2015, Vol.35
1 引言
近年来在珠江三角洲的顶部边缘地区,特别是三水、四会、高明、高要一带,发现了大量富含腐木的泥炭沉积[1],这些腐木木材保存完好,在丘陵间的洼地平原成片分布。经前人研究,泥炭中揭示的大部分腐木树种为水松(Glyptostrobus pensilis)[2, 3, 4]。水松属植物在第三纪广泛分布于北半球[5]。第四纪冰期之后,原分布在北美、欧洲、东亚及中国东北等地的水松属植物均已灭绝,仅残留水松一种,零星分布于受冰期影响较小的中国南部和东南部的局部地区[6],为国家Ⅰ级重点保护植物。由于其分布区处于人口稠密、农业活动频繁的珠江三角洲及闽江下游,自然生境遭到严重破坏[7, 8],再加上自身遗传多样性单一、种群生存竞争力低[9, 10],目前已经难以找到天然林或能天然更新的水松林,常见水松林多为人工种植[6, 11]。珠江三角洲发现的大量埋藏水松腐木主要形成于全新世中晚期,集中埋藏于3000~1500aB.P.之间[2, 4],说明全新世中晚期珠江三角洲地区曾经分布着大面积的天然水松群落。研究水松群落发育、发展、衰退的过程及原因,可为栽培和保护世界孑遗植物水松提供有参考价值的资料。前人研究[1, 2, 4, 12, 13, 14, 15]推测晚全新世珠江三角洲水松群落的快速衰退可能与气候变冷或变干、海平面升降、人类砍伐活动等因素有关。
孢子和花粉是植物繁殖器官的一部分,不同的植物群落产生不同的孢粉组合,根据孢粉组合特征可恢复研究区域的植被演化和环境变化过程[16~25];炭屑是火事件留在地层中的产物[26],而全新世以来的火又与人类活动息息相关[27, 28],通过炭屑分析,可以挖掘研究区域的人类活动信息[29, 30, 31, 32, 33, 34]。高要、三水、四会、高明等地的埋藏古木泥炭层表明沼泽环境下的古代水松林及其生态系统曾经广泛分布于珠江三角洲一带,但直到目前为止对这一类古植被群落及生态系统演变的详细研究几近空白。本文对高要市白诸镇一处典型的全新世泥炭钻孔进行高分辨率孢粉和炭屑分析,深入探讨该区域湿地沼泽植被演替与环境变化,试图揭示当地天然水松林的兴衰过程和消亡原因以及人类农业活动对植被的干扰历史。
2 钻孔描述和分析方法 2.1 钻孔描述肇庆高要位于西江下游，珠江三角洲顶部边缘地区，在地貌结构上大体可以分成3个区，南部为第三纪红色砂岩等构成的丘陵台地，中部发育泛滥平原，北部发育一系列东北-西南向的褶皱山地[35]。研究区域地处北回归线以南，属亚热带季风性气候，日照充足，雨量充沛，年平均温约22℃，年降雨量1647.9mm。自然植被类型主要为热带、亚热带常绿阔叶林。受人类活动干扰，大部分地区覆盖次生林、次生灌丛和人工植被，常见植物有岗松、桃金娘、野牡丹、杉树、湿地松、肉桂、竹子等[36]。
研究钻孔GY1(22°54.072′N，112°20.427′E)位于肇庆高要市白诸镇丘陵洼地的埋藏泥炭地( 图1)，该洼地面积大小约100×200m2，距西江支流新兴江不足800m，海拔29m，周围低山丘陵的海拔一般低于150m。钻孔进尺610cm(图2)，610～536cm段为黄色-白色含砂质粘土，由下而上含砂量逐渐增加，粘性减弱，颜色由纯黄色过渡到黄白色。536～175cm段沉积物较复杂，主要为黑色泥炭、腐木层，含多个灰黑色粉砂质粘土夹层或纯白色粘土夹层。黑色泥炭、腐木层中含大量以水松(Glyptostrobus pensilis)植物为主的腐木及植物根系，含水量极高；灰黑色粉砂质粘土层中含有少量腐木及植物根系；纯白色粘土层基本不含有机质，穿插有稀少的植物根系。175～75cm段为灰色含粉砂质粘土，含沙量由下而上逐渐增加，粒径变粗，颜色变浅，基本不含有机质。75～0cm段为现代填土。
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图 1 钻孔位置及高要地区地形图(a)和珠江三角洲地理位置图(b) Fig.1 The core location and topographic map of Gaoyao (a) and its location in the Pearl River delta(b) |
