2020, Vol.40
2 复旦大学文物与博物馆学系, 上海 200432;
3 马克斯普朗克人类历史科学研究所, 德国 耶拿 07745;
4 河南大学历史文化学院, 河南 开封 475001;
5 河南省文物考古研究院, 河南 郑州 450000;
6 圣路易斯华盛顿大学人类学系, 美国 圣路易斯 63130)
过去几十年中，许多地理学者和第四纪学者对全新世期间黄河泥沙量变化和主河道改道情况进行了深入的研究[1~5]。部分学者指出，尽管气候变化是导致黄河不稳定的因素之一，农业生产等人类活动造成的黄土高原侵蚀加剧才是全新世晚期黄河悬浮泥沙量逐步增加的首要因素，该因素在唐宋时期尤为明显[6]。目前大部分研究主要通过沉积岩芯来考察黄河含沙量的变化[2~5]，但这些研究仅为理解华北平原复杂的河流沉积过程提供了一个有限的视角。河流地质考古学，即基于考古遗址沉积特征的地质分析，相较于传统的地质钻孔分析，能够以更宏观的视角揭示黄河的沉积过程以及古代人类活动对这一过程的影响和作用[7~8]。
近年来，由考古学家和地质学家组成的研究团队在河南省内黄县组织了野外地质考古调查和取样，旨在研究长时段内人类活动与黄河中下游河流沉积过程的关系。本研究并没有采用钻孔采样方法，而是将沉积学与地质学手段相结合对正在考古发掘的剖面进行详细分析。前人研究表明，华北平原泥沙的沉积速率在大约1000 a B. P.开始快速增加，时间上对应唐宋时期，因此我们预计会在考古遗址剖面上观察到该现象[9~10]。本研究对内黄县境内的岸上、三杨庄和大张龙村3个考古遗址进行了综合分析，为了解人类活动对黄河及其流域的影响提供了独特的视角。
1 区域背景华北平原是华北陆台上的新生代断陷区[11]。晚第三纪和第四纪时期，平原边缘断块山地的相对隆起导致华北大平原的雏形基本形成[12]；与此同时，黄河向东汇入渤海，带来的泥沙等物质在华北平原沉积，不断地侵蚀和沉积，形成了不同时期的古河道(图 1a和1b)。在更新世期间，黄河流经黄土高原，将侵蚀的黄土搬运至中下游，逐渐沉积形成华北平原[13]。华北平原全新世地貌条件总体上表现为全新世早期至中期较为稳定，全新世晚期不稳定加剧[2]。
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图 1 (a) 黄河流域以及华北平原位置图(包含黄河古河道位置，b框中不同颜色的线条代表不同时期的古河道)；(b)华北平原的90 m分辨率数字高程模型(显示有多条黄河古河道)；(c)本文研究区域的90 m分辨率数字高程模型(显示有岸上、三杨庄以及大张龙村的位置) 地图数据来自美国地质调查局1 ARC第二航天飞机雷达地形任务数据集(http://www.glcf.umd.edu/data/srtm/) Fig. 1 (a)Map of the Yellow River watershed with major geographic features, including the North China Plain with the Yellow River's ancient courses drawn onto the map; (b)A composite 90 m SRTM DEM of the North China Plain revealing many of the paleochannels of the Yellow River, and inset (c) which is 90 m SRTM DEM of the topography around Anshang, Sanyangzhuang, and Dazhanglongcun. Map data from United States Geological Survey 1 Arc Second Shuttle Radar Topography Mission dataset(http://www.glcf.umd.edu/data/srtm/) |
全新世早中期，华北平原相对稳定的环境状况[14]，主要是受气候条件的影响。华北平原位于东亚季风区，季风在夏季为该地区带来大量降水。华北地区孢粉、古土壤和黄土等古气候记录均显示[15]，全新世早期相对干燥；而在全新世中期(8600~4200 a B. P.)，东亚季风强度达到了峰值，气候温暖湿润，这些暖湿条件也导致了黄河河漫滩的稳定加积。已有研究表明，在全新世相对稳定时期，古代居民开始尝试在华北平原周围的山麓进行旱地耕种[16]；大约在8000 a B. P.至6000 a B. P.期间，古代居民从这些“丘陵侧翼”向下迁移到华北平原，开始更密集地种植小米(Panicum miliaceum和Setaria italica)[17]；在4000 a B. P.左右，比小米更耗水的小麦(Triticum aestivum L.)被引入华北平原，逐渐成为该地区的主要农作物[18]。后期农业生产的强化和人口数量的增加则需要借助灌溉等水利工程来提供稳定的水源以维持或增加农业产量[19~22]。
全新世早中期这段相对稳定的时期大约在4200 a B. P.结束，之后黄河中下游的灾难性泛洪日益频繁[23~24]。在4200 a B. P.之后，该地区的气候条件转好，与现代气候较为接近；虽然气候条件较为稳定，但与日俱增的人类活动却加剧了对黄河中下游自然环境的影响[25]。早期铁器时代(约2500 a B. P.)以来，具备强大社会组织能力的国家开始营建大型堤坝和灌溉沟渠等水利设施来确保农业的稳定并扩大其领土(如郑国渠[26])，比如像洛阳和长安这样的都城城市人口数量约有几十万人口，需要更为复杂的水利工程[27]。城市规模不断扩大以及对农业剩余生产日益增长的需求很可能加剧了黄土高原的侵蚀和水土流失，增加了黄河的泛滥频率[28]。研究表明，黄河在过去2500年中发生了1000多次泛滥，其发生频率随着时间不断增加，这可能是人类活动对河流系统干扰加剧的结果[5]。Kidder和Zhuang[29]认为，从汉代开始，黄河洪水的灾害特性越来越严重，原因之一就是对堤坝等水资源管理技术的依赖，尤其是在内黄县附近地区。
2 河南省内黄县地质考古研究发现，华北平原的许多考古遗迹都被数米深的黄河冲积层深埋在地下[30~31]。中国考古学者通常采用文物普查的方式来统计考古遗址，但该方式只能借助地表或暴露剖面发现的遗迹来识别遗址的位置，一般难以发现那些被后期自然地层深埋于地下的考古遗迹。
