第四纪研究

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冯志强, 沈梦娟, 刘永江, 魏荣珠, 王权, 白洋, 郝书清, 杜艳伟

2023, 43(01): 1-19.

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沉积岩的主、微量元素蕴含了大量的地质信息，在古环境、古气候变化的研究中，占据着极其重要的地位。本研究以太原盆地ZK01钻孔为对象，通过对长度为853.5 m岩芯的主、微量元素和元素比值(如化学风化指数CIA、 Al_2O_3/Na_2O、 MgO/CaO、 Rb/Sr、 Cu/Zn、 V/(V+Ni)、 V/Cr)变化特征进行分析，旨在探讨太原盆地古环境、古气候变化。研究发现，主、微量元素变化特征指示了太原盆地具有Al_2O_3、 Na_2O、 Ni、 Cr、 Cl、 S亏损，CaO、 Pb、 N、 Rb明显富集的特征；通过对CIA指数研究表明，太原盆地地层和大陆上地壳(UCC)及陆源页岩的风化强度序列为：下土河组一段>红崖组>下土河组二段>陆源页岩>小白组>木瓜组>汾河组>大沟组>UCC;从Cu/Zn、 V/Cr、 V/(V+Ni)元素比值变化可以判断研究区环境自下而上表现为弱还原性-弱氧化性的旋回，且以贫氧为主；又根据CIA、 Al_2O_3/Na_2O、 MgO/CaO、 Rb/Sr变化特征可将盆地气候划分为3个阶段：中新世晚期(8.1～5.3 Ma),气候变化由寒冷干燥转向温暖湿润；上新世-早更新世(5.30～0.78 Ma),气候以温暖湿润为主，5.30～2.58 Ma气候温暖湿润，2.58～1.64 Ma气候相对稳定，1.64～0.78 Ma寒冷干燥与温暖湿润气候交替出现；中更新世-全新世(0.78～0 Ma),基本为温暖湿润气候。研究表明，研究区气候变化不仅反映了东亚季风由上新世前不显著至上新世中逐步建立，直至第四纪早期稳定建立的动态过程，还反映出青藏高原隆升等构造活动对其造成的影响。

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中国石笋生长速率时空变化特征的初步分析

田怡苹, 李云霞, 光凯悦, 李嘉燕, 朱珊莹, Yongli GAO, 饶志国

2023, 43(01): 20-32.

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近年来，随着现代监测研究以及铀系定年技术的发展，石笋生长速率研究日趋得到了重视。本研究主要收集了我国大陆地区已发表的17个洞穴的70支石笋的年代数据，计算并分析了冰期/间冰期尺度和全新世期间石笋生长速率的时空变化特征，发现规律如下：1)内陆干旱区科桑洞和东部季风区长江以北的3个洞穴(分别为珍珠洞、 Buddha洞和三宝洞)的石笋呈现间冰期生长速率快，冰期生长速率较慢，甚至出现沉积间断；2)我国北方的琉璃洞、马沟洞、莲花洞(山西)、乌鸦洞、九仙洞和南方的莲花洞(湖南)、 Dark洞和董哥洞表现为中全新世石笋生长速率较快，而早/晚全新世相对较慢；长江中下游地区的三宝洞和落水洞在早全新世期间生长速率较快，中/晚全新世较稳定；3)大多数洞穴石笋生长速率在近2 ka B. P.以来呈现上升趋势，这些特征可能暗示了气候条件对石笋生长速率的影响。同时也发现：1)我国南部湿润区以及沿海地区的洞穴石笋生长速率在冰期/间冰期尺度呈现复杂多变的特征；2)不同洞穴之间或同一洞穴不同石笋之间，石笋生长速率均存在一定差异；这些结果表明洞穴系统内部的差异性会对石笋生长产生复杂影响。上述分析结果为认识我国石笋生长速率时空变化特征提供了一些基础性证据，但目前条件下，不建议将其作为单独的气候环境变化指标，而建议将其与其它石笋指标结合，开展多指标综合分析和验证。对于具体洞穴而言，现代监测对于理解石笋生长速率控制机制仍是必不可少的。

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MIS 5以来长江三角洲地区沉积环境演变的光释光年代证据

高磊, 隆浩

2023, 43(01): 33-45.

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长江三角洲是我国东部陆架-海岸沉积体系的重要组成部分，是研究三角洲环境演化和人类活动的理想区域之一。前期大量的研究成果主要聚焦于冰后期和全新世长江三角洲响应海面上升的演进过程，而冰期-间冰期尺度的长江三角洲地区沉积环境变化的研究因年代学工作薄弱而进展缓慢。本文在近年来对长江三角洲地区晚第四纪沉积物开展一系列石英OSL和钾长石(混合矿物)红外释光(pIRIR)测年研究，且已取得一定的释光测年数据的基础上，简要地梳理和总结长江三角洲末次间冰期以来区域沉积环境演化的研究进展，着重分析晚更新世以来长江三角洲南北两翼沉积地层的年代框架异同、释光年代约束下末次冰期长江古下切河谷的演化历史及成因。释光测年及区域地层对比研究结果表明：1)氧同位素(MIS)5e阶段(130～120 ka)和全新世，长江三角洲地区沉积环境受海洋作用影响比较明显。2)MIS 3阶段是否存在海侵环境，不同测年技术得出了不同的年代学结论。且认为~(14)C和常规的石英OSL测年得到的末次冰期早期地层(MIS 3～4)的年龄很可能都存在低估，而钾长石或混合矿物红外释光测年可以发挥一定的测年优势。这也需要后期继续强化区域地层的年代学测试和对比研究。3)在MIS 4/2阶段，长江三角洲南北两侧及主体平原均以陆相沉积环境为主。本研究结果可为全球或区域性大河三角洲及海岸系统响应末次间冰期以来海面变化的沉积历史对比研究提供参考。

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哈萨克斯坦南部Shayan黄土粒度端元指示的14.4 cal.ka B. P.以来的风尘历史

苏谌杰, 许仲林, 张东良, 刘奇, 刘建宗

2023, 43(01): 46-56.

