仰韶文化遗址区古土壤色度特征及其气候意义

2015-12-07 02:28冯力威吴克宁查理思鞠兵王文静
生态环境学报 2015年5期
关键词:磁化率色度幅度

冯力威,吴克宁,,查理思,鞠兵,王文静

1. 中国地质大学(北京)土地科学技术学院,北京 100083;2. 国土资源部土地整治重点实验室,北京 100035

仰韶文化遗址区古土壤色度特征及其气候意义

冯力威1,吴克宁1,2*,查理思1,鞠兵1,王文静1

1. 中国地质大学(北京)土地科学技术学院,北京 100083;2. 国土资源部土地整治重点实验室,北京 100035

土壤可有效记录和收集环境信息,文化遗址区内的土壤包含了丰富的古环境信息,然而在诸多的研究中,对仰韶文化变迁与气候变化之间的关系研究较少,缺乏定量科学依据。为了探讨土壤色度指标的气候意义,半定量的恢复仰韶文化时期的气候环境状况,在河南仰韶村遗址选择1个含人类遗迹的文化剖面和1个没有人类扰动的自然剖面进行对比研究,利用日本CM-700d分光测色仪分别测试2个研究剖面土壤色度指标(亮度、红度、黄度),并与剖面的磁化率、粒度特征进行综合分析,探讨仰韶文化时期的古气候变化。结果发现:色度等各气候指标都能一定程度上科学地反映古气候变化,但仅根据某一种气候替代指标推导气候结果是片面的,只有综合考虑多项气候替代指标,才能够准确合理地重建气候的变化过程。色度指标沿剖面呈有规律的变化,文化剖面L*、a*、b*各指标值随剖面深度加深数值呈增加趋势,自然剖面a*值随剖面深度加深呈增加趋势,而 L*、b*指标值则呈减小趋势,同时色度各指标值可以与磁化率、粒度进行很好的结合。综合来看,文化剖面由于人类活动的干扰,气候的反演大致与自然剖面相对应,总体而言反映的气候环境信息大体相同,剖面从下向上可分为4个气候变化阶段,变暖期-干冷期-暖湿期-干冷期。这一结果也说明了暖湿的气候是文明繁荣发展的动因,而干冷的气候则会使文明走向衰落。

仰韶文化遗址;古土壤;文化剖面;自然剖面;色度;气候意义

土壤颜色是土壤主要的理化性质之一,是土壤在可见光波段的反射光谱特性,与土壤有机质含量、土壤水分、土壤质地和粘粒含量等密切相关。土壤颜色的空间变化是土壤性状对气候的响应,能反映土壤的发育程度(朱丽东等,2007)。土壤颜色的研究始于20世纪60年代,70年代研究得到快速发展,这一阶段主要研究土壤中最常见的致色矿物赤铁矿和针铁矿以及有机质与土壤颜色的关系上,发现游离铁氧化物含量与土壤彩度成正比,土壤有机质能使土壤颜色变暗,这些成分的变化与一定气候条件下化学风化及生物风化作用有很大关系。所以认为通过土壤剖面颜色的变化可能会恢复古气候环境的波动状况(Scheffer和 Welte,1958;Resende,1976;Torrent和Schwertmann,1980;Singh和Gilkes,1992)。近几年,通过众多学者对土壤颜色的研究,建立了土壤色度体系并逐渐被量化,尝试在古气候研究方面将土壤颜色作为一个气候代用指标,取得了较好的成果。陈一萌等通过对甘肃省临夏市源堡剖面的研究,认为土壤颜色指标无论在百年尺度、千年尺度还是在万年尺度上均能可靠的反映气候的变化,尤其是对末次冰期阶段气候响应得更为显著(陈一萌等,2006)。杨胜利等通过对中国70多个表层土壤样品的研究,指出黄土-古土壤的颜色记录在千年尺度和万年尺度上均能很好地反映亚洲季风和全球气候变化的特征(杨胜利等,2001)。石培宏等对靖远黄土剖面研究后发现,在磁化率指标不能很好地反映气候变化及土壤发育的情况下,色度指标的引入能够弥补这一缺陷(石培宏等,2012)。黄成敏等在对红土的研究中,常常采用以土壤颜色为基础的红化率指数推断成土母质风化成土作用的强度(黄成敏等,2004)。彭淑贞等对西峰晚第三纪红土的研究后,指出红土的亮度值对碳酸盐质量分数有较强的指示意义,两者在随深度变化的趋势以及幅度上均有较好的可比性(彭淑贞和郭正堂,2003)。近些来,随着环境考古学的发展,土壤学在考古中的应用也日渐广泛。但大多数都属于定性研究,应用土壤颜色、磁化率等指标进行定量研究较少。

