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香港西貢蠔涌西區遺址孢粉分析與古環境



  鄭 卓 楊士雄 譚惠忠 張鎮洪(鄭卓、楊士雄,中山大學地球科學係,教授;譚惠忠,廣州地理研究所,高級工程師;張鎮洪,嶺南考古研究專業委員會,教授。)

  【中文摘要】中晚新石器以來蠔涌遺址由濕熱濱河床淺灘或河口灣相沉積環境向濕潤多雨的河漫灘淺湖環境的轉變。孢粉分析表明該遺址區唐宋時期尚未成爲耕地,當時附近丘陵亞熱帶常緑闊葉雨林繁茂。從明清時期起該區轉變爲水稻田,孢粉結果顯示人類活動對森林植被的干擾逐漸加劇,農耕活動不斷加强。至清代中後期,鬆樹花粉和芒箕等三縫孢子增加,證明常緑闊葉林急劇消失,次生林出現。隨後,因人類對山地植被的破壞導致水土流失,洪冲積和泥石流增加,至70年代後期本區農田被荒廢。

  【關鍵詞】香港 蠔涌遺址 孢粉分析 古環境

  Abstract: Since Middle-Late Neolithic, the climate in the Hochung site changed from hot and humid to warm temperate with high annual precipitation. These climate changes modified the landscape from shore river bank or bayou bay lagune to a flat shallow lake. Pollen analysis in the Hochung site shows that human activities changed this area into a paddy field since the Tang and Song Dynasities. Till present, because of the expansion of human activities, which caused serious damage to vegetations and resulted in soil erosion , then the flood and debris flow started to increase. At the same time, the farmland abandoned and the human rice cultivation was over in this area.

  Key words: Hongkong Hochung Site pollen analysis ancient enviroment

  

  隨着全球變化研究的深入, 科學家采用不同手段獲取高分辨率古環境信息。孢子和花粉由於其個體小、易於保存,孢粉分析作爲一種古生態學研究方法已經發展成爲一種對過去全球環境變化進行定性和定量研究的重要手段〔1-3〕 ,在國内外已得到廣泛應用。考古遺址中的孢粉組合是研究古植被、古氣候及與人類活動關係的重要資料。本文通過對香港西貢蠔涌遺址孢粉分析,探討其中晚新石器以來的古地理和古環境變遷。

  一、區域概况

  香港西貢蠔涌河發源於西水牛山(舊名,603m),由西北向東西流,匯合發源於九龍峰(603m)的支流和數條小溪,在西貢中心小學背後流入西貢海白沙灣。蠔涌村位於兩大支流交匯處平坦的一級階地上,蠔涌遺址位於蠔涌村東側、蠔涌河的南側平坦階地(圖 一),高出現代河床平水面約 3-5 米。基岩爲酸性火山凝灰岩和紅壤型風化殻,沉積物下部爲沙礫層,往上爲灰黑色砂質粘土。

  本區屬濱海低山丘陵地帶,地處西太平洋熱帶北緣,面臨南海,具有明顯的季風熱帶-亞熱帶氣候。地帶性植被爲南亞熱帶常緑闊葉林,低地主要有水榕(Cleistocalyx Operculatus)、榕樹(Ficus microcarpa)、黄桐(Endospermum chinensis)、蒲桃(Syzygium spp)、樟(Cinnamomum spp)、假蘋婆(Sterculia lanceolata)等群係, 山地以紅楠(Machilus thunbergii)、鴨脚木(Schefflera octophylla)、羊舌樹(Symplocos glauca)、杜英(Elaeocarpus)、栲(Castanopsis)、青岡(Quercus)、厚皮香(Terstroemia)等組成的群係爲主。由於人類活動不斷加强,自然植被受到破環,大面積天然林已不復存在。本區海灣分佈有一定範圍的紅樹林群係,主要是秋茄群叢,以秋茄(Kandelia candel)爲優勢樹種,其他尚有木欖(Bruguiera)、老鼠勒(Acanthus ilicifolia)、金蕨(Acrostichum Aureum)、海刀豆(Canavallia maritime)等。