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中亚干旱区不仅是全球主要的风尘源区之一，也是气候变化的敏感区域之一。重建中亚干旱区风尘历史、解释其驱动机制对治理现代沙尘天气和改善人类生存环境至关重要。然而，关于中亚干旱区风尘驱动机制的问题仍存在不同观点。本研究采用参数化粒度端元分析方法对哈萨克斯坦南部的Shayan黄土剖面(厚度约650 cm)进行了分析。结果表明：1)Shayan剖面沉积物粒度组分分为4个端元，EM1代表高空西风远距离搬运和以团聚体的形式被粗颗粒携带的粘土组分，EM2代表沉积时期大气粉尘的背景，以浮尘的形式存在的细粉砂组分，EM3代表低空短距离搬运的近源粗粉砂组分，EM4代表较强风力条件下被搬运的局地砂粒组分；2)EM3+EM4含量指示的风尘历史显示，14.4 cal.ka B. P.至早全新世阶段(14.4～8.2 cal.ka B. P.)风力较强，中全新世(8.2～4.2 cal.ka B. P.)风力较弱，晚全新世(4.2～0 cal.ka B. P.)再次增强；3)西伯利亚高压强度变化是中亚干旱区过去风尘活动变化的主要驱动力。

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红原泥炭记录的晚冰期以来若尔盖地区粉尘通量变率及其气候影响

汪洪娇, 曾蒙秀, 彭海军, 朱诚, 李越, 白勇勇, 曾巧, 孙静茹

2023, 43(01): 57-73.

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由于高分辨率的气候重建记录，尤其是粉尘通量重建结果仍然较少，晚冰期以来东亚地区的气候突变机制存在很多争论。本研究对青藏高原东北部若尔盖红原泥炭HY2014剖面(深度450 cm)样品的灰分含量及其粒度组成和K、 Ti、 Zr、 Rb、 Sr、 V等元素含量进行高分辨率测定，基于AMS ~(14)C测年结果，重建了晚冰期以来该地区粉尘通量的变化动态，并结合过去的研究结果综合探讨粉尘通量的影响机制。结果表明：1)红原泥炭中的Ti、 V、 Sr、 EF_(Zr)、 EF_(Rb)、 EF_K等元素主要为风成输入，可辅助粉尘通量来共同反映研究区大气粉尘沉积的变化历史。2)14000～11600 cal.a B. P.,红原地区粉尘通量总体偏高，其中14000～12800 cal.a B. P.期间由于红原地区发生特大古洪水事件使大气粉尘通量数值明显增加，而12800～11600 cal.a B. P.期间气候冷干，强劲的东亚冬季风和北半球西风急流将裸露的松散沉积物搬运沉积到红原泥炭地中，导致红原大气粉尘通量增加；11600～3100 cal.a B. P.粉尘通量低，其中在11600～6400 cal.a B. P.期间波动较为明显，而在6400～3100 cal.a B. P.粉尘通量波动更为稳定。早中全新世气候总体暖湿，受东亚冬季风和北半球西风急流影响较小且植被覆盖度较高，粉尘通量总体较低；3100 cal.a B. P.以来东亚冬季风增强，红原地区粉尘通量再次升高。3)红原泥炭粉尘沉积通量记录了新仙女木事件，还清晰地记录了此后发生的7次粉尘增强事件，这在中国西北和北部的其他记录中也多有体现。粉尘增强事件发生时，东亚冬季风增强，粉尘源区干旱化，植被覆盖面积减小，粉尘释放增多，红原泥炭中粉尘含量升高。

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冷水柳珊瑚骨骼化石重建的早全新世南海中层水十年际变化

卜鸣渊, 曾治惟, 易亮, 周晓理, 党皓文, 翦知湣

2023, 43(01): 74-82.

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冷水珊瑚可以提供其生长期内周围环境变化的信息，有望填补中-深层海洋高分辨率重建材料的空缺。本文利用“深海勇士”号载人深潜器在甘泉海台西南角海山上(16.55°W, 110.89°E;水深1119.3 m)采集的柳珊瑚样品(SY185-9)开展探索性研究，检验冷水珊瑚高分辨率古环境重建的应用价值。X射线衍射(XRD)分析结果表明SY185-9的矿物成分主要为镁方解石(Mg_(0.06)Ca_(0.94)CO_3);骨骼横切面的~(14)C测年结果显示SY185-9生长于早全新世，时间跨度为9621±135～8922±114 a B. P.;利用环境扫描电子显微镜结合能谱仪和电子探针，分析SY185-9骨骼横切面的元素组成和变化，其中Mg/Ca比值指示了SY185-9生长时期平均海水温度为4.7±0.9℃,较现代相同位置处的平均海水温度高约0.9℃,可能反映早全新世南海中层水温度较现代略高的特征，但也需注意冷水珊瑚Mg/Ca温度计算公式的区域适用性和珊瑚生命效应问题；Mg/Ca记录的频谱分析结果揭示显著的十年-百年际尺度波动，可能反映中层水温度的自然变率，或因局地海山地形而造成的中层海水与海表气候之间的密切联系。

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西藏色林错沉积物介壳同位素重建的2000年以来气候变化研究

郭姝雯, 余芳艳, 王哲, 何志兴, 尚发美, 谢曼平

2023, 43(01): 83-94.