本文在前人研究的基础上,以河南省仰韶村遗址中两个剖面为研究对象,对剖面的色度参数进行研究,并与粒度、磁化率指标进行综合分析,获取剖面所包含的的古气候信息,探讨色度指标的气候指示意义,为仰韶时期气候环境变化研究提供科学依据。

1 样品与方法

1.1 研究区位置

仰韶村遗址位于河南省渑池县城北 7.5 km仰韶村南的台地上。遗址长约900 m,宽约300 m,面积近 30×104m2。仰韶村是仰韶文化的命名地,仰韶文化作为重要的新石器时代文化,于 1921年被瑞典科学家安特生等发现得名。研究剖面位于仰韶村遗址内,具体位置如图1所示。

图1 剖面采样位置示意图(来源:Google Earth)Fig. 1 Schematic diagram and sampling sites in the study area

文化剖面的具体位置在渑池县城北韶山脚下仰韶村进村路西面的低丘缓坡中(111°46′36″E,34°48′53″N),海拔633 m,坡度5~8°,剖面出露厚度大于4 m,从剖面的土质土色特征可将整个剖面从上到下分为 6层:表土层(0~20 cm)、黄土层(20~70 cm)、灰烬层(70~100 cm)、文化层(100~140 cm)、过渡层(140~220 cm)和古土壤层(220~400 cm),详见表 1。自然剖面位于仰韶村安特生路东面低丘缓坡中(111°46′36″E,34°48′51″N),海拔621 m,坡度5~8°,剖面出露厚度大于4 m,从剖面的沉积特征可将整个剖面从上到下分为4层:表土层(0~20 cm)、黄土层(20~170 cm)、过渡层(170~320 cm)和古土壤层(320~400 cm),详见表2。2个剖面层次都比较清晰,较完整清晰地记录了仰韶文化时期古气候环境变化的信息。

表1 文化剖面分层描述Table 1 Pedological and stratigraphic descriptions of the culture profile

表2 自然剖面分层描述Table 2 Pedological and stratigraphic descriptions of the nature profile

1.2 样品采集与测试

2个研究剖面厚度均为4m,间隔10cm从上到下连续密集采样,各采集样品40个,对采集的样品进行色度、磁化率及粒度的测定和分析。色度指标在中国科学院地质与地球物理研究所完成,采用日本CM-700d分光测色仪测定,整个测试过程要保证实验条件并且背景光源恒定。首先将样品风干,并研磨至200目以下,目的是为了降低土壤湿度和土壤颗粒大小对土壤颜色的影响;然后进行仪器校正,取2~3g样品放在色度仪自带标准校正白板上,压平、压实不起皱,随机取3个不同区域对样品进行测量,结果取3次的平均值,误差要保证小于0.07。磁化率测定在中国科学院地质与地球物理研究所完成,采用英国Bartington MS-2型双频磁化率仪测定,样品的粒度分析在中国地质大学(北京)完成,采用英国Mastersizer2000型激光粒度仪测定;年代测定在北京大学考古文博学院完成,采用14C年代测定法,测试结果通过树轮法进行校正,年代单位采用考古专用的时间单位aB.P.,以西元1950年为起点。

1.3 CIELAB表色系统

CIELAB表色系统是目前最重要的颜色表达和测量系统之一,它主要是通过3个参量L*、a*、b*,对任何均匀连续的颜色空间进行描述。其中L*代表亮度,变化于黑(0)和白(100)之间;a*代表红度,变化于红和绿之间;b*代表黄度,变化于黄和蓝之间。CIELAB的表色原理基于以下前提,即颜色的刺激值是照明能谱分布状况、物体反射光谱特征和颜色感应器(测色仪)的光谱响应特征共同作用的结果。国际上通用的、土壤学者所熟悉的门赛尔表色系统(Munsell)是根据Munsell标准色卡凭借肉眼比较来判别土壤颜色的一种颜色描述系统(李叙勇等,2001),得到的结果是定性的,存在很大的主观因素。CIELAB表色系统通过测量能定量地描述颜色空间,减少人为主观判断而使描述结果更加客观。