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图 2 GY1岩性柱状图及14C 年代-深度模式图 Fig.2 Lithological column and 14C age-depth model of the core GY1 |
4个AMS 14C测年样品分别采自GY1钻孔深度164cm、365cm、431cm和496cm，由中国科学院广州地球化学研究所AMS 14C制样实验室和北京大学核物理与核技术国家重点实验室共同完成，测年结果采用CALIB7.0程序进行校正[37]，校正后的年龄结 果见 表1。使用R软件(http://www.R-project.org)[38] 和Clam包[39]绘制的年代-深度模式(图2)，外延推算出GY1孔底部年龄在6100cal.a B.P. 左右，沉积速率较均匀，平均沉积速率约为1mm/a。
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表 1 GY1钻孔AMS 14C 测年结果及校正年龄 Table 1 AMS 14 C dating results and calibrated ages of the core GY1 |
GY1钻孔岩性变化较大，因此针对不同的层位采用不同的精度进行取样，顶部175cm(0～175cm)和底部60cm(510～570cm)取样间隔12cm；3个较长的夹白层(250～256cm，366～374cm和432～444cm)取样间隔2cm；其他部分按6cm间隔取样，共获取孢粉、炭屑样品98个。炭屑、孢粉采用常规重液浮选法同步进行处理，加入石松孢子药片(27367粒/片)以统计孢粉及炭屑浓度。孢粉、炭屑在光学显微镜400倍或1000倍视野下进行分析鉴定，每个样品统计植物花粉(不含孢子)200粒以上，炭屑不少于100粒。大多数花粉鉴定到属，部分鉴定到科[40, 41]；炭屑根据最长轴分为10～50μm(细粒)、50～100μm(中粒)及＞100μm(粗粒)3个等级[42]。
3 结果 3.1 孢粉鉴定结果GY1钻孔98个样品共鉴定统计出孢粉82092 粒，平均每个样品的孢粉统计数达838粒，平均孢粉浓度179916粒/g，共90个孢粉类型(表2)，其中木本植物70个，主要为南亚热带常绿乔木花粉，占孢粉总量的36 ％ ；草本植物11个，占孢粉总量的17 ％ ；蕨类植物9个，占孢粉总量的47 ％ ；藻类3类。栲/柯属、栎属(常绿)、桑科、芸香科、杜英科、山矾科等常绿阔叶乔木花粉及湿地乔木水松花粉占主导，松属、罗汉松属等南方山地针叶林组成树种花粉也较为常见；草本类的禾本科和湿地水生草本莎草科花粉在部分层位含量较高，此外，马鞭草科、十字花科、千屈菜属等的花粉也较常见。地层中还发现大量的蕨类植物孢子，其中含量较高的有里白/笀萁、海金沙、单逢孢子等。
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表 2 GY1钻孔孢粉鉴定的主要植物科属及其生态类型 Table 2 Major identified pollen species from the core GY1 and associated ecological types |
GY1钻孔孢粉浓度及各属种百分含量变化明显(图3):中部孢粉浓度较高，顶、底部孢粉浓度较低，底部样品多数不足1000粒/g。钻孔中下半段以柯/栲属及水松花粉为主，其他乔木花粉如山茶科、杜英属、野桐属等花粉含量相对较多；上半段以草本、蕨类孢粉为主，乔木花粉偏低，顶部松属花粉较多。
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图 3 GY1钻孔孢粉图谱 图中阴影部分放大3倍,536~610cm处由于孢粉含量极少,有孢粉用1表示,无孢粉则用0表示 Fig.3 Pollen diagram of the core GY1.The gray shadows are amplified by 3 times in area of black.Due to the rare pollen occurrences in the section of 536~610cm,here we use 1 to indicate pollen occurrence whereas 0 for none |
