长江三峡巫山下沱遗址环境考古

2007年6月 海洋地质与第四纪地质 Vol.27,No.3第27卷第3期 MA RIN E GEOLO GY&QUA TERNAR Y GEOLO GY　J une,2007长江三峡巫山下沱遗址环境考古
张　芸1,朱　诚2,张之恒3
(1中国科学院植物研究所植被与环境变化重点实验室,北京100093;
2南京大学城市与资源学系,南京210093;　3南京大学历史系,南京210093)
摘要:对长江三峡巫山下沱遗址考古进行了研究,揭示了本区古沉积环境变化以及古洪水情况。

根据考古器物排比法研究,遗址剖面为商周以来的沉积地层。

磁化率和孢粉综合分析结果表明商周、汉代末期、唐宋文化层磁化率值较高,孢粉组合以木本和草本植物为主,有少量的蕨类植物,并有淡水藻类出现,木本主要为青冈属、芸香科、忍冬属、桃金娘科和朴属等,反映气候温暖湿润,有助于古文化的发展和兴盛。

关键词:环境考古;古洪水;下沱遗址;长江三峡
中图分类号:P534.63 文献标识码:A 文章编号:025621492(2007)0320113206
长江流域是环境敏感和灾害多发地带。

洪涝灾害、海侵和潮灾一直是该地区难以排除的隐患,因此,研究长江流域的洪灾问题已成为国内外专家研究的主要课题之一,全新世古洪水发生的周期和时间尺度问题也成为极为重要的研究内容。

考古地层学是揭示史前和历史时期以来自然灾害成因和发生规律的行之有效的方法之一[1]。

于世永等[2]、朱诚等[3]曾利用环境考古学的方法,采用多代用数据,揭示了长江三角洲地区古文明兴衰与全新世海面波动及洪灾之间的关系。

相比于长江三角洲地区,三峡考古资料由于大多数遗址正处于开挖阶段而不很全面,遗址数目不多,考古地层学研究尚处于起步阶段。

王家德[4]根据中堡岛遗址剖面出现的多次淤砂层的地层对比及出土器物研究,并根据题刻、碑刻、古建筑以及历史记载确定了该区全新世以来出现了5次大洪水。

周凤琴[527]根据考古遗址的标高来确定荆江水位的变化;朱诚等[8]根据多个考古遗址地层对比、文化断层的沉积学分析、历史文献记载等方面研究,认为长江三峡和江汉平原全新世以来的洪水有4次频发期。

作者与一些同行也进行了一些具体遗址的文化断层的成因分析[9211]。

本文通过对长江三峡考古遗址地层学研究,寻找遗址地层所反映的环境演变与人地关系信息,探讨古文化发展与环境演变的关系,从地理学、考古学、历史学等综合角度重点探讨了长江三峡新石器时代以来人类文明
基金项目:国家自然科学基金重大项目(30590383,90411015);国家自然科学基金项目(40601104);国家文物局国家文物发掘基金项目
作者简介:张芸(1974—),女,博士,主要从事全球变化和环境演变研究.
收稿日期:2007201229;改回日期:2007203212.　文凤英编辑的孕育发展与洪涝灾害之间的关系。

1　遗址概况
下沱遗址位于重庆市巫山县境内大宁河与长江交汇处的东岸,行政区划隶属巫山县巫峡镇江东村一组,遗址北为陡峻的山体,南临长江,东为柳家沟,再向东1km即为巫峡峡口,西面为江东嘴遗址,与巫山县城隔河相望。

遗址中心地理坐标为31°4′N、109°13′E。

遗址所在地貌属长江一级阶地,台地长45m,宽11m,现保存面积大约为500m2,台地南面因当地村民1997年修建乡村公路而遭破坏,台地地势北高南低,地表倾斜度大约为15°～20°,海拔高度约130～132m,位于三峡工程一期水位线以下,遗址地表为耕地,种植有柑橘、蚕豆等①。