最近，我们在河南省内黄县进行了详细的地质考古调查，试图通过挖掘和钻探的方法，进一步探究这些深埋于地下的考古遗迹。对河南省北部多剖面的基础地质调查和分析上，从自然因素和人类活动两方面探讨了全新世早期到近代研究区域的地貌演变过程和可能机制[29, 32]。内黄县位于黄河河流改道和决口泛滥区的中心位置[33]，其地层堆积序列是古代地表被洪水沉积物覆盖以及被河流冲刷侵蚀的复杂组合[34]。岸上(ANS)(35°52′24″N，114°44′18″E)、三杨庄(SYZ)(35°43′51″N，114°45′43″E)和大张龙村(DZLC)(35°59′46″N，114°52′7″E)的地层记录了从全新世早期到现在人类活动与环境相互作用的复杂过程(图 1c)。
3 方法 3.1 野外考察2010年至2016年，我们多次在岸上、三杨庄和大张龙村这3个遗址点进行地质考古调查和发掘[32, 35~36]，并详细记录了研究区域考古遗址中自然地层和文化层的相关信息。具体包括：Munsell土壤颜色(国际标准色号)、土壤质地、土壤结构、有机物和氧化还原特征以及文化遗物[37~39]，这些信息为我们研究该地区沉积地层的复杂性提供了数据基础。
土壤剖面层位使用国际土壤学代码描述[40]。自上而下，可分为表土层(A)、淀积层(B)、母质层(C)。此外，为了让主要土层名称更为确切，在大写字母之后加上小写字母，反映主要土层的沉积的特性，其中b代表埋藏或者重叠土层，k代表聚积碳酸钙，p代表经耕翻或其他耕作措施扰动，t代表粘粒淀积聚积，w代表受风化作用较强的土层。例如，Ab代表埋藏的表土层。埋藏的表土层也被称为古土壤(PS)或人为古土壤(APS)，通常位于每个地层单元的最上层。
3.2 实验室分析粒度、烧失量、磁化率和土壤微形态实验在圣路易斯华盛顿大学的地质考古实验室完成。首先对样品进行风干，并手工去除大块有机物，最后使用Micromeritics Saturn Ⅱ DigiSizer激光衍射系统计算沉积物颗粒尺寸。选取部分土壤有机质(SOM)、木炭和贝壳等作为测年样品，送往Beta实验室和美国国家海洋科学中心加速器质谱仪实验室进行放射性碳年代测定(表 1)。
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表 1 岸上、三杨庄和大张龙村的加速器质谱测年数据* Table 1 Accelerator mass spectrometry radiocarbon dates from Anshang, Sanyangzhuang and Dazhanglongcun |
从最早的地层单元开始，自下而上记录每个遗址的剖面地层序列。每个地层单元又按照土壤沉积或发育的状态进一步划分为若干个次级地层单元(图 2)。这些地层记录结合了野外观察和实验室分析，呈现了自全新世以来的地貌演化历史。
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图 2 岸上、三杨庄和大张龙村的地层描述 Fig. 2 Schematic lithostratigraphic descriptions from Anshang, Sanyangzhuang and Dazhanglongcun |
AMS 14C测年结果显示，单元Ⅷ的年代大约为全新世中期(约6000 a B. P.)。PS 8顶部的AMS 14C校正年代结果为6180~5930 cal.a B. P.(表 1中ANS-17)，可能代表了顶部土壤形成的大致年代。PS 8层之下是一层较厚的淀积层(8Bkt)，该层含有大量碳酸钙结核。在岸上遗址北端发现一个打破PS 8层的晚期灰坑，浮选发现大量炭化植物种子。这是岸上遗址出现人类活动的确凿证据。
4.1.2 单元Ⅶ岸上遗址的南北两侧单元Ⅶ的保存状况有所差异。在岸上遗址的南缘，该单元底部为风化层(7C)，主要由粉砂质粘土为主的滞水沉积物组成，并直接覆盖在PS 8上。位于顶部土壤PS 7的AMS 14C年代显示为5880~5650 cal.a B. P.(表 1中ANS-21)。由于单元Ⅷ的PS 8和单元Ⅶ的PS 7的AMS 14C年龄非常接近，我们推测单元Ⅷ的PS 8被迅速埋藏，并在单元Ⅶ冲积层之上发育了古土壤。在遗址的北侧，7C层缺失，其原因可能是因为沉积物已经完全发育成为土壤，或者是洪水沉积没有到达这一侧。PS 7底部AMS 14C测年数据为4965~4850 cal.a B. P.(表 1中ANS-7Ab)，表明PS 7古土壤形成过程中(约1000年)地貌较为稳定。
4.1.3 单元Ⅵ该单元主要是来自黄河的冲积物，覆盖在PS 7之上。6C层位于最底层，厚度约50 cm，包含交替叠压的粉砂质粘土和粉砂层。我们推测，冲积层6C可能表示4200 a B. P.左右黄河泛滥，该冲积层在整个华北平原广泛存在[23~24, 43]。PS 6底部AMS 14C校正年龄为为4150~3930 cal.a B. P.(表 1中ANS-23)，而PS 6顶部AMS 14C校正年龄为3350~3080 cal.a B. P.(表 1中ANS-16)表明该古土壤层在形成过程中(约1000年)地貌较为稳定。
4.1.4 单元Ⅴ该单元是岸上遗址最薄的一个地层单元，冲积层5C直接覆盖在单元Ⅵ上，由粉砂质粘土为主的滞水沉积物组成。其表面有微弱发育的古土壤，即PS 5。单元Ⅴ的绝对年代尚不清楚。
4.1.5 单元Ⅳ单元Ⅳ在该地层序列中尤其重要，因为该单元出土了与古代人类活动相关的遗迹。根据田野观察记录判断，在南北两侧的剖面都存在粉质洪水沉积(4C)，覆盖在PS 5之上，但存在有部分沉积层被沟渠和堤坝遗迹打破的现象。在沟渠A、B(东剖面和西剖面)和D(北剖面)处，APS 4位于顶部，由分选度较差的粉砂和粉砂质粘土碎屑组成，生物扰动严重。APS 4与沟渠和堤坝遗迹之间的地层关系表明，这种生物扰动和分选不良很可能是人类活动的结果；根据其下的PS 6层和其上的APS 3的AMS 14C测年数据，推算出APS 4的形成时间大约为3200 a B. P.。
4.1.6 单元Ⅲ在沟渠A和B(东剖面)附近，粉砂质冲积物(3C)掩埋了下面的单元Ⅳ，并在该层之上形成了PS 3(图 3a)。距PS 3顶部2 cm处的贝壳的AMS 14C测年数据表明，该古土壤层的年代为3060~2890 cal.a B. P.(表 1中ANS-Levee)，时间上基本对应商代晚期(1200~1046 BC)。在岸上遗址的西南角，PS 3形成于堤岸上，在土壤有机质的AMS 14C测年结果为3160~2960 cal.a B. P.(表 1中ANS-20)，与贝壳的年代数据相近。