炭屑含量变化很大，细粒炭屑(10～50μm)含量占80 ％ 以上，粗粒炭屑(＞100μm) 与中粒炭屑(50～100μm)含量相当，分别为9.0 ％ 和8.8 ％ 。根据炭屑含量变化特征，可将整个钻孔以360cm为界分成上下两部分:360cm以下，基本不含炭屑，平均炭屑总浓度只有1707粒/g，粗粒炭屑浓度只有56粒/g；360cm以上，炭屑浓度快速增加，平均炭屑总浓度高达22236粒/g，粗粒炭屑浓度高达2534粒/g。290～175cm之间粗粒炭屑浓度达到整个剖面的最大值，最高可达13511粒/g。
3.3 孢粉、炭屑分带描述根据地层岩性特征和不同属(科)孢粉含量变化，可将钻孔划分为6个带( 图3)，各带的孢粉组合特征及炭屑浓度按由老到新的顺序叙述如下:
A带(610～536cm): 孢粉浓度最低(191粒/g)，主要为蕨类孢子，以紫萁属、石松属孢子为主，其他三/单缝孢子由下至上逐渐增加；木本、草本花粉含量稀少，基本不含炭屑。
B带(536～410cm): 孢粉浓度较高(184210粒/g)，由下而上快速增加，变化幅度较大(5320～706720粒/g)。以乔木花粉为主，平均含量约61 ％ ，部分样品乔木含量高达＞80 ％ ；其次为蕨类孢子，草本植物花粉含量极少。乔木花粉以柯/栲属花粉为主(13.13 ％ ～50.14 ％ )，平均含量高达29.20 ％ ；水松花粉在490cm处开始出现并向上快速增加；栎属、山茶科、野桐属、水团花属、山黄皮属、胡椒科、旋蒴苣苔属及杜英科等常绿阔叶乔木花粉含量均较高。禾本科花粉由下而上逐渐增加，平均约5.75 ％ ，其他草本植物花粉稀少。该带下半部分三缝孢含量高达15.68 ％ ，以里白/芒萁孢子为主；上半部分单缝孢子快速增加。炭屑浓度极低，以细粒炭屑为主。
C带(410～294cm):孢粉浓度由下至上快速增加，波动较大，平均含量约为213130粒/g。乔木花粉为主，草本植物花粉在上半段随深度变浅逐渐增加，蕨类孢子略有减少。湿地水松花粉平均含量高达47.80 ％ ，个别样品可达80 ％ ，为建群树种；柯/栲属花粉比B带明显减少，但仍然占有一定的优势(10.60 ％ )；其他常绿阔叶树种的花粉稍有下降。草本植物以禾本科花粉为主(12.54 ％ )，含量从下到上逐渐增加，其他草本植物花粉含量均较少。各蕨类孢子含量均较B带少，以单缝孢子为主。炭屑浓度以360cm为界分为上下两段，下段炭屑浓度极低(1328粒/g)；上段炭屑浓度快速增加，平均炭屑总浓度约为10200粒/g。以细粒炭屑为主，粗粒炭屑浓度迅速增加。
D带(294～274cm): 孢粉浓度达到整个钻孔的最大值，平均含量高达285170粒/g。该带孢粉组合与B带相似，以乔木花粉为主，柯/栲属花粉占绝对优势(29.51 ％ )；水松花粉显著减少，由C带的47.80 ％ 骤降至6.97 ％ ；其他常绿阔叶乔木花粉与C带相当。禾本科花粉稍有减少，莎草科花粉快速增加。炭屑浓度比C带略增。
E带(274～175cm): 孢粉浓度较D带稍低，平均浓度约为212650粒/g。乔木花粉由D带的60 ％ ～80 ％ 陡降至20 ％ 左右，各类乔木花粉含量均很低；蕨类及草本植物孢粉含量大幅升高。草本植物花粉以禾本科(28.10 ％ )为主，莎草科达到整个钻孔的最高值(27.63 ％ )，个别样品高达50 ％ 。与D带相比，该带里白/芒萁属孢子出现突变性增加，平均含量约为20.77 ％ ，其他单/三缝孢子均有所增加。炭屑浓度达到整个剖面的最高值，平均炭屑总浓度高达37980粒/g，以细粒炭屑为主；粗粒炭屑浓度处于高值区(4880粒/g)，个别样品高达10000粒/g。
F带(175～75cm): 该带孢粉浓度由下而上逐渐降低，均值171600粒/g。以草本、蕨类为主，乔木花粉含量较少。松属花粉显著增加，平均含量约为9.45 ％ ，其他乔木花粉与E带相当。禾本科花粉含量达到整个钻孔的最高值(53.61 ％ )，绝大多数样品高于50 ％ ；莎草科花粉明显减少(14.58 ％ )。里白/芒萁孢子达到整个钻孔的最大值(38.36 ％ )，其他单/三缝孢子的含量与E带相当。炭屑浓度快速减少(20849粒/g)，特别是粗粒炭屑浓度，平均浓度由E带的4880粒/g骤降至915粒/g。
