杭州灣頂部全新世中期環(huán)境演變與良渚古城-塘山大壩的建造

杭州灣頂部全新世中期環(huán)境演變與良渚古城—塘山大壩的建造末次盛冰期全球氣候寒冷,海平面位置在現(xiàn)今位置以下150米左右,河流下切侵蝕作用明顯,形成巨大的古河谷.全新世早期,伴隨著全球氣候變暖,海平面快速上升,海水填充古河谷形成巨大的河口灣環(huán)境.全新世中期以來,海平面上升趨于平緩,河流攜帶的大量陸源碎屑物質在河口附近逐漸堆積,伴隨著三角洲主體的形成,河口濕地也開始發(fā)育.在此背景下,新石器人類活動在世界主要大河三角洲地區(qū)開始出現(xiàn),河流-三角洲成為孕育早期農(nóng)業(yè)文明發(fā)展的重要搖籃之一.在我國長江三角洲地區(qū),廣闊的平原上現(xiàn)存著眾多的新石器遺址,這些文化遺存忠實地反映了史前文明在該地區(qū)的演化過程,時間表現(xiàn)為馬家浜文化、崧澤文化和良渚文化這一從老到新的演化序列.其中,良渚文化因其遺址數(shù)量最多,文化內(nèi)涵最為豐富,被認為是早期文明發(fā)展的最高階段.值得注意的是,雖然海平面在全新世中期以后總體上趨于穩(wěn)定,并接近現(xiàn)代海平面,但感潮型的三角洲沖積平原對海平面的小幅波動仍然十分敏感,早期農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展仍然會受到海平面波動、風暴潮和大潮汐等環(huán)境變化的影響和制約.處于早期農(nóng)業(yè)文明高級階段的良渚古王國、即瓶窯-良渚古城和大壩(良渚古城體系,下同),三角洲環(huán)境對古文明提供了何種可依托的關系,古人又如何適應環(huán)境演變?古城體系的興衰與三角洲環(huán)境變遷存在何種關聯(lián)?這些將是論文著重探討的內(nèi)容.論文在杭州灣頂部瓶窯-良渚地區(qū)的良渚古城區(qū)域展開工作.在參考前人大量成果的基礎上,在良渚古城附近獲取了兩支沉積物巖芯(LZ和XL鉆孔),以及西北部塘山大壩白虎弄附近的三個沉積物剖面(BHN-A,BHN-B和BHN-C)通過對沉積物巖芯和剖面的年代學、代用氣候和環(huán)境指標的分析,恢復了全新世中期以來杭州灣頂部地區(qū)的沉積地貌環(huán)境演變、氣候和海平面波動過程.據(jù)此深入地探討了環(huán)境演變與古城體系建造的相互關系,論文取得的主要進展和結論如下：1.建立了研究區(qū)全新世早期以來海平面波動的曲線,認為全新世中后期相對穩(wěn)定的海平面變化促進了三角洲平原的發(fā)育.利用具有海平面指示意義的沉積相變化結合高精度加速質譜(AMS14C)測年以及遺址“最低居住面”高程信息首先重建了研究區(qū)全新世海平面波動曲線.海平面變化顯示：研究區(qū)的海平面在約9,000到7,000calyrBP期間快速上升到距現(xiàn)今海平面以下5m的高程；隨后在7,000到6,000calyrBP年期間逐漸接近現(xiàn)今海平面位置.最大海侵期,海岸線曾到達杭州灣西部天目山山腳,古城地區(qū)當時處在古杭州灣頂部的淺海環(huán)境中.沉積物粒度較細,且有孔蟲數(shù)量較多,反映了河口灣-淺海相沉積環(huán)境特征.在全新世中期以來溫暖的氣候背景下,降水增多導致地表徑流作用加強,大量泥沙被攜帶至此,同時錢塘江所帶來的泥沙在此地匯合,一起在海灣堆積,共同建造三角洲平原.之前的淺海環(huán)境演變?yōu)楹涌?三角洲濕地環(huán)境,并逐漸成陸,形成廣闊的沖積平原,這為良渚文明在此發(fā)展奠定了物質基礎.2.建立了良渚古城區(qū)域古水系的分布,結合鉆孔沉積相的分析,認為穩(wěn)定的岸線和有利的古地形地貌特征吸引古人在聚居和筑城的主要因素.在最大海侵之后,三角洲岸線開始向海推進.古城以東密集、且平行分布的縱向水系反映了5,000calyrBP之后海岸線快速向海推進的特點,也是長江三角洲廣闊的沖積平原的共同特點.在距今7,000-5,000calyrBP期間,長江三角洲平原主體廣布潮灘和鹽沼,當時的太湖盆地為一古瀉湖,存有多處巨大的潮汐通道,與廣海聯(lián)通,環(huán)境仍十分脆弱,不適合古人長期居住,遑論修建古城.從成陸時間看,LZ孔揭示的成陸時間約為5,000calyrBP,而位于東面、距離僅為5公里的XL鉆孔成陸較晚,約4,300calyrBP.成陸地層埋深在LZ僅為1.3米,XL成陸埋深在4米以下.這表明當時古海灣的地勢坡度較大.但是,古城處在山體環(huán)繞的小山坳中,可有效減弱海侵、風暴潮和大潮汐等帶來的海洋災害的影響,同時也可依靠山體進行必要的躲避.因此,良渚古人在此容易獲取資源并發(fā)展生產(chǎn),進而在早期新石器文明的積淀上發(fā)展古城體系.3.