渭河流域全新世古土壤s

1期與晚期的天然分隔在渭河流區洛杉磯高原，新鮮土壤s0和黃土l0之間的邊界非常顯著。這是季風氣候的快速變化，土壤和土壤資源的退化跡象。這個界限也是渭河流域全新世中期與晚期的天然分界(圖1)。由于測年技術本身和樣品性質的局限,目前還不能從黃土剖面上測得該界限的精確年代。人們通過各種方法為S0/L0界限賦予年代,造成多種年代數據并存的局面,給高分辨率的研究帶來困難。本文結合全新世中晚期渭河流域沉積記錄、現有的地層學與考古學已有14C和TL測年數據、古文獻中環境資源退化和相關歷史事件,探討季風氣候變化及對人類活動和土地利用方式的影響,旨在較準確地界定S0/L0界限及其代表的季風氣候轉變事件年代。2主導的氣候時代及文化層界面在渭河流域分布最為廣泛的全新世沉積物是黃土和古土壤體系。全新世中期以古土壤S0為代表。S0在渭河流域高原區屬于黑壚土,且多為單層形式(圖1)。S0在河谷盆地則屬于褐色土(局部為棕壤),在某些區域為多層形式,表現為多周期土壤,反映東南季風主導的、并且有波動的溫暖濕潤氣候(圖2)。全新世晚期則是以風成黃土L0和表土層MS為代表,反映西北季風氣候主導,比較干旱寒冷,雨土塵暴頻繁[1～2]。土壤學界曾經認為L0和MS是新石器時代以來農業耕作施肥形成的人工堆積物,但是從黃土高原歷史時期和現代頻繁的塵暴雨土現象(例如2000年3～4月,黃土高原和華北平原就受到13次強烈沙塵暴襲擊),和對于大量土壤剖面的調查研究,證明它仍然是以風塵自然堆積為主[4～5]。從渭河流域全新世黃土剖面獲得的各種環境變化代用指標,都反映S0/L0之間顯著的界限代表了一次季風氣候轉型。氣候干旱化造成風塵堆積加速,土壤顆粒變粗,粘粒含量大幅度減少,SiO2/R2O3比率增大,CaCO3成分增加,有機質減少,土壤溶液堿性增強(圖2)。這無疑反映出渭河流域氣候和水土資源的顯著退化。目前,渭河流域全新世黃土剖面S0/L0界限的年代,主要來自對于古土壤S0頂部和黃土L0底部的14C和TL斷代(表1)。從表1可以看出,S0的頂部14C年代大于3000aB.P.,L0底部只有一個TL年代數據在3000aB.P.左右。通常14C年代的誤差值采用1σ,表示某一樣品年代值在此范圍的幾率為68%,雖然2σ的幾率為95%,但誤差范圍更大。況且,利用該層位土壤有機質測定的年代數據本身就有很大的不確定性。TL年代的誤差則遠大于14C年代,可達17%。在這種情況下,利用14C和TL測年數據精確界定S0/L0界限年代的目的就難以實現。但值得注意的是,在渭河流域,全新世黃土剖面S0/L0界面常常會發現先周(商)文化層。它指示著周人在南遷(棄豳遷岐)前后活動地面是全新世古土壤S0的頂層面,時代也正好處于全新世中期與晚期的分界線,即以東南季風氣候為主的強烈成壤期向著以西北季風氣候為主的風塵堆積期轉變的時候。顯然,利用文化層的年代則有利于準確界定S0/L0的界限年代。通常,文化層中的木炭、木質材料的14C測年數據,比黃土古土壤材料測年結果更為準確可靠。利用古文獻記載的歷史人文和自然事件推算的年代也比前者有更高的可信度。先周歷史上受到游牧民族逼迫而發生的棄豳遷岐事件,具有指示黃土高原氣候干旱化的環境學意義。從圖3可以看出,先周在棄豳遷岐前后的遺址文化層的14C年代數據出現交叉,這些文化層都是處于S0/L0的界面,因此取這些14C數據的平均值3036±80aB.P.作為棄豳遷岐的時代。以此作為黃土剖面S0/L0界限年代符合地層學原則。這個數據與從黃土剖面獲得的古土壤S0的最小14C年代數據值(3030±80aB.P.)也完全吻合。3為3100年a.p.c.p.m改變季風氣候3.1文化、民俗、經濟文化的聚合式生長渭河上游包括其支流涇河、洛河中上游流域屬于我國農牧交錯帶的西南段。