4 讨论 4.1 孢粉组成与物质来源肇庆高要泥炭剖面的孢粉组成绝大部分为亚热带植物种类，其中，优势乔木如栲属／柯属、水松属、山黄皮属等均为南亚热带或亚热带湿地的优势类群建群属种，显示出该地区在全新世的气候条件与现代差别不大。由于研究区域的沉积物受到西江支流新兴江影响，其物质来源可能与西江有一定的关系。粘土矿物研究结果显示[43]，该地区的沉积物主要来自于肇庆地区，西江长距离搬运的物质较少，特别是水松发育期的泥炭沉积，其孢粉物质基本上来源于本地。从沉积物特征和沉积相变化推测[43]，该剖面堆积的孢粉主体来自于钻孔所在的山间洼地及其周围的低山丘陵和近距离的新兴江，底部的泥沙沉积相指示物质来源略远，估计与肇庆地区的西江流域有关，指示区域性的植被面貌。
4.2 植被演化过程5400cal.a B.P.(A带)之前的地层沉积物属冲积层或风化壳顶部土壤层，孢粉含量稀少。5400cal.a B.P. 以来，沉积物的孢粉分析指示，研究区域经历了常绿阔叶林→水松森林沼泽→常绿阔叶林→草地沼泽→次生林及草地农田等5个阶段( 图4):
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图 4 GY1钻孔孢粉指示的植被演化过程 Fig.4 Vegetation evolution revealed by pollen from the core GY1 |
常绿阔叶林(5400～4140cal.a B.P . ，B带): 该阶段以柯/栲属、常绿栎、山茶科、野桐属、水团花属、山黄皮属等南亚热带常绿乔木花粉为主，湿地乔木水松花粉逐渐增加，落叶乔木、草本、蕨类孢粉含量均较少。该阶段早期珠江三角洲处于全新世海侵盛期[44]，海水上溯导致珠江三角洲边缘地区水位上升，高要平原上河汊众多，水域开阔[35]。GY1钻孔B带的沉积物为灰色粉砂质粘土，泥炭含量低，该时期钻孔所在地仍未形成沼泽环境，推测为湖泊沉积。湖泊周围的低山丘陵上森林植被繁茂，植被生态类型与现代中-低山常绿阔叶林或南亚热带常绿阔叶林相似。南亚热带常绿阔叶林的建群树种——柯/栲属占绝对优势，伴生有栎属、山茶科、野桐属、水团花属、山黄皮属等常绿乔木，林下草本、蕨类植物稀疏零落。该时期的沉积物不含黑色泥炭层，因此推测早期为河湖相沉积，后期水位开始下降，湖水变浅，水松在4900cal.a B.P. 左右开始在肇庆地区的一些河湾平原和丘陵洼地上广泛发育。
水松森林沼泽(4140～2900cal.a B.P . ，C带): 该阶段湿地乔木水松花粉达到整个钻孔的最大值，南亚热带常绿阔叶乔木花粉快速减少，仍以柯属/栲属花粉为主。禾本科花粉逐渐增加。该时期由于沉积淤积使得湖泊水深变浅形成大片适合水松生长的湿地沼泽，水松群落快速发展成为繁盛的沼泽森林。北江下游四会盆地的泥炭剖面研究结果揭示[14]，总有机碳和细根的碳同位素组成均显示水松湿地森林环境至少在4000cal.a B.P. 左右已经相当发育，与本研究的泥炭演化基本一致。沼泽地周围的低山丘陵上发育以柯/栲属植物为主的南亚热带常绿阔叶林，伴生栎属、山茶科、野桐属等常绿乔木，林下及沼泽周围的空地上生长着禾本科、莎草科等草本植物。
常绿阔叶林(2900～2660cal.a B.P . ，D带): 该阶段柯/栲属花粉占绝对优势，植被生态类型与5400～4140cal.a B.P. 相似，低山丘陵上发育常绿阔叶林，水松森林沼泽快速衰退，草地沼泽开始发育，前人对肇庆四会地区的泥炭剖面研究认为，在3000cal.a B.P. 左右水松古森林消失[14]，与本文的结果十分相似。2900cal.a B.P. 左右水松突然减少，指示一次突变事件。
草地沼泽(2660～1700cal.a B.P . ，E带): 该阶段乔木花粉骤降，禾本科、莎草科、三缝孢子、里白/芒萁孢粉显著增加，湿地水生草本特别莎草科花粉达到整个剖面的最高值。该时期研究区域由于沉积物淤积、水位变浅和人类活动的干扰，以禾本科、莎草科为主的草地沼泽快速发展，水松大幅减少。沼泽地周围的山地丘陵仍为常绿阔叶林，但明显较前一阶段稀疏，以柯/栲属、常绿栎、五加科植物为主，次生松树林发育。林下次生草本、芒萁/里白、水龙骨等类植物繁茂，指示人类活动对研究区域森林植被造成较大破坏。郑卓[45]对华南沿海地区的多个孢粉钻孔进行研究后认为，从3000～2000cal.a B.P. 开始，华南沿海地区芒萁类孢子突然增加，禾本科、莎草科花粉同时增加，推测当时人类清除林木、刀耕火种等早期农业生产活动对亚热带森林造成了较大的破坏，与本文研究结果吻合。
