辅文

一、黄旗海地区现代自然地理状况


  1.区域位置
  黄旗海盆地在东经112°49′~113°40′和北纬40°41′~41°43′之间,其所在的察哈尔右翼前旗位于内蒙古自治区乌兰察布盟中南部,东接兴和县,南临丰镇市,西依卓资县,北靠察哈尔右翼后旗,中间环绕集宁市。
  2.黄旗海盆地的气候条件及土地利用方式
  黄旗海盆地所在的内蒙古中南部为中温带大陆性季风气候区,亦即张兰生教授所主张的北方季风尾闾区 (年平均降水量250~450毫米之间的地区) (张兰生等,1993),属于中国北方典型的半干旱地区。季风尾闾区是东南季风、西南季风与西风环流共同作用的地带,这三种大气环流的强弱变化决定了该地区的气候 (尤其是降水)状况。
  在内蒙古气候区划中,黄旗海地区属于温凉半干旱偏润气候区 (王文辉主编,1990)。冬季受蒙古高压控制,夏季受大陆低压控制。年平均气温4.5℃,1月平均气温-20 ~-18℃,7月平均气温18~20℃,10℃积温在 1800~2200℃之间。年平均降水量为376.1毫米,降水主要集中在夏季,6~8月占全年降水量的66.1%,湿润度为0.4~0.5。
  本区土壤以草原栗钙土为主,原生植被为半干旱区森林草原,其特征是草原、草甸和森林植被共存,其中多年生、旱生草本植物是主要类型,在一些低湿地区有盐生、中生、湿生的草甸植被。
  从气候条件来说,该地区应为典型的草原区,但由于广泛分布的平原、黄土丘陵和玄武岩台地地形平坦,土层深厚,再加上一些人为的因素,大部分地区都已经开垦为农田。该地区的土地利用方式因此表现为灌溉农业与旱地农牧交错的生产方式共存。黄旗海地区适宜种植小麦、马铃薯、莜麦、胡麻等喜凉作物,已经成为乌盟重要的农业区。但农牧业争地的矛盾也比较突出,有限的草场超载过牧严重,草场在迅速退化。
  3.黄旗海盆地的地质地貌
  黄旗海盆地属于阴山山地两侧的低山丘陵中13个串联的盆地之一,以北东向和北西向为主的断裂控制了黄旗海盆地地貌的形成和演变 (石蕴琮等编著,1989)。黄旗海一兴和盆在白垩纪时形成坳陷盆地,沉积了一套紫红色、灰绿色、黄白色泥质页岩、粉砂岩、含砾砂岩等河湖相沉积物。第三纪沿着断裂带发生的大规模玄武岩喷发以及差异升降运动分割了黄旗海盆地和兴和盆地。盆地内海拔约为1230~1400米,环抱其周围的低山丘陵和熔岩台地海拔1400~1700米左右。盆地内的主要岩层为下白垩系和较厚的第三系、第四系冲积湖积成因的砂和砂砾石层,盆地周围为山前冲积洪积扇裙。
  黄旗海盆地及其周围的地貌形态基本上可以划分为五种类型: 湖泊、冲积湖积平原、黄土丘陵台地、熔岩台地、基岩丘陵等。
  盆地中心的黄旗海是内蒙古高原区面积较大的内陆湖泊之一 (石蕴琮等编著,1989)。湖水面积约110平方公里,平均水深3 ~5米,最大水深约10米,蓄水量约5.3亿立方米。湖水补给除湖面降水外,主要来源于霸王河、泉玉林河、磨子山河等19条河沟。这些河沟短小,河水暴涨暴落,表现出很强的季节性特征。
  黄旗海盆地的冲积湖积平原在黄旗海四周均有广泛分布,在山前主要为坡—洪积平原和冲积平原,邻近湖泊的地区则主要是湖积平原。从整个区域来看,这种地貌类型主要分布在黄旗海北岸平地泉至巴音塔拉乡一带,地势平坦开阔,海拔1280~1350米,主要由更新统和全新统的冲—洪积物和湖积物组成。这种格局与整个盆地的地形由北向南倾斜有关。对黄旗海地区第四纪沉积物厚度的研究表明,第四纪以来黄旗海盆地的沉降中心一直位于盆地的东南部地区 (王涛,1991)。
  熔岩台地海拔1500米左右,作为乌盟—张北玄武岩台地的一部分,是盆地东西两侧主要的地貌类型。熔岩台地开始形成于中新世晚期,并经过多次熔岩流喷发形成。熔岩台地地貌形态因为长期遭受侵蚀,台面已经起伏不平,并且被深切的沟谷分割成面积不等的桌状山和剥蚀残山。
  隆盛庄至土贵乌拉的208国道西南侧的主要地貌类型是基岩低山丘陵,海拔约1500米左右,基岩岩性主要为太古界的片麻岩和花岗岩。这些丘陵由于构造变动和各种外动力过程的剥蚀作用,起伏平缓,残丘的顶部浑圆,而且高度大体相近。在大坝沟遗址所在的残丘之上,存在第三纪的砂岩地层,上覆N2红土。因此,这些高度相近的残丘顶面应为残留的中新世唐县夷平面。
  在基岩低山丘陵的山前地带以及河谷的阶地之上,一般都覆盖着厚约几米到十几米不等的黄土或黄土状土。在庙子沟村南,可以见到黄土覆盖于基岩或早中更新世的砾石层之上;井子沟的砖瓦厂黄土剖面出露9米左右,中部夹有数米厚的暗红色土层,剖面中存在坡面流水和湖泊改造的痕迹; 在大坝沟的二级和三级阶地上,亦见到夹有坡积砾石的黄土状土。这些黄土主要是在晚更新世以来由风力吹蚀而成,部分是流水再次搬运堆积的产物。黄旗海地区已经处于黄土丘陵分布的边缘地带,黄土中以0.05~0.01毫米粒径的粗粉砂占优势,柱状节理发育,钙质含量较高。

