江苏扬州西部距今约4500年以来古植被与古环境演变
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历史地理第十二辑
江苏扬州西部距今约A500年 以来古植被与古环境演变
萧家仪唐领余韩辉友
泥炭是在水流和缓,常年有薄层积水的 低洼地带,水生植物繁茂等自然条件下形成
的。
泥炭在堆积过程中,能收集和保存丰富
的抱粉化石,较可靠的记录泥炭沼泽地周围
的植被演变史。
笔者就江苏扬州西部一泥炭剖面采样进 行抱粉分析,探讨扬州西部距今约4500年以
来的古地理与古环境演变。
一、采样剖面与胞粉图式
工作区位于江苏省扬州市属的仪征市马
集乡张山村泵站下的河道中,东距扬州市区
约20公里(图1)。
80年代初期江苏省泥炭
资源普査时,发现张山村及附近地表下普遍
发育厚薄不等的泥炭层。
1987年,张山村抽
干河水,开采泥炭时,笔者实地勘察和采样。
采样剖面为:
■ -3.8〜-3.5米,黑灰色粘土,富含植物
根系。
-3.5〜-2.4米,棕褐色泥炭,下部有一粘
土夹层(-3.4〜-3.25米),-3.25米以上的
泥炭中多见乔木植物较粗大的树桩、树根。
-2.4〜-2.1米,灰色粘土,含植物残体。
-2」〜-1・6米,褐色泥炭,含木本植物
残体。
-1.6〜-1.2米,浅灰黄色粘土,顶部有
一薄泥炭层。
图1
扬州张山泥炭剖面位置图
-1/〜0米,浅灰黄色细粉砂,质地均匀,硬塑狀,见有棕黄色斑筋铁锈。
采样深度为7.8米,取抱粉样21块。
室
内用常规法分析,另用外加花粉法浓度分析。
镜下鉴定木本植物27个科属,草本植物30
个科属,蕨类10个科属,藻类7个科属。
每样
品统计抱粉多于250粒。
共统计抱粉5000
余粒。
抱粉组合中,木本植物花粉含量一般
为20〜40%,草本植物与蕨类抱粉在60〜80%,木本类不见示寒冷的种类,基本上是现
代生长在亚热带地区的树种。
主要有松
伽)、栋(Q u&htws)、青冈(CyclobaUmop沁、榜
/栗(Gasianopsis/Castanea),常见柳(Salins')
胡桃(丿glans)、槪(I7帀衍)、枫香(Idquidamb-
刃)、枫杨(Pterocarya)^榆(Ulmus)、金缕梅(Hamamelis)、冬青(卫力)、木樨科(Oleacea-
硏等。
草本植物花粉主要是蒿(4厂伽i诚a)、
莎草科(Cyperaceae)o多见水生与湿生种
类香蒲⑴泌巧、眼子菜(.Potamogeton-),狐尾
藻{Myriophyllum)杏菜、菖
蒲等。
还出现伞型科(Umbellifera-e)、毛芨科(Rununculaceae)禾本科(Gram-ineae)的花粉。
蕨类植物中主要是水龙骨科(Polypodiaceae)的光面、瘤面单缝抱,含量
最高时可达抱粉总数的80%。
根据各层位:
中的翹粉种属的百分比和浓度值的变化,张:
山泥炭抱粉谱可细分为下面几个粉带(图2.
图3)。
带I,-3.8~€3.3米,P報“s-Qw创\沁-0“
f./.V-r. stano-psis/Castanasa-Artemisia--Cypei-aceae'、
组合带。
本带木本植物花粉以松、栋占优势,—分别为30%和40%,多见型、枫香、榆、青
冈和榜/栗。
草本植物花粉莎草科,蒿和水生…
植物百分比较大。
浓度图式上,栋、松浓度值-.最髙,都在loooo粒/立方来以JE,其它晦叶'希木花粉都低于5000粒/立方米。
草本植物花粉,莎草科浓度最大,在10000〜25000粒/立方米之间。
带11,-3.3 2.9米,Quemis-Cyclobal-anopsis-Castancpsis/Castanea=Pinus=Pol-ypcdiaccac组合带,百分比计算,木本植物花粉松.栋仍保持在20%以上,但常绿的青冈.榜/栗百分比较带I增高,分别为10%和20%以上。
还常见枫杨,枫香、朴树(Celtic等乔木花粉。
草本植物花粉以蒿、莎草科占优,多见水生的香蒲、杏菜等。
浓度计算,松为5000粒/立方米左右。
青冈、榜/栗为2000〜5000粒/立方米。
草本植物花粉浓度较前带略低,蕨类他子在本带上部浓度猛增。
带111,-2.9〜-2.7米Polypodiaceae-Arteviisia-Pinus-Q^ercus组合带。
本带内木本、草本植物花粉百分比骤降,蕨类抱子百分比含量极大,最高可达80%。