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图 3 岸上剖面显示的地层 (a)PS 3被粉质粘土沉积物覆盖；(b)剖面的上半部分，包含PS 2；(c)PS 2与PS 1被洪水沉积物隔开 Fig. 3 Stratigraphy at Anshang. (a)PS 3 is capped by a massive silty clay deposit; (b)The upper portion of the section including PS2; (c)PS 2 is separated from PS 1 by a large flood deposit |
单元Ⅱ由一系列较厚的多阶段洪水沉积物组成，覆盖于单元Ⅲ之上(图 3b)。PS 3的AMS 14C年代表明该单元的年代下限为3060~2890 cal.a B. P.(表 1中ANS-Levee)，PS 2的木炭AMS 14C年代确定了该单元的年代上限是1350~1280 cal.a B. P.(表 1中ANS-2Ab)，它们的年代跨度约为1600年，时间上对应商代晚期到唐代(618~907 A.D.)(图 3b)。在这1600年中，岸上地区都有不同程度的堆积，根据沉积特征推测当时的环境可能是沼泽或洼地[44]。在岸上遗址的南侧，冲积物覆盖在堤坝上，并发现有微弱的人为活动。来自漫滩洪水或灌溉沟渠的水更容易在该地区形成水坑，堆积更厚的沉积层。
PS 2形成于滞流沉积物之上，可能代表了岸上沼泽的终结。我们在PS 2中发现若干灰坑。在岸上遗址北侧的垃圾坑中发现有唐代碎陶片；在北侧的剖面中，PS 2下面可能存在一个人造沉积层，它主要由粉砂质粘土沉积组成，并叠压在其下粉砂质冲积物(3C)之上。
4.1.8 单元Ⅰ在该单元，我们发现了一条古河道下切侵蚀了PS 2，古河道可能是黄河的一条汊道，也可能是较小的支流(图 3c)，表明宋金时期有洪水发生。在南侧剖面发现的水波纹痕和交错层理可能与这条古河道有关。
4.1.9 考古特征岸上遗址有3个阶段的考古遗迹。前两个阶段是修建沟渠和堤坝；第3个阶段为唐代的建筑遗迹。
在岸上发现的所有沟渠遗迹剖面均呈梯形，除了沟渠C(南剖面)剖面大致呈现圆形至抛物线型[44]。梯形沟渠的底部通常有一层细沙沉积。在细沙之上，存在一条黑色的、富含有机物的沉积物带，有贝壳出土。虽然目前无法判断沟渠的形状存在差异的原因，但我们推测这两种沟渠形态(梯形和圆形)可能具有不同的功能。沟渠A和B(东剖面和西剖面)的包括PS 6层和PS 7层(图 4a)，沟渠C和沟渠D(南剖面和北剖面)包括APS 4层(图 4b和4c)。我们发现在沟渠D(北剖面)与自然形成的沟渠有明显的差别，推测该沟渠曾经历过多个阶段的疏浚和建设(图 4c)。如果这些水渠是同期的，那么它们可能是古代文献(如《汉书·沟洫志》)中记载的“沟洫”的早期形式。在岸上遗址西南部的沟渠上方，我们发现了一条人工修筑的堤坝，堤坝上的填土覆盖了沟渠A和沟渠B。堤坝顶部获得的AMS 14C年代(表 1中ANS-Levee和ANS-20)与PS3和沟渠B几乎同时。由于堤坝下伏在沟渠A和B之上，因此我们推测堤坝的修建时间应晚于沟渠B，而早于上覆唐代的建筑。PS 6的AMS 14C年代为3030±30 B. P.(表 1中ANS-16)，PS 3的AMS 14C年代为2860±20 B. P.(表 1中ANS- Levee)，两者的年代跨度最多为300年，我们推测该堤坝是在相对较短的时间内修筑而成。
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图 4 岸上遗址的沟渠遗迹 (a)沟渠A和B；(b)沟渠C；(c)沟渠D Fig. 4 The canal features at Anshang: (a)Canals A and B; (b)Canal C; (c)Canal D |
第三阶段的修筑时间可以追溯到唐代。钻探调查发现了与PS 2同深度的建筑遗迹(大小约10×10 m)，根据PS 2的AMS 14C年代和该遗迹的相对位置，可以初步确定该建筑的年代为唐代。在岸上遗址的西侧和北侧发现若干垃圾坑内有陶片和瓷片，经过鉴定，为典型的唐代文化遗存。
4.2 三杨庄 4.2.1 单元Ⅻ我们从单元Ⅻ获得了两个AMS 14C年代数据，一个来自古土壤层PS 9的底部(10250~9935 cal.a B. P.，见表 1中SYZ01-01)，另一个来自其上部距表面2 cm左右处(7415~7170 cal.a B. P.，见表 1中SYZ04-11)，说明这一古土壤层的发育经历了全新世早期至中期3000年左右的时间(图 5a)。该古土壤的形成和发育与全新世早中期逐渐趋于暖湿的气候有关[46~47]。这一时期泥沙沉积速率较低，表明黄河主河道可能远离该遗址。
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图 5 三杨庄地层图 (a)全新世早中期沉积层，PS 8和PS 9：(b)APS 5到APS 7，分别为西汉、战国和新石器晚期/青铜时代早期人为古土壤：(c)西汉洪水沉积物：(d)剖面4，PS 2和叠压的金时期河道，下面是北宋古土壤PS 4 Fig. 5 Stratigraphy at Sanyangzhuang. (a)Middle and Early Holocene deposits, PS 8 and PS 9; (b)APS 5 through APS 7, from the Western Han, Warring States, and Late Neolithic/Early Bronze Age; (c)The Western Han Dynasty flood; (d)Profile 4, PS 2 and the underlying Jin Dynasty channel with the Northern Song Dynasty paleosol PS 4 underneath |
单元Ⅺ的沉积物主要为Ab和Btkb，代表了三杨庄地区全新世发生的第一次黄河泛滥，可能是由某次黄河决堤引发的洪水造成。沉积物的急剧变化表明洪水序列的结束和以PS 8的发育为标志的地貌稳定期的开始。PS 8底部的AMS 14C年龄约为7160~6805 cal.a B. P.(表 1中SYZ10-01)，表明PS 9和PS 8之间的洪水期相对短暂。