二、黄旗海地区全新世环境演化


  正如考古信息赋存于文化层之中,环境演变的信息同样要在包含自然因素过程的地层剖面中寻找。湖盆具有特殊的沉积结构,一个地区的地层只能反映其所在的地貌部位的地层发育状况; 而通过不同地点的地层对比,基本上可以确定湖泊的演化和地貌的变迁。
  1.晚更新世以来的地层发育
  湖盆特殊的结构使地层的发育表现出同期异相的特点,亦即湖盆中不同地貌部位的地层发育具有不同的表现特征; 而且这种地层之间的组合关系又随着时间的发展而发生变化。我们选取了该地区不同地貌部位具有代表性的几处剖面来讨论黄旗海盆地晚更新世以来地层发育的历史 (图1)。

图1 黄旗海盆地东南部地形地貌及剖面位置图
  1.冲洪积平原 2.冲沟 3.丘陵台地 4.湖泊 5.现代居民点 6.等高线
  7.庙子沟文化遗址 8.实测剖面位置


  1.1 庙子沟村附近的沟谷横剖面
  该剖面位于图1中的A点,庙子沟遗址即位于该剖面中覆盖有薄层黄土的基岩台地之上。从该剖面 (图2) 可以看出4次明显的地貌发育阶段,依次为黄土状土的堆积、湖积台地的形成、庙子沟二级阶地以及一级阶地的发育。黄土状土厚度可达10米左右,垂直节理发育,在庙子沟村南及其邻近的井子沟村有广泛的分布,是2个村砖瓦厂取土的主要对象。湖积台地厚约4米左右,主要是一套河湖相地层,其顶部沼泽相的灰黑色淤泥海拔约为1360米。此外,在庙子沟和井子沟村南海拔高度约1370米左右的基岩台地表面,发现有较多单个的扁平状磨圆银好的砾石; 而在庙子沟村东同等海拔高度的斜坡上,有疏松的湖滨砂层。我们认为,以上的三个现象代表了同一次湖岸线的发育。在黄旗海湖侵至这一区域之后,湖泊过程基本上代替了沟谷中的河流过程。湖退的发生导致以黄旗海为侵蚀基准面的沟谷中的河流发生下切,相继形成二级阶地和一级阶地,其中二级阶地为基座阶地,一级阶地为堆积阶地。但阶地形成过程中是否受到了新构造运动的影响需要进一步的调查研究。

图2 庙子沟村附近沟谷横剖面示意图
  1.花岗片麻岩 2.黄土状土 3.河湖相层 4.冲积砂层
  5.冲积砾石层 6.冲积砂砾层 7.具水平层理的冲积次生黄土


  在此地貌发育过程中,湖积台地的年代是一个关键性的问题。为此,我们详尽分析了这套河湖相地层的沉积结构 (图3),并进行了年代的测定。该套地层的层序自上而下为:

图3 庙子沟村附近河湖相剖面
  1.黏土质粉砂与粉砂互层 2.黏土质粉砂层 3.砂砾石层 4.沼泽层 5.14C年代点


  (7)灰黑色淤泥,含有大量的螺化石,其顶部遭到侵蚀,14C年代 为距今10010±40年,厚100厘米。
  (6)灰黑色黏质粉砂和夹薄层黏土质静水沉积物,含有较多的小砾石,厚40厘米。
  (5)夹大量砾石的黄色中粗砂层,最大砾石可达1×1×2cm,厚20厘米。
  (4)黑色粘土与黑色黏质粉砂互层,夹有红黄色锈斑,顶部含有少量的螺化石,厚70厘米。
  (3)黄色粉砂和灰黄色黏土质粉砂互层,虫孔发育,有红黄色锈斑,夹有少量的小砾石和些许炭屑,厚约50厘米。
  (2) 灰黑色黏土质粉砂,夹少量的炭屑和少量的螺化石,14 C年代为距今11025±50年,厚40厘米。
  (1) 黄色粉细砂夹黏土质粉砂,粒度由下往上变细,厚30厘米。
  根据野外观察的结果,第1层为河流相 (包括河漫滩相) 沉积; 第2、3、4层代表一个半的湖进湖退旋回,即湖泊—河流—湖泊旋回; 第5层代表一个明显的河流相沉积; 第6、7层代表另外的湖进湖退旋回,即湖滨三角洲—湖泊—沼泽旋回。此外,在该剖面附近灰黄色、青灰色粉砂层中,我们找到了对称形沙波,这应为湖滨沉积的明证。该剖面表明在全新世到来之前,黄旗海已经开始了大规模的湖进,但是湖进的过程存在剧烈的波动。
  1.2 基岩台地前缘的湖相砾石层剖面
  该剖面位于庙子沟与井子沟两村之间,庙子沟遗址所在的台地北缘,即图1中的B点。剖面顶部的海拔高度约为1350米。剖面的特征如图4所示,层序自上而下为:

图4 庙子沟村西剖面
  1.晚更新世的黄土状土 2.全新世的黄土状土 3.湖滨砂 4.湖滨砾石层5.粉砂质透镜体 6.砂砾石层


  (7)棕黄色粉砂层,厚80厘米。
  (6)湖相砾石层,分选磨圆都很好,砾石为扁平状,以粒径为1厘米左右的砾石为主,含少量较大的砾石 (3 ~4厘米),充填物为砂质,厚1.2厘米。
  (5) 粒径以2~3厘米为主的砾石层,含一个黑色粉砂质土为主的透镜体,厚50厘米。
  (4)砂砾交互层,厚40厘米。
  (3)砾石薄层,粒径在5~10厘米左右,厚10厘米。
  (2)红黄色纯净中砂层,厚10厘米。
  (1)黄色粉砂层,出露1厘米左右。
  根据井子沟砖瓦厂出露的剖面判断,剖面底部未见底的黄色粉砂层应为晚更新世的黄土或黄土状土。剖面上部的一整套扁平砾石层在庙子沟村东西两侧,海拔高度1350米的地段缘有分布。我们认为,该剖面表明了黄旗海的另外一次湖侵,而且湖泊曾在这个地带停留。
  1.3 庙子沟下游沟谷西岸剖面
  剖面位于208国道北约500米处,即图1中的C点。剖面 (图5) 上部表土层之下为厚约170厘米的灰黄色粉砂质冲积次生黄土,黄土中部厚约50厘米的灰黑色粉砂土中有战国时代的遗存,这套次生黄土应为全新世的沉积物。黄土层之下为50厘米厚的湖相黏土质粉砂层。剖面的底部出露总厚约3米的冲积次生黄土。该套黄土可以分为上下两层,上层垂直节理较为发育,其中夹有砂砾石透镜体,下层黄土可以看到水平层理; 此外,在这两层黄土之间,找到了一大块动物骨骼化石。我们认为这套黄土的年代为晚更新世。剖面底部黄土与中部湖相层之间为一层厚约20厘米的,较为纯净的橘红色细砂、粉细砂层。

图5 庙子沟下游沟谷剖面
  1.现代耕土层 2.全新世冲积次生黄土 3.灰黑色粉砂土 4.湖相粘土质粉砂层 5.湖滨砂层 6.晚更新世冲积次生黄土 7.砂砾石透镜体 8.动物骨骼化石 9.具有水平层理的冲积次生黄土


