548.45 g kg-1，平均含量為501.49 g kg-1，變異系數(shù)為4.93%；砂粒含量范圍為25.44～293.99 g kg-1，平均含量為99.09 g kg-1，變異系數(shù)為54.23%。自然剖面的粒度組成結(jié)果：黏粒含量范圍為203.53～316.85 g kg-1，平均含量為267.38 g kg-1，變異系數(shù)為11.39%；細(xì)粉砂含量范圍為126.52～193.84 g kg-1，平均含量為163.59 g kg-1，變異系數(shù)為9.70%；粗粉砂含量范圍為466.79～547.25 g kg-1，平均含量為497.30 g kg-1，變異系數(shù)為5.04%；砂粒含量范圍為18.56～139.43 g kg-1，平均含量為71.73 g kg-1，變異系數(shù)為43.07%。

圖2 文化和自然剖面粒度組成特征圖Fig. 2 Characteristic graphs of particle size composition of the cultural and natural profiles

在灰燼層，砂粒含量達(dá)到最高值，遠(yuǎn)高于自然剖面的最大值，同時(shí)黏粒含量達(dá)到最低值，低于自然剖面的最低值。在文化層，黏粒含量達(dá)到極大值。

2.3 磁化率

土壤樣品分別進(jìn)行低頻（0.47 kHz）和高頻（4.7 kHz）磁化率測(cè)定，得出低頻磁化率（χlf）、高頻磁化率（χhf），將所得值換算成質(zhì)量磁化率（SI單位：10-8m3kg-1），樣品的頻率磁化率計(jì)算公式為：χfd=（χlf-χhf）/ χlf×100%。如圖3所示，文化剖面的磁化率結(jié)果：χl f范圍為57.96～705.51×10-8m3kg-1，平均值為156.41×10-8m3kg-1，變異系數(shù)為61.33%；χfd范圍為6.43%～12.92%，平均值為10.61%，變異系數(shù)為12.33%。自然剖面的磁化率結(jié)果：χlf范圍為51.38～199.65×10-8m3kg-1，平均值為136.48×10-8m3kg-1，變異系數(shù)為31.23%；χfd范圍為6.33%～12.71%，平均值為10.74%，變異系數(shù)為15.78%。

χlf在灰燼層和文化層中均出現(xiàn)極大值，并在170 cm處出現(xiàn)最大值，遠(yuǎn)超自然剖面最大值。χfd在灰燼層出現(xiàn)最小值，在文化層出現(xiàn)極大值。

圖3 文化和自然剖面磁化率特征圖Fig. 3 Characteristic graphs of magnetic susceptibility of the cultural and natural profiles

2.4 色度

使用a*、b*、L*三個(gè)色度參數(shù)來(lái)描述土壤色度特征，其中a*代表紅度，變化于紅和綠之間；b*代表黃度，變化于黃與藍(lán)之間；L*代表亮度，變化于黑與白之間，三者參數(shù)值介于0～100之間。如圖4所示，文化剖面的色度結(jié)果：a*范圍為2.45～10.42，平均值為6.52，變異系數(shù)為35.74%；b*范圍為5.82～23.24，平均值為15.05，變異系數(shù)為24.83%；L*范圍為22.68～46.48，平均值為36.21，變異系數(shù)為12.02%。自然剖面的色度結(jié)果：a*范圍為6.29～9.76，平均值為7.81，變異系數(shù)為13.14%；b*值范圍為14.03～19.84，平均值為16.74，變異系數(shù)為8.77%；L*范圍為25.84～42.31，平均值為33.34，變異系數(shù)為12.37%。

圖4 文化和自然剖面色度特征圖Fig. 4 Characteristic graphs of chroma of the cultural and natural profiles

a*、b*、L*均在灰燼層出現(xiàn)最小值，遠(yuǎn)低于自然剖面的最小值，而在文化層均出現(xiàn)極大值，接近或超過(guò)自然剖面的最大值。

2.5 全磷、容重和有機(jī)碳同位素

如圖5所示，文化剖面的全磷含量范圍為146～9 880 mg kg-1，平均值為3 309 mg kg-1，變異系數(shù)為85.22%；自然剖面的全磷含量范圍為109～1 850 mg kg-1，平均值為681 mg kg-1，變異系數(shù)為72.22%。全磷在灰燼層和文化層出現(xiàn)極大值和最大值，大于自然剖面的最大值。

如圖5所示，文化剖面的容重范圍為0.79～1.27 g cm-3，平均值為1.15 g cm-3，變異系數(shù)為15.91%；自然剖面的容重范圍為1.23～1.36 g cm-3，平均值為1.30 g cm-3，變異系數(shù)為4.21%。容重在灰燼層和文化層出現(xiàn)極小值和最小值，小于自然剖面的最小值。