4.2.3 单元Ⅹ单位Ⅹ是在黄河淹没该地区时形成的，PS 7古土壤底部年代为5295~4975 cal.a B. P.(表 1中SYZ17-01)，结合单元XI PS 8的顶部年龄，我们推测PS 8可能是经历了几千年的沉淀而发育形成(图 5b)。该土壤层夹杂的碳酸钙结核较少，表明其暴露时间与PS 9不同。层状沉积物表明，当时存在规律的季节性洪水。PS 7的底部有大量的生物扰动，大量根系和虫眼痕迹深入到下面的地层中，可能是由于黄河改道导致的洪水期结束之后古土壤(PS 7)得以发育。在PS 7这一地层有明显的沟垄遗迹(APS 7)，表明在该阶段的某个时期，古代人类迁入该地区并开始进行耕种。而在该地层发现的碎陶片鉴定后，时间上大致定为青铜时代早期。
4.2.4 单元Ⅸ单元Ⅸ的底部是厚约2~4 cm的红色粉砂质粘土带的沉积层覆盖了整个沟垄；之后，水动力状态发生了变化，沉积了约1.3 m厚的粉砂层，在此之上，我们发现了另一个沟垄遗迹(APS 6)(图 5b)。根据其夹杂的陶片，该沟垄的年代可大致定为战国时期。与APS 7不同，APS 6很薄，底部被截断，没有明显的生物扰动，表明它是在洪水停止后不久发育形成的。该层的底部是一层3~5 cm厚的红色粉砂质粘土，由于不整合面而与其下方的地层明显分离。
全新世中期以后，三杨庄地区的洪水事件形成了若干的沉积层，其标志层为红色的粉砂质粘土。该遗址先是被携带高浓度悬浮粘土和粉砂质粘土的洪水迅速淹没。在这一初始过程之后，较粗的黄色沉积物开始沉积。这些较粗的沉积物可能是悬浮的[48]，也可能是推移质泥沙。但无论哪种方式，它们都标志着洪水强度的增加。这种洪水模式对考古记录产生了影响。其中一个结果就是，每次洪水过后，人类就会迅速离开这个地方；另一个结果是，细粒粘土沉积物坚硬、抗侵蚀，能较好地保存遗迹，使其免受后来的较大洪水的侵蚀。
4.2.5 单元Ⅷ单元Ⅷ中的层状沉积物可能是多个季节性洪水作用的结果。结合历史记载，公元前4世纪左右，当地居民已开始在黄河两岸筑建堤坝[49]，因此，我们推测这些层状沉积物可能代表了一段时间内人工堤坝的决口；另一种可能是这是高水位期间的漫滩洪水(图 5c)。单元Ⅷ的表层是10~15 cm厚的富含有机质的粉砂质粘壤土层(APS 5)，在这一地层出土了可以追溯到西汉末年至王莽时期(约140 BC~23 A.D.)的院落、道路、农田以及其他遗迹[50]。
此时，黄河主河道距离遗址约10~20 km[51]，但这没有阻止当地居民投入大量的人力和物力建造大型院落、水井、池塘以及道路。三杨庄在这一单元时期形成了一个繁荣而庞大的村落，其原因可能是西汉后期政府对防洪工程投入增加，修建了大量堤坝和沟渠，使三杨庄村民过于依赖这些水利设施而相对忽视了洪水的风险。
4.2.6 单元Ⅶ单元Ⅶ顶部有一层古土壤(PS 4)，可能是唐朝或宋朝的人为古土壤(APS 4)。AMS 14C测年结果为1060~960 cal. a B. P(表 1中SYZ13574)。该单元沉积了近2 m厚的粘土、粉砂质粘土和粉砂层，表明在三杨庄遗址西汉晚期繁荣村落经历了灾难性的洪水事件，由此推测可能与黄河大堤西段的决口有关。这个单元可以细分为3个阶段：在第一阶段，富含粘土的洪水侵蚀了房屋，并沉积了大量的泥土。在第二阶段中洪水的势力略有增加，但是淹没程度较轻，建筑物倒塌形成了混杂的沉积物，其中一处汉代居民庭院遗迹的沉积物中包含了巨大的(5~40 cm)圆形枕状的浅色粉砂碎屑，这些粉砂碎屑可能是从墙壁上剥落的夯土。在洪水发生时，该遗址很快就被废弃了，遗迹被细粒泥封存起来，使其避免了随后的较大洪水的侵蚀。第三阶段粒径较粗的沉积物表明黄河大堤已完全溃决。该时期黄河发生改道，并迅速形成了一个从决口处向东延伸的扇形区域[52]。
4.2.7 单元Ⅵ单元Ⅵ是北宋(960~1127A.D.)或金(1115~1234A.D.)时期流经三杨庄遗址区域的一条黄河故道形成的河道沉积(图 5d)。地层中有明显的不整合面，表明这条河道初期侵蚀作用十分剧烈，并侵蚀了部分唐代地层(APS 4)，甚至侵蚀了部分汉代地层(图 5d)。在这一过程中，河道冲刷了一些被包裹在第一阶段和第二阶段汉代洪水细粒沉积物中坍塌的汉代院落。该单元含有大量圆形到椭圆形的粘土碎块(直径可达6 cm)，砾石大小的天然碎屑和文化遗物(包括圆形的煤块和碳酸钙结核)及北宋和金代大块碎陶片，由此可见其搬运能力之大。最后，河道内水位下降，并可能出现季节性断流，导致枯水期河道表面的泥沙氧化。
4.2.8 单元Ⅴ单元Ⅴ由5~10 cm的细浅色粉砂层和少量粘土组成。该单元既不具有河流沉积粉砂的颜色特征，也未出现分层特征，我们推测这是宋金古河道内的粉砂和砂质沉积物被风二次搬运形成的一层风成沉积。这一时期原有的宋金时期河道内的水流干涸，表明在金代后期，黄河发生改道，流经三杨庄的这一河道被废弃。
4.2.9 单元Ⅳ单元Ⅳ是一层20~30 cm厚的红色粉砂质粘土沉积物，代表了北宋末至金代中期与黄河泛滥有关的滞流沉积物。历史记载表明，黄河曾于公元1034年、1048年、1056年、1068年、1081年、1099年和1128年在河南东北部和河北南部频繁发生泛滥[52~54]。但宋金时期的河道在任何一次洪水过程中均可能被单元Ⅳ的细粒泥所填充。
4.2.10 单元Ⅲ在单元Ⅳ宋金古河道的洼地内形成了渗水性较差的地层后，湿地/沼泽开始发育，形成了单元Ⅲ。下层的潜育土和上层显著的氧化还原特征表明这片湿地经过了较长时间的发育，在该单元的形成过程中，存在弱发育的表土层，表明该单元的形成过程中存在一段稳定时期；另外，推测这一时期可能有一条季节性河流(硝河)从中流过。
4.2.11 单元Ⅱ明末清初(17世纪)湿地面积减少，并形成古土壤/人为古土壤(PS 2/APS 2)。
4.2.12 单元Ⅰ20世纪中叶，环境变化、排水能力增强，人为改造降低了地下水位，最近的土壤开始形成(APS 1)。
4.2.13 考古特征三杨庄剖面最引人注目的考古遗存是3层典型的农田遗迹，对应于地层序列中的APS 7、APS 6和APS 5这3个层位。这3个地层在剖面上均显示有中原地区农田典型的沟垄形态；根据AMS 14C测年和考古类型学研究，其年代分别为新石器晚期至青铜时代早期、战国时期以及西汉晚期到王莽时期[32, 55]。我们针对西汉晚期地层的大规模考古发掘，发现14处这一时期的居民庭院，包含砖墙、瓦当、泥坯、水塘，以及水井、铁犁铧、石磨、石臼等与农业生产紧密相关的遗迹遗物。这3层农田遗迹为研究三杨庄的地层序列提供了清晰的年代标尺，生动呈现了长时段内人与环境互相依存又互相影响的关系。
4.3 大张龙村 4.3.1 单元Ⅱ该地层单元的2C由粉砂质粘壤土和粉砂质壤土的交替沉积形成，具有显著的洪水沉积物特征；根据文献记载[52]，黄河在这一时期曾发生过泛滥；另外，在2Ab(PS 2)中发现的一块木炭，测年数据为974~930 cal.a B. P.(表 1中DLZC-1)，表明2C可能代表了11世纪之前发生的洪水事件(图 6a)。洪水沉积在现代地表以下400 cm处突然终止; 在洪水沉积物2C的顶部形成了一层较厚且发育良好的土壤层2Ab。2Ab具有显著的植物根系导致的氧化还原特征(直径 < 2 cm)，向下延伸至2C中，表明该层土壤曾经生物活动较活跃。