次生林及草地农田(1700～0cal.a B.P . ，F带): 该阶段以草本植物花粉为主，禾本科占绝对优势，莎草科稍有减少。先锋植物松属、里白/芒萁孢粉快速增加，指示亚热带次生草地或稀树草地的扩大，这与前人在珠江三角洲地区的研究结果有很好的对应[45, 46, 47]。水松花粉基本消失，蕨类孢子含量较高。常绿阔叶林遭受破坏，被次生马尾松林代替，林下里白/芒萁、水龙骨等蕨类植物茂盛。禾本科花粉含量均＞36 ％ ，指示稻作农业发展[48]，研究区域的沼泽湿地很可能被开垦为水稻农田。
4.3 炭屑及孢粉对人类活动的指示炭屑是植物组织不完全燃烧时的产物，是火活动留在地层中的证据[26]，可在地层中保存几千年而不被腐蚀[49]。细粒炭屑可以搬运到离火灾区域相对较远的地方；与细粒炭屑相比，粗粒炭屑的搬运距离相对较短，绝大多数沉降在离火发生区域较近的范围内或原地沉降[42, 50, 51]。炭屑含量的变化不仅可以指示火灾强度、频度及气候变化，还可以反映人类活动对环境的影响强度[51]。全新世尤其是近2000年来火灾事件的发生往往与人类活动密切相关[28]，前人对炭屑与人类活动做过大量研究[27, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 42, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59]。GY1钻孔的炭屑分析结果(图5)表明研究区域明显的火灾事件起于3500cal.a B.P. 左右，伴随着炭屑浓度的增加，与人类活动息息相关的松属、禾本科花粉及里白/芒萁孢子等则显著增加，森林乔木植物花粉快速减少，表明人类刀耕火种活动增强是导致全新世中晚期研究区域森林植被遭受破坏的主要因素。
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图 5 炭屑统计结果和相关孢粉含量变化 Fig.5 Changes of charcoal counts and pollen contents over time from the core GYl |
在3500cal.a B.P.之前，研究区域的植被生态类型为南亚热带常绿阔叶林及森林沼泽，乔木花粉占主导，与人类活动相关的禾本科、里白/芒萁等孢粉含量少，炭屑浓度极低，表明火灾事件少，该时期研究区域自然植被生长茂盛，基本没有受到人类干扰。考古研究表明[60, 61, 62, 63]，新石器晚期珠江三角洲地区出土了大量贝丘、沙丘遗址，这些贝丘、沙丘遗址的共同特征是普遍缺乏农业性生产工具，所发现的工具及食物遗骸均与捕捞和采集有关[64]。经济文化形态为渔猎采集或渔捞采集经济[65, 66]，农业经济尚未形成[67]。该时期珠江三角洲地区海平面相对较高，海洋环境稳定和气候温暖湿润，西江肇庆高要地区为河口区域，河网密布[35]，推测研究区域鱼类资源丰富，加之当时人口可能较少，采集和渔猎能够提供充足的食物来源，人与自然环境关系和谐，人类活动对环境的干扰程度极低。研究区域森林植被尚未显著受到人类活动影响，水松群落在湖泊沼泽浅水区快速发育。
3500cal.a B.P. 开始炭屑浓度及禾本科花粉逐渐增加，指示人类活动增强，早期(3500～2900cal.a B.P.)乔木花粉占有明显的优势，表明人类活动对森林的破坏程度并未超出植被的再生能力范围。考古研究表明在距今3500年左右珠江三角洲地区的贝丘遗址普遍消失[64]，山岗、台地遗址大量增加，从出土的石质工具推测可能出现了稻作农业[68]。但由于珠江三角洲地区河沼遍布，农业耕作较为困难，所以先民应该仍以渔猎为生，兼营小规模原始农业，形成一种混合型的经济文化[68]，人类活动对研究区域的植被破坏开始有所显现。