2 结果与分析

2.1 测试结果

对文化剖面和自然剖面进行色度参数(L*、a*、b*)、磁化率及粒度的测量,测量结果如下图所示。

图2 文化剖面色度、磁化率、平均粒径特征变化曲线Fig. 2 Diagrams showing Lightness, Redness, Yellowness, MS and Mz of culture profile

图3 自然剖面色度、磁化率、平均粒径特征曲线Fig. 3 Diagrams showing Lightness, Redness, Yellowness, MS and Mz of nature profile

2.1.1 红度特征

文化剖面a*值沿剖面变化特征比较明显,与黄度值 b*的变化能较好的对应,变化范围是2.45~10.42,平均值6.52,变化幅度[变化幅度=(最大值-最小值)/最小值×100%]为3.25。最小值出现在90 cm处,最大值则是在380 cm处,总体来看数值有波动,但沿剖面向上数值总体呈减小趋势,据红度a*由下而上的变化,大致可以分为5个阶段:240~400 cm,数值较高,并且数值有所波动;210~240 cm,数值急剧减小;120~210 cm,数值虽有小幅波动但趋势比较稳定;90~120 cm,数值先增大后减小,产生此阶段的最大值;0~90 cm,数值又呈增加趋势。剖面层序从大到小的顺序依次是古土壤层(8.84)>表土层(6.12)>文化层(5.24)>黄土层(5.03)>过渡层(4.21)>灰烬层(3.34),其中古土壤层a*值最大,波动变化于8.01~10.42,变化幅度为 30.09%;其次为文化层,波动变化于3.56~8.8,变化幅度较大为 1.47;表土层波动变化于5.92~6.26,变化幅度为5.74%;黄土层波动变化于4.2~5.93,变化幅度为41.19%;过渡层波动变化于3.81~4.7,变化幅度为23.36%;灰烬层波动变化于2.45~4.47,变化幅度为82.44%。

自然剖面a*值曲线波动较大,变化特征也比较明显,变化范围为5.57~9.76,平均值为7.81,变化幅度为75.22%。最小值出现在140 cm处,最大值则是在280 cm处,数值沿剖面向上总体呈减小趋势,据a*由下而上的变化,大致可以分为4个阶段:280~400 cm,数值较高,并且数值有所波动;140~280 cm,数值先急剧减小,小幅度回落之后又继续减小;80~140 cm,数值波动幅度不大,总体呈增加趋势;0~80 cm,数值先减小后增大。剖面层序从大到小的顺序依次是过渡层(8.33)>古土壤层(8.15)>表土层(8.14)>黄土层(7.03),其中过渡层a*值最大,波动变化于6.22~9.76,变化幅度较大为56.91%;其次为表土层,波动变化范围是6.97~8.89,变化幅度为27.55%;古土壤层波动变化于7.53~8.56,变化幅度为13.68%;最后为黄土层,波动变化范围是 5.57~8.46,变化幅度为51.89%。

2.1.2 黄度特征

文化剖面黄度 b*值整体比 a*值大,但沿剖面曲线的变化趋势却和 a*值很相似,变化范围是5.82~23.24,平均值为15.05,变化幅度为2.99。与a*相同,最小值出现在90 cm处,最大值则是在380 cm处,沿剖面向上呈减小趋势,据黄度b*由下而上的变化,大致分的5个阶段与a*相同。b*值在剖面各层中变化从大到小的顺序依次是古土壤层(18.44)>表土层(15.05)>文化层(13.76)>黄土层(13.68)>过渡层(11.71)>灰烬层(8.29),其中古土壤层 b*值最大,波动变化于 16.16~23.24,变化幅度为 43.81%;其次为文化层,波动变化于11.34~18.34,变化幅度较大为61.73%;表土层波动变化于14.76~15.44,变化幅度为 46.26%;黄土层波动变化于 12.26~14.61,变化幅度为 19.17%;过渡层波动变化于10.13~13.14,变化幅度为29.71%;灰烬层波动变化于5.82~11.61,变化幅度为99.48%。