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图 6 大张龙村地层图 (a)PS 2和下层可能的汉代洪水：(b)北宋洪水掩埋的一座砖砌夯土墙建筑：(c)夯土墙和洪水沉积物之间的接触面 Fig. 6 Stratigraphy at Dazhanglongcun. (a)PS 2 and possible Han Dynasty flood underneath; (b)The Northern Song Dynasty floods burying a rammed-earth wall construction with brick; (c)Contact between the rammed-earth wall and flood deposit |
单元Ⅰ主要由一层厚的粉砂质壤土层组成，从剖面底部延伸至现代地表以下约130 cm，其中夹杂着一层较薄的红色粉砂质粘土层。该单元在PS 2之上是一层较厚的洪水沉积物C，由粉砂质壤土和淡红色粉砂质粘壤土交替沉积而成。C从2Ab(PS 2)以上开始，一直持续到距现代地表以下约350 cm处，其多条红色粉砂质粘土条带反映了沉积环境的能量变化。在较厚的粉砂质壤土中发现了一块木炭，其年代为960~800 cal.a B. P.(表 1中DZLC-2)。在现代地表下约70 cm处，沉积物转变成块状、有棱角的粉砂质壤土，推测可能为风成黄土。这些洪水和黄土沉积物在现代地表下30 cm左右逐渐发育成现代土壤。
4.3.3 考古特征大张龙村的考古遗存主要有三类，即夯土墙、嵌在墙内的炉膛或燃烧遗迹以及一层砖结构(图 6b和6c)。墙体叠压在2Ab之上，同时被洪水沉积物C叠压。第一阶段的墙体由许多精细分层的夯土组成，这些夯土具有块状的棱角结构和粉砂质壤土质地。在夯土墙的某些区域，有几个具有粘土质地和易碎结构的沉积物，不同于周围的夯土。第二阶段的墙体同样有分层的夯土结构，最后一层夯土的上面是4块处于原位的砖(图 6c)，这些砖可能是寨墙上的一种垛口。在第二阶段的墙体上覆盖着一层较薄的淡红色粉砂质粘土(＜5 cm)和一层较厚的粉砂质壤土(图 6c)。
5 讨论内黄县的沉积和考古证据记录了几千年来自然地貌景观的变化过程。研究表明，从3000 a B. P.开始，由于黄河泛滥，这一地区地貌经历了显著的变化。例如，在岸上、三杨庄和大张龙村考古遗址中，出现了4200 a B. P.、3000 a B. P.、2000 a B. P.和1000 a B. P.左右的洪水证据，揭示了古代建筑和水利工程对这些洪水事件结果的影响。遗址中的地层序列和测年数据表明，从大约3000 a B. P.开始，黄河洪水对中下游的影响日趋显著，这可能与黄土高原的侵蚀加剧有关[9, 10, 56~60]。
在黄河流域中下游流域，与历史上黄河泛滥有关的地层记录广泛可见[6, 23~24, 32, 35, 55, 61]。岸上、三杨庄和大张龙村这3个遗址的地层序列虽然有所区别，但整体上记录具有普遍性。粒度结果显示(图 7)，这些遗址中普遍存在红色粉砂质粘土/粉砂质粘壤土和黄色粉砂质粘土/粉砂质壤土的交替叠压，指示了多次洪水事件。以三杨庄为例，Kidder等[50]认为，三杨庄遗址的红色粉质粘土代表了黄河泛洪过程的初始阶段，这一阶段其搬运能力相对较低。随着洪水搬运能力的提升，三杨庄沉积物的粒径也相应增加，由红色粉砂质粘土/粉砂质粘壤土变为了黄色粉砂质粘土/粉砂质壤土。在一些情况下，随着洪水在低能和高能沉积体系之间交替，红色粉砂质粘土逐渐形成，然后又迅速被洪水沉积物覆盖。研究区的红色粉砂质粘土层中，氧化还原特征普遍存在，地貌状况比较稳定，植被发育；而在黄色粉砂质粘土/粉砂质壤土层中，几乎完全没有氧化还原特征，表明地表发生了迅速的变化。
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图 7 岸上(a)和三杨庄(b)沉积物的三元图 除了三杨庄剖面来自金时期的河道泥沙沉积物，其他所有沉积物都向粉砂一侧倾斜，其他所有沉积物都向粉砂一侧倾斜 Fig. 7 Ternary diagram of sediments from Anshang(a) and Sanyangzhuang(b). Note that, except the sands at Sanyangzhuang from the Jin channel, all the deposits are skewed towards silt |
古代人类活动对局部地形的变化影响了黄河洪水的沉积过程。岸上遗址多证据显示，地表景观在3000 a B. P.之后变得不稳定性，可能是由于人类对区域微地形的改造导致的。例如，在岸上遗址南侧，发掘调查中出土了可能位于堤坝顶部的建筑物瓦片；在北侧，不平整的PS 2和PS 3可能是修建大型土建工程的结果。岸上遗址南侧和北侧剖面显示，人为建造的灌溉沟渠改变了岸上遗址的微观地形。岸上遗址北侧PS 2、PS 3等地层的沉积物粒度结果表明，商代开始人类对自然景观的改造愈发显著。在三杨庄和大张龙村遗址，人类活动对地貌的影响和改造仍然存在，但较于岸上遗址相对微弱。三杨庄遗址汉代洪水沉积物中含有泥砖房的残存；大张龙村遗址也有类似的现象，即洪水沉积物覆盖在夯土墙上，使其暴露在地表之上。以上沉积和考古证据显示，经过改造或人工建造的景观可能会导致微地貌的变化，并进而影响和改变大规模地貌过程的动力特征[3, 56, 62~63]。
岸上、三杨庄和大张龙村这3个遗址的地层记录显示，在岸上遗址所发现的沟渠遗迹营建之前，这一地区的地表景观状况相对稳定。大约6000 a B. P.至3000 a B. P.，内黄县普遍存在较为稳定的全新世中期地层(如PS 8、PS 7)[32]，洪水沉积物仅见于岸上遗址的南侧剖面。然而，青铜时代(约3000 a B. P.)及之后的古土壤层变得愈发不稳定，其中一些地表景观在被冲积层掩埋之前只维持了几百年，这种趋势一直持续到公元1128年后黄河主河道向南迁移[5, 53]。洪水频率的增加与从青铜时代到宋代黄土高原农业集约化的发展基本同步：在新石器农业集约化程度较低，洪水频率整体较低，但从铁器时期农业集约化程度提高，洪水频率快速增加(图 8)。由此可以看出，从3000 a B. P.开始，研究区域的人为和自然地质过程变得越来越复杂，这一结论与其他对华北平原地貌过程的研究结果相吻合[3~4, 6]，而时间点与殷墟等该地区早期大型城市的出现时间[27]大致重合。