這個區域的資源環境和人類活動,對于季風氣候變化很敏感。全新世中期廣泛發育地表的古土壤S0為典型的黑壚土,被全新世晚期的風成黃土L0所覆蓋。在新石器時代,從14C年代7150±90aB.P.開始,相繼出現大地灣文化、仰韶文化、齊家文化,其性質均屬于定居農業文化類型。這些時期的聚落遺址數量多、規模大且功能區分化明顯,人類居住時間長。土地利用方式以旱作農業為主,S0黑壚土是這些時期的耕作土壤,主要的生產工具是石斧、石鏟、石鋤、石鐮、石刀等。陶器加工精細,類型復雜多樣,遺址出土豬骨較多,但是其后與先周(商末)相當的時期,從14C年代3195±95或者3050±120aB.P.(合水九站遺址)開始,游牧業取代了定居農業,出現寺洼文化[10～11]。這可能相當于文獻所稱的獫狁(或者犬戎、北狄)游牧民族。這個時期的文化層也恰好賦存于S0/L0界面,其遺址數量少、規模小,陶器簡單粗糙,有一些青銅器,遺址多有羊骨和狗骨。根據這個文化層在全新世地層剖面的位置和上述14C年代數據可以確定,渭河流域中上游農牧交錯帶由定居農業文化向游牧文化的轉變,也是發生在以S0/L0界面為代表的季風氣候轉型期。可見正是由于氣候變化導致水、土、生物資源退化,在農牧交錯帶造成旱作農業土地利用方式由游牧取而代之。3.2環境變遷的影響在關中盆地全新世黃土剖面,先周(商)文化層處于S0/L0轉變界面。這個時期一些重要歷史事件會反映出人類活動對于季風氣候轉變的響應,也有助于解決S0/L0的界限年代問題。關中盆地的土地利用方式,從新石器時代開始就是以旱作農業為主導。根據新公布的夏商周年表,生活在涇河中游黃土高原腹地從事農耕生產的先周人,受到游牧民族戎狄南侵的逼迫,在大約1150B.C.放棄生活了300多年的豳地而南遷,移居關中盆地西部的周原建立岐邑,即所謂“古公遷岐”事件。這相當于歷史紀年大約3100aB.P.(本文aB.P.以國際通用的1950A.D.為準)。過去,由于不了解當時的環境資源狀況,史學界在考察這個事件時,往往注重其人文因素,不太注意作為經濟社會發展基礎的環境資源變化的影響。隨著環境變遷科學的進展,這個時期的環境狀況逐步明了。我們有可能結合季風氣候、環境災變造成的生存環境惡化、水土生物資源退化和短缺等影響因素,來考察其經濟社會狀況的變化。先周人早期生活的豳地,在今旬邑、彬縣和長武地界,海拔1100～1200m,是典型的黃土高原溝壑區這里處于我國北方半干旱地區環境敏感帶旱作農業生產常常受到旱災的威脅。先周“古公遷岐”到達關中盆地西部渭北黃土臺原。這里,海拔650～750m,地面平坦,土壤肥沃。比較岐邑與豳地自然環境資源條件,可知周原水土生物資源條件比豳地要優越的多。實際上,在人類早期歷史上,自然環境資源狀況,尤其是水土生物資源條件,是人們選擇聚落和城邑位置時考慮的主要因素。黃土剖面S0/L0界限反映,在3100aB.P.時氣候突然變得干旱,黃土高原水土生物資源退化,農業耕作也受到連年旱災的打擊。以當時的技術條件,周人無法在豳地黃土高原就地解決干旱和水荒問題,遷都必然是最佳的選擇。因此,謀求充足的水資源是促成周人“棄豳遷岐”的重要因素之一。同時,渭河和涇河、洛河流域上游黃土高原中北部地區,干旱少雨和水資源短缺嚴重,牧草大面積枯死,誘發犬戎或者獫狁游牧民族南侵占領土地,則是迫使周人的先祖古公率眾南遷的又一個重要原因。關于這個認識,有大量的歷史文獻記錄作證。況且,最近夏商周年表的公布,也明確了“古公遷岐“發生在大約1150B.C.(3100aB.P.)。這樣,就必然地將古公遷岐歷史事件,以及與之相聯系的最早的游牧民族南侵推移事件,與黃土剖面S0/L0轉變界面反映的3100aB.P.