渭河流域全新世果树的利用和栽培及其环境适应研究

Global change has become an increasingly out-standing problem and is currently one of the most urgent challenges for human sustainable development. It has great significance to estimate the effection of climatic change and to explore early human activities and adaptation. To select the critical area and important episode in the Holocene which integrate with modern age and contain the similar features of climate change in future and carry out agricultural activities surrogate records research, became breakthrough of revealing features and adaptation of early agricultural activities. Using of fruit always accompany with the development of the human society, which supplied important cases for ancestors’ adaptation of climatic change successfully. The Weihe River valley has flourishing Neolithic farming culture and plenty of relics and sites, which make this district to be an ideal place for realizing our scientific goals as follow: (1) to reconstruct the paleoenvrionmental and climatic variation during the Holocene based on fossil charcoal records. (2) find out the type of fruit used by people during the Holocene, and explore the time when people started to caltivate fruit trees in the Weihe River velley. (3) to investigate the effect of Holocene climate variability especially abrupt climate change events impact on early fruit use and cultivation in the Weihe River, and to reveal the ancestors’ adaptation strategies about the climate change. Finally, scientific basis will be provided for the prediction and assessment of human adaptation under the background of climatic change in the future.

全球变化与可持续发展是当前人类社会面临的两大重要挑战。准确评估未来气候变化影响以及人类适应意义重大。从关键区域入手，选择地质历史时期的“气候相似型”时段开展早期人类活动及适应研究成为重要的突破口。果树的利用贯穿了整个人类社会的发展，它的利用和栽培提供了先民适应气候环境变化的重要例证。渭河流域全新世农业文化持续而繁荣、考古遗存丰富，是早期果树利用和栽培研究的理想地区。本课题拟选取渭河流域全新世不同时段具代表性的考古文化遗址，通过植物指标记录（木炭、种子、果实等）研究，结合高精度AMS14C测年，辅以考古和文献资料，重建全新世不同时期先民对果树利用的种类和方式，探讨果树栽培的可能时间及发展过程；在高分辨率植被演替和气候变化研究的基础上，揭示气候变化特别是气候突变事件对早期果树利用和栽培的影响，为评估未来气候变化背景下人类适应策略提供科学依据。

本项目基于渭河流域全新世考古文化遗址中的木炭记录，对研究区古植被、古气候、早期人类活动进行研究，明确研究区出现的果树类型及其变化特征，探讨了人类活动对环境的影响与适应。同时，本研究在木炭代表性方面取得得了一些新认识，并尝试了古气候定量研究的新途径，以提高未来古植被重建的精准度，为古气候定量研究提供新思路。主要研究成果概括如下：.1.考古遗址中不同种属木炭的代表性不同，北方考古遗址常见种属中，栎属和榆属可能存在超代表性；松属、柳属、杨属、槭属可能表现出低代表性；桦木属则代表性适中。.2.通过碳化实验探讨木炭δ13C的分馏机制，对比木炭δ13C属间和种间的差异，揭示木炭的δ13C与气候变量间的关系，建立气候模型。结果表明，木炭不同属间δ13C具有显著差异而种间差异不显著；木炭δ13C值与年均降雨量和年均蒸发量呈显著相关，未来可通过测定古木炭的δ13C值恢复研究区的古降水及古蒸发量。.3.通过选取渭河流域不同时期遗址中的木炭进行AMS14C测年，建立研究区气候植被演变历史的高精度年代框架。.4.通过分析渭河流域不同时期遗址灰坑中的木炭组合，结果显示不同时间段亚热带种属所占比例不同，在6800-5000年前的仰韶文化时期亚热带种属含量最高，而该时期也是植物多样性最高的时期。之后随着气候的凉干化植物多样性有所减少。.5.渭河流域木炭组合中出现了一些常见的果树类型，包括枣属、柿属、李属、板栗属、梨属和桑树属。这些果树种属的出现一方面代表了先民的一种食物来源；另一方面也可能反映了先民对果树早期的管理。根据历史文献资料、考古记录和果树基因成果，渭河流域可能是柿树属、板栗属、梨属、桑树属的栽培起源中心之一。.6.通过对研究区房址中木炭的分析发现栎属是先民用来建造房屋的主要材料。研究区遗址点在仰韶期增多后，导致先民活动的强度和范围扩大，导致栎属植物在研究区迅速减少直至消失。表明全新世期间，人类活动对环境的影响已经凸显，并随着人类活动强度和范围的增加，造成了早期植被的退化。