  1.4 大河湾剖面
  剖面位于大河湾村北冲沟的一个支沟内,图1中的D点。剖面全长3.6米,顶部标高1300米,自上而下间隔10厘米连续采样,编号依次为H1 ~H36。剖面地层层序如下:

图6 大河湾附近冲沟地层剖面


  (6)粉砂夹少许粉细砂,H2中还含有少量小砾石,粒度由上至下变细,颜色由灰棕色过渡到黄红色。厚度如图6所示,下同。
  (5)灰黄色粉砂、粉细砂夹团块状黄红色粉砂,质地疏松,至底部颜色变暗,含较多的云母碎屑。H15表现出较多的过渡特征,黏土成分较多。
  (4)灰白色湖相黏土层,垂直裂隙发育; 水平裂隙较短,但也很发育,表层风化剧烈,极其破碎。整个湖相层均含有红黄色锈斑,新鲜面颜色发黑。该层中H16的14C的年代为5640±160aBP,H21的14C年代为10330±110aBP。
  (3) 黄红色细砂,极为疏松。
  (2)致密坚硬 (部分胶结) 的灰黑色中细砂层。
  (1) 灰黄色黏土质粉砂层,部分夹有锈斑,未见底。
  剖面中的年代数据表明1 ~3层为晚更新世沉积,野外的剖面对比发现第1层中夹有锈斑的灰黄色黏土质粉砂层应该属于湖相地层,这一点不同于上述其他剖面中的晚更新世沉积。同时,该地区由于地势较低,湖相地层的发育除了有一些亚相的变化,表现出连续的特点。从晚更新世末期即冰消期之后的湖进至此开始,到全新世中期,该地区一直是湖泊的控制范围。但是在距今5000年左右湖退发生之后,黄旗海再也没有达到这个高度。
  1.5 大坝沟横剖面
  大坝沟、大西沟和徐武家等几处均属于庙子沟文化的遗址,皆分布于图1中的E点附近。大坝沟的发育对这些遗址的原始居民的生产和生活有重要影响。从图7可以看到,基岩丘陵的顶部仍残存有上新世红土,表明了这些基岩丘陵顶面古夷平面的性质。部分基岩表面覆盖有数米厚的黄土,构成了该地原始居民生活的物质基础。冲沟内发育有三级阶地,其中T3属于晚更新世,其余两级为全新世阶地。由于该地海拔较高,远远超出了湖泊直接影响的范围,风力过程、坡面过程和沟谷河流过程是影响地貌发育的主要因素。但大坝沟全新世形成的两级阶地基本上可以与庙子沟进行对比,组成阶地的物质均具有典型的二元结构。

图7 大坝沟沟谷横剖面示意图
  1.基岩 2.晚更新世黄土 3.砂砾石层 4.冲积砂层
  5.全新世冲积次生黄土 6.上新世红土


  综上所述,我们可以对黄旗海地区晚更新世以来的地层发育状况进行大体的概括。晚更新世时期黄旗海大幅后退,除了残存的湖泊地区之处,大部分地区的地层以黄土状土为主。晚更新世末期开始的湖进在湖盆的大部分地区 (海拔高度1360米以下) 沉积了一套湖相地层,但由于湖泊进退有多次反复,海拔较低的地区湖相地层就较为连续,而高处的湖相地层中往往夹有河流相的砂砾石透镜体。距今5000年左右,黄旗海从海拔1300米以上的地区退出之后,又堆积了一套黄土或黄土状土。
  2.大河湾剖面和大坝沟遗址的古环境分析结果
  我们对大河湾剖面的9个样品 (H13 ~H21) 进行了孢粉分析和黏土矿物分析,对属于庙子沟文化的大坝沟遗址的3个文化层样品 (DBG1、DBG2、DBG5)进行了孢粉分析。
  2.1 大河湾剖面的孢粉分析结果
  该剖面的9份样品均获得有统计意义的孢粉组合。其中乔木花粉有松 (Pinus)、桦(Betula)、冷杉 (Abies )、云杉 (Picea)、椴 (Tilia )、榆 (Ulmus )、栎 (Qu e r c u s )、柳(Salix)、胡桃 (Juglans)、桤木 (Alnus) 等; 灌木和草本花粉有蒿 (Artemisia)、麻黄(Ephedra)、藜科 (Chenopodiaceae)、菊科 (Compositae)、榛 (Corylus)、香蒲 (Typha)、泽泻(Alisma)、禾本科 (Gramineae)、莎草科 (Cyperaceae)、十字花科 (Cruciferae)、蔷薇科 (Ro-saceae)、毛莨科 (Ranunculaceae)、茜草科 (Rubiaceae) 等; 孢子有盘星藻 (Pediastrum)、水龙骨科 (Polypodiaceae)、双星藻 (Zygnema)等;蕨类孢子有蕨 (Pteridium)、凤尾蕨 (Pter-is) 等。剖面的孢粉图谱如图8所示,孢粉谱主要组分数据如表1所示。