浓度计算,木本、草本植物各种属花粉值均低于4000粒/立方米。
带IV,-2.7〜-2.0米,Caslanopsis/Cast~ an见〜Quercus-Polypodiaceae组合带。
本带最明显的特点是木本植物花粉以青冈和榜/栗占优势,百分比最大时分别达20%和40%。
其次为栋、榆、蔷薇(血酗)、漆树(环込枫香、化香树(Platycarya)等。
草本植物花粉与蕨葵抱子百分含量波动较大,互为消涨。
本带下部出现大量水龙骨科单缝泡,上部天南星科、蒿花粉百分比高。
浓度图式上,榜/栗和青冈舔值分别在30000粒/立方米和10000粒/立方米以上i栋在10000粒/立方米土下波动。
非木本棗抱粉蒿、水生植物、水龙骨科都有较高浓度值。
带V厂2•0~-1・7米,Polypodiacere Cy-peraceae-jl^emma组合带。
该带抱粉特性与带m相似「木本植物花粉各种属百分比较前带骤降。
非木本植物JS粉中水龙骨科百
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分比较高。
草本植物花粉百分比也较低。
各种属的浓度变化与百分比变化相似。
带VI,-1.7〜T.3米,Quercus-Pinus-Cyperaceae组合带,木本植物花粉较前带明显增长,栋、松分别为35%和20%,还有少量的青冈和袴/栗。
草本植物花粉,莎草科和蒿皆为40%左右。
本带抱粉浓度,栋、松都在10000粒/立方米左右。
構/栗为5000粒/立方米,青冈为2000粒/立方米。
其它阔叶乔木,如榆、枫香等浓度值较前带增高。
草本植物花粉蒿、莎草科都在4000粒/立方米以上。
水龙骨科抱子在本带趋于零。
带VII,-1.3〜-0.4米,•Knus-4r妙ndsi-4组合带。
本带由下至上,松百分含量渐增J 其它木本植物花粉含量较低。
草本植物花粉蒿与松同步增长。
但在浓度图式上,松与蒿分别稳定在10000粒/立方米和40000粒/立方米左右。
莎草科浓度值下部较高,向上渐低。
二、古植物被与古环境演变
在第四纪抱粉研究中,因各种植物抱務产量的多寡,散布的方式,在地层中保存程度的差异,如根据化石抱粉资料中某类植物的百分比,直接推算为该种植物在过去植物群中的百分比,可能出现误差。
解决的方法之一,就是多方面的研究表土中现代沉积的担粉与现在植物被间的数量关系,在对抱粉资料进行校正后,恢复的古植被则比较接近真实。
我国现代表土的抱粉工作,起步较晚,仅对部分植被保存完好的典型地区,取得一些进展。
在本区附近,尚无理想的森林植被用作表土抱粉的研究,只有借用前人的研究成果,恢复扬州西部地区的古植被与古环境。
东北长白山地区的沼泽表土花粉分析,木本、草本花粉百分比略相等,抱子含量高,这样的花粉谱表明沼泽周围为森林植被①。
张山泥炭剖面的抱粉资料,虽然木本花粉含量不高,但据泥炭层中有大量的木本植物残体及壳斗科植物的果实化石,表明过去有森林植被在工作区周围分布。
据国外抱粉学者的研究,松属花粉属超代表性花粉。
例如在北欧,松花粉的校正系数是1:4②。
国内一些地区的表土研究认为,在大多数情况下,抱粉组合中30%以下的松花粉,可能代表无松林带③。
另据在云南呈贡梁王山的现代花粉雨,表明榜和青冈的代表性略低④,木本花粉中松属花粉的百分含量,除了在上部(带VID,—般都在30%以下。
因此抱粉资料反映的古植被,林型主要是阔叶林。
带I、带VI沉积期的森林为落叶、常绿阔叶混交林。
草地植被中莎草科植物和蒿草发育。
落叶、常绿阔叶混交林现今为中国东部北亚热带地区地带性植被,分布区的年均温为14—16°0,1月均温为0~3°Co扬州及仪征现正处在亚热带地区,带I、带IV两沉积期的气候应与现代相似或略凉。
带II.带TV反映的森林植被则是以青冈、榜为建群种的常绿阔叶林,林下蕨类植物繁茂,沼泽中水生植物较多。
现代典型的常绿阔叶林分布在中亚热带地区,年均温为16〜18°0,1月均温为3~6°C.带II 和带IV两气候期较现代年均温高1〜2°C, 1月均温高1〜3°c Q带m、带v两沉积期__________mUK
①孙湘君、翁成郁:
*全新世东朮温葩针叶林的发展
史》,《植物学报“992年5期。
:
②H.丁・B・Birks and Hilary H.Birks.1980
Quaternary Plaeoecology・Edward Arnold
195—196.
