《Quaternary International》:Non-pollen palynomorphs (NPPs) and their role in reconstructing the paleoclimate of the Seki-Eceler H?yük during the Holocene in southwestern Türkiye
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摘要本研究通过对长4.7米的JARK014-4沉积岩芯中的非花粉孢子植物形态体(NPP)组合进行分析,重建了土耳其西南部塞基-埃切勒土丘(Seki-Eceler H?yük)全新世以来的古环境变化。在全新世早期,与淡水环境相关的NPP(包括狐藻属(Azolla)、螺旋藻属(S
摘要
本研究通过对长4.7米的JARK014-4沉积岩芯中的非花粉孢子植物形态体(NPP)组合进行分析,重建了土耳其西南部塞基-埃切勒土丘(Seki-Eceler H?yük)全新世以来的古环境变化。在全新世早期,与淡水环境相关的NPP(包括狐藻属(Azolla)、螺旋藻属(Spirogyra)和栅藻属(Zygnema))的丰富度表明当时存在大面积的水域和湿地生境。此外,丛枝菌根真菌球囊霉属(Glomus)的变化反映了陆源和流域输入的变化。在距今8200至7700年间,水域相关NPP的减少以及球囊霉属和硬皮马勃属(Scleroderma)的增加,与8.2千年前气候事件所关联的淡水供应减少和流域扰动加剧相一致。然而,水文控制的潜在影响也不能排除。在全新世中期,孢霉属(Sporormiella)型指示了食草动物的存在以及可能的放牧活动。此外,鞘霉属(Thecaphora)和黑粉菌属(Tilletia)的出现暗示了草本植物扰动的增加及可能的农业活动。全新世晚期以淡水相关NPP的减少和陆生真菌指标的增多为特征,表明在气候水文变率与人类活动压力的交互作用下,流域扰动程度有所加剧。本研究将大量未定形的形态体编目为EIES-015至EIES-165。尽管这些形态体因缺乏明确的分类学归属而作为EIES系列中未来NPP研究的形态学参考被记录在案,但它们并未被作为主要的古环境指示标使用。
引言
塞基-埃切勒土丘考古遗址位于土耳其西南部(图1),具有地中海气候和植被特征。该遗址在自然历史和人类历史方面长期受到忽视,导致相关的考古和地貌学调查较为稀少(Aksoy和K?se, 2005;Momigliano等, 2011)。从沿海地区到高山大陆区域的急剧地形过渡(Bakker等, 2012)形成了生物多样性极高的微环境,历史上吸引了众多文明在此地发展(Eastwood等, 1999;Médail和Quezél, 1999)。非花粉孢子植物形态体(NPP)能够通过对水域环境、流域扰动、食草动物存在以及其他生态过程提供洞察,从而提升传统花粉记录重建的环境精度——而这些过程仅凭花粉数据往往难以辨识。NPP在考古学、地质学和古气候学中均有应用(Limaye等, 2007)。花粉主要反映植被组成及其变化,而NPP组合则可提供额外的水文变率、侵蚀、水生生态系统动态以及放牧相关扰动的证据(Menozzi等, 2010)。然而,NPP对快速环境或地质扰动的响应通常是间接的,主要通过水文、侵蚀或沉积物输入的变化来实现。因此,NPP的解读应与独立的沉积学或地球化学证据相结合。NPP分析已成为孢粉学和多指标研究中成熟可靠的补充手段(Van Geel和Van der Hammen, 1978;Miola, 2012;Shumilovskikh等, 2021)。在考古和古生态研究中,嗜粪真菌孢子被广泛用于评估食草动物的存在及其通过放牧产生的压力。然而,这些指标无法区分家养和野生食草动物,因此最可靠的用法是结合花粉、考古及其他证据综合判读。更广泛地说,NPP组合已在多种沉积环境中成功应用于重建水文、生态和人类-环境相互作用的变迁(Mighall等, 2006;Limaye等, 2007;Tunno和Mensing, 2017)。NPP组合包含在孢粉学处理过程中回收的各类微观有机遗存,如真菌、藻类、蓝细菌、表壳阿米巴以及动植物残体等(Shumilovskikh等, 2021)。其组成受生态条件、沉积因素、埋藏学因素和实验室处理因素的影响,在赋予古环境意义时必须综合考虑这些因素(Limaye等, 2007;Medeanic和Silva, 2010;van Asperen等, 2021;Shumilovskikh等, 2021)。在本研究中,真菌和淡水藻类尤为有用,因为它们能够提供关于流域扰动、食草动物活动和水域环境的互补信息。例如,球囊霉属反映流域侵蚀和陆源输入,而栅藻属和螺旋藻属等淡水类群则提供了关于湿地生境的信息(Medeanic和Silva, 2010;Gelorini等, 2011)。然而,此类生态关联应在组合水平上进行解读,而非将单个类群视为某一环境驱动因素的确定性指标。尽管NPP分析的应用日益广泛,但土耳其境内的长期NPP记录仍然相对有限。基于NPP的古生态调查已在多个地点开展,包括马尼亚斯湖(Kutluk, 2019)、哈扎尔湖(Biltekin等, 2021;?ntürk和Kutluk, 2022)、埃莱阿湾(Seeliger等, 2017)、舒吕克湖(Biltekin等, 2025)和马尔马拉湖(Kolbüken等, 2025)。在这些针对具体遗址的研究之外,NPP-ID数据库也是识别和比较NPP分类学的宝贵资源(Shumilovskikh等, 2022)。其他微化石研究,包括表层沉积物中动力浮游孢囊分布的调查,也为区域古环境框架提供了补充(Gurdebeke等, 2018)。