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青藏高原作为印度季风与西风交汇的特殊区域，对全球气候变化响应敏感，成为了古气候研究的热点地区。青藏高原湖泊众多，存在巨厚连续的湖泊沉积物，为古气候重建提供了优良载体。而介形类壳体在湖泊中沉积连续，生长过程记录了气候变化，同时有效屏蔽了湖泊水体中同位素的累积效应，能够反映介壳生长阶段短时间尺度的同位素水平，理论上是高精度气候重建的理想载体。基于此，本研究选取青藏高原中部地区湖泊色林错湖芯(SL16-1-1)顶部0～107 cm部分为对象，对其中的介形类壳体进行种属鉴定及碳氧同位素分析，以期建立高分辨率的古环境变化记录，结合沉积物Rb/Sr、 Ti/Si环境代用指标，重建色林错湖区近2000年来的气候变化记录，结果揭示了：1)介形类壳体碳氧稳定同位素变化对气候变化(尤其冷气候)尤为敏感，是重建高分辨率环境变化过程的优良载体；2)色林错地区对小冰期冷事件的响应较早于其他地区；3)色林错介形类壳体2000年来的气候重建结果与青藏高原研究成果大体一致，特别是与内地文献记录和物候史料记载高度一致，说明色林错湖泊记录具有广泛代表性，同时证实利用湖泊沉积物介形类壳体进行古气候高分辨率重建具有可靠性。

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福建梅花山泥炭腐殖化度记录的过去千年气候变化

潘大东, 凌超豪, 徐晓花, 余凤玲, 林永崇, 李楠楠, 唐领余

2023, 43(01): 95-109.

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全球变暖背景下频发的极端气候事件，严重影响了经济社会可持续发展。研究过去人类活动背景下的气候变化特征可为预测气候变化趋势、制定应对策略提供历史借鉴。本研究选取福建梅花山国家级自然保护区山间泥炭岩芯(长度238 cm)119个沉积物进行腐殖化度分析，结合粒度和烧失量记录，重建近千年来福建地区高分辨率气候历史。研究结果显示，在东亚季风区的低纬亚高山山间盆地，泥炭沉积物腐殖化度越高，指示气候越冷干；腐殖化度越低，指示气候越暖湿。梅花山泥炭腐殖化度在980～1529 A.D.呈现低值(均值8.4%),指示中世纪暖期较强的东亚季风和暖湿气候；1529～1926 A.D.呈显著高值(均值24.8%),指示明清小冰期较弱的季风和冷干气候；1926 A.D.以来波动下降(均值22.8%),对应了现代暖期。梅花山泥炭腐殖化度记录与区域沉积记录显示出对东亚季风的同步响应。研究结果记录了小冰期的第二次和第三次冷期，分别为1589～1757 A.D.和1842～1926 A.D.。梅花山泥炭腐殖化度记录的近千年气候变化可能受太阳辐射、热带辐合带和厄尔尼诺/南方涛动等的共同驱动。

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海南岛双池玛珥湖揭示的历史时期人类活动影响下大气汞沉降的高分辨率记录

陈境强, 薛积彬, 李彦婷, 卢毅, 马欣璐, 钟巍

2023, 43(01): 110-121.

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以取自海南岛北部双池玛珥湖SCH17-04岩芯全长为420 cm的沉积物为材料，对其开展了AMS ~(14)C测年和总汞浓度、总有机碳、常量地化元素、干密度等指标的测试分析。通过对多代用指标的综合比对分析，并结合历史文献资料，着重探讨了815～1510 A.D.时段内区域气候环境与人类活动影响下的汞沉积过程及其可能影响因素。研究结果表明：在研究时段内，SCH17-04岩芯中汞浓度(Hg_(-C))为0.22～3.11μg/g,汞沉积通量(Hg_(-AR))为0.01～1.92μg/(cm~2·a)。进一步分析发现，双池玛珥湖沉积物中汞浓度与各环境代用指标之间呈现出变化步调的不一致性，揭示了有机质吸附、土壤侵蚀、气候变化、海洋释放等自然因素可能对沉积物中汞积累的贡献较为微弱。综合岩芯记录与史料记载分析发现，主要与人类活动关系较为密切的大气汞沉降输入占据着主导地位，其中人为汞信号始于约940 A.D.,对应于五代十国时期，并且在约940～1130 A.D.(五代十国中后期和北宋)和约1320～1420 A.D.(元朝中后期和明朝初期)期间，特别是在后一时期，出现显著的人为汞通量峰值阶段，这与历史上海南岛人口数量变化趋势较为吻合，揭示了人类活动(如金属冶炼和开采、战争叛乱、人口迁移等)在这些时期对自然界中的汞释放与积累具有重要影响。

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六盘山朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值及其古气候意义

郁科科, 刘利鹏, 李爱珍, 盛恩国, 刘星星, 蓝江湖

2023, 43(01): 122-130.