图8 大河湾剖面孢粉谱

表1 大河湾孢粉谱主要组分数据表


  大河湾剖面的孢粉组合具有如下的特征,即以草本、灌木花粉和乔木花粉为主,蕨类孢子和藻类含量较低。沿剖面由下往上草本、灌木含量减少,而乔木花粉和蕨类孢子含量增加。在草本、灌木花粉类型中,旱生植物蒿、藜科、麻黄三者所占比例达一半以上,而其中蒿的含量明显高于藜科和麻黄。蒿花粉沿剖面由下往上降低的趋势十分明显,部分样品中麻黄含量超过蒿,但藜科花粉的含量从未形成优势。乔木花粉中针叶树花粉和落叶阔叶树花树含量沿剖面由下往上交替显现优势。针叶树花粉大多为松,最常见的落叶阔叶树花粉是桦、榆、椴、栎、柳。蕨类孢子中含量最高的是水龙骨科,剖面中的H13和H14样品种的蕨类孢子含量明显高于其他样品。藻类中绝大多数是盘星藻,但其含量一般不足5%,但在H18和H16样品中盘星藻含量较高,达到10%。
  根据大河湾剖面孢粉谱组分,可分出三个孢粉组合带:
  第一孢粉组合带为: 蒿—松孢粉组合带 (H17~H21)。草本、灌木花粉含量占优势,其中蒿花粉含量可高达53.8%; 乔木花粉次之,其中落叶阔叶树花粉稍多。
  第二孢粉组合带为: 桦—十字花科孢粉组合带 (H16)。组合中虽然仍以草本、灌木花,粉为最多,但乔木花粉含量上升至43.5%。与前一组合相比最显著的特征是蒿花粉含量的大幅度下降,仅为7.6%。旱生草本、灌木蒿、藜科、麻黄只占草本、灌木花粉的三分之一。乔木花粉以落叶阔叶树花粉为主,其中大多为桦,含少量的榆、椴、栎。
  第三孢粉组合带为: 松—水龙骨科孢粉组合带 (H13~H15)。乔木花粉上升成为主要组分,其中松花粉的含量明显增加,达36.0%,冷杉和云杉只是零星出现; 落叶阔叶树花粉中,桦、榆、栎较高,另有少量的胡桃和柳。次要组分草本、灌木花粉中蒿含量虽较高,但麻黄的含量也很显著,在H15样品中可达13.1%。该组合最为主要的特征是蕨类孢子含量较高,达33.3%,绝大多数是水龙骨科。
  大河湾剖面的蒿—松孢粉组合带 (H17~H21) 表明,当时植被地优势组分是以蒿为主的草本植物,所反映的植被类型是温带半干旱草原—森林草原。我国北方半干旱、干旱区现代表土花粉分析结果表明,温带半干旱草原是以草本植物花粉中蒿占优势为标志。桦—十字花科孢粉组合带 (H16) 的出现暗示了草原化程度的降低,植被向森林草原转变。乔木,尤其是落叶阔叶乔木的增多说明了干旱气候的缓解,草本、灌木花粉中蒿含量的降低和十字花科、禾本科含量的增加也是干旱程度下降的证据之一。松—水龙骨科孢粉组合带 (H13 ~H15) 中草本、灌木含量少于乔木花粉至少有部分原因是沉积环境的改变。沉积物的相变使孢粉的传播介质、动力和孢粉源地随之发生改变,所以沉积物中蕨类孢子含量显著增加,而植被类型可能并没有太大的改观。但乔木花粉中针叶树含量的增加,是气候变凉的反映。麻黄的大量出现,甚至超过了蒿的含量,表明距今四五千年的气候进入了全新世以来最为干旱的时期。
  由此可见,大河湾剖面的孢粉序列,反映了当地植被由半干旱草原—森林草原到森林草原再到半干旱草原—森林草原,气候由干冷到较暖湿再到干暖的转变。但在这一过程中,存在着短周期的较小幅度的波动,表现为沿剖面针叶树花粉与阔叶树花粉相对含量出现的交替变化。
  2.2 大坝沟遗址孢粉分析
  大坝沟遗址的3份样品只有DBG1和DBG2样品中具有符合统计意义的孢粉组合。其中乔木花粉有松 (Pinus)、桦 (Betula)、榆 (Ulmus)、栎 (Quercus)、柳 (Salix) 等; 灌木和草本花粉有蒿 (Artemisia)、麻黄 (Ephedra)、藜科 (Chenpodiaceae)、菊科 (Compositae)、香蒲 (Typha)、禾本科 (Gramineae)、十字花科 (Cruciferae)、蔷薇科 (Rosaceae) 等; 孢子有水龙骨科 (Polypodiaceae)、双星藻 (Zygnema)等。大坝沟遗址2个样品的孢粉图式如图9。
  大坝沟遗址中的两份样品具有相同的孢粉组合特征,即以草本、灌木花粉占优势,其含量均在80%以上; 乔木花粉含量仅在10%左右,蕨类、藻类孢子含量甚微,不足3%。草本、灌木花粉中旱生植物花粉占80%以上,其中大多为蒿花粉,含量为48.7%和50%; 其次较显著的是藜科花粉,最高达17.9%; 麻黄花粉含量很低,仅为1.9%和3.8%。除此外的其它草本灌木花粉的含量均不高。该孢粉组合中的乔木花粉中桦的含量较高,为4.4%和8.3%。蕨类和藻类孢子只零星出现水龙骨科和双星藻。该孢粉组合指示了典型的温带半干旱草原植被。

