黄河中游关中盆地仰韶文化庙底沟期人类对全新世中期水文气候不稳定性的适应

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Human adaptation to the mid-Holocene hydroclimatic instability during the Miaodigou phase of the Yangshao culture within the Guanzhong Basin, middle Yellow River

　　

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  在关中盆地杨官寨遗址识别出两组新的古洪水静水沉积物单元。
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  古洪水事件分别测年为约 5.0 ka 和 1.8–1.7 ka。
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  约 5.0 ka 的第一次古洪水事件属于 6.0–5.0 ka 气候事件时期。
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  遗址的古居民建造了水利设施用于防洪和蓄水。

引言

在全球气候变化的驱动下，极端水文事件的频率和强度显著上升 (IPCC, 2021)。洪水已成为全球变化和第四纪研究中的显著焦点。作为世界上最频繁且经济损失最严重的自然灾害之一，在过去三十年中，它造成了超过一万亿美元的直接经济损失，并夺去了超过 20 万人的生命 (刘等，2020, 杨等，2025, 程等，2025)。值得注意的是，仅 2021 年由极端降水引发的郑州洪水，就造成 380 人死亡或失踪，直接经济损失达 409 亿元人民币 (张等，2022)。然而，现有的洪水事件仪器观测和历史文献记录在时间覆盖面上有限，难以捕捉更长尺度上极端洪水事件的发生模式和演化特征 (Wilhelm et al., 2018)。相比之下，古洪水记录可以大幅扩展洪水记录的时间范围，为重建极端洪水的长期变率提供关键证据 (Kochel and Baker, 1982, Ely et al., 1993, Baker, 2008)。这些记录不仅是重建过去水文条件和环境演化的重要档案，对于探索气候变化背景下史前文明和人类 - 环境相互作用也具有重要意义 (DeMenocal, 2001, 张等，2024)。

黄河是世界上受灾最严重、最频繁受洪水灾害影响的河流之一 (陈等，2012, 胡等，2022)。随着年代学和沉积学方法的快速发展与应用，黄河盆地的古洪水研究在古洪水事件识别、水文重建、气候解释和驱动机制方面取得了实质性进展，产生了一系列重要发现 (查等，2009, 余等，2023, 高等，2025)。黄河盆地也是中国文明的摇篮之一，保留了从新石器时代早期到晚期的相对完整的文化演化序列 (孙等，2024)。随着近期考古发掘的进展，越来越多的研究者开始调查史前考古遗址演化与洪水事件之间的关系，以及气候异常对新石器时代文化转型的潜在影响 (吴等，2024, 徐等，2019, 张等，2021)。尽管黄河盆地的古洪水研究极大地增进了我们对全新世洪水变率的理解，但来自考古遗址的直接证据仍然有限。因此，极端洪水与文化阶段转换或遗址废弃事件之间的联系——以及由此延伸的关联的极端水文气候事件的人类适应——仍然约束不足。

泾河是黄河的二级支流。杨官寨遗址位于关中盆地泾河下游的一级阶地上。它是仰韶文化庙底沟期 (5.6–4.9 ka BP) 最具代表性的遗址之一，曾两次被选为中国“十大考古新发现” (阎等，2009, 时，2018)。该遗址特征包括一个环壕聚落和一个大型成人墓地，标志着中国考古学界几十年面临两个持久难题的突破：仰韶文化庙底沟期的聚落模式和墓地组织 (王等，2009, 王等，2018a)。这些发现凸显了遗址在区域史前考古中的重要地位。值得注意的是，以往的研究主要依赖传统考古方法——如地层叠压、考古特征和物质文化——来检查遗址的文化类型学和序列 (王，2021)。相比之下，Kielhofer 等 (2021) 整合了土壤发育证据与年代数据，从人地关系视角初步讨论了遗址居住区的人类 - 环境相互作用。此外，我们团队之前的研究识别了杨官寨遗址周围泾河的全新世古洪水静水沉积物 (SWD)，两次古洪水事件测年为 4.2–4.0 ka 和 3.2–2.8 ka (顾等，2012, 黄等，2012, 张等，2012a, 张等，2012b)。然而，遗址内古洪水事件的直接证据仍然有限。

在我们在杨官寨遗址墓区的野外工作中，我们在 YGZ-C 剖面中识别出两组古洪水静水沉积物 (SWD)。这些沉积物初步被解释为记录了两场极端全新世古洪水事件，为考察气候变化条件下史前人类 - 环境关系提供了潜在证据 (Butzer, 2012; Di Baldassarre et al., 2013)。然而，这些古洪水事件的发生模式、它们对墓地使用历史的潜在影响，以及它们与仰韶文化庙底沟期史前人类对水文压力的适应响应之间的关系尚不清楚。此外，尽管在遗址中识别出了大型壕沟和一个池塘，但它们与古洪水事件、景观不稳定性以及水资源管理实践的潜在联系也不清楚。