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湖泊沉积物Rb/Sr比值通常被视为流域化学风化强度的代用指标，然而不同湖泊沉积物Rb/Sr比值的古气候意义有时也存在一定差异。本研究以六盘山朝那湫湖泊73 cm长度(1743～2012 A.D.的沉积序列)岩芯沉积物Rb/Sr比值为分析对象，结合同一岩芯其他主要元素以及古气候代用指标(TOC、 C/N比值、δ~(13)C_(org)等)指示的环境变化信息，对朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值在十年/数十年尺度上的古气候意义进行综合判别。研究结果显示：朝那湫湖泊沉积物中的Rb、 Sr元素主要以残渣态赋存，Rb/Sr比值与其他陆源组分元素有较好的相关性，Rb/Sr比值变化主要受控于陆源碎屑物质输入。Rb/Sr比值与同一岩芯TOC、 C/N比值、δ~(13)C_(org)等降水代用指标以及邻近区域树轮等古气候记录的对比结果表明：在十年/数十年尺度上，气候偏干期，陆源碎屑物质输入较多，沉积物Rb/Sr比值减小；气候偏湿期，陆源碎屑物质输入较少，沉积物Rb/Sr比值增大。这主要是由朝那湫流域降水特点和植被覆盖共同决定的，同时也暗示朝那湫流域物理风化和化学风化强度可能呈反向变化。因此，在将Rb/Sr比值作为流域化学风化强度的代用指标之前，有必要对湖泊沉积物的Rb、 Sr元素的赋存形态进行辨别，并结合湖泊自身沉积环境以及其他古气候指标进行综合分析，方可获得更加全面准确的流域物理侵蚀搬运或化学风化信息。

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1928年至1929年中国东部的严重干旱

黎永杰, 张仲石, 徐天澳

2023, 43(01): 131-143.

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1928～1929年夏季，中国北方(34°～45°N,106°～122°E)和华南(20°～30°N,106°～122°E)地区遭受了严重的干旱，此次旱灾是中国近代十大灾荒之一。由于早期观测资料缺乏，数值模拟成为研究此次旱灾形成机制的重要手段。本研究诊断分析了挪威地球系统模式(NorESM1-F)过去千年试验中1928年和1929年的模拟。结果表明：模拟的1928年与1929年夏季中国东部季风区旱涝空间分布与历史记录重建非常相似；即1928年夏季，降雨集中在长江与黄河之间，而1929年夏季，降雨集中在长江中下游；其他地区降雨偏少。重建和观测资料证实NorESM1-F能够较好地模拟中高纬海表面温度异常；同时，模拟结果显示，这两年夏季北大西洋高纬地区以及北美西海岸的海表面温度偏高是造成这两年干旱的控制因素之一。它激发出影响东亚夏季降水的遥相关波列。1928年夏季，明显的正位相欧亚遥相关，导致东亚大槽加深、西太平洋副热带高压南撤、东亚夏季风减弱，并最终导致1928年夏季降水异常减少；而1929年夏季，中纬度的丝绸之路遥相关波列(SRP)使200 hPa南亚高压加强东伸、中国东部沿海地区出现正位势高度异常、西太平洋副热带高压西伸，导致长江流域降雨增多，中国北方和华南地区降雨减少。

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重庆缙云山不同年龄马尾松径向生长对气候变化的响应

徐晓晓, 王云琦, 郑永林, 王玉杰, 滕润平

2023, 43(01): 144-153.

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为探究气候变化背景下不同年龄马尾松(Pinus massoniana)生长规律及其对气候变化的响应，本研究以缙云山不同年龄马尾松为分析对象，运用树木年代学原理及方法，建立小龄树(1971～2020年)和大龄树(1940～2020年)马尾松树轮宽度年表，并计算胸径处断面积生长量(BAI);分析近40年来不同年龄马尾松生长变化状况及树轮宽度年表与气象因子之间的关系。结果表明：气候变暖背景下，不同年龄马尾松生长均受到一定阻碍，1983～2013年间，大、小龄树BAI显著下降。与1980～2020年间气候因子的相关分析表明，两龄级马尾松生长均受到第二次高生长期温度的影响，具体表现为与当年9月平均最高温，上年及当年9月平均温呈显著负相关；小龄树马尾松生长还受限于生长季降水条件，对降水更敏感；表现为与当年第二次高生长期(9～10月)、上年5月、 10月及当年10月降水呈显著正相关。研究结果为未来气候变暖背景下马尾松林的合理经营与管理提供了一定的理论依据。

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武夷山紫色土磁学特征及其对成壤的指示意义

苏泳岑, 吕镔, 刘鑫, 陈梓炫, 郑兴芬

2023, 43(01): 154-162.

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紫色土是非地带性土壤，具有磁性本底值低的特征，是研究成土初始阶段土壤磁性矿物与成土因素关系的良好材料。目前，国内紫色土系统的环境磁学研究处于起步阶段。本研究以福建省武夷山市的紫色土剖面(简称WYS剖面，地理坐标为27°44′24″N, 118°00′36″E;海拔216.3 m)为分析对象。该剖面发育于白垩系紫红色粉砂质泥岩之上，厚度为0.9 m。通过系统的环境磁学研究，结合漫反射光谱一阶导数曲线、色度指标和常量地球化学元素指标，分析其磁学特征的层次分异，探讨磁学参数对成壤的指示意义。结果表明：1)WYS剖面以反铁磁性矿物赤铁矿为主。A层的亚铁磁性矿物磁铁矿含量略有增加，超顺磁(SP)颗粒含量更高，磁颗粒相对更细。成壤作用是造成A层和C层的磁学特征差异的主导因素。2)WYS剖面母岩具有易于物理风化、不易化学风化的特征。由于成土时间短，即便在湿热气候条件下，母质中磁性矿物转化微弱。母质和成土时间是影响紫色土磁学性质的主导因素。3)成壤过程中，少部分赤铁矿转化为磁铁矿。磁学参数的微小变化响应于弱成壤作用，表明紫色土磁学特征可以非常敏感地指示成壤强度。

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气候和地热共同影响泥炭地表面湿度变化——以长白山赤池泥炭地为例

刘莉, 赵红艳, 李鸿凯, 卜兆君, 王升忠

2023, 43(01): 163-172.

