2003年ICSU和UNESCO已將“全新世快速自然變化和環境災變與人類的響應”作為最新研究計劃[1-2]。研究表明,全新世環境的快速變化,不僅有自然環境演變,還有人類活動的交叉影響,如何研究自然和人文復合影響是一個復雜并有一定難度的科學問題。解決這個問題的理想途徑是:將典型的遺址地層與自然連續沉積地層作結合研究,而這正是我們過去的薄弱環節。近年筆者在參加四川省文物考古所主持的三峽庫區搶救性考古發掘中,發現忠縣中壩等遺址已具備了全新世人地關系高分辨率研究的理想素材。本文即是對國家自然科學基金重點項目長江三峽庫區全新世環境考古研究的工作總結。

1研究區概況

此項研究主要集中在對重慶市忠縣中壩遺址、豐都縣玉溪遺址、巫山縣張家灣遺址和雙堰塘遺址以及神農架大九湖泥炭地層的環境考古研究。中壩遺址位于重慶市忠縣縣城以北4•5km的洽甘井河左岸沖積扇上,遺址東西長約350m,南北寬約140m,總面積約49000m2。由于河水對沖積扇右緣的常年沖刷,該遺址主體部分已成河床左側一座面積約7000m2的孤島,故稱“中壩”,遺址由此得名。該遺址由于具有從新石器時代→夏商周→春秋戰國→漢代→六朝→唐宋明清→近現代長達5ka的完整無缺的考古文化層[3],又因出土器物多達20萬件并發現數量極多的動物骨骼(在200多個探方中,僅在一個探方就發現20多萬件含哺乳類、鳥類、魚類、兩棲類和爬行類至少42個以上屬的動物骨骼等,故該遺址被評為1999年全國十大考古發現之一)。玉溪遺址位于豐都縣高家鎮金剛村長江右岸一級階地上,海拔153~175m,面積80000m2,遺址北隔玉溪河與玉溪坪新石器時代遺址相望,南依信號臺與石地壩商周遺址相臨,遺址中心地理坐標為30°02′14″N,107°51′38″E。該遺址于1992年三峽庫區文物調查時發現,1997年重慶直轄市成立以后,重慶市文物考古所曾于1998—2004年對玉溪遺址進行了較大規模的發掘,基本弄清了玉溪遺址文化內涵及分布情況。研究發現,該遺址地層具有從新石器時代玉溪下層文化早期→玉溪下層文化中期→玉溪下層文化晚期→玉溪上層文化早期→玉溪坪文化→唐宋→明清至近代長達數千年的自然和人類文化堆積,并具有蘊含眾多古洪水事件的自然淤積層。大九湖位于神農架西端海拔1760m的山間盆地,面積約16km2,年平均溫度7•2℃,夏季最高溫17•1℃,冬季最低溫度2•4℃,年降水量1500mm左右,分布有成層的沼澤,并普遍埋藏泥炭,泥炭中富含孢粉化石,記錄了該區域環境演變的信息。李文漪等[4]、劉光?[5]、劉會平等[6]和何報寅等[7]曾對大九湖地層做過較詳細的孢粉研究,獲得了大量該地區全新世以來孢粉和植被序列與氣候波動變化的信息,表明這一地區是研究全新世自然環境和古氣候演變的重要地點。本項研究獲得的發現主要集中在以下4方面:遺址時空分布學研究、典型遺址考古地層學研究、自然沉積地層環境演變記錄與典型遺址地層古洪水事件對比研究和方法學研究方面。

2研究獲得的主要發現

2•1遺址時空分布學的研究

采用GIS空間分析方法,對重慶庫區舊石器時代至唐宋時期考古遺址時空分布特征從遺址的時間分布、平面空間分布和垂直空間分布3個方面進行了分析。采用神農架大九湖舊石器時代以來連續沉積泥炭地層的孢粉記錄,并結合前人對歷史時期自然環境演變研究,對本區舊石器時代至唐宋時期自然環境背景進行了重建。通過考古遺址時空分布與自然環境的對比,對本區新石器時代至唐宋時期考古遺址分布的時空變化與自然環境演變、自然環境災變的關系進行了探討。研究表明,重慶庫區舊石器時代至唐宋時期677處遺址時空分布的總趨勢是從西往東、從高往低逐漸增加的。遺址多沿江河分布,且在河流交匯的區域呈聚集狀態。史前的舊石器時代和新石器時代遺址分布高度明顯高于歷史時期。分析認為:(1)各時代人類都需要選擇既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1~2級階地為生存地點。全新世以來,受區域構造抬升作用,河流相對下切,時代較早的史前遺址往往被置于較高的海拔位置。(2)重慶庫區地形起伏較大,在受河流側旁侵蝕與堆積形成的寬谷和階地才有更多適于古人生存的空間,故遺址多沿江河分布。(3)本區早期經濟以漁獵和農業為主,但在山地地區陡峭的地形限制了耕作業發展,而在河流交匯處地勢平坦,土地肥沃,魚類資源豐富,因而成為人們較為理想的耕作和漁獵場所。(4)本地區人類遺址時空分布變化受氣候條件影響較大[8]。根據對長江三峽地區考古的研究成果,在分析該地史前遺址分布情況的基礎上得出結論:三峽地區獨特的自然地理條件及其變遷,使得當地各個時期的人類主要是沿著沿河兩岸優越的環境中生存和發展,環境的變遷對生存地點的選擇產生著重要的影響。遺址數量的增加反映著自然環境的適宜,而遺址數量的減少正是洪水等自然災害影響的結果[9]。湖北舊石器時代至戰國時期1362處遺址時空分布的總趨勢是從西往東、從高往低逐漸增加的。舊石器時代海拔50~500m的遺址數占當時遺址總數的78%,而新石器時代至戰國時代71%~95%的遺址分布于0~200m的海拔區。該區遺址時空分布變化主要受兩方面影響:一是各時代人類都需要選擇既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1~2級階地為生存地點。而全新世以來受區域構造抬升影響,河流下切會形成新河谷,且構造運動穩定期河流側旁侵蝕與堆積也導致大量新階地在低海拔區增多。因此,人類為適應河流階地位置變化的遷徙,導致該省中東部低地區遺址逐漸增多。二是該區人類遺址時空分布變化還受氣候條件影響。舊石器文化遺址主要分布在十堰東北部漢水流域以及荊州西南和荊門以東,從河流地貌發育角度看,該時期遺址分布在較高位置與此時期河流主要分布在較高地勢區有關。城背溪文化時期原有的舊石器遺址分布區此時的遺址分布寥寥無幾,相反,在西南部宜昌附近的長江沿岸卻明顯增多,并成為該時期一個重要的分布區。大九湖孢粉譜的特征表明,城背溪文化期遺址數只有23處可能與當時處于全新世濕熱期降水量較大以及洪水較多有關。大溪文化、屈家嶺文化和石家河文化對應于大九湖孢粉帶Ⅳ的中上部,這一階段總體上氣候適宜,是有利于農業文明發展的全新世暖濕期,在湖北中東部地區各時代遺址數遞增顯著,但屈家嶺文化時期,原先分布在長江三峽地區的34處大溪文化遺址有32處消失,而在襄樊—荊門—孝感一線以北的較高地勢區卻猛然增長了近90處,此種變化可能與當時水域范圍擴大有關。楚文化時期對應于大九湖孢粉帶V,處于全新世溫干氣候階段,但當時的溫濕條件仍有利于農業耕種,故該時期遺址數驟增至593處。湖北東南部海拔0~50m的湖群區因地勢低洼,洪澇嚴重,所以成為歷代遺址分布最少的地區之一[10]。