季風格局轉變,氣候干旱化、水土生物資源退化緊密地聯系起來。3.3環境變遷檢驗的歷史年代歷史文獻記載的商末氣候變化,以及相關的饑荒和社會動蕩是觸目驚心的。商代中期及其之前濕潤多雨,平原地區洪水泛濫,經常危及人們的生產、生活,因而產生了關于帝堯、舜、禹時期大洪水的傳說。例如,“當堯之時,天下猶平,洪水橫流,泛濫于天下,草木暢茂,禽獸繁殖,五谷不登”(《孟子·滕文公上》)。“禹之時,天下大雨,禹令民聚土積薪擇丘陵而處之”(《齊俗訓》)。“商自成湯至盤庚,曾五次因水而遷都,......,至盤庚乃遷于殷,商民為河所圮,蕩析離居,不能安處,河患深也”(《史記·殷本記》)。這些文字描述的遠古的濕潤氣候和環境,與地層學記錄完全吻合。它從另一個側面印證了同屬于季風氣候區的渭河流域以古土壤S0為代表的溫暖濕潤氣候。河南安陽殷墟出土亞洲象、馬來貘、麋鹿、圣水牛、獐和竹鼠等化石,其14C年齡為3340±155年或者3200±160年。殷墟和周原岐邑遺址出土的甲骨文中,也都有大量獵取犀牛和大象的記載毫無疑問渭河中下游的關中盆地和華北平原當時普遍生活著熱帶亞熱帶動物群。但是到了3100aB.P.時,生活在豳地的周人受到北方來的游牧民族的頻繁侵襲。戎狄人先是掠奪財物,最后則發展到侵占土地。據《孟子·梁惠王下》引孟子語說“昔者太王居豳,狄人侵之,去之岐山之下居焉。”《史記·周本記》載,“戎狄攻之,欲得財物,予之;已復攻,欲得地與民”。這里,古文獻明確指出戎狄游牧民族向南遷移,是迫使古公率眾南遷的最根本原因。此后,嚴重干旱長期危害人們的生產和生活,甚至也成為商末社會動亂和朝代更替的最根本原因。古文獻中有大量關于商末時期河竭、地焚、雨土、旱災、饑荒和動亂的記述。《逸周書·大匡》載“惟周王宅程三年,遭天之大荒”;今本《竹書紀年》載“周大饑,西伯自程遷于豐”。古本《竹書記年》載“商文丁三年洹水一日三絕”。今本《竹書記年》載“帝辛紂五年雨土于亳”。《國語·周語上》說“河竭而商亡”,“周武王15年周大饑”。《左傳》僖公十九年寧莊子曰“昔周饑,克殷而年豐”。顯然,從商末開始的氣候干旱化,對于當時經濟社會的影響是及其深重的。黃河流域普遍發生的干旱,河水斷流,饑荒和動亂,嚴重動搖了商王朝的經濟基礎。這就是說,渭河流域包括華北地區由濕潤向干旱的轉變,也就是以東南季風為主的氣候向著以西北季風為主的氣候的轉變,發生在先周“古公遷岐”之時,相當于商王康丁末年或者武乙初年。因此,作為環境變遷高分辨率研究,以武王克商的年代即1050B.C.(3000aB.P.),作為全新世中期與晚期之間季風氣候和環境轉變的年代是不合適的。因此,對于全新世中期與晚期之間季風氣候的轉變界限,如果采用歷史紀年,采取3100aB.P.(1150B.C.)就比較合適。這與前面利用S0/L0界面文化層確定的14C年代(3036±80aB.P.)的校正年代3213±80aB.P.仍有一些差異,但是卻在其誤差范圍(1σ)之內。況且,它與利用黃土古土壤樣品的對于S0確定的最小14C年代(3030±80aB.P.)的校正年代3210±130aB.P.也很接近,所以比較適用。這樣,我們就準確地界定了渭河流域全新世黃土剖面S0/L0的界限年代。4事件發生的年代根據上述分析,在渭河流域以古土壤S0與黃土L0界限為代表的季風氣候和環境轉變,如采取14C年代可用如果采取歷史紀年不能采用武王克商年代,而應當采用戎狄游牧民族首次南遷,繼而迫使“古公遷岐”這樣的具有指示氣候和環境資源變化的重大歷史事件發生的年代,即3100aB.P.(1150B.C.)。至于渭河流域這個時期的季風氣候轉型,究竟是區域性還是全球性的變化,是否在區域上存在時差等問題,因為高分辨率的環境變化代用指標數