  從蠔涌遺址考古開挖的探方揭露,沉積分層如(表1)。根據野外調查和地層剖面特徵,可以初步認爲,該地曾經歷瞭如下堆積階段:(1)基岩風化(風化殻)階段;(2)河床近主流綫冲積物沉積(砂礫層 C6)階段;(3)濱河床淺灘沉積(分選較好的砂層 C4-C5)階段;(4)河漫灘沉積(富有機質亞粘土 C3)階段; (5) 洪積物(黄色花斑狀含礫砂質粘土 C2)階段;(6)近代填土(中粗砂 C1)階段。

  本研究在蠔涌遺址選擇層位較明顯的探方和探坑從頂到底進行了連續和分層取樣。各層的樣品進行了年代測定。含砂質較高而泥炭成分少的樣品采用熱釋光(TL)方法測年,而泥炭含量高的灰黑色粘土和地層中埋藏的腐木要求樣品采用傳統14C 法和個别采用AMS進行測定。爲保证測試質量和驗证測試結果,我們在其它探方的相同層位采集了同類型樣品作爲補充測試。年代測定結果表明,本區風化殘積層以上的河流沉積物年齡最老可追溯至6000 年左右,其間經歷了若干次沉積環境變遷。C4-C5 砂層的TL年齡爲5360-4260 a B.P。與新石器時代中晚期相當。C3 的灰黑色砂質粘土層年代測定采用碳同位素方法,其年齡範圍均在距今 700 至 90 年之間。由於該層是近代水稻耕作土,沉積物可能受到近代有機碳的混合或下滲污染。因此,估計所測的年齡結果是近代碳和古河漫灘堆積的混合年代。 即14C測試結果對於古河漫灘沉積年代而言偏年輕,而對於近代人類活動耕作土的年代則可能偏老。

  二、 分析方法

  用常規酸碱重液法提取表土花粉,每個樣品取20克,選用密度爲1.8g/cm3的重液,以便提取的花粉雜質含量少易於鑒定〔4〕。共分析孢粉樣品 66個, 樣品覆蓋了C2-C6 號文化層,其中對有機質較高的 C3 層(灰黑色砂質粘土)作了較系統的採樣。C2 層爲雜色粉砂質粘土,含大量礫石,孢粉和其他微體化石很少。C4-5 層爲礫石和較純的中-粗砂,粘土含量少,孢粉含量極少。

  孢粉樣品的實驗室分析參照標準的分析方法並進行了一些改進。孢粉濃度的計算采用P. COUR 的體積法〔5-6〕,每塊樣品鑒定統計孢粉一般在300 粒以上。孢粉類型分爲木本(AP)、草本花粉(NAP)和蕨類孢子(FS)、水生植物孢粉AQ)、藻類(AL)等。各類型的相對含量用百分比值來表示。木本和草本花粉各種類采用花粉總量(不含孢子和藻類)計算其含量。

  三、分析結果

  遺址剖面的孢粉主要見於C3-C1層,其餘層位分離出的孢粉化石稀少,且多以蕨類孢子爲主。66 塊樣品共鑒定統計孢粉 25172 粒,孢粉種類達到86 個,
多爲華南地區亞熱帶常緑闊葉林類常見類型。縱觀所分析的樣品,被子植物和裸子植物花粉占4-61%(其中木本植物花粉 46%~86%,草本植物花粉爲 13%~46%) ,蕨類植物孢子占 33%~91%,水生植物孢粉占 0.4-2.6%,藻類占1.2-8.2%。 該地的主要木本植物花粉及其平均含量爲: 常緑櫟(Quercus)2-24%、栲(Castanopsis)4-27%、傘形科(Umbelliferae)1-10%、鬆(Pinus) 1-18%、杜英(Elaeocarpus)1-6%、銀柴(Aporosa)0.8-5%、野桐(Mallotus)0.7-5%、無患子(Sapindus)1-5.8%、紫金牛科(Myrsinaceae)1-5.5%、桑科(Moraceae)0-3.3%、山茶科(Theaceae) 0-5.9%、木蘭科(Magnoliaceae)0-3.7%、蝶形花科(Papilionaceae)0-3.7%、衛矛科(Celastraceae)0-2.8%、茜草科(Rubiaceae)0-3.9%、杉科(Taxodiaceae)0-4.7%、 榛樹 (Corylus) 0-2.6%、 柃屬 (Eurya) 0-8.3%、楓香(Liquidambar)0-1.2%等。主要草本植物花粉有:禾本科(Poaceae)5-58%、莎草科(Cyperaceae) 4-35%、蒿(Artemisia) 1-8%、菊科 (Compositae)0-2.7% 、藜科(Chenopodiaceae) 0-2.7% 、毛茛科 (Ranunculaceae)0-1.3%等。 水生植物常見的有水蕨 (Ceratopteris) 0-1.9%、蓼屬(Polygonum)0.78%等。蕨類孢子普遍較豐富,一些類型難以歸入明確的分類位置,如三逢孢子類(Trilete spore: 5-64%)和單逢孢子類(Monolete spore:8-17%)。除上述兩種外,常見的尚有金毛狗(Cibotium)0.5-22%、細葉海金沙(Lygodium microphyllum)0.8-15%、石鬆(Lycopodium)1-9%、芒箕(Dicranopteris)0-28%、 鳳尾蕨(Pteris)0-14%、 裏白屬(Hicriopteris)0.6-5%、鐵綫蕨(Adiantum)0.3-3.6%、紫萁(Osmunda)0-2%、水龍骨(Polypodium)0-4%等。