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图 8 岸上、三杨庄和大张龙村遗址的沉积速率与华北平原沉积速率的比较[3, 44] Fig. 8 Estimated sediment accumulation rates at Anshang, Sanyangzhuang and Dazhanglongcun in relation to estimates of sediment accumulation of the Huabei Plain, derived from references[3, 44] |
岸上、三杨庄和大张龙村发现的唐宋时期沉积物中证据表明，农业生产活动的扩展和加剧可能是导致黄河下游特大洪水易发的重要原因[57, 60, 64]。尤其是大张龙村，其文化层被厚达3 m的来自公元1048~1128年间的宋代黄河洪水沉积物所覆盖(图 8)。总体而言，我们的研究表明，自全新世早期以来，华北平原的许多地区已累积了10 m左右的沉积物，而后期的人类活动可能加快了该地区侵蚀和沉积速率，改变了华北平原的地貌景观。
6 结论黄河被誉为中华民族的“母亲河”，因此，深入理解黄河对中华文明的塑造和影响显得尤为重要。位于河南省北部的内黄县及其周边地区的沉积物中蕴藏了丰富的环境、地质和考古资料，这些资料为我们理解古代人与环境的互动关系提供了重要线索。
我们在内黄地区开展了以考古遗址为中心的河流地质考古学研究。主要由富含有机质的土壤层和洪水沉积层交替叠压所形成的地层序列，记录了全新世以来地貌-气候-人类相互作用的信息。在三杨庄遗址，发现了深埋于地下的丰富考古遗存，尤其是多处农田遗迹，为研究汉代之前的农业生产活动提供了直接证据；岸上遗址发现的沟渠遗迹可以帮助理解中国早期政治与水利工程之间的关系以及人工水利设施对黄河冲积过程的潜在影响；大张龙村的考古遗迹和洪积层则显示了宋代的洪水过程以及人工建筑对微地貌的影响。
通过综合考察岸上、三杨庄和大张龙村这3个遗址的地层序列，发现内黄县的地貌在全新世经历了由相对稳定向不稳定变化的过程。全新世早期和中期，气候条件相对较好，人类对地貌过程的影响亦较为微弱；从全新世晚期开始，尤其是3000 a B. P.以后，气候变化和农业集约化可能增加了黄河的洪水泛滥频率，从而使该地区的地貌趋向不稳定。虽然气候变化等自然因素的影响不可忽视，但越来越多的证据表明，古代人类活动的因素，包括人口规模的扩大、农业耕作面积的增加、新兴手工业技术的发展以及由此带来的资源消耗等可能是影响黄河在全新世晚期演变的主要因素之一。
尽管华北平原的河流地质考古研究已初具轮廓，但我们仍然需要继续围绕这一地区的考古遗址展开更多的工作，从而更加深入地理解这一地区自然沉积过程与古代人类活动之间的相互作用。
致谢: 感谢河南省文物考古研究院朱汝生老师、张小虎博士和内黄县文物管理所在我们的实地考察过程中给予的支持；感谢中国科学院地质与地球物理研究所王学烨博士生对文稿的建议和修改；感谢审稿专家和编辑部杨美芳老师宝贵的评审和修改意见。
| [1] |
Macklin M G, Lewin J. The rivers of civilization[J]. Quaternary Science Reviews, 2015, 114: 228-244. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.02.004 |
| [2] |
Chen Y. Flood dynamics of the lower Yellow River over the last 3000 years:Characteristics and implications for geoarchaeology[J]. Quaternary International, 2019, 521: 147-157. DOI:10.1016/j.quaint.2019.05.040 |
| [3] |
Xu J. Sedimentation rates in the lower Yellow River over the past 2300 years as influenced by human activities and climate change[J]. Hydrological Processes, 2003, 17(16): 3359-3371. DOI:10.1002/hyp.1392 |
| [4] |
Xu J. A study of long term environmental effects of river regulation on the Yellow River of China in historical perspective[J]. Geografiska Annaler Series A:Physical Geography, 1993, 75(3): 61-72. DOI:10.1080/04353676.1993.11880385 |
| [5] |
Chen Y, Syvitski J P, Gao S, et al. Socio-economic impacts on flooding:A 4000-year history of the Yellow River, China[J]. Ambio, 2012, 41(7): 682-98. DOI:10.1007/s13280-012-0290-5 |
| [6] |
Shi C X, Zhang L A, Xu J Q, et al. Sediment load and storage in the lower Yellow River during the Late Holocene[J]. Geografiska Annaler Series A:Physical Geography, 2010, 92(3): 297-309. DOI:10.1111/j.1468-0459.2010.00396.x |
| [7] |
Brown A G. Alluvial Geoarchaeology:Floodplain Archaeology and Environmental Change[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1997: 1-377.