建立了研究區(qū)氣候、環(huán)境變化的代用指標序列,認為暖濕的氣候和濕地淡水化過程促進了稻作農(nóng)業(yè)在研究區(qū)的發(fā)展.全新世中期,研究區(qū)的氣候延續(xù)了全新世大暖期的溫暖濕潤的特點.區(qū)內(nèi)植被以常綠闊葉和落葉闊葉木本占優(yōu)勢,反映了溫暖濕潤的氣候條件.在良渚文化期間(5,200-4,000calyrBP),雖然松屬含量增多,但青岡櫟、胡桃和楓香等喜暖植被亦占據(jù)相當?shù)谋戎?所反映的溫和偏濕的氣候條件十分適合早期稻作農(nóng)業(yè)和人類活動.在5,200-5,000calyrBP期間,LZ鉆孔孢粉濃度值極高,而且耐鹽的藜科含量較高,沉積物中發(fā)現(xiàn)少量有孔蟲,表現(xiàn)為半咸水的潮灘相環(huán)境,不利于稻作農(nóng)業(yè)的開展(禾本科(>40μm)含量極低).隨后在5,000-4,000calyrBP期間,藜科逐漸減少,一些陸生草本如麻黃和蒿屬逐漸增多.淡水草本(香蒲和水蓼),以及水龍骨的出現(xiàn),反映了濕地環(huán)境淡水化的過程.溫和濕潤的氣候條件,以及逐漸淡水化的濕地環(huán)境為良渚古城地區(qū)稻作農(nóng)業(yè)及人類文明發(fā)展提供了最基本的保障條件.根據(jù)LZ鉆孔孢粉記錄顯示,約5,000calyrBP之后,人工培育的水稻(禾本科>40μm)逐漸增加,并在約4,800calyrBP以后開始快速增加,與炭屑(>125μm)良渚文化中后期的高值相吻合,代表了頻繁的人類活動和稻作農(nóng)業(yè)在良渚文化中后期達到頂峰.4.根據(jù)塘山大壩的年代學和磁學特征,提出其修建時間晚于古城,是古城重要的蓄水防洪工程,反映了古城發(fā)展的需求LZ鉆孔的巖性在距今5,000年前后由灰色的有機質泥過渡為棕黃色粉砂質泥,反映了研究區(qū)成陸的過程.古城城墻基底的青灰色泥頂部的AMS-14C測年反映了可能建造古城的年代不早于4,800calyrBP,這與考古學家報道的古城修建時間(約4,500-4,300calyrBP)相近,處于良渚文化早中期.塘山大壩基底OSL測年結果表明大壩約修建于4.11kyrBP前后,屬于良渚文化后期.壩體剖面BHN-A年代學數(shù)據(jù)排列無序,反映了塘山大壩在白虎弄段人為修建的特征.類似的,BHN-A剖面磁組構的測量結果也顯示磁性礦物橢球體長軸磁偏角方向雜亂無章,與該剖面無序的年代學相似,反映了大壩人為修建的特征.修建大壩的工程用土來自于鄰近地區(qū),總土方量可能達到300萬立方米以上.BHN-C的磁組構測量結果表明大壩基底以下的樣品,長軸磁偏角的方向是較為統(tǒng)一的,主要指向南方和東南方,與北部山體河流入海流向是一致的,反映出河流沖積平原的特征.故本研究認為位于良渚古城西北部的塘山大壩在白虎弄段是人工修建而成,且大壩修建時間晚于古城.這反映了良渚古人對古城建造和社會發(fā)展的認知過程.在古城逐漸形成的過程中,當人們感受到來自季風暴雨、洪澇災害的威脅時,修建大壩不僅可以直接抵御洪水,而且可以蓄水、灌溉,為古城人民的生活提供便利.5.討論了良渚地區(qū)新石器文明與氣候、海平面以及地貌環(huán)境演變的適應與響應關系,認為從全新世中期以來,良渚地區(qū)人類活動經(jīng)歷了由適應環(huán)境向改造環(huán)境的轉變.LZ和XL鉆孔和塘山大壩剖面的年代學以及代用環(huán)境和氣候指標綜合分析揭示：研究區(qū)約在6,000年前海平面穩(wěn)定之后開始逐漸成陸,在5,000年左右環(huán)境由潮灘過渡到淡水沼澤.穩(wěn)定的環(huán)境逐漸吸引了古人遷徙此地,在前期約2000年農(nóng)業(yè)文明的基礎上(馬家浜和崧澤文化),發(fā)展了良渚古城體系,古文明達到頂峰.成陸之后的淡水濕地環(huán)境是良渚文明和稻作農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎,稻作農(nóng)業(yè)的發(fā)展關系到文化的興衰.炭屑數(shù)據(jù)及禾本科花粉的資料表明,稻作農(nóng)業(yè)在良渚中后期發(fā)展到頂峰之后,隨著良渚文明的衰弱也逐漸減弱.炭屑和禾本科的數(shù)據(jù)反映了古城衰敗之后的一段時間內(nèi)研究區(qū)鮮有人類活動,直到2,000calyrBP前后的東漢時期才重新開始有人類活動跡象.在良渚文明后期塘山大壩的修建被認為是良渚人抵御洪水的努力,同時也為古城提供淡水儲存和農(nóng)田灌溉的服務.塘山大壩的修建,反映了古人在面對環(huán)境變化帶來的問題時采取的主動措施,意味著古人由適應環(huán)境逐漸向改造環(huán)境的轉變.良渚古城在