  根據C3-C1文化層的孢粉組合特點可劃分爲五個孢粉帶:

  I帶(唐宋文化層)出土的遺物有擂鉢片、宋代布紋瓦片、青釉瓷片、鐵犁頭、冰裂紋、史前石器、尖狀石啄凹刮器等。以櫟屬和栲屬花粉爲主,反映了天然植被爲主的亞熱帶生態環境。底部含較多金毛狗和海金沙等蕨類孢子,可能爲水動力較强的結果。

  II帶(明清文化層)出土粗瓷片、青花瓷片等。以禾本科的逐漸增加爲特點,常緑闊葉林的栲屬和櫟屬减少,傘形科和莎草科也有一定的增加。水稻花粉逐漸增加是本帶的最主要特徵。

  III帶(清代-近代文化層)水稻花粉進一步增加,禾本科總量在整個剖面中達到了最大值,超過40%,蕨類的笀箕屬開始增加,顯示出人類對植被的嚴重破壞。

  IV帶(近代)禾本科急劇减少,鬆屬、傘形科、莎草科和三逢蕨類孢子增加。

  V帶(人工堆積層)花粉數量少,各類蕨類孢子顯著增加。

  四、討論

  新石器時代文化層(C6)未見孢粉,估計當時本區爲基岩裸露的風化剥蝕區,蠔涌水流以下蝕作用爲主,河床尚十分狹窄,河流作用未影響到遺址所處的位置。在文化層C5,蠔涌河的河曲主流綫曾經影響本區,堆積了大量的近主流綫河床相冲積物,當時遺址處爲河水往凸岸方向的近主流綫地帶。在新石器時代中晚期(文化層C4),僅見個别蕨類孢子,此時蠔涌河一帶礫石密佈,山洪頻繁,不宜爲古人居住。從出土的新石器器物來看,所采用的石料多爲酸性火山熔岩,少量爲顆粒較細的泥岩或經變質作用形成的角岩,這些石料與地層中的礫石和山上原岩一致。因此,出土石器有可能反映了先民在附近采集石料並在當地製作石器。大約距今4200~3500 年,可能因盆地斷陷,較高的海面使海水入侵昇〔7-8〕,該時期爲濱河床淺灘或河流邊灘,沉積了一套分選性較好的砂層。砂層的熱釋光年代爲4000多年。該層部分樣品檢出少量半鹹水硅藻化石,如圓篩藻、小環藻若干,未發現海相有孔蟲和介形蟲。結合探方出露的海水風化侵蝕層狀礫石等其他證據,表明該礫石層可能在新石器人類活動後,於3000多年前爲近海濱河床淺灘或海灣砂積物所覆蓋。此後河漫灘沼澤將上述層位覆蓋,並在白沙灣附近形成沙堤。

  前人研究認爲,距今 3500年左右,海平面開始以交替下降爲主〔8-9〕。本區沉積過程在距今 3000 年前後中斷,並以剥蝕作用爲主。一直到距今 1000 年左右才重新進入河漫灘階段的沉積。由於存在一個近2000 年左右的剥蝕期,因此本區缺乏 3000 至1000 年前的人類文化遺迹。

