古文化遺址土壤在古環境研究中的應用

文娟 閆晨曦

摘要：古文化遺址土壤是古人類聚居活動中形成的典型具有文化遺址功能的土壤，本文通過古土壤性狀特征及其包含物綜合分析，用于古環境復原并揭示古環境與人類活動之間的相互作用關系。

關鍵詞：古文化遺址土壤;古環境;應用

古文化遺址土壤是古人類聚居活動中形成的典型具有文化遺址功能土壤，該種類型土壤大部分都被人類的居住、農業等活動擾動過，千姿百態的人類古文明活動也在不斷影響土壤的外在形態及內在變遷，古文化遺址土壤則忠實保存和記錄了人類文化及其發展變化。土壤不僅具有構成自然文化景觀功能，記錄自然人文、歷史，并能保存自然和文化遺產。

一、 古文化遺址土壤與古環境

古文化遺址土壤的形成不僅受當時當地氣候、動植物種類的影響，也受生活在土壤上古人類各種活動的直接作用，種種因素導致土壤中的物質循環和性狀會產生明顯變化，而這些土壤性狀的變化在一定程度上有助于追溯古氣候的變遷。

（一）黃土——古土壤序列

黃土-古土壤序列是記錄古氣候變化的最理想的陸相載體，可以反映黃土地區的氣候與環境變化。如“紅色黃土”和“紅色古土壤”相間沉積序列放映了紅土堆積暖濕和晾干交替的氣候特點。古土壤分析揭示甘肅天水地區中新世古土壤類型為森林-森林草原型褐土-碳酸鹽褐土，土壤形成時期氣候濕潤-半濕潤。中新世古土壤類型為森林淋溶型褐土至棕壤，成壤時期氣候溫暖濕潤。

（二）古土壤地球化學特征

古人類的生活方式很大程度上會影響其居住地周圍的自然環境，古文化遺址土壤中的某些元素及其循環特征可指示古環境并揭示古人類文明活動。如古人類獲取肉類資源的方式有狩獵、捕撈及家畜飼養，獲取的動物遺骸及其代謝產物都會使其居住地土壤中富集大量磷元素。水耕不僅會造成土壤中有機質、氮和其他養分的積累，還會產生以變價元素為標志的還原淋溶作用，并形成水稻土特有的粉砂-黏粒“灰色膠膜”特征。

（三）古土壤有機質與磁化率

夾雜較多有機質的古土壤層，有機物分解會造成土壤呈現還原環境，會使土壤中的赤鐵礦還原為磁鐵礦，使得古土壤層的有機質含量和磁化率比黃土層高。在古土壤層中，砂含量為低值，磁化率和有機質含量為高值，則說明古土壤層發育時期環境相對溫暖濕潤。在河流相土壤沉積層中，砂含量為高值，磁化率和有機質含量為低值，河流相沉積時期環境相對涼潤。

（四）古土壤同位素

古土壤沉積層中δ18O數值是一個高分辨率和定量的氣候標志物，能夠分辨間隔十年，甚至更短的層位間的氣候差別。生物物種、海拔高度、土壤中有機質的分解程度、土壤石漠化均會影響δ13C值。如較高海拔及石漠化嚴酷環境地區植被δ13C平均值均較無石漠化地區的明顯偏重。δ13C值能反映當時當地的植被為森林環境還是草原環境。渝黔巖溶地區碳同位素的分布和變化特征顯示金佛山植物樣品的δ13C平均值為-28.91‰，屬于典型森林植被類型。

二、古文化遺址土壤包含物與古環境研究

古文化遺址土壤地層中的孢粉、植硅石、淀粉粒、硅藻以及寄生蟲等作為古氣候指示劑可以更精細、更靈敏地反映黃土剖面所在地的古氣候變化，也可以直接用于古人類生活環境的分析研究。

（一）孢粉分析

孢粉體積小、重量輕、有穩定外殼，在土壤中可以長久保存。土壤剖面中的孢粉組合可以反映土壤剖面所在地區的植物生態面貌及其在一定時段內的變化規律，用于推斷該地區該時段古氣候及其變化特征。

（二）植硅石分析

硅酸石的高殘留性及其形態上的種間特異性可用于植物種屬鑒定，結合土壤中植硅石的大小、形狀和種類及密度等，可推斷該地區古植物類型、產量、所屬時代、區域分布等。

（三）淀粉粒分析

植物果實和種子中含有較多淀粉粒且可以在土壤中長期保存，土壤中殘留淀粉粒可用于植物種屬鑒定。如江西萬年仙人洞和吊桶環遺址出土蚌器表層殘留物中的淀粉粒鑒定發現其幾乎全部來自小麥族和黍族，暗示了末次冰盛期江西北部

（四）硅藻分析

硅藻是生活在海水和淡水淺表的單細胞藻類。我國第四紀地層中的中華卷相適應溫干氣候條件或溫暖偏濕的山坡或林下陰處石灰質土壤環境條件。水蕨、盤星藻和環紋藻則適宜在各種大小型自然湖沼濕地和水田、水溝等人工濕地生長和繁殖。刺甲藻則生活在近海海域中。

（五）寄生物分析

具有文化遺產功能土壤的寄生物可以直接反映古人類生活環境。寄生物種類可反映某個局部地區的環境變化。寄生蟲卵的密度與植物食物的種子、花粉的密度成正比，密度越大與人類活動的關系越密切，可通過選擇性的土壤分析，通過局域性的研究擴大到更大地區的自然環境、人類行為的研究。

三、結語

從古文化遺址土壤中提取古環境信息已經取得了一系列的成果，不論是古土壤直接環境指示劑還是間接環境指示劑都只是在一定程度上揭示了古環境變化，只能間接反映古環境的部分情況，隨著越來越多科學技術應用與環境考古學研究，考古遺址中遺留的新的環境指示物研究也將越來越多。

【本文屬天水師范學院項目“甘肅東部地區石窟寺潮濕環境下泥質塑像和壁畫保護材料篩選和修復工藝研究”成果（項目號：TAS1609）】

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