中晚全新世太湖平原南部水文环境变化及其对新石器文明发展的影响

发布时间：2017-12-11 20:29

  本文关键词：中晚全新世太湖平原南部水文环境变化及其对新石器文明发展的影响

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【摘要】：在未来气候变暖、海平面加速上升的背景下,河口三角洲地区面临咸水入侵、洪涝、风暴潮等自然灾害的严重威胁。为应对这些自然灾害造成的可能危害,迫切需要了解河口三角洲地区过去水文环境变化情况及其与古人类文明之间的关系,以为预测未来这些地区水文环境对气候、海平面变化的响应以及人地关系的演化趋势提供理论基础。中全新世期间,在海平面升降、气候变化等作用下,长江三角洲太湖平原古水文环境发生了显著变化,与此同时,太湖平原上还相继出现了马家浜、崧泽、良渚等新石器文明。因此,太湖平原是研究全新世期间三角洲地区过去水文环境变化及其与新石器时期古人类之间相互关系的理想场所。末次冰盛期到早中全新世期间太湖平原南部的东苕溪平原为与杭州湾连通的太湖古深切谷/古太湖湾,其对海平面变化以及径流输入变化敏感,是研究太湖平原古水文环境变化的关键区域。因此,本研究在东苕溪平原布设两个钻孔(DTX4孔和DTX10孔),通过对这两个钻孔进行AMS14C定年、硅藻鉴定、有机碳氮及其稳定同位素分析等研究,试图恢复东苕溪平原中晚全新世期间在海平面等因素作用下的古水文演化过程(包括海水作用强弱变化、径流输入变化以及湖泊扩张等),并探讨这些古水文变化对新石器文化发展的影响。主要获得如下研究结果:1)DTX4孔中,在～7100-6500cal.yr BP期间,一般用来指示河流与湖泊/河口湾的连通,并在长江径流中含量较高的淡水-略耐盐浮游硅藻Aulacoseira granulata百分含量保持高值,指示了长江淡水的输入。并且在～7000-6500 cal.yr BP期间,当半咸水种底栖硅藻含量升高、淡水-略耐盐属种含量降低、海洋藻类有机质输入也增强时,Aulacoseiragranulata的百分比保持不变,说明该种硅藻含量不受杭州湾潮流的影响,即长江淡水向古太湖湾的输入与杭州湾潮流是否输入无关。结合前人在太湖西北部发现了全新世古河道的证据,推测在～7100-6500 cal.yrBP期间部分长江径流可能经过现今安徽芜湖—南京高淳—江苏溧阳或江苏金坛—深阳之间的古河道或低洼地区与太湖平原西侧的太湖古深切谷相连,并汇入古太湖湾和杭州湾。2)～7500 cal.yr BP之前,DTX10孔硅藻属种组合以在河口/河口湾经常出现的海相咸水、半咸水种为主,有机碳氮及其稳定同位素结果显示有机质以海洋藻类为主,指示东苕溪平原处于河口湾环境(即古太湖湾),海水作用强烈。此时,Aulacoseira granulata含量极低,指示在海平面快速上升背景下,该区还未受到长江径流的影响。另外,此时沉积速率较高,表明古太湖湾当时正发生快速填充。3)DTX10孔,在～7500-2800 cal.yrBP期间,接受成壤作用,发生沉积间断。～7100 cal.yr BP到7000 cal.yr BP期间,DTX4孔中硅藻以淡水-略耐盐浮游和底栖种为主,有机质主要由陆源C3植被和淡水藻类共同组成,另混有少量海洋藻类,指示该区域演化为低盐沼泽,海水作用显著减弱。此时处于全新世大暖期,长江径流的输入可能为低盐沼泽/成陆环境的形成提供了条件。～7000-6500 cal.yrBP期间,DTX4孔硅藻属种和有机质来源特征指示海水作用突然加强,推测此次海侵是对海平面加速上升的响应。结合收集的前人研究钻孔中的结果,发现此次海水入侵可能是太湖平原在全新世期间受到的影响范围最广的一次海侵。4)～5600 cal.yr BP之后,DTX4孔硅藻以淡水底栖/附生种为主,有机质以陆源C3植被占主导,DTX10孔区域继续成陆,反映东苕溪平原形成了稳定的淡水环境,古太湖湾显著填充、缩窄,并可能基本成陆。此时,A.granulata百分含量显著降低,指示长江淡水输入减少。其一方面的原因可能在于随着古太湖湾填充缩窄,长江径流与西部茅山-天目山山区河流一同从经过古太湖湾流入杭州湾变为流入太湖平原东部地区。另一方面可能是随着太湖平原西侧太湖古深切谷、太湖西北部古河道的填充缩窄以及西部茅山地区的抬升,长江汇入太湖古深切谷的径流相应减弱。～3000 cal.yrBP之后,两孔碳氮及其稳定同位素特征都指示东苕溪平原发生了湖泊扩张,可能反映了现代太湖平原碟形洼地的形成以及东苕溪改道北流入太湖。5)中晚全新世期间东苕溪平原古水文环境的变化对该区新石器文化的发展有显著的影响。在～7500-7000 cal.yrBP期间,古太湖湾及其周边低盐-淡水环境可能为马家浜早期古人类在这些地区活动创造了条件。～7000 cal.yr BP到～6500 cal.yr BP期间,古太湖湾再次受到较强的海水入侵,极可能是马家浜文明晚期和崧泽文明早中期古人类被限制在太湖东部、北部古地势较高地区活动的原因。～5600 cal.yrBP之后,古太湖湾/东苕溪平原的成陆和淡水环境的形成,与良渚文明(5500-4500cal.yrBP)的飞跃发展相对应。推测古太湖湾的成陆一方面阻碍了来自杭州湾海水的入侵,为太湖平原淡水环境提供了保障,另一方面,使西部茅山-天目山山区径流和长江径流由汇入杭州湾变为向太湖平原输送,为良渚文明水稻种植的扩张和水稻生产力的提高提供了丰富的淡水资源和肥沃的洪泛沉积物;另外,古太湖湾的成陆也为良渚时期古人类在太湖平原、杭州湾顶部莫角山古城遗址地区以及杭州湾南部地区之间的相互交流与迁移提供了便利。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：K878;P534.632

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