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来自北方泥炭地的研究表明，沼泽表面湿度变化时常受控于气候变化。然而火山活动区泥炭地的表面湿度是否受到了火山地质的影响?这个问题值得进一步明晰。本研究以长白山赤池泥炭地38 cm深的沉积物作为对象，通过植物大化石、有壳变形虫和腐殖化度多指标分析，重建该泥炭地过去近50年的地表湿度变化。研究表明，3个指标揭示的地表湿度变化趋势总体一致，即38～27 cm(1957～1965 A.D.)由干向湿转变；27～18 cm(1965～1976 A.D.)干湿波动；18～0 cm(1976～2008 A.D.)由湿向干转变。与当地的气象数据对比，发现剖面底部湿度偏低与地热引起的强烈蒸发有关；而剖面上部湿度偏低与降水少、温度高的气候变化模式较吻合。理解泥炭地表面湿度变化对于泥炭记录的古气候、古环境和古生态重建具有重要意义。

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新疆木吉盆地鲕状泉华微观结构、地球化学特征及成因探讨

陈兆杰, 宋旭东, 孙淼, 余会明, 郭晓萌, 尹雪, 宋庆伟

2023, 43(01): 173-186.

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泉华作为地表或地下水中碳酸钙的陆上沉积，其内部微层结构和地球化学特征具有揭示区域环境变化的重要作用。新疆阿克陶县木吉盆地的鲕状泉华包覆颗粒是内陆干旱-半干旱气候区高寒山地环境产出的冷水沉积产物，沉积过程相较于湿润-半湿润气候区同类泉华具有控制因素上的特殊性。在野外地质调查的基础上，对其进行了细致的微观结构观察和化学组成研究，以期为此类泉华成因机制的完善，以及包覆颗粒生长发育过程与区域环境变化关系的探讨提供限定。研究发现，木吉盆地周边地层中发育的碳酸盐岩是泉华发育的物质基础，“两山夹一盆”的地貌特征和盆地内全新世活动断裂的存在为泉华的形成提供了良好的地形地貌以及构造条件。微观结构观察和化学组分分析显示，鲕状包覆颗粒发育由泥晶和亮晶纹层构成的外壳层，两者均由低镁方解石组成，但微量、稀土元素组成差异显著，泥晶纹层的Mg/Ca(0.02～0.04)和ΣLREE/ΣHREE比值(1.75～9.98)以及稀土元素(ΣREE=0.33×10~(-6)～2.96×10~(-6))和Sr(188×10~(-6)～1640×10~(-6))、 Ba(8.95×10~(-6)～123.00×10~(-6))等微量元素含量相对亮晶纹层(Mg/Ca=0.01～0.02,ΣLREE/ΣHREE=0.93～5.43,ΣREE=0.05×10~(-6)～0.82×10~(-6), Sr=157×10~(-6)～285×10~(-6), Ba=5.17×10~(-6)～29.50×10~(-6))更高。综合包覆颗粒微观结构、化学成分以及区域气候变化和地下水补给特征认为，木吉鲕状包覆颗粒的成因类型为核形石，颗粒纹层构造的发育是季节交替导致气候条件周期性波动的结果：在降水和冰雪融水少的干冷气候环境下，地下水补给不足，具有较高微量和稀土元素含量的泥晶方解石发生沉淀，藻类生物捕获粘附泥晶方解石形成泥晶纹层；亮晶纹层形成于气候温湿季节，地下水补给充足，水流在包覆颗粒周围绕流过程中直接在泥晶纹层或岩屑外围发生CaCO_3沉淀和生长。

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中国全新世人群两性身高差异演变初析

杜抱朴, 杜靖

2023, 43(01): 187-199.

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两性身高差异对了解同一人群内两性间体质、生存策略及食谱构成等方面的异同具有重要意义。目前，中国全新世人群两性身高差异的分布状况及其演变过程尚不明确。本研究收集51组古代人群股骨最大长数据，选取合适公式重建各人群的男、女平均身高并计算不同时代人群的两性身高差异指数，探析中国古代人群两性身高差异的演变特征。结果显示：两性股骨最大长差异在新石器至铁器阶段呈增大趋势；男、女平均身高在新石器至青铜阶段显著降低，但在青铜至铁器阶段无明显变化；两性身高差异从新石器至青铜阶段显著增大，但在青铜至铁器阶段无明显变化。在新石器至青铜阶段，中国人群两性平均身高的降低可能与生存压力的增大和下肢功能性需求的降低密切相关；两性身高差异的增大表明女性平均身高下降程度要大于男性，这可能与两性分工的强化和食物精细化有关。

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小珠山文化发展的气候环境背景初探

张威, 马瑞丰, 刘亮, 张裕, 高云军, 柴乐

2023, 43(01): 200-211.

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气候环境对古文化的发展影响深远，是环境考古研究的重要内容。小珠山文化是辽东半岛新石器时期以来最重要的一支考古文化，其发展过程与全新世气候环境的关系并不明晰。为了研究小珠山文化发展的气候环境背景，本项研究分析了以辽东半岛为主的全新世气候变化过程，结合主要遗址的考古记录，探讨气候环境变化对小珠山文化的发源、发展、衰落过程、文化交流、遗址分布、生业模式方面的影响。研究表明：全新世气候环境变化对小珠山文化发展的不同阶段具有显著影响。早全新世8.2 ka B. P.冷事件可能促进了兴隆洼文化的南下，是小珠山文化发源的有利条件；中全新世早期，温暖湿润的气候为小珠山文化发展提供了先决条件；中全新世晚期，不稳定的气候条件促进了小珠山文化第三期的文化交流以及农业发展，4.2 ka B. P.气候事件则可能是导致小珠山文化走向衰落的重要气候因素。小珠山文化遗址分布呈现出由海岛到陆地的特点，气候变化引起的海岸线和可利用资源等变化是导致小珠山遗址分布变化的重要因子，同时对文化交流和生业模式的改变也起到了重要作用。该研究对揭示长时间尺度下古文化发展对气候变化的应对策略与规律提供参考。

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山西太原盆地龙山文化时期的生业经济——以阳曲县西殿南遗址人和动物骨骼的C、N稳定同位素分析为例

杨柳红, 姬凌飞, 裴静蓉, 邓惠, 张国文, 侯亮亮

2023, 43(01): 212-226.