自然剖面b*的变化特征与a*基本相同,变化范围为 14.03~19.84,平均值为 16.74,变化幅度为41.41%。最小值出现在140 cm处,最大值则是在20 cm处,沿剖面向上呈增加趋势,据黄度b*由下而上的变化,大致分的4个阶段与a*相同,与a*不同的是各阶段数值的波动幅度比a*小。b*值在剖面各层中变化从大到小的顺序依次是表土层(18.45)>古土壤层(17.76)>过渡层(16.30)>黄土层(16.29),其中表土层b*值最大,波动变化于16.56~19.84,变化幅度为19.81%;其次为黄土层,波动变化范围是14.03~19.4,变化幅度为21.02%;古土壤层波动变化于 16.52~18.65,变化幅度为12.89%;最后是过渡层,波动变化于14.48~18.27,变化幅度为26.17%。

2.1.3 亮度特征

文化剖面亮度 L*值整体比 a*、b*值大,但沿剖面曲线的变化趋势和a*值、磁化率曲线相反,变化范围是22.68~46.48,平均值为46.48,变化幅度为1.05。与a*、b*相同,最小值出现在90 cm处,最大值是在380 cm处,沿剖面向上呈减小趋势。据亮度L*由下而上的变化,大致可以分为4个阶段:250~400 cm,数值较高,并且数值有所波动,呈减小趋势;120~250 cm,数值波动,呈增加趋势;70~120 cm,数值先减小后增大,出现该阶段最小值;0~70 cm,数值波动减小。L*值在剖面各层中变化从大到小的顺序依次是表土层(37.89)>过渡层(37.84>表土层(37.10)>古土壤层(35.61)>文化层(31.74)>灰烬层(29.65),其中古土壤层L*值最大,波动变化于 30.03~46.48,变化幅度为54.78%;其次为文化层,波动变化于32.78~45.67,变化幅度为 39.32%;黄土层,波动变化于36.40~41.09,变化幅度为12.88%;过渡层波动变化于33.44~41.09,变化幅度为22.88%;灰烬层波动变化于22.68~40.45,变化幅度为78.35%;最后为表土层,波动变化于35.53~38.29,变化幅度为7.77%。

自然剖面 L*变化特征比较复杂,数值波动较多,变化范围为25.84~43.36,平均值33.34,变化幅度为67.80%。最小值出现在230 cm处,最大值则是在80 cm处,沿剖面向上呈增加趋势,据L*由下而上的变化,大致分的4个阶段与a*相同,与a*不同的是各阶段数值的波动幅度比a*大。L*值在剖面各层中变化从大到小的顺序依次是表土层(40.04)>黄土层(35.48)>古土壤层(32.65)>过渡层(30.23),其中黄土层 L*值最大,波动变化30.24~43.36,变化幅度为43.39%;其次为表土层,波动变化 36.8~-42.31,变化幅度为 14.72%;古土壤层,波动变化于28.37~36.09,变化幅度为27.21%;最后是过渡层,波动变化于25.84~35.03,变化幅度为35.57%。

2.2 结果分析

2.2.1 色度参数的意义

土壤红度和黄度在热带-暖温带湿润地区最能体现与气候的关系,表面上反映的是沉积物在特定条件下颜色的变化,实质是沉积物内在成分的反映,主要与赤铁矿和针铁矿的含量密切相关(何柳等,2010)。红度值主要受土壤中的赤铁矿含量的影响,黄度值主要受古土壤中针铁矿含量的影响,而湿润的环境有利于针铁矿的形成。这里的“湿润”是相对于赤铁矿形成的环境而言的。红度对气候变化响应敏感,有助于识别气候的转折和成壤程度弱的古土壤的存在,尤其是在暖湿或湿热的亚热带-热带条件下,随温度和降水量呈指数关系(杨胜利等,2001)。黄度值的变化随气温降水的增加成线性增加。a*有着明确的气候意义,是温度和降水情况的综合反映。亮度是指土壤的明暗程度,若土壤成壤强度高,则说明有机质含量高,在剖面上表现为深色(暗),若土壤成壤强度弱或没有成壤现象,则表现为浅色(亮)(Yang和Chen,1999;Fernandez和Schulzze,1988)。土壤粗糙度、湿度等会影响土壤亮度,所以在前期处理时需要统一进行烘干和研磨,将影响降到最小化。土壤有机质是使土壤颜色变暗的决定性因素(Gunal等,2008)。而有研究也表明,一般情况下,土壤中有机质的累积强度随着区域降水量的增加而加强(李天杰等,2004)。古土壤一般被认为形成于气候温暖时期,降雨量较多。可以初步判定,亮度值可以推断区域降水量的多少和植被发育情况。