遗址东T8探方西壁剖面厚2189m,从上往下可分5层,各层又分亚层,所有地层均依地势由北向南倾斜,地层剖面特征为:
(1)第1层为黄褐色耕作层,厚20～55cm,依地势由北向南呈倾斜状堆积,主要种植蔬菜,土质较疏松,包含现代砖瓦碎块,另有少量的青瓷片和厚胎瓦片等。

(2)第2层又分两个亚层,从上到下分别是2a 和2b层。

第2a层为灰褐色泥质层,该层厚45～90 cm,土质较黏而疏松,亦呈由北向南的倾斜状堆积,南半部含砂较多,夹有少量砾石,砾石最大为1cm,砾石含量为1%,有少量红烧土,出土物较杂,有泥质红褐陶和灰陶以及大量的青瓷,据出土物推测该
①南京大学历史系考古教研室、重庆市三峡文物保护办公室、巫山县文物保管所.下沱遗址2000年发掘报告.2000.
海洋地质与第四纪地质2007年　
层是唐宋扰乱层。

第2b层厚0～32cm,浅灰色淤砂层,土质疏松而纯净,无出土物。

(3)第3层为浅灰褐色泥质层,厚70～85cm,土质较疏松,夹有极少量的砾石,出土物陶片较多,陶系较杂,可辨器形有筒瓦、豆柄、罐、钵、瓮以及鬲足、鼎足等,该层包含的最晚遗物为汉代,该层大致可以判断为汉代文化层。

(4)第4层又分3个亚层,从上到下分别是4a、4b和4c层。

第4a层为灰褐色泥质层,厚0～130 cm,有少量炭屑,含有较多红烧土,土质较致密,出土物较丰富。

出土物以陶片为主,可分为泥质、夹细砂和夹粗砂三类,陶色以灰褐陶、黑陶为主,器形有罐、釜、瓮、钵、灯形器、器盖等,考古界确定该层为商周文化层。

第4b层为灰色淤砂层,该层厚80cm,无出土物。

第4c层为黄色生土层,厚51cm左右,其上层为灰黄色砂质粉砂层,厚2cm,无出土物。

第4层以下为基岩面,本区基岩主要为三叠系下统嘉陵江组,薄至中厚层石灰岩夹白云质灰岩及页岩、角砾岩等。

2　
2.1　样品与年代
在整个剖面上采集10个样品做粒度测试,采集15个样品做孢粉鉴定,采集15个样品测定磁化率。

根据考古器物排比法研究,确定本遗址剖面第2层为唐宋扰乱层(1332～674aB P),第3层为汉代文化层(2156～1730aB P),第4层为商周文化层(4000～2500aBP)。

2.2　沉积物粒度
2.2.1　粒度组成
由图1可以看出,整个剖面共同的沉积特征是不含砾石,而粉砂的含量较高。

第4b层的X4样品砂含量最高,为59182%,其次为第2b层的X11号样品,含量为4112%。

黏土含量最高的是第4c层和第2a层,分别是15193%和14107%,含量最低的为4b层,为5162%。

由此可见,第4b层和第2b层沉积时所受水动力较强。

2.2.2　粒度参数
在垂向上粒级是交替变化的,反映剖面成因机制的交替变化,但变化幅度不大。

从标准离差看б1在11845～21487Φ之间,第2b层的X11号样品和第4b层的X4号样品的标准离差介于1100～2100Φ之间,按福克分类属分选差,其他样品б1都在2100～4100Φ之间,反映分选较差,表明该剖面大多数样品都可能经历了比较明显的急流搬运作用。

所有样品的偏度值都集中在0110～0130Φ之间,均为正偏态,即分布中主要粒度集中在粗端部分,仅第4C 层位样品的偏度为-0110～+0110Φ,为近对称,第4b层的X4号样品Sk值为0130～1100Φ,属极正偏。