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以山西太原阳曲西殿南遗址(38°03′45″N, 112°45′55″E)出土的3例人骨和34例动物骨骼(3例鹿、 3例狗、 5例牛、 6例羊、 17例猪)为研究对象，运用AMS-~(14)C测年与C、 N稳定同位素分析的研究方法，研究该遗址所处的年代、动物和人的食物结构以及先民对家畜的饲喂方式，进而还原龙山文化时期太原盆地的生业经济。AMS-~(14)C测年结果显示，M1墓主人骨骼的~(14) C年代为4200±30 a B. P.,树轮校正后的年代范围为4844～4620 cal.a B. P.,结合该遗址遗存及其组合群特征初步判断其应为一处龙山文化时期遗址。C、 N稳定同位素测试结果显示，鹿(δ~(13)C:-20.8‰～-18.7‰,均值-19.6‰±1.1‰;δ~(15)N:2.9‰～3.6‰,均值3.3‰±0.4‰, n=3)主要以C_3类食物为生，说明当地野生植被主要为C_3类植物；与鹿不同，羊的δ~(13)C值和δ~(15)N值(δ~(13)C:-17.2‰～-14.3‰,均值-16.2‰±1.0‰;δ~(15)N:6.7‰～9.6‰,均值8.1‰±1.2‰, n=6)明显高于鹿，其内部存在一些差异性，可分为A、 B、 C三组：A组羊(YQ17和YQ19)的δ~(13)C值偏高(分别为-16.4‰和-16.3‰),δ~(15)N值(分别为9.3‰和9.6‰)较高，其年龄较小，食物中包含较多的羊奶或生活于缺水的环境中，抑或被投喂了高蛋白的饲料；B组羊(YQ16、 YQ18、 YQ20)的δ~(13)C值偏低(分别为-16.8‰、-14.3‰和-17.2‰),但δ~(15)N值(分别为8.3‰、 7.4‰和7.2‰)偏高，其受到人工干扰的可能性最大，特别是在冬春季节，野外植被较少，羊群很可能无法自行获得充足的食物资源，这时人为投放的饲料(如粟黍的秸秆等)可能作为其食物的补充；C组羊(YQ15)的δ~(13)C值(-16.3‰)和δ~(15)N值(6.7‰)都较低，其食物来源以C_3类植物为主，也有少量C_4类食物，其数值符合羊作为食草动物的特征，同时反映出当地野生植被主要以C_3类植物为主。显然，以野外放养为主的羊，它们的食物结构仍然受到粟黍农业的强烈影响。大部分牛(δ~(13)C:-20.2‰～-14.6%,均值-16.4‰±2.6‰;δ~(15)N:3.5‰～6.8‰,均值5.3‰±1.6‰, n=4)的食物主要以C_3类植物为主，但也添加了少量的C_4类食物；家猪(δ~(13)C:-7.5‰～-6.3‰,均值-6.9‰±0.3‰;δ~(15)N:6.1‰～8.4‰,均值7.5‰±0.6‰, n=17)、家犬(δ~(13)C:-7.3‰～-6.8‰,均值-7.0‰±0.3‰;δ~(15)N:6.6‰～7.9‰,均值7.1‰±0.7‰, n=3)及牛YQ13(δ~(13)C:-10.7‰;δ~(15)N:8.7‰)主要以C_4类食物为生。其中，猪和狗则主要以粟黍及其副产品为生，并食用了较多先民食物残余和/或残羹冷炙，甚至先民的粪便等；牛YQ13可能受到先民的特殊饲喂，其食物中添加了大量的粟黍及其副产品。先民(δ~(13)C:-8.6‰～-7.1‰,均值-7.7‰±0.8‰,δ~(15)N:9.5‰～10.3‰,均值10.0‰±0.4‰, n=3)主要以C_4类食物为生，即粟黍及其副产品饲喂的家猪和家犬。因此，西殿南遗址所在太原盆地龙山文化时期先民的生业经济以粟黍农业及家猪饲喂业为主，也对外来的牛和羊进行放养和饲喂；与处于同时期且邻近的中原腹地新砦遗址、临汾盆地的陶寺遗址和清凉寺墓地、忻定盆地的辛章遗址以及陕北地区的神圪垯梁遗址已发表的人和动物骨骼的C、 N稳定同位素相关数据进行单因素方差分析发现，西殿南遗址所在太原盆地的生业经济相比略显单一，社会复杂化程度有限。

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山东曲阜林家遗址动物考古学研究——兼论海岱地区岳石文化时期和商代动物资源利用策略

梁瑞娟, 董文斌, 宋艳波

2023, 43(01): 227-241.