2900cal.a B.P. 左右水松花粉骤降，而指示近距离火灾事件的粗粒炭屑浓度快速增加，这一突变事件显著改变了当地植被景观，以水松为主的沼泽森林快速向以禾本科、沙草科为主的草地沼泽转变。这表明珠江三角洲先民很可能开始了较大规模的刀耕火种。华南地区3000cal.a B.P. 左右灾害性天气现象增加，可能对沿海地区先民的生活居住造成较大威胁[69]；同时随着人口增长，渔猎、捕捞和采集逐渐变得难以满足先民的生存需求。这些先民离开海岸向附近的低山丘陵迁移，转向较大规模的刀耕火种农业生产，致使研究区域的水松沼泽森林遭到强烈破坏。丁平等[13]对四会的泥炭剖面的研究后，也发现了约3000cal.a B.P. 左右的沉积环境变化和水松林消失。
农业活动会导致孢粉组合中乔木成分显著下降[70, 71]。2660cal.a B.P. 左右，GY1钻孔的乔木花粉快速减少，之后，与人类活动息息相关的炭屑浓度、次生先锋植物松属和禾本科花粉及里白/芒萁孢子等显著增加，表明人类刀耕火种、烧毁森林的活动对研究区域森林植被造成了强烈干扰。郑卓等[69]对华南沿海地区多个钻孔进行孢粉对比分析后认为，人类活动对自然环境的改造如刀耕火种、清除树木、发展种植业等是导致亚热带森林植被破坏的基本原因。周朝时期，水稻种植已经成为华南地区百越民族一项重要农业活动。受灌溉技术的限制，当时珠江三角洲的农业生产活动很可能集中那些在不需要灌溉或灌溉方便的河湖洼地周围或沼泽地带，而这些地方正是水松生长的地方。天然水松林被大片清除，一度繁盛的水松群落快速衰退。王晓静[44]对四会地区富含埋藏腐木的钻孔进行孢粉分析，认为晚全新世的海平面下降及人类活动是导致4000～2500cal.a B.P. 四会地区极为繁盛的水松群落在2500cal.a B.P. 左右突然衰退原因之一。秦平岭南后，中原人口大量迁入，带来了铁器农具和先进的农业生产技术，大大提升了岭南地区的农业生产水平[72]，使岭南地区的生产力和生产关系发生跳跃性的发展[65]。秦至南越国时期，珠江三角洲逐渐由蛮荒的边地发展成为富庶之乡，到了西汉中期，广州已经成为重要的中心城市[73]。1700cal.a B.P. 之后，研究区域的禾本科花粉含量均达50 ％ 以上，指示稻作农业的大规模发展，表明研究区域的森林沼泽已经基本被开垦成农田耕地。
5 结论研究区域在5400～4140cal.a B.P. 之间，因全新世高海平面导致三角洲地区海水入侵，并使研究区域地下水位上升，山间洼地上形成许多小型湖泊。湖泊周围的低山丘陵上发育以柯/栲属为主的南亚热带常绿阔叶林；4900cal. a B.P.左右水松群落在湖泊周围的浅水区域上开始发育。4140～2900cal.a B.P. 随着珠江三角洲的快速进积，西江河流水位和研究区域的湖泊水位下降，湖泊沉积物淤积形成沼泽湿地，水松群落在沼泽湿地快速发展形成水松沼泽森林；沼泽周围的低山丘陵上植被景观与早期相似，为南亚热带常绿阔叶林。至2900cal.a B.P. 左右，水松群落快速衰退，南亚热带常绿阔叶林扩张，草地沼泽开始发育，水松稀疏生长于沼泽中。2660cal.a B.P. 以后，森林植被遭受强烈破坏，水松森林沼泽完全被以禾本科、莎草科为主的草地沼泽替代。1700cal.a B.P. 至今，钻孔所在的山间低地上发育以禾本科为主的草地，与水稻有关的禾本科花粉含量一直维持在50 ％ 以上，指示稻作农业大规模发展，说明汉代以后研究区域可能已经成为水稻农田，而周围低山丘陵生长次生林。
炭屑分析表明研究区域的火灾事件始于3500cal.a B.P . ，指示人类开始对研究区域森林植被的破坏可追溯到3500cal.a B.P.。距今2660cal.a B.P. 乔木成分骤降，之后松属、禾本科、里白/芒箕等先锋植物大量繁殖，炭屑浓度快速增加，指示人类开始大规模的毁林开荒，开拓稻田耕，研究区域的森林植被破坏严重。
研究区域洼地湖面水位高低变化是导致沼泽面积大小和消长的重要因素，也是制约水松群落兴衰的主要原因之一，而沉积淤积和珠江三角洲海水进退变化是导致研究区湖水面改变和沼泽湿地面积消长的驱动因素。研究区域天然常绿阔叶林、水松林、次生林，以及炭屑的鉴定和统计结果表明，人类进入大面积稻作农业时代后，原始的刀耕火种大幅加剧了水松林和其他天然森林的消减速度。孢粉结果指示，约2660cal.a B.P. 是该区域人类农业发展快速扩大的时期，显示出天然水松群落开始被草本类群落替代，并伴随水稻种植的发展。
