华北泥河湾盆地植被、气候与早期人类生存环境研究进展

doi:10.11983/CBB21117

植物学报 ›› 2022, Vol. 57 ›› Issue (1): 127-137.DOI: 10.11983/CBB21117

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华北泥河湾盆地植被、气候与早期人类生存环境研究进展

朱云¹^,³, 乔鲜果², 姚轶锋¹^,³^,^*(), 王宇飞¹^,³^,^*()

¹中国科学院植物研究所, 系统与进化植物学国家重点实验室, 北京 100093
²中国科学院植物研究所, 植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093
³中国科学院大学, 北京 100049

收稿日期:2021-07-13 接受日期:2021-12-17 出版日期:2022-01-01 发布日期:2022-01-17
通讯作者: 姚轶锋,王宇飞
作者简介:* E-mail: yaoyf@ibcas.ac.cn; wangyf@ibcas.ac.cn
基金资助:
中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB26000000)

The Vegetation, Climate and Early Human Habitat Changes in the Nihewan Basin, North China: a Review

Yun Zhu¹^,³, Xianguo Qiao², Yifeng Yao¹^,³^,^*(), Yufei Wang¹^,³^,^*()

¹State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
²State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
³University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2021-07-13 Accepted:2021-12-17 Online:2022-01-01 Published:2022-01-17
Contact: Yifeng Yao,Yufei Wang

摘要/Abstract

摘要：

中国北方泥河湾盆地可以与非洲奥杜威峡谷相媲美, 它们具有十分相似的地质演化过程, 这里河湖相沉积发育, 并且蕴藏着丰富的古生物化石和大量古人类遗迹, 是研究东亚早期人类生存环境变化的重要区域。基于前人积累的晚上新世以来植被、气候及早期人类生存环境的大量研究资料, 经分析发现在大约2.6 Ma (百万年), 泥河湾盆地的植被由阔叶林转变为以针叶林为主; 大约1.92 Ma以后, 植被以温带森林-草原(主要是松属、蒿属及藜科)/温带草原(主要是蒿属和禾本科等)为主。通过对比发现, 晚上新世以来中国北方从西部到中部, 由森林转变为以森林-草原为主的植被类型出现的时段呈现明显的阶梯型。此外, 泥河湾盆地气候出现了13个冷暖旋回, 15个干湿旋回, 显著的冷干事件发生在2.8 Ma、2.6 Ma、1.92 Ma及143.8 ka (千年), 湿润事件发生在43、32和6.6 ka。早期人类生活在森林-草原或以草原为主的植被环境中, 气候冷暖干湿波动较大, 水源丰富, 大量哺乳动物共存。建议在建立泥河湾人类遗址更为精细地层的年代框架下, 开展古气候温度与降水参数的定量化研究, 将有助于精准重建古人类生存环境及揭示其变化规律。

关键词: 早期人类, 泥河湾, 古环境, 孢粉, 第四纪

Abstract:

Nihewan Basin in North China is endowed with ‘the Olduvai Gorge in East Africa'. Both basins have a similar geological evolution with well-developed fluvial and lacustrine deposits, rich fossil and a large number of remains of early humans. Undoubtedly, it is a key area to study the changes of habitats of early humans in East Asia. Compiling the literatures, we sketched the changes in vegetation, climate and early human habitats in the Nihewan Basin since the late Pliocene and noticed that the first vegetation shift from broad-leaved forest to coniferous forest occurred at ~2.6 Ma (Mega annum); the second important change of vegetation succession occurred at about 1.92 Ma. After that time, the vegetation was mainly temperate forest-steppe (covering Pinus, Artemisia, Chenopodiaceae)/temperate steppe (mainly Artemisia and Poaceae). By comparison, it is found that the vegetation change from forest to forest-steppe appeared gradually from west to central throughout northern China since the late Pliocene. In addition, at least 13 cold-warm cycles and 15 dry-wet cycles were recorded. Significant cold-dry events occurred at 2.8 Ma, 2.6 Ma, 1.92 Ma, and 143.8 ka (kilo annum), while humid events took place at 43, 32, and 6.6 ka. Early humans lived in forest-steppe or steppe environment with rich water resources where cold-warm and dry-wet climate fluctuated periodically, and co-existed with other mammals. In the future, under the chronological framework of establishing a more fine stratum of Nihewan human site, quantitative research on temperature and precipitation parameters of paleoclimate will benifit accurate reconstruction of the habitat of hominins and reflection of the law of change.