研究地区属于大陆性季风气候区,雨热同期,根据季峻峰等人的研究推断,气候温暖湿润时形成的古土壤中赤铁矿和针铁矿含量应该会比干冷时期的高,对处于大陆性气候的研究地区而言,高的红度、黄度值和低的亮度值则反映出气候比较暖湿(季峻峰等,2007)。

2.2.2 剖面对比分析

两剖面色度参数曲线结果很相似,都是a*、b*曲线变化明显,并且曲线变化趋势相似度很高,大体趋势为剖面底层数值较高,中部数值有所降低,表层数值有所回升;L*曲线变化较为复杂,底层数值变化趋势与a*、b*类似,中部数值与底层数值相比,变化不大,但波动较为频繁,表层数值与a*、b*数值变化情况相似。两剖面色度参数结果的差异之处是文化剖面各色度参数值的变化幅度比自然剖面的大,并且在文化剖面L*、a*、b*出现最小值的地方,即90 cm处,自然剖面的L*、a*、b*曲线却出现峰值 。文化剖面70~100 cm灰烬层L*数值较低,而在自然剖面中的相同层位处 L*数值却很高,并在80 cm处出现了整个剖面L*的最大值。文化剖面的磁化率变化也很异常,在文化层 170 cm处突跃,出现最大值,而自然剖面170 cm处却出现了过渡层中的最小值,这些都说明了古人类活动对文化剖面土壤的干扰,所以将自然剖面与文化剖面进行对比,排除人类活动对古土壤的干扰,才能更客观准确地反映仰韶文化时期古气候的变化。总体而言,在两剖面层位大致相同的阶段,色度参数数值变化特征相同,说明两剖面受相同的气候环境影响。因此,借助自然剖面的色度参数,对有效还原气候环境信息有一定的意义。

在两剖面底层(230~400 cm),a*和b*数值较高且波动大,反映当时气候相对暖湿且不稳定,L*曲线变化比较复杂,数值也很高,并且在剖面底部发现了碳酸钙粉末状物质,说明碳酸钙含量高,总体来讲气候相对比较干冷,沿着剖面向上气候逐渐变得温暖湿润,磁化率和粒度结果也很好的验证了这一点。在该层位,磁化率数值呈增加趋势,细颗粒逐渐增加、粗颗粒减少;剖面中部(140~230 cm),a*和 b*数值变低且有小幅波动,L*数值有增加趋势,并波动频繁,反映气候总体较剖面底层相对干冷且不稳定。文化剖面磁化率结果有异常,数值突然增大,应为古人类活动对土壤中的磁性物质产生了干扰。自然剖面磁化率结果较好的验证了气候变干冷,该层中,磁化率数值变小,并且有大幅波动。粒度曲线结果显示细颗粒逐渐变少,粗颗粒逐渐变多,并且波动较大,与色度参数结果能较好的对应;文化剖面,70~140 cm处(3950~4045 aB.P.)大致对应于仰韶中期,由于古人类活动的干扰,在很大程度上掩盖了气候变化、成土作用等因素对土壤色度变化的贡献,色度参数出现异常,L*、a*、b*出现最小值。由于测年数据不全,按照沉积速率相同算得自然剖面的相应层位是40~50 cm处,这一层位各曲线都有转折点出现,从上到下a*、b*数值逐渐变小,说明该时期成壤强度较弱,磁化率数值也呈减小趋势,平均粒径逐渐增大,说明粗颗粒含量增加,此阶段气候由暖湿变为干冷,这与前人对全新世中期气候的研究结论基本一致,王绍武、吕厚远、吴文祥等人通过研究发现,4000 aB.P.前后中国发生过由暖变冷的气候突变事件(王绍武等,2011;吕厚远,1991;吴文祥和葛全胜,2005)。剖面表层(0~20 cm),两个剖面的a*和b*数值都较低,反映了气候相对干冷,文化剖面的L*值验证了该层碳酸钙含量高。这些碳酸钙是在成土发育时期形成的,间接验证了气候相对干冷,自然剖面的L*值比下层高,可能是受自然因素影响,磁化率数值呈减小趋势也验证了这一点,恶劣的气候也是仰韶文化走向衰落的一个主要的原因。