如圖5所示，文化剖面土壤有機(jī)碳同位素（δ13C）值范圍為-23.9‰～-12.6‰，平均值為-18.9‰；自然剖面土壤有機(jī)碳同位素（δ13C）值變化范圍為-2 4.4‰～-1 8.8‰，平均值為-21.5‰。δ13C在灰燼層出現(xiàn)最大值，大于自然剖面的最大值。

2.6 孢粉和炭屑

文化剖面40個(gè)孢粉樣品經(jīng)分析鑒定后發(fā)現(xiàn)，31個(gè)樣品的孢粉統(tǒng)計(jì)數(shù)量達(dá)到200粒以上，其余樣品不參加孢粉百分含量的計(jì)算。結(jié)果顯示文化剖面以草本植物花粉為主，呈現(xiàn)溫帶草原植被景觀。草被植物花粉中蒿屬（Artemisia）、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）占據(jù)顯著地位，含量范圍分別為4.37%～61.39%、1.49%～32.81%、3.50%～72.64%、0～9.00%，平均值分別為37.85%、9.43%、2 4.8 1%、2.7 0%。木本植物花粉中，樺屬（Betula）、櫟屬（Quercus）、松屬（Pinus）、鵝耳櫪屬（Carpinus）、胡桃（Juglans）、栗屬（Castanea）花粉在多數(shù)層位出現(xiàn)，含量范圍分別為0～4.35%、0～10.50%、0～10.53%、0～4.90%、0～2.13%，0～2.70%，平均值分別為1.50%、4.39%、3.09%、0.91%、0.57%、0.58%。蕨類植物花粉在剖面上部含量相對(duì)豐富，其他層位僅零星出現(xiàn)，含量范圍為0～20.56%，平均值為2.69%。炭屑濃度變化范圍為548～438 152粒g-1，平均值為57 931粒 g-1。

圖5 文化和自然剖面全磷、容重和有機(jī)碳同位素特征圖Fig 5 Characteristic graphs of total phosphorus，bulk density and organic carbon isotope of the cultural and natural profiles

自然剖面40個(gè)孢粉樣品經(jīng)分析鑒定后發(fā)現(xiàn)，28個(gè)樣品的孢粉統(tǒng)計(jì)數(shù)量達(dá)到200粒以上，3個(gè)樣品的孢粉統(tǒng)計(jì)數(shù)量在100～200粒，其余樣品不參加孢粉百分含量的計(jì)算。結(jié)果顯示自然剖面也以草本植物花粉為主，呈現(xiàn)溫帶草原植被景觀。草被植物花粉中蒿屬（Artemisia）、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）占據(jù)顯著地位，含量范圍分別為3.47%～78.00%、2.50%～20.28%、1.46%～24.41%、0.47～21.05%，平均值分別為41.02%、7.45%、9.69%、4.68%。木本植物花粉中，樺屬（Betula）、櫟屬（Quercus）、松屬（Pinus）、鵝耳櫪屬（Carpinus）、胡桃（Juglans）、栗屬（Castanea）花粉在多數(shù)層位出現(xiàn)，含量范圍分別為0～5.58%、0～8.02%、0.94%～6.90%、0～20.45%、0～1.74%、0～1.03%，平均值分別為1.13%、3.35%、2.74%、2.25%、0.43%、0.38%。蕨類植物花粉在剖面上部含量相對(duì)豐富，其他層位僅零星出現(xiàn)，含量范圍為0～46.50%，平均值為12.63%。炭屑濃度變化范圍為828～106 376粒g-1，平均值為14 394粒g-1。

2.7 植硅體

文化剖面共分析5個(gè)樣品，其中4份樣品每份平均統(tǒng)計(jì)約250粒植硅體，共鑒定出21種形態(tài)類型，主要有啞鈴型、棒型、尖型、方型、導(dǎo)管型、扇型等（圖6）。

可鑒定的馴化農(nóng)作物植硅體種類主要有粟、黍和水稻（圖7），粟、黍類植硅體來(lái)自種子的稃殼（黍η型；粟Ω型），水稻植硅體是來(lái)自稃殼的雙尖型、以及來(lái)自莖葉組織的并排啞鈴型和扇型。已有考古資料證明，仰韶文化時(shí)期已形成稻作農(nóng)業(yè)［32］，并在河南西部類似遺址發(fā)現(xiàn)了炭化水稻［33］。

圖6 仰韶村文化遺址主要植硅體形態(tài)Fig. 6 Morphology of the main phytoliths discovered at the Yangshao village cultural relic site

圖7 仰韶村文化遺址農(nóng)作物植硅體類型Fig. 7 Crop type of the phytoliths found at the Yangshao village cultural relic site