Key words: early human, Nihewan, paleoenvironment, palynology, Quaternary

朱云, 乔鲜果, 姚轶锋, 王宇飞. 华北泥河湾盆地植被、气候与早期人类生存环境研究进展. 植物学报, 2022, 57(1): 127-137.

Yun Zhu, Xianguo Qiao, Yifeng Yao, Yufei Wang. The Vegetation, Climate and Early Human Habitat Changes in the Nihewan Basin, North China: a Review. Chinese Bulletin of Botany, 2022, 57(1): 127-137.

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图/表 5

参考文献 54

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序号	采样点	剖面/钻孔	海拔 (m)	经纬度	剖面厚度/钻孔长度(m)	石器和化石	测年方法	年代	参考文献
1	下沙沟	剖面	922	114.716°E, 40.284°N	35.5	哺乳动物	古地磁	2.36-2.14 Ma	Zhang et al., 2020
2	油房遗址	剖面	921	114.684°E, 40.231°N	12.7	石器和哺乳动物	光释光	72-27.2 ka	李泽涛等, 2017
3	东谷坨	剖面	930.24- 934.43	114.670°E, 40.223°N	6.5	石器和哺乳动物	古地磁	1.1 Ma	Pei et al., 2009
4	麻地沟	剖面	940-1000	114.666-114.672°E, 40.219-40.221°N	>9	石器和哺乳动物	古地磁	1.2 Ma	Li et al., 2016
5	飞梁	剖面	934.58- 935.55	114.668°E, 40.224°N	9.84	石器	古地磁	1.2 Ma	李月丛等, 1996; 朱日祥等, 2007
6	马圈沟	剖面	824.8	114.660°E, 40.225°N	36	石器	古地磁	1.66-1.36 Ma	Potts and Faith, 2015
7	大长梁	剖面	913.55- 914.05	114.660°E, 40.219°N	0.58	石器和哺乳动物	古地磁	1.36 Ma	Deng et al., 2006
8	郝家台	钻孔	938	114.642°E, 40.218°N	23.8; 33	哺乳动物	古地磁	2.6-1.8 Ma	丁国强等, 2018; 李月丛等, 2018; Ding et al., 2020
9	大道坡	剖面	915	114.634°E, 40.217°N	149	-	古地磁	3.5-0.97 Ma	袁宝印等, 1996
10	虎头梁	剖面	886	114.488°E, 40.176°N	0.6	-	光释光	176.4-143.8 ka	张攀攀, 2017
	虎头梁	剖面	886	114.488°E, 40.176°N	-	叠层石、介形类和多刺鱼	电子自旋共振和铀系	上叠层石90 ka, 下叠层石130 ka	夏正楷和韩军青, 1998; 韩志勇等, 2005
	虎头梁于家沟	剖面	865	114.483°E, 40.150°N	7.5	细石器、动物碎骨、磨制石器和陶片	热释光	13.7-0 ka	夏正楷等, 2001
11	许家窑/侯家窑	剖面	980	113.978°E, 40.100°N	0.3-12.5	人类头骨、石器和哺乳动物	光释光	220-85 ka	Mu et al., 2015