|
| [8] |
Ferring C R. Geoarchaeology in Alluvial Landscapes[M]//Goldberg P, Holliday V T, Ferring C R eds. Earth Sciences and Archaeology. New York: Springer Science and Business Media, 2001: 77-106.
|
| [9] |
Mostern R. Loess is more:The spatial and ecological history of erosion on China's northwest frontier[J]. Journal of the Economic and Social History of the Orient, 2019, 62(4): 560-598. DOI:10.1163/15685209-12341488 |
| [10] |
Mostern R. Sediment and state in imperial China:the Yellow River watershed as an Earth System and a world system[J]. Nature + Culture, 2016, 11(2): 121-147. DOI:10.3167/nc.2016.110201 |
| [11] |
Liu G. The Cenozoic rift system of the North China Plain and the deep internal process[J]. Tectonophysics, 1987, 133(3-4): 277-285. DOI:10.1016/0040-1951(87)90270-8 |
| [12] |
Pan B, Hu Z, Wang J, et al. The approximate age of the planation surface and the incision of the Yellow River[J]. Paleogeography, Paleoclimatology, Palaeoecology, 2012, 356: 54-61. DOI:10.1016/j.palaeo.2010.04.011 |
| [13] |
Pan B, Hu Z, Wang J, et al. A magnetostratigraphic record of landscape development in the eastern Ordos Plateau, China:Transition from Late Miocene and Early Pliocene stacked sedimentation to Late Pliocene and Quaternary uplift and incision by the Yellow River[J]. Geomorphology, 2011, 125(1): 225-238. |
| [14] |
Jing Z, Rapp G, Gao T. Holocene landscape evolution and its impact on the Neolithic and Bronze Age sites in the Shangqiu area, Northern China[J]. Geoarchaeology, 1995, 10(6): 481-513. DOI:10.1002/gea.3340100605 |
| [15] |
Liu X, Lightfoot E, O'connell T C, et al. From necessity to choice:Dietary revolutions in West China in the second millennium BC[J]. World Archaeology, 2014, 46(5): 661-680. DOI:10.1080/00438243.2014.953706 |
| [16] |
Liu X, Hunt H, Jones M. River valleys and foothills:Changing archaeological perceptions of North China's earliest farms[J]. Antiquity, 2009, 83(319): 82-95. DOI:10.1017/S0003598X00098100 |
| [17] |
Ren X, Lemoine X, Mo D, et al. Foothills and intermountain basins:Does China's fertile arc have 'Hilly Flanks'?[J]. Quaternary International, 2016, 426: 86-96. DOI:10.1016/j.quaint.2016.04.001 |
| [18] |
赵志军. 小麦传入中国的研究——植物考古资料[J]. 南方文物, 2015(3): 44-52. Zhao Zhijun. Study on the introduction of wheat into China-Plant archaeological data[J]. Cultural Relics in Southern China, 2015(3): 44-52. DOI:10.3969/j.issn.1004-6275.2015.03.009 |
| [19] |
王灿, 吕厚远, 顾万发, 等. 全新世中期郑州地区古代农业的时空演变及其影响因素[J]. 第四纪研究, 2019, 39(1): 108-122. Wang Can, Lü Houyuan, Gu Wanfa, et al. Spatial-temporal evolution of agriculture and factors influencing it during the mid-Holocene in Zhengzhou area, China[J]. Quaternary Sciences, 2019, 39(1): 108-122. |
| [20] |
尚彦军, 周昆叔, 曲永新, 等. 从南水北调中线文物与地貌关系看全新世以来沿线人聚居条件变化[J]. 第四纪研究, 2019, 39(2): 497-509. Shang Yanjun, Zhou Kunshu, Qu Yongxin, et al. The relationship of cultural relics with landform types for clarifying ancients living sites along the Middle Route of South-to-North Water Diversion Project(MRWDP) in Holocene[J]. Quaternary Sciences, 2019, 39(2): 497-509. |
| [21] |
李中轩, 吴国玺, 许淑娜, 等. 颍河上游新石器时期的地貌变迁对史前聚落分布的影响[J]. 第四纪研究, 2018, 38(2): 380-392. Li Zhongxuan, Wu Guoxi, Xu Shuna, et al. Fluvial processes of the upper Ying River and its influences on human settlements in the Neolithic Age[J]. Quaternary Sciences, 2018, 38(2): 380-392. |
| [22] |
张振, 李佳, 王春癑, 等. 冀中南地区新石器时代至春秋时期聚落遗址时空分布及环境演变的影响[J]. 第四纪研究, 2017, 37(3): 474-485. Zhang Zhen, Li Jia, Wang Chunyue, et al. The temporal and spatial distribution of settlement sites and the influence of environmental changes since the Neolithic to Chunqiu periods in central and southern Hebei Province[J]. Quaternary Sciences, 2017, 37(3): 474-485. |
| [23] |
Huang C C, Pang J, Zha X, et al. Extraordinary floods of 4100-4000 a BP recorded at the late Neolithic ruins in the Jinghe River gorges, middle reach of the Yellow River, China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2010, 289(1-4): 1-9. DOI:10.1016/j.palaeo.2010.02.003 |
| [24] |
Huang C C, Pang J L, Zha X C, et al. Holocene palaeoflood events recorded by slackwater deposits along the lower Jinghe River valley, middle Yellow River basin, China[J]. Journal of Quaternary Science, 2012, 27(5): 485-493. DOI:10.1002/jqs.2536 |
| [25] |
张俊娜, 夏正楷. 中原地区4 ka BP前后异常洪水事件的沉积证据[J]. 地理学报, 66(5): 685-697. Zhang Junna, Xia Zhengkai. Deposition evidences of the 4 ka BP flood events in Central China Plains[J]. Acta Geographica Sinica, 66(5): 685-697. |
| [26] |
赵荣, 秦建明. 秦郑国渠大坝的发现与渠首建筑特征[J]. 西北大学学报(自然科学版), 1987(1): 17-20. Zhao Rong, Qin Jianming. Discovery of Qin Zhengguo Dam and its architectural features[J]. Journal of Northwest University(Natural Science Edition), 1987(1): 17-20. |
| [27] |
Steinhardt N S. Chinese Imperial City Planning[M]. Hololulu: University of Hawaii Press, 1999: 137-157.