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林家遗址是在山东曲阜地区发现的一处重要的夏商时期聚落。本研究对该遗址2013年度发掘出土的570件岳石文化晚期和中商时期动物骨骼进行了鉴定和定量分析。结果表明，遗址动物群构成包括黄牛(Bos taurus)、羊(Caprinae)、猪(Sus scrofa domesticus)、狗(Canis familiaris)、狗獾(Meles meles)和梅花鹿(Cervus nippon)等，以家养动物为主，野生动物仅作为补充。从动物构成的历时性变化来看，岳石文化晚期，先民利用最多的动物为黄牛，家猪次之；排除掉特殊埋藏的完整动物遗存，家猪是中商时期先民利用最多的动物，其次是黄牛和野生鹿科动物。将研究视野扩展到海岱地区，大多数遗址的先民主要通过饲养以猪为主的家养动物来获取肉食资源，家养动物构成相对比较稳定，包括猪、黄牛、羊和狗。只有少量商代遗址，如李屋遗址，出土的野生动物比例较高，且野生动物种属繁杂，这与遗址所处的特殊地理位置及遗址的特殊性有关。另外，林家遗址岳石文化晚期以黄牛为主的动物群特征可能与遗址的性质或发掘区在聚落中所处的位置有关。

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陕西旬邑西头遗址商末周初殉人植物性食物组成分析——来自牙结石中的淀粉粒和植硅体证据

宋阿倩, 豆海锋

2023, 43(01): 242-255.

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殉人的植物性食物组成分析是了解个体乃至群体生活习性和生活状况的重要基础，对于殉人的身份辨识及殉葬制度研究具有十分重要的考古学意义。商周时期存在大量墓葬殉人现象，以往研究多集中在殉人与墓主关系、殉人身份辨识等方面，对其植物性食物来源的分析十分薄弱。本研究选取陕西旬邑西头遗址M90的37具殉人作为对象，对其牙齿表面附着牙结石进行淀粉粒和植硅体分析，并对墓葬中随葬动物骨骼等样品进行~(14) C年代测定。结果显示，M90年代应为商末周初时期；发现有粟类植物、小麦族(Triticeae)、块根块茎、食用豆类、坚果类等5类植物淀粉粒，以及粟稃壳、禾草类稃壳、早熟禾亚科和黍亚科等茎叶植硅体。综合商周时期旬邑地区植物考古的证据，认为西头遗址殉人的植物性食物结构较为多样，以当时社会主流的粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)等粟类作物为主，小麦族植物占比较少，块根块茎、食用豆类和坚果类植物亦有部分摄入。从淀粉粒的损伤特征和稃壳类植硅体的发现来看，食物在食用前经过了碾磨或蒸煮等加工处理，其谷物脱壳水平应较为先进。此外，殉人在以粟黍为主的主粮摄入上无明显差别，仅在小麦族植物的食用上有所区别。目前所知商周时期殉人的食谱均以粟黍为主的C_4类植物为主，但由于殉人与墓主关系及殉人身份等级的差异，在以小麦族植物为代表的C_3类植物摄入上差异明显，这种差异性的饮食结构显示了不同时期先民在饮食上的选择偏好，以及等级差异对古人饮食的影响。本研究首次从植物利用角度对殉人的食谱进行分析，填补了以往文献、植物大遗存和碳氮稳定同位素分析对古人饮食来源认识的不足，为商周时期殉葬制度研究提供了新思路。

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山东高青县胥家村南遗址北朝至隋唐时期人群的生存压力分析

宋美玲, 刘文涛, 游海杰, 郭明晓, 赵永生

2023, 43(01): 256-265.

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本研究从胥家村南遗址入手，试图探讨我国古人群生存压力水平、不同生业模式下古人群的生存压力变化以及不同生存压力指标之间是否存在显著相关性。因此，选取我国黄河中下游地区不同时期18处遗址的古人群，将这些人群的牙釉质发育不全、多孔性骨肥厚、眶顶板筛孔样变及骨膜炎4种生存压力指标的个体患病率进行对比研究及相关性检验。胥家村南遗址位于山东省淄博市高青县，该遗址共发现北朝至隋唐时期人骨22例。从生存压力水平上看，该人群龋病、牙釉质发育不全、牙周炎、多孔性骨肥厚及骨膜炎的出现率分别为53.85%、 76.92%_、 15.38%、 20.00%、 94.74%,其中牙釉质发育不全与骨膜炎的患病率远高于同时期其他人群，表明该人群承受着较大的生存压力，属于营养健康状况较为低下的农业人群。经对比研究发现，牙釉质发育不全患病率随着时间的推移呈现明显上升趋势，或许暗示着我国古人群的生存压力随着农业发展水平的提升逐渐增大，营养水平和健康状况逐渐下降；多孔性骨肥厚及骨膜炎患病率随时代改变无明显变化；眶顶板筛孔样变患病率随着时间推移整体上呈下降趋势但变化幅度较小。不同生业模式下的古人群多孔性骨肥厚及眶顶板筛孔样变患病率并不存在显著差异，这说明或许饮食结构并非引发贫血的最主要原因。经斯皮尔曼相关系数检验可知，骨膜炎与贫血之间无显著相关性，而与牙釉质发育不全关系密切。

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鲁中北寿光机械林场遗址的环境与盐业生产活动——炭化植物遗存分析

刘洋, 王子孟, 李雨芹, 胡栩瑞, 陈雪香

2023, 43(01): 266-279.

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渤海南岸的莱州湾滩地是中国古代重要的产盐区，分布有众多盐业遗址。其中，山东寿光机械林场遗址是一处东周和宋元时期的盐业遗址，分布有盐灶、盐井和灰坑等遗迹单位。炭化遗存分析结果显示，遗址中农作物种子的数量较少，杂草的种类及数量较为丰富，以藜科、菊科、禾本科、茨藻科为主，并且发现了数量较多的草本植物茎秆，植物比例显示出偏向自然生长的状态，可能与放荒发展草荡以供燃料有关。寿光机械林场在东周时期处于滨海盐生草甸植被分布区，气候较为温和干旱，至宋元时期湿地植物增加。土壤盐碱化的环境特征并不适合发展农业，遗址多为煮盐作坊区，与生活区间可能隔有一定距离，或与官府对盐业的管控有关。先民在煮盐时就地取材，利用周边杂草作为燃料，煮盐集中在秋末、冬季，遗址可能存在季节性利用的特征。有关盐业遗址的炭化植物遗存的研究相对较少，寿光机械林场遗址炭化遗存分析结果可以为研究煮盐燃料及莱州湾滩地盐业作坊区周边的环境与植物类型提供一些线索。

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广西独山洞遗址新发现赭石分析研究

李大伟, 张尚欣, 王伟, 王朝文, 殷科, 廖卫, 任晓磊

2023, 43(01): 280-287.