3 討 論

文化剖面與自然剖面相比，遺物遺跡豐富，特別是灰燼層和文化層，顏色、形態(tài)明顯。

文化剖面與自然剖面的黏粒、細(xì)粉砂、粗粉砂、砂粒平均含量比值分別為0.91、0.95、1.01、1.38，變異系數(shù)比值分別為1.50、1.59、0.98、1.25。可以看出，文化剖面的粒度變化程度大于自然剖面，以黏粒變化尤為明顯。此外，粒度組成較自然剖面偏粗，特別是在灰燼層，由于古人類用火，產(chǎn)生大量砂粒，其含量達(dá)到最高值293.99 g kg-1，遠(yuǎn)高于自然剖面的最大值。但在文化層，黏粒含量達(dá)到極大值，推測(cè)古人類居住活動(dòng)增加了黏粒含量。經(jīng)觀測(cè)，在該層出現(xiàn)一層紅色黏土層，推測(cè)為古人類掩蓋糧食或掩埋垃圾而鋪上的黏土，以達(dá)到密封的效果。

文化剖面與自然剖面的χlf和χfd平均值比值分別為1.15、0.99，變異系數(shù)比值分別為1.96、0.78。可以看出，文化剖面的χlf變化程度大于自然剖面，且數(shù)值大于自然剖面，特別是在灰燼層和文化層，分別達(dá)到300.72×10-8m3kg-1和231.06× 1 0-8m3k g-1，并且在過(guò)渡層2中出現(xiàn)異常值705.51×10-8m3kg-1。推測(cè)由于古人類用火、居住等活動(dòng)，造成土壤磁性物質(zhì)含量增多。文化剖面的χfd變化幅度與自然剖面相近，但數(shù)值總體略低，反映土壤風(fēng)化程度弱于自然剖面，推測(cè)為古人類活動(dòng)干擾所致。

文化剖面與自然剖面的a*、b*、L*平均值比值分別為0.83、0.90、1.09，變異系數(shù)比值分別為2.72、2.83、0.97。可以看出，文化剖面的色度變化程度大于自然剖面，但數(shù)值總體小于自然剖面，特別是灰燼層，a*、b*、L*分別為2.45、5.82、22.68。推測(cè)由于古人類用火，產(chǎn)生大量灰黑色物質(zhì)，各色度特征值均出現(xiàn)最小值，遠(yuǎn)低于自然剖面的最小值，但在文化層均出現(xiàn)極大值，接近或略超過(guò)自然剖面的最大值。

文化剖面與自然剖面的容重平均值比值為0.88，變異系數(shù)比值為3.78。可以看出，文化剖面的容重變化程度大于自然剖面，但數(shù)值總體小于自然剖面，特別是在文化層，出現(xiàn)最小值0.79 g cm-3，雖然該層黏粒含量較高，但該層富含有機(jī)質(zhì)，故容重達(dá)到最小值，而其他土層容重均大于1 g cm-3。反映古人類居住活動(dòng)會(huì)增加有機(jī)質(zhì)含量，相應(yīng)降低土壤容重。

文化剖面與自然剖面的全磷含量平均值比值為4.95，變異系數(shù)比值為1.18。可以看出，文化剖面的全磷含量變化程度大于自然剖面，且數(shù)值大于自然剖面，特別是在灰燼層和文化層，出現(xiàn)極大值和最大值，分別為8 734 mg kg-1和9 880 mg kg-1，反映古人類活動(dòng)具有富磷作用。

文化剖面有機(jī)碳同位素（δ13C）值較自然剖面偏正，更接近于C4植物的有機(jī)碳同位素值，推測(cè)為古人類飲食活動(dòng)所致。

文化剖面與自然剖面的蒿屬（Artemisia）、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）、樺屬（Betula）、櫟屬（Quercus）、松屬（Pinus）、鵝耳櫪屬（Carpinus）、胡桃（Juglans）、栗屬（Castanea）、蕨類植物花粉百分含量平均值比值分別為0.92、1.27、2.56、0.58、1.33、1.31、1.13、0.40、1.33、1.53、0.21。可以看出，文化剖面禾本科（Gramineae）百分含量遠(yuǎn)高于自然剖面，出現(xiàn)最大值72.64%，鑒定出的粟、黍、水稻植硅體均屬禾本科植物。此外，藜科（Artemisia）含量也較自然剖面高，出現(xiàn)最大值61.39%，而藜科中的甜菜、菠菜、厚皮菜、地膚、藜、鹽地堿蓬和豬毛菜等均可食用。文化剖面與自然剖面的炭屑濃度平均值比值為4.02，推測(cè)為古人類用火所致。