序号	采样点	剖面/钻孔	海拔 (m)	经纬度	剖面厚度/钻孔长度(m)	石器和化石	测年方法	年代	参考文献
1	下沙沟	剖面	922	114.716°E, 40.284°N	35.5	哺乳动物	古地磁	2.36-2.14 Ma	Zhang et al., 2020
2	油房遗址	剖面	921	114.684°E, 40.231°N	12.7	石器和哺乳动物	光释光	72-27.2 ka	李泽涛等, 2017
3	东谷坨	剖面	930.24- 934.43	114.670°E, 40.223°N	6.5	石器和哺乳动物	古地磁	1.1 Ma	Pei et al., 2009
4	麻地沟	剖面	940-1000	114.666-114.672°E, 40.219-40.221°N	>9	石器和哺乳动物	古地磁	1.2 Ma	Li et al., 2016
5	飞梁	剖面	934.58- 935.55	114.668°E, 40.224°N	9.84	石器	古地磁	1.2 Ma	李月丛等, 1996; 朱日祥等, 2007
6	马圈沟	剖面	824.8	114.660°E, 40.225°N	36	石器	古地磁	1.66-1.36 Ma	Potts and Faith, 2015
7	大长梁	剖面	913.55- 914.05	114.660°E, 40.219°N	0.58	石器和哺乳动物	古地磁	1.36 Ma	Deng et al., 2006
8	郝家台	钻孔	938	114.642°E, 40.218°N	23.8; 33	哺乳动物	古地磁	2.6-1.8 Ma	丁国强等, 2018; 李月丛等, 2018; Ding et al., 2020
9	大道坡	剖面	915	114.634°E, 40.217°N	149	-	古地磁	3.5-0.97 Ma	袁宝印等, 1996
10	虎头梁	剖面	886	114.488°E, 40.176°N	0.6	-	光释光	176.4-143.8 ka	张攀攀, 2017
	虎头梁	剖面	886	114.488°E, 40.176°N	-	叠层石、介形类和多刺鱼	电子自旋共振和铀系	上叠层石90 ka, 下叠层石130 ka	夏正楷和韩军青, 1998; 韩志勇等, 2005
	虎头梁于家沟	剖面	865	114.483°E, 40.150°N	7.5	细石器、动物碎骨、磨制石器和陶片	热释光	13.7-0 ka	夏正楷等, 2001
11	许家窑/侯家窑	剖面	980	113.978°E, 40.100°N	0.3-12.5	人类头骨、石器和哺乳动物	光释光	220-85 ka	Mu et al., 2015

地质年代		人类活动点	植被	气候	参考文献
全新世(11.7-0 ka)		马鞍山遗址((13.08±0.12) ka)、籍箕滩(2.12、3.08、5.48和6.42 ka)、庄窠村遗址((3.94±0.08) ka)、筛子绫罗遗址((4.26± 0.12) ka)、三关遗址((5.46±0.2) ka)、姜家梁((6.85±0.8) ka)、黑土坡((7.53±0.1) ka)和虎头梁于家沟遗址(11.9-2.1 ka)	2.1-0 ka: 植被为以蒿属、松属和云杉属为主的温带森林-草原	比较温暖湿润	夏正楷等, 2001; 谢飞等, 2006
			6.6-2.1 ka: 植被为温带森林-草原	温暖湿润
			11.9-6.6 ka: 植被为以蒿属和禾本科为主的温带草原或温暖稀树草原	持续温暖干燥
更新世 (2.58 Ma- 11.7 ka)	晚更新世(126- 11.7 ka)	虎头梁于家沟遗址(13.7-11.9 ka)、西白马营((15±1)/(18±1) ka)、二道梁((18.09± 0.24) ka)、油房遗址(56-27 ka)、峙峪((28.13±1.37) ka; (28.95±1.37) ka)、坂井子(74-18 ka)和许家窑(130-85 ka)	森林-草原(126-85、73和51-43 ka), 森林(94和43- 35 ka)、草原/荒漠草原/ 稀树草原(35-29、(15±1)/ (18±1)和13.7-11.9 ka)	冷暖干湿频繁波动	夏正楷和韩军青, 1998; 夏正楷等, 2001; 谢飞等, 2006; Liu et al., 2014; Mu et al., 2015
	中更新世(0.781- 0.126 Ma)	三棵树(300-200 ka)、东坡((321±15) ka)和虎头梁(约600 ka)	以草原和森林-草原为主, 局部时期出现针叶林和针阔混交林	气候寒冷与温暖、湿润与半干旱交替	严富华等, 1979; 袁宝印等, 1996; 张攀攀, 2017; Zhu et al., 2021
	早更新世晚期(1.92-0.78 Ma)	马梁(0.78 Ma)、霍家地(1.0 Ma)、许家坡(约1.05 Ma)、东谷坨和岑家湾(1.1 Ma)、飞梁(1.2 Ma)、麻地沟(1.2 Ma)、小长梁 (1.2 Ma)、大长梁(1.36 Ma)、半山(1.32 Ma)、马圈沟I (1.55 Ma)、马圈沟II (1.64 Ma)、马圈沟III (1.66 Ma)和黑土沟(1.95-1.78 Ma)	以森林-草原为主, 少数时段出现草原	气候波动相对平缓	李月丛等, 1996, 2018; 袁宝印等, 1996, 2011; 许清海等, 1998; Deng et al., 2006; Pei et al., 2009; Potts and Faith, 2015; Li et al., 2016; Ding et al., 2020; Zhang et al., 2020
	早更新世早期(2.58- 1.92 Ma)	/	以森林为主	气候波动剧烈, 但总体以暖湿为主
晚上新世(3.4- 2.58 Ma)		/	以森林为主	温暖湿润	袁宝印等, 1996; Li et al., 2019