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为更好了解中国区域更新世晚期现代人行为，本研究对广西独山洞遗址更新世晚期新发现的赭石样品进行报道，并结合科技考古分析进行综合分析。广西独山洞遗址属于更新世晚期向全新世过渡阶段考古遗址，赭石出土层位AMS碳十四测年结果显示其埋藏距今约1.5万年。X射线荧光(XRF)分析结果显示赭石样品化学元素组成中铁和硅的含量较高，赭石样品成分中均含铁；X射线衍射(XRD)分析结果显示赭石样品包含石英、绿泥石、伊利石、高岭石、赤铁矿；偏光显微分析结果显示，赭石样品均由红色的颗粒混合而成，单偏光下呈暗红色，边缘圆润；在正交偏光下全消光，显示所有赭石样品中红色部分为含赤铁矿的多晶质集合体；拉曼光谱分析结果显示，样品红色区域峰值与赤铁矿拉曼峰值较为匹配，主要在223 cm~(-1)、 295 cm~(-1)、 408 cm~(-1)和605 cm~(-1)有特征吸收峰，表明赭石中含有赤铁矿。独山洞遗址新发现的赭石研究，表明独山洞遗址古人类已具有现代人行为特征；该遗址赭石科技考古分析数据，为不同地区现代人行为相互比较提供了科学数据。

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青藏高原东北部牧羊业的民族学观察及其动物考古学启示

王一如, 久雪加, 侯光良, Greame BARKER

2023, 43(01): 288-299.

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学术界目前已经普遍认识到，牧羊业是在史前从西亚传入中国的，青藏高原东北部则被认为有可能是最早接受这些外来物种的区域。然而，青藏高原大部分地区为特殊的高海拔环境，气候条件相对恶劣。绵羊是如何传入并适应青藏高原，及早期的绵羊传入对人类的生活起到了怎样的作用等问题仍然不甚清楚。本研究通过田野调查和访谈的方式，对青藏高原东北部5个县共10户的牧羊业情况进行了民族学考查。通过这些研究，发现了青藏高原东北部多样的绵羊品系及其来源、各自的生理特点、适应的不同生态环境及相关的繁殖和蓄养方式。结合调查得到的结果和相关的动物考古学及分子生物学证据发现，早期绵羊在传入青藏高原高海拔环境的过程中，需要经历一系列充满挑战性的、对新生态环境适应的过程。因此推测：人类有意识的将绵羊与本地野生盘羊杂交以得到对高海拔环境的生态适应在这一过程中很可能起到了关键性的作用，但是具体情况仍需更多动物考古和古DNA研究。本调查所发现的羊群饲养策略对通过动物考古、稳定同位素和古DNA方法研究史前牧羊业有启示、参考和类比作用，并为今后研究史前牧羊业的跨大陆传播提出应该关注的方向。

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喜马拉雅山脉中段南坡孢粉垂直分布特征及影响因素

张润鑫, 张心语, 姚昕, 王文轩, 秦问, 田芳, 曹现勇

2023, 43(01): 300-309.

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研究现代孢粉沿海拔梯度分布、传播特征及其驱动因素，有助于提高基于孢粉重建古植被和古气候的可靠性。喜马拉雅山是全球中纬地区落差最大的山脉之一，其中段南坡植被垂直带谱完整，目前尚缺乏该垂直带谱孢粉现代过程研究。本研究通过喜马拉雅山脉中段南坡不同海拔26个表土样品(海拔梯度为3551～4444 m)的孢粉分析并整合前人表土孢粉数据(n=138,海拔梯度涵盖132～5000 m),系统分析了孢粉(包括组成、百分比含量、浓度及多样性)的垂直分异规律及其与气候、土地利用之间的关系。研究结果显示孢粉组合垂直分布特征能很好地代表植被垂直分布特征，年降水和暖季气温是影响孢粉分布的重要气候要素。孢粉丰富度沿海拔梯度无明显分异特征；而孢粉均匀度随海拔升高而显著降低(特别是海拔3500 m以上区域),能够代表植被群落随海拔的变化特征。常见乔木植物花粉(松属、云杉属、桦木属和栎属等)存在明显的向高海拔传播现象，且不同类型间传播能力差异较大；而柏科花粉传播能力差，能很好地指示局地植被。表土样品孢粉浓度随海拔升高呈现降低趋势，且高海拔地区较低的孢粉浓度一定程度上放大了由低海拔传播而来的乔木植物花粉对孢粉组合的影响。研究结果提示我们应注意乔木植物花粉传播能力差异对地层孢粉谱解释的可能影响。

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云南赤土仙人洞石笋黑碳年纹层的发现及其意义

江理渊, 李苗发, 王芳, 刘宏, 蔡炳贵

2023, 43(01): 310-311.

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<正>早在1926年， Allison~([1])就报道了美国宾州Bear's Cave石笋的层状生长特征； 1960年，Broecker等~([2])报道了美国加州Moaning Cave一个覆盖了人类股骨的钙华，该样品有1206个可识别的和200个被掩盖的环状韵律层，经放射性碳同位素定年，被认为这些韵律层为年层，可能反映了沉积方式的季节性变化； 1993年，Baker等~([3])通过微层计数与铀-钍定年，发现二者在误差范围内一致，

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