4 結(jié) 論

土壤在古人類活動(dòng)影響下，宏觀上，土體中的侵入體和剖面形態(tài)特征與自然剖面具有明顯的差別，宏觀指示特征主要表現(xiàn)為存在豐富的遺物遺跡。微觀上，粒度組成、磁化率、色度、全磷、容重變異系數(shù)均較自然剖面大，微觀指示特征主要表現(xiàn)為粒度組成偏砂、χlf高、χfd略低、色度特征值低、全磷含量高、容重小。孢粉、植硅體的含量和類型與自然剖面有較大差別，禾本科（Gramineae）、藜科（Artemisia）花粉含量豐富，并鑒定出馴化粟、黍和水稻糧食作物植硅體。此外，炭屑含量高，有機(jī)碳同位素（δ13C）值偏正。

致 謝感謝中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所郭正堂、呂厚遠(yuǎn)、張立原老師及其團(tuán)隊(duì)對(duì)本文實(shí)驗(yàn)的支持。

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Indicative Characteristics of Soil in Ancient Human Cultural Sites —A Case Study of Yangshao Village Cultural Relics，Henan Province

ZHA Lisi1，2WU Kening1，2?LIANG Siyuan3WEI Hongbin1，2LI Chenxi1，2
（1 School of Land Science and Technology，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）
（2 Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation Ministry of Land and Resources，Beijing 100035，China）
（3 School of Public Administration，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China）

【Objective】In this paper，two soil profiles at the Yangshao Village cultural relic site of Henan Province，one with obvious evidence of ancient human activities（cultural profile in short）and the other free of any ancient human disturbance（natural profile in short），were chosen for comparison. 【Method】 Through observation and analysis，the two profiles were compared in content of relics，physical and chemical properties and plant remain in an attempt to identify indicative characteristics of the soil in ancient human cultural sites.【Result】Results show that the cultural profile was found to have some pottery shards，stonewares，ash pits，ash layers and cultural layers；its particle size composition tended to be sandy with sand content，on average，being 1.38 times as high as that in the natural profile and peaking up to 294 g kg-1in the ash layer；its average and variation coefficient of low frequency magnetic susceptibility（χlf）was 1.15 and 1.96 times，respectively，that of the natural profile with an abnormal peak of χlfappearing in Transition layer II，reaching up to 705.51×10-8m3kg-1；its average and variation coefficient of frequencydependent magnetic susceptibility（χfd）was 0.99 and 0.78 times that of the natural profile，being obviously slightly lower than the latter；its average of redness（a*），yellowness（b*）and lightness（L*）was 0.83，0.90 and 1.09，respectively，that of the natural profile；its variation coefficient of a*，b* and L* was 2.72，2.83 and 0.97，respectively，that of natural profile；its a*，b* and L* fell down the bottom in the ash layer，being 2.45，5.82 and 22.68，respectively；its average and variation coefficient of bulk density was 0.88 and 3.78 times，respectively，that of the natural profile；its bulk density was the lowest in the cultural layer，being 0.79 g cm-3，and higher than 1.00 g cm-3in all the other layers；its average and variation coefficient of total phosphorus was 4.95 and 1.18 times，respectively，that of the natural profile；its TP peaked in the ash and cultural layers up to 8734 mg kg-1and 9879.6 mg kg-1，respectively；The average content of Gramineae and Artemisia remains，including phytolith of setaria italic，panicum miliaceum，oryza sativa，was 2.56 and 1.27 times that of the natural profile；its δ13C tended to be more positive than the other’s；its indicative plants were dominated with C4；and its average content of carbon dust was 4.02 times that of the natural profile. 【Conclusion】Based on the above-listed findings，it is found that the soil under the influence of ancient human activities is apparently different from natural soils macroscopically in intrusivebody and profile morphological；its main macro indicative feature is the existence of abundant relics，while its micro ones are being higher than natural soil in variation coefficients of particle size composition，magnetic susceptibility，chroma，total phosphorus，and bulk density，sandy in particle size composition，higher in χlf，slightly lower in χfd，lower in chroma，higher in total phosphorus，and lower in bulk density；the content and types of pollen and phytolith it contains are also different from those a natural soil has；for instance，the former has rich Gramineae and Artemisia pollens and phytoliths identified to be of setaria italic，panicum miliaceum and oryza sativa. In addition，its content of carbon dust is higher with δ13C tending to be more positive.

Cultural Relic Site；Relics；Soil physic-chemical properties；Plant remains

S155

A

10.11766/trxb201610140175

（責(zé)任編輯：檀滿枝）

* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41371226）資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（No. 41371226）

? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：wukening@cugb.edu.cn

查理思（1988—），男，江西廬山市人，博士，主要從事土壤地理研究。E-mail：chalisi1988921@163.com

2015-10-14；

2016-01-04；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2016-09-30