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Abstract
The study site is located in Baizhu Town of Gaoyao County, Zhaoqing, about 800m away from modern Xinxing Stream that belongs to the river basin area of Xijiang.A great number of lowland depressions occur in this region of northwest uplands(Xijiang is a main branch of upstream rivers of the Pearl River Delta).A 610cm-length core (22°54.072'N, 112°20.427'E) has been drilled on a low-mountainous depression of 29m altitude.The age-model is built based on a series of calibrated AMS 14C ages(the bottom of the core is older than 5057cal.B.P.).By linear projection of age-model, this core reveals a history of ca.6100a local sedimentary evolution, vegetation succession and human impact.An in-situ thick wood layer with peat and abundant Glyptostrobus pensilis occurs between the depth of 536cm and 175cm.
A total of 98 pollen and micro-charcoal samples have been analyzed, and more than 82092 pollen grains were counted and identified.The average of the counted pollen numbers is 838 particles per sample.Pollen and spore are abundant with the average concentration as high as 179.916×103grains/g.There are 90 identified pollen and spore taxa, including 70 arboreal pollen taxa, 11 non-arboreal taxa, and 9 Pteridophytes.The most popular pollen of this core types are evergreen broadleaved trees, such as Castanopsis/Lithocarpus, Quercus, Moraceae, Rutaceae, Elaeocarpaceae, Symplocaceae etc. The pollen of wetland tree Glyptostrobus is extremely abundant in the wood layer.Pollen data reveals that there was a series of obvious changes in local vegetation, successively evergreen broadleaved forest, Glyptostrobus wetland forest, again evergreen broadleaved forest, herbaceous wetland(mainly Cyperaceae), secondary