图9 大坝沟遗址孢粉图式
  孢粉类型: 1.双星藻 2.水龙骨科 3 .麻黄 4.蒿 5.藜科 6.菊科
  7.香蒲 8.禾本科 9.十字花科 10.蔷薇科 11.松
  12.桦 13.榆 14.栎 15.栗 16.柳


  大坝沟遗址的年代为距今5800~5000年左右,遗址的孢粉组合特征同大河湾剖面 (对应为H16)存在较大的矛盾,这可能是由以下原因引起的: 一是由于所在地貌部位的不同所导致的孢粉源的差异; 二是遗址周围可能在一定程度上受到了人类活动的影响。可以认为大河湾剖面更能反映出环境变化本身的特征,而大坝沟遗址的孢粉组合则展示了自然植被在定居农业影响下所发生的变化。
  2.3 大河湾剖面的黏土矿物分析
  现代黏土矿物的分布具有明显的地带性,在指示地带性的标志矿物中大多为黏土矿物。在中国亚热带的湿热地区,黏土矿物以高岭石为主; 在中纬度地带的干旱半干旱地区,黏土矿物以伊利石和蒙脱石为主; 在高寒地区黏土矿物则以伊利石和绿泥石为主。黏土矿物地带性的分布规律表明不同黏土矿物的含量变化不仅与母岩成分有关,也与气候及其变化有密切关系。关于黏土矿物含量和气候的关系,前人曾经有过一些研究 (熊毅等,1964)。一般认为,高岭石与湿热环境有关,蒙托石与温暖半湿润环境有关,而伊利石则反映干冷的气候,尤其与干旱环境有关。在华北,黏土矿物中蒙托石和高岭石含量增加,代表气候向暖湿方向发展,而伊利石含量增加,则代表气候向干燥方向发展。
  因此,我们对大河湾剖面沉积样品中的粘土矿物进行了X衍射半定量分析。四种黏土矿物绿泥石、高岭石、蒙脱石和伊利石含量随剖面的垂向变化如图10所示。该剖面中伊利石和蒙脱石为黏土矿物的主要组分,二者总含量超过90%; 伊利石含量在48.7 ~64.3%之间,而蒙脱石含量在29.4~44.9%之间,伊利石在整个剖面中都为最主要的成为。绿泥石和高岭石的含量都较低,难以确定其变化所反映的问题。此外,伊利石和蒙脱石呈显著的互为消长的关系,根据蒙脱石和伊利石这种关系的变化,可将该剖面划分为三个阶段:

图10 大河湾剖面中黏土矿物含量的垂向变化


  Ⅰ段: 样品编号为H21 ~H19。该段的主要特征为从早到晚,伊利石含量逐渐降低,蒙脱石含量逐渐增加,指示气候向暖湿的方向变化。
  Ⅱ段: 样品标号为H18~H15。该段中,蒙脱石和伊利石含量相对稳定,但蒙脱石含量维持在该剖面中较高的水平上。该段是黏土矿物所表明的气候最好的时期。
  Ⅲ段: 样品标号为H14~H13。该段伊利石含量迅速增加,表明气候明显变干。
  2.4 黄旗海地区早中全新世古环境的综合分析
  从晚更新世末期到全新世早期,黄旗海达到了晚更新世末期以来湖进的最大高度,整个胡盆的地层以湖相沉积为主。黏土矿物伊利石含量较多,蒙脱石含量较低,草本、灌木花粉占优势,应该代表较冷的环境。然而,气候的发展方向却明显地向暖湿转变,表现为蒙脱石含量逐渐增加,从29.4%~33.1%,再到39.3%,直到44.9%; 草本、灌木孢粉含量逐渐降低,从73.1%下降到 58.7%。
  中全新世前期,约距今8000~5000年前,湖泊在现代海拔1300~1330米之间波动。孢粉分析与黏土矿物分析共同表明这段时期是全新世最为暖湿的时期。蒙脱石含量持续维持在较高的水平上,而以落叶阔叶花粉为主的乔木花粉含量大幅上升。该段末期的气候有变干凉化的趋势,表现为孢粉谱中H16之后的样品所反映的植被面貌有很大的改观。
  中全新世后期,约距今5000~3000年前,湖泊水位退至海拔1300米之下。黏土矿物中蒙脱石含量陡降;孢粉中乔木花粉上升为主要组分,松花粉的含量显著增加,草本、灌木花粉中麻黄的含量达到剖面中的最高值。这表明气候明显趋于干旱。

三、庙子沟文化时期人地关系


  庙子沟遗址的年代在距今5500~5000年之间 (魏坚,1991),属于仰韶文化后期较晚的聚落遗址 (严文明,1991a)。从前面的分析可知,此时黄旗海已经大幅后退,孢粉分析的结果反映气候也有变干的趋势,气候最适宜于古文化发展的时期早于庙子沟文化几百年至上千年。对于这种情况,我们认为在人地关系上可能有两个方面的原因。首先,人类数量的增加和土地利用的矛盾所导致的文化扩张具有阶段性的特点。众所周知,从距今7000年的时候起,内蒙古中南部地区就已经有了比较发达的原始农业文化,但这些文化同山西、陕西及河北等地的仰韶文化关系密切 (严文明,1991b)。尽管造成仰韶文化大规模扩张的原因还没有定论,但是从仰韶文化晚期一些具有防御功能的城址的出现,我们不难看出在当时的生产力条件下,定居农业的发展所带来的人口激增对人与自然生态环境的平衡,必定造成了相当的压力,这种人与自然的矛盾必定随着文化的不断扩张而转变为文化之间的矛盾。全新世大暖期为仰韶文化的发展和扩张提供了环境的条件。在距今7000~5000年之间,中国北方的气候尽管存在一些波动 (施雅风等,1992),但仍为全新世最适宜人类生存的气候阶段。以原始农业为主要生产方式的仰韶文化居民得以沿着河流的谷地向北殖民,并占据了内蒙古中南部的大部分地区。对于黄旗海地区而言,基本上没有比庙子沟文化更早的新石器文化; 而在其西南部的凉城岱海地区,属于仰韶时代早期遗存的红台坡下遗址已经深受冀西北地区后岗一期文化的影响。在甘青地区,仰韶文化也有一个从东到西逐渐推进的过程。所以,我们认为,这种文化的扩展必然有一个由这种文化的核心逐步波及到其边缘地带的过程。黄旗海地区相对于岱海地区除了距离仰韶文化的中心地带较远之外,还有一个不利的因素就是黄旗海盆地北部平坦开阔,而岱海盆地北部的蛮汉山地则有利于形成一种较为适宜于人类生存的、局部的小气候环境。另外一个重要的原因是黄旗海湖泊本身的演化对人类发展所造成的影响。我们倾向于早期湖岸线过高,造成河谷的淤积,这样无论是在河流阶地还是湖积平原,原始居民都没有太多的土地可以使用。在距今8000~5000年间,黄旗海基本上在现代海拔1300~1330米左右波动 (位置如图1),只是在晚期才开始不可逆转地后退。而此时,大坝沟和庙子沟两处遗址点相继出现。
  庙子沟文化时期的气候尽管稍差于前,但是仍足以维持原始农业的发展。仰韶文化晚期气候的干凉化趋势及农业的继续发展在其他一些地区也已经得到证实 (莫多闻等,1996; 施少华,1992)。庙子沟的原始居民在从事原始的农业生产之外,经济类型之中还包含有大量的畜牧业和渔猎因素。根据大坝沟遗址所处的海拔高度,以及我们对庙子沟一带黄旗海古湖岸线的复原,当时人们的生产生活应该主要依靠沟谷或沟谷入湖处形成的水湾,而并非湖泊本身。
  经济方式的多样化与该地区所处的地理位置相吻合。黄旗海地区在庙子沟文化时期属于农业生产区的北部边缘地带,这就意味着一方面这种农业是文化传播的结果,而内蒙古中南部地区的土著文化是另外一种经济类型,也就是说,庙子沟文化是一种包含了其他文化及其生产方式和本地文化及其生产方式的一种新型的混合文化; 另一方面农业生产要求一定的气候条件,该地区边缘地带的性质决定了生产方式必然对气候变化极其敏感。这样的地理环境也使得以后该地区生产方式的转变成为一种自然而然的过程。对庙子沟组及其他八组颅骨的人类学特征对比分析 (朱泓,1994)表明,在乌兰察布地区的青铜时代一早期铁器时代,与庙子沟组最为接近的是毛庆沟饮牛沟A组,而该组所代表的居民在文化特征上正是典型的草原游牧文化。黄旗海地区所在的内蒙古中南部在仰韶文化阶段之后,龙山时代的文化亦同样发达; 而在辽西地区,继红山文化之后的小河沿文化却并非如此。这种现象从某种意义上说,似乎反映了生产方式对气候变化敏感的地区能更好的适应环境的变化。