因此，本研究对 YGZ-C 剖面中的古洪水静水沉积单元进行了系统调查，整合了沉积学、年代学和考古学方法以及多指标分析。这里，我们旨在 (1) 使用粒度、磁化率、地球化学元素和微形态特征识别沉积单元；(2) 基于光释光 (OSL) 和加速器质谱 (AMS) ¹⁴C 测年技术建立年代框架，参考考古证据和地层对比；(3) 重建古洪水事件的气候条件，并评估仰韶文化庙底沟期杨官寨遗址居民在水文气候不稳定条件下对水文压力的响应和适应。这项调查有助于完善黄河中游的全新世古洪水记录，并为气候变化背景下史前人类 - 环境相互作用提供新视角。

章节摘要

地理背景

关中盆地 (34°00′–35°40′ N, 107°30′–110°30′ E; 海拔 325–800 m) 位于黄河中游 (图 1a 和 b)。它东西长约 360 公里，南北宽约 80 公里，总面积为 2 × 10⁴ 平方公里 (张等，2022, 王等，2025)。它是一个断陷盆地，由北秦岭断裂和鄂尔多斯盆地南缘断裂共同控制 (任等，2012)。泾河流经盆地

采样点

YGZ-C 剖面位于杨官寨遗址墓区，位于泾河的一级阶地 (T₁) 上 (34°28′23″ N, 109°01′24″ E; 海拔约 380 m)，被选为详细研究对象 (图 1b 和 c)。YGZ-C 剖面具有独特的土壤学和沉积学特征，从顶到底可细分为八个地层单元：现代土壤 (MS)、近期黄土 (L₀)、SWD2、次生古土壤 (S_p)、古土壤 (S₀₁)、SWD1、

方法

本研究的工作流程如下 (图 3)。通过综合野外调查和沉积学、年代学及考古证据分析建立了地层和年代框架。基于此框架，我们约束了古洪水事件的年代，重建了气候背景，并评估了古洪水事件对仰韶文化庙底沟期人类社会的影响。

粒度

粒度组成可以有效反映沉积物来源、搬运过程和沉积环境 (Lu 和 An, 1998, Vandenberghe, 2013)。YGZ-C 剖面的粒度变化见图 6。马兰黄土 (L₁) 含有相对较高的粗粉砂 (16–63 μm) 和砂 (>63 μm) 比例，平均含量分别为 40.33% 和 5.35%。这表明 L₁ 以粗粉砂为主，表明在

古洪水事件年代学

YGZ-C 剖面的年代框架是通过地层对比和光释光测年技术建立的 (Gu 等，2012, 黄等，2012 图 9)。马兰黄土 (L₁) 中上部的 OSL 年龄分别为 15.20 ± 0.75 ka 和 11.38 ± 0.44 ka。SWD1 的 OSL 年龄为 6.39 ± 0.60 ka，受限于下伏测年为 6.46 ± 0.25 ka 的古土壤 (S₀₂) 和上覆测年为 4.16 ± 0.15 ka 的古土壤 (S₀₁)，表明 SWD1 沉积在

结论

• (1)
  在杨官寨遗址墓区的 YGZ-C 剖面中识别出两组古洪水静水沉积物 (SWD1 和 SWD2)。综合年代学、考古学及地层证据将第一次古洪水事件约束在遗址的主要居住阶段，而第二次古洪水事件反映了遗址区域内较晚的洪水干扰。SWD1 记录了气候恶化期间发生的第一次极端洪水事件，

CRediT 作者贡献声明

刘润盎: 写作 – 初稿。张玉柱: 写作 – 审阅与编辑，监督，资金获取。王宁连: 方法论。杨立平: 方法论。黄春长: 方法论。董继保: 方法论。徐辛文: 调查。胡科: 调查。殷昱朋: 调查。朱燕: 验证，数据整理。金耀: 验证，数据整理。周金鹏: 验证，数据整理。李梦婷: 验证，数据整理。李梓坤: 验证，数据整理。戚婷:

竞争利益声明

作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。

致谢

本工作得到了 国家自然科学基金 (42277449) 和 黄土科学国家重点实验室开放基金 (SKLLQG2407)、大陆演化与早期生命国家重点实验室开放基金 (24LCD06) 以及 中国西北大学 2026 研究生科研创新项目 (CX2026078) 的资助。

刘润盎 | 张玉柱 | 王宁连 | 杨立平 | 黄春长 | 董继保 | 徐辛文 | 胡科 | 殷昱朋 | 朱燕 | 金耀 | 周金鹏 | 李梦婷 | 李梓坤 | 戚婷