植物学报 ›› 2022, Vol. 57 ›› Issue (1): 127-137.DOI: 10.11983/CBB21117
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朱云1,3, 乔鲜果2, 姚轶锋1,3,*(), 王宇飞1,3,*(
)
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:
Yun Zhu1,3, Xianguo Qiao2, Yifeng Yao1,3,*(), Yufei Wang1,3,*(
)
Received:
2021-07-13
Accepted:
2021-12-17
Online:
2022-01-01
Published:
2022-01-17
Contact:
Yifeng Yao,Yufei Wang
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。
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.
图1 泥河湾盆地晚上新世以来植被、气候与早期人类生存环境主要研究地点 1: 下沙沟; 2: 油房遗址; 3: 东谷坨; 4: 麻地沟; 5: 飞梁; 6: 马圈沟; 7: 大长梁; 8: 郝家台; 9: 大道坡; 10: 虎头梁; 11: 许家窑/侯家窑
Figure 1 Main study sites for vegetation, climate and early human habitat in the Nihewan Basin since the late Pliocene 1: Xiashagou; 2: Youfang; 3: Donggutuo; 4: Madigou; 5: Feiliang; 6: Majuangou; 7: Dachangliang; 8: Haojiatai; 9: Dadaopo; 10: Hutouliang; 11: Xujiayao/Houjiayao
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., |
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, |
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., |
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., |
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, |
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, |
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., |
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, |
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, |
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, |
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, | |
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, | |
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., |
表1 泥河湾盆地晚上新世以来植被、气候与早期人类生存环境主要研究位点
Table 1 Main study sites for vegetation, climate and early human habitat in the Nihewan Basin since the late Pliocene
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., |
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, |
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., |
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., |
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, |
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, |
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., |
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, |
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, |
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, |
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, | |
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, | |
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., |
图2 泥河湾盆地晚上新世以来植被、气候与早期人类生存环境变化 (A)全球深海底栖有孔虫氧同位素记录(Lisieki and Raymo, 2005); (B) 基于朝那剖面孢粉资料重建得到的3 Ma以来中国北方西部黄土高原的湿度变化(AP/NAP: 乔木花粉/非乔木花粉(吴福莉等, 2010)); (C) 经整理泥河湾盆地孢粉资料得到的3.4 Ma以来中国北方中部湿度变化; (D) 经整理泥河湾盆地孢粉资料得到的3.4 Ma以来中国北方中部温度变化
Figure 2 The changes in vegetation, climate, and early human habitat in the Nihewan Basin since the late Pliocene (A) Global oxygen isotope record from deep-sea benthic foraminifera (Lisieki and Raymo, 2005); (B) Moisture changes since 3 Ma reconstructed from the pollen data of Chaona section in the central Loess Plateau of western North China (AP/NAP: Arbor pollen/Non-arbor pollen (Wu et al., 2010, in Chinese)); (C) Moisture changes in the central North China since 3.4 Ma from the pollen data of the Nihewan Basin; (D) Temperature changes in central North China since 3.4 Ma from the pollen data of the Nihewan Basin
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, | |
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, |
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, | |
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, | |
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, |
表2 泥河湾盆地晚上新世以来植被演替与气候变化
Table 2 Vegetation succession and climate change in the Nihewan Basin since the late Pliocene
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, | |
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, |
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, | |
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, | |
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, |
图3 泥河湾盆地早更新世以来植被演替示意图 (A) 森林和湖泊发育; (B) 森林-草原和湖泊发育; (C) 草原和湖泊发育; (D) 森林和湖泊逐渐演变为河流; (E) 森林-草原和湖泊演变为河流; (F) 草原和湖泊逐渐演变为河流
Figure 3 Schematic diagram showing vegetation succession in the Nihewan Basin since the early Pleistocene (A) Forest, the paleolake developed; (B) Forest-steppe, the paleolake developed; (C) Steppe, the paleolake developed; (D) Forest, the paleolake gradually changed to river; (E) Forest-steppe, the paleolake changed to river; (F) Steppe, the paleolake gradually changed to river
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