  蠔涌西區在距今 1000 年左右成爲河灣沼澤或河漫灘沼澤,沉積物粒度較細,沉積物中的有機質豐富,古人利用該地深厚的土壤開闢成爲良田。這一階段人類的土地利用過程可進一步劃分爲幾個時期:

  (1)唐宋時期文化層,孢粉主要以栲屬、櫟屬、金毛狗、石鬆、單縫孢爲主。表明該時期氣候濕潤,人類對植被的干擾較弱,附近均爲茂密的常緑闊葉林。

  (2)明清時期文化層,該帶含有十分豐富的草本植物花粉,主要有莎草科和禾本科,植硅體主要爲扇形、長方形、橢圓形爲主。莎草科的絶大部分種類生長在沼澤濕地環境,因此這一時期該地爲河漫灘或河灣沼澤環境。本帶的上部發現禾本科栽培類(水稻)花粉與扇形水稻植硅體,證明該層的泥質沼澤沉積爲後來的農耕活動奠定了基礎。此外,附近山地常緑闊葉林在此時可能部分被砍伐,灌木型樹種如野桐、銀柴、傘形科等植物相對發育。

  (3)清代-近代文化層,該帶的典型特徵是水稻型禾本科花粉增加,説明本層已成爲農耕活動層。但是該孢粉帶仍含有較多野生沼澤環境的植物類型,如大量的莎草科和金毛狗、石鬆、水龍骨等濕生蕨類,反映了潮濕的生態環境和人類有限的耕種範圍。清代初期,草本植物禾本科和水稻型禾本科花粉的顯著增加,禾本科的含量達到了整個剖面的最高值,證明此時該地處於人類進行水稻耕種活動最旺盛的時期。同時,隨着人口的增加和土地的需求,人類對附近地區自然植被破壞愈加嚴重。這表現在陽生性蕨類如芒箕和一些三縫類孢子的顯著增加。前人研究表明,在整個華南地區的第四紀地層中,芒箕孢子含量近幾百年急劇增加,這是因爲森林砍伐和放火燒山導致了森林覆蓋率顯著降低,從而在無林木覆蓋的較乾旱山坡上代之以大片的芒箕草坡。至清代中後期,松花粉和大量芒箕和三縫孢子的增加,反映了人類農耕和居住活動進一步對附近丘陵山地的植被造成嚴重影響,是原來的大片常緑闊葉林急劇消失,而由熱帶灌叢草地和馬尾鬆稀樹林所取代。本段濕地類型莎草科突然增多,禾本科和水稻花粉相應减少,扇形水稻植硅體也呈現出類似規律,可能表明此時因人類對植被的破壞導致水土流失,洪冲積和泥石流開始增加。本區農田逐漸荒廢,在此濕地上,野生莎草科植物得以繁茂。

  (4)近現代堆積層,本層沉積物大小混雜,冲積層礫石多,分選性極差,腐殖質極少。根據歷史記載和衛星照片,70年代以來本區的水田耕地被逐漸廢棄,因此可能是70年代後的人工堆填土。該層樣品的孢粉基本上全爲蕨類,極少見到木本植物花粉,證明填土的土壤可能來自於附近洪冲積物。剖面頂部近期搬運而來的沙土主要用於種植生薑等其他農作物。

  五、結論

  香港西貢蠔涌遺址研究表明中晚新石器時期以來環境演變爲氣候熱濕的濱河床淺灘或河口海灣瀉湖相沉積環境向氣候相當濕潤河漫灘淺湖環境的轉變,且3000-1000 a.B.P,該區存在一個很明顯的沉積間斷期。唐宋以來,由於人類活動的干擾,該區表現爲以莎草爲主導的河漫灘沼澤環境,明清時期人類開始利用沼澤濕地進行水稻耕作,但部分殘留天然的河漫灘沼澤環境。隨着農耕活動加强,清末初期人類利用該地種植水稻達到最高峰,附近林木砍伐或焚燒嚴重,山坡芒萁草坡與馬尾鬆林開始取代天然的常緑闊葉林,人類農耕活動處於最興旺時期。直至近代,人類活動加强,植被的破壞嚴重導致水土流失,洪冲積和泥石流開始增加,該遺址點的農田耕地在70年代被荒廢。

  

  參考文獻:

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