3 结论与讨论

3.1 讨论

文化剖面的色度结果与自然剖面的相似,各剖面的 a*、b*和 L*平均数值相近,并且各色度变化曲线在层位大致相同的阶段,表现出相同的变化特征。就其中某个剖面而言,a*和b*变化曲线波动明显,并且两者相似度高,变化曲线大体可分为3个阶段,底层数值较高,中层数值降低,表层数值回升。相比之下,L*变化曲线波动复杂,与 a*和 b*的不同变化阶段呈现不同的关系,在底层时呈现正相关,中层时数值基本维持之前水平,但波动频繁,到表层时又呈现正相关。这说明两剖面的发展受相同气候环境影响。

两剖面色度结果的差异之处在于,文化剖面各色度值变化范围比自然剖面的大,即文化剖面每一色度特征的最小值比自然剖面的小,最大值比自然剖面的大。在文化层90 cm处,L*、a*、b*出现最小值,而在自然剖面相同的层位,L*、a*、b*却出现峰值。这说明了古人类活动对文化剖面土壤色度存在干扰。

3.2 结论

色度指标对气候响应敏感,沿剖面呈有规律的变化,文化剖面L*、a*、b*各指标值随剖面深度加深数值呈增加趋势,自然剖面a*值随剖面深度加深呈增加趋势,而L*、b*指标值则呈减小趋势。色度各指标值可以与磁化率、粒度进行很好的结合,揭示仰韶文化遗址区剖面全新世时期季风演变和气候变化。

将两剖面各气候指标进行对比分析得出,剖面位置从下往上,两剖面反映的气候信息大致可共同分为4个阶段:

第一阶段的气候逐渐变温暖湿润,这一时期的气候早期较波动,后期逐渐趋于稳定。

第二阶段是气候波动干冷时期,但是在自然剖面中,此阶段还出现了一段波动暖湿过程。

第三阶段气候相对波动暖湿,这一时期发现了古人类活动的遗迹,在文化剖面中,由于古人类活动干扰,色度参数异常,不能正确的反演气候信息。借助自然剖面提供的色度信息,可有效还原此阶段环境信息,同时也证实了4000 aB.P.左右出现的气候突变事件,也间接说明了温暖湿润的气候环境有利于古文明的诞生和发展。

第四阶段气候变得相对干冷,气候环境变得恶劣,导致古文明走向衰落,是仰韶文化的后文明时期。

研究古气候的变化不能仅仅使用一个指标,必须要引入多个指标并相互验证,在仰韶剖面磁化率指标不能很好的揭示气候变化的情况下,引入色度指标能更合理、更完整的揭示当时的气候变化。

致谢:感谢中国地质大学(北京)海洋学院刘秀明老师以及中国科学院地质与地球物理研究院殷玉敏和郭绵绵对实验工作的帮助!

FERNANDEZ R N, SCHULZZE D G. 1988. Color, matter and pesticide adsorption relationships in a soil landscape [J]. Soil Science, 52: 1023-1026.

GUNAL H, ERSAHIN S, YETGIN B, et al. 2008. Use of chromameter measured color parameters in estimating color-related soil variables [J]. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 9(5/6): 726-740.

RESENDE M. 1976. Mineralogy, chemistry, morphology and geomorphology of some soils of the central plateau Brazil [D]. Indiana: Purdue University.

SCHEFFER F, WELTE E. 1958. Zur Frage der Eisenxidhydrate im Boden [J]. Chemie Der Erde-Geochemistry, 19: 51-64.

SINGH B, GILKES R J. 1992. Properties and distribution of iron oxides and their association with minor elements in the soils of southwestern tralia [J]. Soil Science, 43(1): 77-98.

TORRENT J, SCHWERTMANN U. 1980. Iron oxide mineralogy of soils of river terrace sequences in Spain [J]. Geoderma, 23(3): 191-208.

YANG S L, CHEN S Y. 1999. Soil Color, A new sensitive indicator for climatic change [J]. Chinese Science Bulletin, 44(suppl): 282-285.

陈一萌, 陈兴盛, 宫辉力, 等. 2006. 土壤颜色: 一个可靠的气候变化代用指标[J]. 干旱区地理, 29(3): 309-313.

