临汾盆地全新世成壤环境演变及人类活动影响

【摘要】：黄土高原的全新世黄土-土壤地层系列很好地记录了过去一万多年土壤发育、季风气候、风尘堆积和农业耕作影响的演变。位于黄土高原东南部的临汾盆地是中华民族的发祥地之一，人类耕作活动开始于新石器时代，长期的农业发展对当地全新世成壤过程具有重要的影响，并在黄土-土壤地层系列中留存下大量的记录。深入研究临汾盆地全新世黄土-土壤剖面，对于揭示汾河下游全新世自然环境变迁、人类对当地土地资源的开发利用和人类活动的影响具有十分重要的意义。 本研究选择的三个全新世黄土剖面位于临汾盆地中部陶寺地区，其中DPG剖面位于塔儿山古洪积扇前沿，TSC剖面和LGK剖面位于与古洪积扇相连的汾河4级阶地。研究区内有著名的龙山文化遗址—陶寺遗址，TSC剖面位于遗址居住区内，DPG剖面和LGK剖面位于遗址边缘。 野外根据土壤颜色、质地、结构、侵入体等对剖面初步分层，然后自上而下按2cm间距连续取样。样品在室内风干后，用门赛尔土壤比色卡描述颜色，进行粒度成分、磁化率、Fe_2O_3、Al_2O_3、Rb、Sr、Ba、Cu、Ni、CaCO_3、TOC(全有机碳)等分析测定。根据实验结果及其成壤环境意义的分析，探讨了全新世陶寺地区土壤发育状况和成壤环境演变、地表面状侵蚀—沉积作用变化。结合考古学成果，分析人类活动对土壤发育的影响，初步探讨了距今4000年前后陶寺地区的洪水问题。所获得的主要认识有： 1．全新世临汾盆地成壤环境和土壤发育具有显著的阶段性。早全新世(11500～8500 a B．P．)，降尘速率大，气候干旱，植被稀少，成壤极弱。在全新世大暖期来临前，曾有较大的季节性降水，在塔儿山山麓古洪积扇和阶地面形成雨水面流，在洪积扇前沿和阶地面发生沉积作用。 全新世大暖期(8500～3100a B．P．)是本区土壤发育期，但不同地点成壤过程和强度有显著差别。陶寺文化晚期之前(4050 a B．P．以前)，气候温暖，降水丰富，植被发育，生物成壤作用强烈，阶地面的两个剖面出现残积粘化层。洪积扇前沿由于地形对降水的再分配，土壤水分较少，淋溶作用强度小于阶地面。从陶寺文化晚期到大暖期结束(4050～3100a B．P．)，气候依然温暖湿润，洪积扇前沿发生面状水流沉积过程，改变了地形条件，改善了土壤水分，促进了成壤过程；但在陶寺遗址聚落区，受人类活动影响，成壤过程中断；LGK剖面在陶寺文化晚期(4050～3850a B．P．)快速堆积的面状水流沉积物构成了一 段弱成壤层，陶寺文化结束后(3850一:3]()0:1 13，l).)成壤过程增强。 晚全新肚(:3 IOOa日.1，.以来)，冬季风环流加强，粉尘堆积加速，气候干旱， 植被退化，三个剖面成壤强度显著降低:同时，人类活动作为一个重要成壤因 子参与成壤过程，三个剖面成壤强度趋J‘一致。 2.陶寺地区全新世重要的地表而状径流侵蚀一沉积作用有2期:(l)全新世 早期(1 1500一8500 a 3.p.)，为自然侵蚀一沉积过程，侵蚀区在古洪积扇，沉 积区在古洪积扇前沿和‘!’4阶地，‘I’4阶地的沉积作用较强。(2)陶寺文化晚期 (4050一3850 a B.P.)，仍然是一占洪积扇为侵蚀区，古洪积扇前沿和T4阶地为 沉积区，古洪积扇前沿的沉积作用增强。 3.4000 aB，P.前后陶寺地区降水丰富，人类活动强烈。在古洪积扇和阶 地而形成雨水面流，在阶地而浅注地形成内涝积水。传说的大禹治水，可能主 要是对地表积水的疏浚。长期内涝积水妨碍了人们的日常生活，农田被淹没， 影响农作物生长，最终导致陶寺文化先民迁移，陶寺地区的社会地位下降。 4.陶寺地区的农业耕作始于前仰韶文化期。在陶寺文化晚期之前，人类活 动对土壤发育影响微弱。从陶寺文化晚期之后，人类活动对成壤过程和土壤质 量有显著影响。陶寺晚期(4050一3850:，l弓.}”.)人类活动强烈，大量林草被毁， 引起强烈的面状水流侵蚀一沉积作用，在DPG剖面和I，GK剖面分别堆积厚22cm 和IO6cm的而流沉积层。从陶寺晚期到人暖期结束(4050一3lO0a B.P.)，在 聚落分布区(‘fSC剖面)成壤过程中断;在古洪积扇前沿(DPG剖面)，面流沉 积物改变了地形条件，改善了土壤水分，提高了成嚷强度。在T4阶地的LGK 剖面，面流沉积物的快速堆积，使成壤强度和土壤质量降低。3100a B.P以来， 人类活动逐渐成为一个重要的成壤因子，过度开发利用_}二地资源是造成成壤强 度和土壤质量下降的原因之一。 本U「究首次从临汾盆地夏文化遗址区选取全新世黄土一土壤剖面进行高分 辨率环境变迁研究。通过对临汾盆地全新山.成壤环境演变的研究，揭示出成壤 过程不仅受气候、地形等自然因素影响，也受人类活动的影响。人类活动对土 壤发育的影!lI6J具有不确定性。现代临汾盆地生态环境恶化、水土流失严重、土 壤质量下降是最近3100年来气候干旱化和人类过度开发土地资源的综合结果。