从尖度看,所有样品均处于0190～1111Φ之间,表明均处于中等变化。

只第4b层的X3号样品的尖度稍大于1111Φ,反映尖窄(图1)。

2.2.3　概率累积曲线
表1反映了下沱遗址东T8剖面样品粒度分布、水动力搬运和截点的关系。

从该表可以看出,该剖面沉积物在水动力搬运方面有以下特点:第2b层的第X11号样品、第4b层的X4号样品和第4c层的X3号样品均有共同的沉积特征,第4c层的X3号样品和第2b层的X11号样品悬移组分含量均在35%以上,悬移组分上限粒径为412～415Φ;跃移组分粒径范围在1～415Φ之间,跃移组分含量以第4b 层的X4号样品最高,为63%,其他均在40%～50%之间,跃移组分的斜率以第4b层的X4号样品为最大,为59°,X11和X3号样品均在49°～53°之间,斜率分选中等,均没有推移组分。

结合该剖面所处海拔高度及野外地质地貌调查,认为这可能是短暂洪水暴发引起坡面片流而淤积的砂层,由于经过较长时间的搬运,因此,坡积物颗粒较细。

3　磁化率和孢粉
从图2可以看出,下沱遗址东T8剖面磁化率曲线具有以下特征:
(1)本剖面磁化率值范围为(671213～1351459)×10-5SI,磁化率上下变幅较大,最高值出现在第4a层的第X6号样品,为1351459×10-5SI,最低值出现在表层,为711134×10-5SI。

(2)一般情况下磁化率高值对应着气温高值,磁化率低值对应着气温低值区,而磁化率值与样品中的铁磁性矿物含量有关[12],铁磁性矿物含量愈高,磁化率值愈高,而铁磁性矿物含量又与当地的沉积环境有关,在湿热化显著的环境中,沉积物受氧化作用明显,Fe3+和Fe2+增多,铁磁性矿物富集,导致磁化率升高。

整个剖面有3个明显的波峰和3个明显的波谷,波峰反映高温高湿期,波谷反映低温低湿期。

第1个波谷位于生土层的中部,反映在商周以前气候波动较大;第1个波峰位于商周中晚期,此时
411
　第3期 张　芸,等:
长江三峡巫山下沱遗址环境考古
图1　巫山下沱遗址东T8剖面粒度组成(a )和粒度参数(b )垂向变化
Fig.1　Changes of grain size and parameters with the depth of the east T8profile ,Xiatuo site ,Wushan Mountain
表1　巫山下沱遗址东T 8剖面样品粒度分布、搬运方式与截点的关系
Table 1　Relation among granularity distribution ,transportation mode and cut 2off point
for the samples of the east T8profile ,Xiatuo site ,Wushan mountain
样品号
分层
深度/cm
推移组分
跃移组分
悬移组分
含量
/%
粒径范围
/Φ斜率
/(/°)含量
/%粒径范围
/Φ斜率
/(/°)含量
/%粒径范围
/Φ斜率
/(/°)X 142a 455
1～2.5
60
30 2.5～4.54665 4.5～1031X 112b 95481～4.55352 4.5～1028X 93130251～3.55627 3.5～5.23248 5.2～1025X 74a 173 1.8
0～1.8
30
48.2 1.8～546505～1034X 64a 185521～4.55248 4.5～1029X 54a 2103
0～1.2
33
52 1.2～5.211～4845 5.2～1033X 44b 233632～4.25937 4.2～1024X 34c 260401～4.44960 4.4～1028X 24c 27640～145421～530～40345～630X 1
4c
285
2
0～2.4
20
30
2.4～4.7
65
68
4.7～10
30
5
11
海洋地质与第四纪地质2007年　
磁化率为全剖面最高值,反映商周中晚期气温较高。

第2个波谷位于汉代早期,温度从商代中期开始下降,此时气候可能出现短暂的变干、变冷的灾变事件;第2个波峰位于汉代末期,此时本区经历过短暂的气候灾变事件后,气温又恢复到较高的程度。