forest and grassland/cultivated land(Poaceae).The evolution pattern of local wetland has been clarified that forest wetland highly developed especially between 4900cal.B.P.and 2900cal.B.P., and a tendency shows that the taxon of wetland Glyptostrobus gradually declined and spatially reduced at around 2900cal.B.P.The herbaceous wetland and grass replace gradually the forest wetland marked by the increase of Cyperaceae and Poaceae.By ca.1700cal.B.P., pollen of Glyptostrobus tends to disappear, indicating local vanishment of the forest wetland.Charcoal analysis demonstrates that fire events initiate at about 3500cal.B.P., which is coinstantaneous with late Neolithic human influence of early agriculture occurred in many regions of the Pearl River Delta during that time.The proportion of arboreal pollen rapidly decreases at around 2660cal.B.P., in association with an increase of Poaceae, Dicranopteris and the secondary conifer plant of pine.The upper succession of local vegetation is also marked by significant increase in micro-charcoal.The lower section of the profile beneath 360cm has few charcoal particles with only 1707 grains/g in average, whereas in the upper part above 360cm, this charcoal type rise to 22236 grains/g.The coarse charcoal particles(>100μm) reach the highest level between 290cm and 175cm depth with 13511 grains/g, inferring the development of "slash-and-burn" farming for rice.
On the basis of pollen, charcoal results and regional correlation, we conclude that Holocene shift of the coastline, regional water table change and human activity are the multiple causes resulting in local forest wetland migration.The pre-history development of agriculture aggravates since ca.2600cal.B.P., which leads to the complete vanishment of local forest of Glyptostrobus.