何柳, 孙有斌, 安芷生. 2010. 中国黄土颜色变化的控制因素和古气候意义[J]. 地球化学, 39(5): 447-455.

黄成敏, 王成善, 何毓蓉, 等. 2004. 元谋盆地古红土的土壤发生学特征及古环境意义[J]. 土壤通报, 35(3): 251-256.

季峻峰, 陈骏, BALSAM W, 等. 2007. 黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究[J]. 第四纪研究, 27(2): 221-229.

李天杰, 赵烨, 张科利, 等. 2004. 土壤地理学[M]. 3版. 北京: 高等教育出版社: 1-381.

李叙勇, 李保国, 石元春. 2001. 土壤发育指数及其在黄土-古土壤序列中的应用[J]. 土壤学报, 38(2): 153-159.

吕厚远. 1991. 新石器以来的北温带草原的文化与气候变迁[J]. 文物保护与考古科学, 3(2): 43-50.

彭淑贞, 郭正堂. 2003. 西峰晚第三纪红土记录的亮度学特征[J].第四纪研究, 23(1): 110-10.

石培宏, 杨太保, 田庆春, 等. 2012. 靖远黄土-古土壤色度变化特征分析及古气候意义[J]. 兰州大学学报:自然科学版, 48(2): 15- 23.

王绍武, 闻新宇, 黄建斌. 2011. 五帝时代(距今6─4千年)中国的气候[J].中国历史地理论丛, 26(2): 5-13.

吴文祥, 葛全胜. 2005. 全新世气候事件及其对古文化发展的影响[J].华夏考古, (3): 60-67.

杨胜利, 方小敏, 李吉均, 等. 2001. 表土颜色和气候定性至半定量关系研究[J]. 中国科学:D辑, 31(增刊): 175-181.

朱丽东, 周尚哲, 李凤全, 等. 2007. 庐山 JL红土剖面的色度气候意义[J]. 热带地理, 27(3): 193-202.

Chroma Characteristics and Its Climatic Significance of Yangshao Culture Relic

FENG Liwei1, WU Kening1,2*, ZHA Lisi1, JU Bing1, WANG Wenjing1
1. School of Land Science and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2. Major Laboratory of Land Consolidation of the Ministry of Land and Resοurces, Beijing 100035, China

Soil can effectively record and collect environmental information, soil contains rich environmental information in ancient cultural sites. In many studies, however, the research of the relationship between the change of Yangshao Culture and climate change is less, the lack of quantitative scientific basis. To investigate climate significance of soil chroma index and recover semi-quantitativly climate conditions in the period of Yangshao Culture, based on choosing a culture profile containing traces of ancient culture and a nature profile with no human disturbance in Yangshao Village Relic paleosol in Henan Province, the comparative study was discussed in this paper. The chroma index of lightness, redness and yellowness were measured respectively by CM-700d from Japan and compared with the magnetic susceptibility and grain size, trying to reveal paleoclimate change. The results showed: Climate proxies such as chroma index and etc can scientifically reflect the changes of paleoclimate in some degree, but the changes reflected by just one climate proxy were one sided. Only by comprehensive analysis of various climate proxies, the reasonable and correct changes can be rebuilt.Due to the interference of human activities,the culture profile’s inversion results of climate were worse than the nature profile’s, but roughly corresponding to the natural profile. Although each climate indicator of two profiles was different, but overall reflecting the same climate information. It can be divided into four climate change stages from below to above, warming period-dry and cold period- warm and himid period-dry and cold period. This result also showed warm and humid climate was the catalyst for the development of civilization, while dry-cold climate would cause the decline of civilization.

Yangshao Culture Relic; paleosol; culture profile; nature profile; chroma; climatic significance

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.05.026

X144;X16

A

1674-5906(2015)05-0892-06

冯力威,吴克宁,查理思,鞠兵,王文静. 仰韶文化遗址区古土壤色度特征及其气候意义[J]. 生态环境学报, 2015, 24(5): 892-897.

FENG Liwei, WU Kening, ZHA Lisi, JU Bing, WANG Wenjing. Chroma Characteristics and Its Climatic Significance of Yangshao Culture Relic [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(5): 892-897.

国家自然科学基金项目(41371226)

冯力威(1989年年生),女(蒙古族),硕士研究生,主要从事土壤地理研究。E-mail:qwyyxf@163.com

2015-01-11

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