第3个波谷为唐宋以前,也反映此时为短暂的变干变冷阶段,第3个波峰位于唐宋时期,有一个小的波峰,气候转为温暖潮湿。

商周时期、汉代末期、唐宋文化层磁化率值较高,一是由于该层受人类生产、生活及用火影响而使磁化率升高,另外也反映此时是气候适宜期,才能出现较发达的人类文明,此时期遗址地层出土了大量器物。

图2　巫山下沱遗址东T8剖面南壁的磁化率曲线
Fig.2　Magnetic susceptibility curves of the south wall of the east T8profile ,Xiatuo site ,Wushan Mountain
本剖面15个样品中孢粉鉴定①共发现43属、12科的植物孢粉类型。

其中木本植物花粉有28
属、6科,草本植物花粉有7属、5科,蕨类植物孢子有6属、1科,藻类植物孢子有2属。

从图3可以看出,文化层为青冈属(Cyclobal anopsis )2桑属(M o 2
rus )2禾本科(Gramineae )2藜科(Chenopodiaceae )2水
龙骨科(Polypodiaceae )孢粉带,此层孢粉组合中以木本和草本植物为主,有少量的蕨类植物,并有淡水藻类出现,木本植物主要由青冈属(Cyclobal anop 2
sis )、芸香科(Rutaceae )、忍冬属(L onicera )、桃金娘
科(Myrtaceae )、朴属(Celtis )等组成,草本植物主要由禾本科、菊科(Compositae )、蓼属(Pol y gonum )、毛茛科(Ranunculaceae )等组成,蕨类植物主要以水龙骨科、石松属(L ycopodi um )、卷柏属(S el a gi nel 2
l a )和凤尾蕨属(Pteris )为主,这些花粉类型反映了
该区当时的气候环境类似于现在当地的气候环境。

尤其是在剖面233、185、130、84cm 层位,磁化率都相当高,这些层位相当于夏商、汉代和唐宋时期,孢粉和磁化率分析结果都表明为亚热带温暖潮湿气候条件,有利于人类生产和文化活动,有助于人类文明的兴盛。

汉代文化层上部孢粉组合以木本和草本植物为主,草本植物数量增多,有少量蕨类植物,木本植物主要由松属(Pi nus )、榆属(Ul m us )、栎属
(Quercus )、桦木属(B et ul a )等组成,草本植物主要
由禾本科、车前属(Pl ant ago )等组成,蕨类植物主要有鳞盖蕨属(M icrolepi a )孢子,这些都反映了此时的气候条件比下层的偏干,其中车前属和禾本科等较多出现,笔者将其与巫山地区的两个遗址剖面[9210]对比,认为可能是人类活动的强度加大而导致的结果。

4　环境演变与古人类活动
商周、汉代、唐宋时期磁化率值较高,孢粉种类数量较多,磁化率和孢粉综合分析结果都表明当时气候温暖湿润,有助于古文化发展和兴盛。

剖面粒度分析表明,第4b 层的X 4号样品、第4c 层的X 3号样品和第2b 层的X 11号样品具有明显的山区坡面片流沉积特点。

孢粉鉴定结果表明有3处香蒲含量较高,一处是在深度260～272cm 处,即第4c 层的X 3号样品所处位置,一处是在深度230～238cm 处,即第4b 层的X 4号样品所在位置;另一处是在深度72～99m 处,即第2b 层的X 11号样品所处位置,而其中以深度230～238cm 处香蒲含量最多。

另外,这些层次也含有较多的水生植物花粉,如卷柏(S el agi nell a )和凤尾蕨(Pteris ),而从整个剖面看,这3处旱生植物藜科(Chenopodiaceae )和菊科(Compo sitae )的含量均为低值,推测当时可能存在一定范围的水域。