地质年代		人类活动点	植被	气候	参考文献
全新世(11.7-0 ka)		马鞍山遗址((13.08±0.12) ka)、籍箕滩(2.12、3.08、5.48和6.42 ka)、庄窠村遗址((3.94±0.08) ka)、筛子绫罗遗址((4.26± 0.12) ka)、三关遗址((5.46±0.2) ka)、姜家梁((6.85±0.8) ka)、黑土坡((7.53±0.1) ka)和虎头梁于家沟遗址(11.9-2.1 ka)	2.1-0 ka: 植被为以蒿属、松属和云杉属为主的温带森林-草原	比较温暖湿润	夏正楷等, 2001; 谢飞等, 2006
			6.6-2.1 ka: 植被为温带森林-草原	温暖湿润
			11.9-6.6 ka: 植被为以蒿属和禾本科为主的温带草原或温暖稀树草原	持续温暖干燥
更新世 (2.58 Ma- 11.7 ka)	晚更新世(126- 11.7 ka)	虎头梁于家沟遗址(13.7-11.9 ka)、西白马营((15±1)/(18±1) ka)、二道梁((18.09± 0.24) ka)、油房遗址(56-27 ka)、峙峪((28.13±1.37) ka; (28.95±1.37) ka)、坂井子(74-18 ka)和许家窑(130-85 ka)	森林-草原(126-85、73和51-43 ka), 森林(94和43- 35 ka)、草原/荒漠草原/ 稀树草原(35-29、(15±1)/ (18±1)和13.7-11.9 ka)	冷暖干湿频繁波动	夏正楷和韩军青, 1998; 夏正楷等, 2001; 谢飞等, 2006; Liu et al., 2014; Mu et al., 2015
	中更新世(0.781- 0.126 Ma)	三棵树(300-200 ka)、东坡((321±15) ka)和虎头梁(约600 ka)	以草原和森林-草原为主, 局部时期出现针叶林和针阔混交林	气候寒冷与温暖、湿润与半干旱交替	严富华等, 1979; 袁宝印等, 1996; 张攀攀, 2017; Zhu et al., 2021
	早更新世晚期(1.92-0.78 Ma)	马梁(0.78 Ma)、霍家地(1.0 Ma)、许家坡(约1.05 Ma)、东谷坨和岑家湾(1.1 Ma)、飞梁(1.2 Ma)、麻地沟(1.2 Ma)、小长梁 (1.2 Ma)、大长梁(1.36 Ma)、半山(1.32 Ma)、马圈沟I (1.55 Ma)、马圈沟II (1.64 Ma)、马圈沟III (1.66 Ma)和黑土沟(1.95-1.78 Ma)	以森林-草原为主, 少数时段出现草原	气候波动相对平缓	李月丛等, 1996, 2018; 袁宝印等, 1996, 2011; 许清海等, 1998; Deng et al., 2006; Pei et al., 2009; Potts and Faith, 2015; Li et al., 2016; Ding et al., 2020; Zhang et al., 2020
	早更新世早期(2.58- 1.92 Ma)	/	以森林为主	气候波动剧烈, 但总体以暖湿为主
晚上新世(3.4- 2.58 Ma)		/	以森林为主	温暖湿润	袁宝印等, 1996; Li et al., 2019

华北泥河湾盆地植被、气候与早期人类生存环境研究进展

The Vegetation, Climate and Early Human Habitat Changes in the Nihewan Basin, North China: a Review

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