③李文漪、姚祖驹:《表土中松属花粉与植被间的数
量关系》产植物学报口990年12期。
④吴玉书、萧家仪:《云南呈贡梁王山现代花粉雨怡
研究>产云南植物研究"989年2期。
一79—
可能为疏林草原。
林地仅可能在沼泽周边发育,地被植物长势良好。
这两个时期的年均温可能较现代低29左右。
带VII主要是松与蒿,及一些莎草科花粉,乔木花粉较少。
有研究认为,松为长距离搬运花粉,植被在少乔木的情况下,可能有大量的松花粉①。
因此带VII沉积期可能为草原,其原因一方面因气候偏凉、干,另一方面因是近一、二千年来工作区附近人类活动的影响,造成了林地的毁坏。
这样,张山泥炭抱粉资料反映的植被演替序列为:落叶.常绿阔叶混交林I常绿阔叶林f疏林草原f常绿阔叶林f疏林草原T落叶、常绿阔叶混交林草原。
在张山泥炭-3.5米处,取样用于叫3测年,测年值为4248±196a.B.P.,-1.9米处泥炭的测年值为1703±76a.B.P.®o根据古植被和14«测年,扬州西部约4500a.B.P.以来的气候变化为温和〜暧r冷〜温f偏凉。
约4500〜4000a.B.P.该地区气候与现代相似孑约4000〜1800a.B.P.气候较现代气候为暖,但这暖期中间有一时间较短的冷期;约1800 ~1600aB.P.也为冷期罗约1600a.BP后气候与现代相似,中间有一段也可能侧凉一些。
中国近5000年以来的气候变化,竺可桢教授做过全面的研究,认为距今5000〜3100a.
B.P•为暖期,冷期分别在3000a.B.P.1600a.
®H・J.B.Birks and Hilary H.Birks1980 Quaternary Plaeoecology.Edward Arnold
195—196.
杨怀仁:《第四纪地质》,高等教育出版社,1987
年。
®“C测年由南京师范大学地理系“c实脸室测定。
半衰期为5730a
—80
一
BP.750氛BP.与250a.B.P.前后。
近期又有文献报道,从中国西部新冰期的冰进年代①>天文成因的研究②及海平面变化③,中国约在4000a.B.P.3000a.BP2000〜1500&BP 发生过气温下降。
据张山泥炭的范粉分析, 4500〜4000a.B.P.间气候不及4000a.B.P 后温眾;4000〜i800a・BP.间的冷期可能在3000a.B.P.前后。
总之,扬州西部地区4500 a.B.P.以来的冷暖变化趋势,基本上可与中国东西部同期的气候变化对比(图4)。
另据北美加拿大Keewatain地区,用植物大化石与‘勺测年,逋过全新世森林与苔原界限的迁移(图5),认为在6000〜3500a BP.,Keewatain地区森林北界在现代森林线以北25km(或更北力在2700〜2200a.B. P.与1600〜1000a.B.P.o当时的森林界线都在现代林线以北,这三个时段的气候较现代为暖。
而在2900a.B.P.,1800a.B.P.,800a.B. P・左右,森林线在现代林线以南,则这三个时期气候较现代为冷凉④。
同地点同时期的抱粉资料反映的夏季(7月〉温度曲线(图4〉,虽与大化石反映的气候变化有些出入,但认为在4500a.B.P.有一气温下降事件,在3200与2200a.BR前后各有一夏季(7月)温度下降期⑤。
如此看来,北美髙纬度地区4500a.B.P.以来的冷期似乎校中国早数百年,但冷暖变化趋势与中国及扬州西部地区大致相符。
这表明本文阐述扬州地区4500年以来的冷暖波动乃是全球性的气候变化引起。
还需说明的是,扬州地区在历史上是我国经济与文化交流中心’就工作区附近,就
有西周.西汉、东汉讨期的墓藏和窖藏⑥,唐代以后,扬州地区人类活动加剧,所以约1600 a.B.P.以来的植被比较单一,反映近千年以来的气候变化可能有误差。
km•点
向南100*
迂移
300”
迁殄
2C0-
150"
原。
1I
loo
se-
现代n
森林线J
“C测年(&B・P.)
图5加拿大Keewatain地区
距今约6000年以来森林线迁移
①郑本兴:《中国西部末次冰期以来冰川环境及其
变化》产笫四纪研究"990年2期。
②任振球:《从全球变化看当前我国气候和环境
《第四纪研究>1991年2期。
③洪雪晴泮全新世低温事件及海平面波动
*,«中国
近海及沿海地区第四纪进程与事件》,海洋出零
社,1989年。
④⑤R.SjBradley1985Quarternary Pdleoclim^
atology AUEN UNWIN Boston265318.:
⑥南京博物院:<江苏文物考古工作三十年(1949=
1979>,《文物考古工禅三十年>,文物出版粧;
1979年浦京博物院M近千年来江苏考古的新歳
果》产文物考古工作十年(1979-1989
版社,1990年;张敏严仪征農烟袋山西汝祜,申
国考古学年鉴》,文物出版社,1986年
81。