第4a 层为商周文化层,那么第4b 层的X 4号样品的片流沉积现象可能是由4000aBP 前的洪水形成。

第4c 层的X 3号样品是在商周之前沉积,虽然目前没有确定的年代资料,但是通过与其他遗址比较,推测这次可能是在新石器文化期间出现的洪水现象。

江东嘴遗址第一次发掘I 区和下沱区面临长江,地层堆积普遍含砂较重,多数探方都有比较纯净的淤砂沉积层,地层多呈由北向南的倾斜状堆积;而II 区由于面临大宁河,地层堆
6
11①孢粉样品由中国科学院南京地质古生物研究所唐领余研究
员鉴定。

　第3期 张　芸,等:
长江三峡巫山下沱遗址环境考古
图3　巫山下沱遗址东T8剖面孢粉组合
Fig.3　Pollen diagram of the east T8profile ,Xiatuo site ,Wushan Mountain
积不含淤砂层,II 区第1层为耕作层;第2层为灰褐色黏土层,为现代扰乱层;第3层为黄褐色黏土层,土质致密,为扰乱层;第4层为灰黑色黏土层,为汉代文化层;第5层为黄色风化砂岩层,是自然堆积层;第6层为红褐色黏土层,土质致密,包含大量的红烧土粒。

根据出土的陶器以泥质红陶为主,推测可能为新石器文化层。

该遗址新石器时代文化遗存主要发现于II 区东南面的IIT24和IIT25的第6层,海拔高度稍高于其他几个层位,未发现房基、墓葬层等其他遗迹现象,仅发现该时期的陶片,陶片以泥质红陶数量较多,其次为泥质灰陶,另有少量的红褐陶和黑陶,纹饰以素面为主,有少量的绳纹、方格纹、篮纹和綯索纹等,未见完整器和可复原器。

可辨器形有罐、豆、钵、瓮、鼎足等,另外,在附近两个区采集到新石器时代的石器和陶支座等物①。

从陶器特征来看,似乎更接近于巫山魏家梁子下层遗存[13]和秭归庙坪新石器时代遗存,而与巫山大溪遗址差别较大,属新石器时代晚期。

可见,从大溪文化时期起,江东嘴遗址已是一处重要的聚落遗址。

与江东嘴遗址的新石器文化层对比,可知下沱遗址商周以前可能也为新石器文化层,但由于遗址地势低,遭受了自然(水灾)和人为破坏,洪水易把这层冲刷掉。

另外,遗址的二次堆积现象明显反映人为破坏严重,由此可以断定第4c 层的X 3号样品可能是新石器文化时期遗留的洪积层,第2b 层的X 11号样品属于唐宋文化层,推测这期洪水可能发生于唐宋时期。

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RESEARCH ON ARCHAEOLOG Y STRATIGRAPH Y OF XIATUO SITE AT THE THREE G ORGE OF YANGTZE RIVER
ZHAN G Yun1,ZHU Cheng2,ZHAN G Zhi2heng3
(1Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change,Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Beijing100093,China;
2Depart ment of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,Nanjing210093,China;
3Depart ment of History,Nanjing University,Nanjing210093,China)
Abstract:From archaeology st ratigrap hy of t he Xiat uo site at t hree G orge of Yangtze River,sedimentary changes and paleo2flood in t his area are made clear.The met hod of cult ural relic comparison is used o esti2 mate t he sediment time of t he site to be Shangzhou Dynasty.Susceptibility values of cult ural layers during Shangzhou Dynasties,t he late Han Dynasty,Tang and Song Dynasties are higher t han t hose of ot her lay2 ers.Pollen assemblages are dominated by arboreal and herb pollen wit h some f reshwater algae.Arboreal pollens are mainly composed of Cyclobal anopsis,Rutaceae,L onicera,Myrtaceae and Celtis.It revealed t hat t he climate was warm and humid which was in favor of t he develop ment of human civilization.Sedi2 mentary and pollen research showed t hat t here were at least t hree super floods since t he Neolit hic.
K ey w ords:paleo2flood;Three G orge;Xiat uo site
811。