尽管如此,来自土耳其西南部考古环境中的连续全新世NPP记录仍然十分稀少。因此,本研究的主要目标是分析JARK014-4岩芯中的NPP组合,以重建塞基-埃切勒地区全新世以来淡水供给、水域生境、流域扰动和陆源输入方面的变化。第二个目标是评估可能存在的人类-环境相互作用,包括食草动物的存在、放牧相关扰动和潜在的农业活动——在这些解释有独立花粉和考古证据支持的情况下。最后,本研究记录了大量EIES编码的形态体,区分了置信度高的已鉴定类群、仅有初步分类学归属的形态体以及目前尚未确定的形态体。后者主要作为形态学参考呈现,不作为独立的古环境指示标使用。
塞基-埃切勒土丘(36°48′52.1″N,29°38′13.1″E;见图1)是位于土耳其西南部塞基盆地的一处考古聚落,海拔约1100米。该遗址坐落于高海拔山间环境中,四周环绕着西陶鲁斯山脉。从地质上看,塞基盆地处于土耳其西南部广泛分布的构造地层复合体内(图2)。考古遗址位于蛇绿岩混杂岩体之上(Danelian等, 2006),而周边地形则包含属于利西亚逆冲岩片的岩层单元(Collins和Robertson, 1998;Danelian等, 2006;Al?i?ek等, 2015;Keserci等, 2023)。这些地质单元构成了周围的流域,通过侵蚀和河流过程,它们代表了可能向盆地内输送碎屑物质的来源。该地区具有地中海气候,冬季温和湿润,夏季炎热漫长(?zhatay等, 2013;Lionello等, 2022;Tüfekcio?lu和Tav?ano?lu, 2024)。然而,在这一相对高海拔处,环境条件还受到地形和地形抬升效应的强烈影响。地中海地区更广泛范围的水文气候变率与大气环流模式相关,包括北大西洋涛动(NAO)和地中海涛动(MO)(Cenk和Turgay, 2020;Criado-Aldeanueva和Soto-Navarro, 2020;Rowe等, 2020)。该遗址拥有悠久的历史,可追溯至晚新石器时代至早铜器时代(Aksoy和K?se, 2005;Momigliano等, 2011),这使其成为考古学、孢粉学和古生态学研究中最为宝贵的遗址之一。
各章节要点
岩芯采集、取样及沉积学研究
JARK14–04沉积岩芯取自土耳其西南部塞基-埃切勒土丘遗址附近的塞基溪流洪积平原,使用车载液压钻机获取。采集到了连续长4.7米的沉积序列。钻探地点经过与考古学家的协商确定,以确保位于受保护的考古区域之外,同时能够提供具有代表性的沉积记录,反映该地区环境条件。
年代学及岩性
基于年龄-深度模型,长4.7米的JARK014-4岩芯为塞基-埃切勒土丘地区提供了高分辨率的层序记录。岩芯最底部段位的年代约为距今12000年,对应新仙女木期。该层以棕色、黏质砂质粉砂为特征。从新仙女木期到全新世早期的过渡以该层在450厘米深度处的沉积为标志(图3)。岩芯层序随后继续向上发育为……
讨论
本研究首次基于NPP对塞基-埃切勒土丘过去12000年以来的古环境变化进行了详细重建。NPP组合的变化提供了水文条件、侵蚀、水域环境及人类活动变化的证据。然而,对于可能的火相关信号的解读保持谨慎态度,因为本研究未对独立的木炭火历史数据进行评估。
结论
对JARK014–4岩芯组合的分析提供了基于NPP的土耳其西南部塞基-埃切勒地区过去12000年环境变化的详细重建。在新仙女木期至全新世早期的过渡阶段,与淡水环境相关的NPP(包括狐藻属、螺旋藻属和栅藻属)的丰富度表明当时存在相对广阔的水域和湿地生境。然而,这些组合主要反映的是水文条件,不应……
作者贡献声明
Zahra Hashemi:论文写作—审阅与编辑、论文写作—初稿撰写、调查研究、形式分析、数据整理。Demet Biltekin:论文写作—审阅与编辑、可视化、验证、指导、方法论、形式分析、数据整理、概念构思。Alan M. Greaves:论文写作—审阅与编辑、资源提供、项目管理。Sena Ak?er-?n:论文写作—审阅与编辑、可视化、资源提供、形式分析、数据整理。Zeki Bora ?n:方法论、形式分析、数据……
利益冲突声明
本文所报告的结果和/或讨论不存在任何利益冲突。
致谢
Hashemi的研究由英国文化协会和土耳其科学与技术研究基金会(TüB?TAK)通过英国-土耳其研究环境联系项目(编号:871152135 TUR,联合资助人:Greaves和Ak?er-?n)、TüB?TAK项目资助(编号:118C329)以及TüB?TAK 1001资助计划(编号:123Y108)提供资金支持。我们特别感谢编辑Julie Loisel教授以及匿名审稿人提出的建设性和富有洞察力的意见,这些意见极大地提升了本文的质量和清晰度。
Zahra Hashemi | Demet Biltekin | Alan M. Greaves | Sena Ak?er-?n | Zeki Bora ?n | Memet Nam?k ?a?atay | ?mer Yetemen