莫多闻 王 辉 杨晓燕
  北京大学环境学院


  参考文献:
  1.莫多闻,李非,李水城等,甘肃葫芦河流域中全新世环境演化及其对人类活动影响的初步研究,地理学报,1996,51 (1): 59~69.
  2.施少华,中国全新世高温期环境与新石器时代古文化的发展,见: 施雅风主编,中国全新世大暖期气候与环境,北京: 海洋出版社,1992: 185~191.
  3.施雅风,孔昭宸,王苏民等,中国全新世大暖期气候与环境的基本特征,见: 施雅风主编: 中国全新世大暖期气候与环境,北京: 海洋出版社,1992: 1~18.
  4.石蕴琮,石应蕙,白征夫等编著,内蒙古自治区地理,呼和浩特: 内蒙古人民出版社,1989: 139~140.
  5.石蕴琮,石应蕙,白征夫等编著,内蒙古自治区地理,呼和浩特: 内蒙古人民出版社,1989: 45~49.
  6.王涛,内蒙古黄旗海湖盆区全新世以来环境演变规律研究,见: 周廷儒,张兰生等著,中国北方农牧交错带全新世环境演变及预测,北京: 地质出版社,1991: 128~139.
  7.王文辉主编,内蒙古气候,北京: 气象出版社,1990: 192.
  8.魏坚,庙子沟与大坝沟有关问题试析,见: 内蒙古文物考古研究所编,内蒙古中南部原始文化研究文集,北京: 海洋出版社,1991: 113~118.
  9.熊毅,许冀泉,中国土壤粘土矿物分布规律,土壤学报,1964,12 (3): 266~274.
  10.严文明,内蒙古史前考古的新阶段,见: 内蒙古文物考古研究所编,内蒙古中南部原始文化研究文集,北京: 海洋出版社,1991b: 13~16.
  11.严文明,内蒙古中南部原始文化的有关问题,见: 内蒙古文物考古研究所编,内蒙古中南部原始文化研究文集,北京,海洋出版社,1991a: 3~12.
  12.张兰生,史培军,侯乐锋等,中国北方季风尾闾区全新世不同时期降水变化及其区域分异规律的研究,见: 张兰生主编,中国生存环境历史演变规律研究 (一),北京,海洋出版社,1993: 147~153.
  13.朱泓,内蒙古察右前旗庙子沟新石器时代颅骨的人类学特征,人类学学报,1994,13 (2): 126~133.

  注释:
  ① 本文所采用的14C年代已经过数轮校正。