|
| [28] |
赵宏飞.近1万年以来特征十七黄土高原土壤侵蚀及其对黄河下游沉积的影响[D].西安: 西北农林科技大学博士论文, 2018: 1-53. Zhao Hongfei. Characteristics of Soil Erosion on the Loess Plateau and Its Impact on Sediments in the Lower Yellow River since 10, 000 Years[D]. Xi'an: The Doctoral Dissertation of Northwest A & F University, 2018: 1-53. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10712-1018955513.htm |
| [29] |
Kidder T R, Zhuang Y J. Anthropocene archaeology of the Yellow River, China, 5000-2000 BP[J]. The Holocene, 2015, 25(10): 1627-1639. DOI:10.1177/0959683615594469 |
| [30] |
Lu P, Wang H, Chen P, et al. The impact of Holocene alluvial landscape evolution on an ancient settlement in the southeastern piedmont of Songshan Mountain, Central China:A study from the Shiyuan site[J]. Catena, 2019, 183: 104232. DOI:10.1016/j.catena.2019.104232 |
| [31] |
Storozum M J, Zhang J, Wang H, et al. Geoarchaeology in China:Historical trends and future prospects[J]. Journal of Archaeological Research, 2019, 27(1): 91-129. |
| [32] |
Kidder T, Liu H, Xu Q, et al. The alluvial geoarchaeology of the Sanyangzhuang site on the Yellow River floodplain, Henan Province, China[J]. Geoarchaeology, 2012, 27(4): 324-343. DOI:10.1002/gea.21411 |
| [33] |
Chen W, Qinghai X, Xiuqing Z, et al. Palaeochannels on the North China Plain:Types and distributions[J]. Geomorphology, 1996, 18(1): 5-14. |
| [34] |
Stafford C R. Geoarchaeological perspectives on paleolandscapes and regional subsurface archaeology[J]. Journal of Archaeological Method and Theory, 1995, 2(1): 69-104. DOI:10.1007/BF02228435 |
| [35] |
Storozum M, Liu H, Qin Z, et al. Early evidence of irrigation technology in the North China Plain:Geoarchaeological investigations at the Anshang site, Neihuang County, Henan Province, China[J]. Geoarchaeology, 2017, 33(2): 143-161. |
| [36] |
Storozum M J, Qin Z, Ren X, et al. The collapse of the North Song Dynasty and the AD 1048-1128 Yellow River floods:Geoarchaeological evidence from northern Henan Province, China[J]. The Holocene, 2018, 28(11): 1759-1770. DOI:10.1177/0959683618788682 |
| [37] |
Birkeland P W. Soils and Geomorphology[M]. New York: Oxford University Press, 1999: 1-208.
|
| [38] |
Baillie I C. Soil survey staff 1999, soil taxonomy[J]. Soil Use and Management, 2006, 17(1): 57-60. DOI:10.1111/j.1475-2743.2001.tb00008.x |
| [39] |
Schoeneberger P J, Wysocki D A, Benham E C, et al. Field Book for Describing and Sampling Soils[M]. Lincoln, NE: Natural Resources Conservation Service, USDA, National Soil Survey Center, 1998: 44-97.
|
| [40] |
李天杰, 赵烨, 张科利, 等. 土壤地理学(第三版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004: 170-175. Li Tianjie, Zhao Ye, Zhang Keli, et al. Pedology(Third Edition)[M]. Beijing: Higher Education Press, 2004: 170-175. |
| [41] |
Bronk Ramsey C. Bayesian analysis of radiocarbon dates[J]. Radiocarbon, 2009, 51(1): 337-360. DOI:10.1017/S0033822200033865 |
| [42] |
Reimer P, Bard E, Bayliss A, et al. IntCal 13 and marine 13 radiocarbon age calibration curves 0-50, 000 years cal BP[J]. Radiocarbon, 2013, 55(4): 1869-1887. DOI:10.2458/azu_js_rc.55.16947 |
| [43] |
Huang C C, Pang J, Zha X, et al. Impact of monsoonal climatic change on Holocene overbank flooding along Sushui River, middle reach of the Yellow River, China[J]. Quaternary Science Reviews, 2007, 26(17-18): 2247-2264. DOI:10.1016/j.quascirev.2007.06.006 |
| [44] |
Kidder T R, Liu H. Bridging theoretical gaps in geoarchaeology:Archaeology, geoarchaeology, and history in the Yellow River valley, China[J]. Archaeological and Anthropological Sciences, 2014, 9(8): 1585-1602. |
| [45] |
Purdue L E, Berger J F. An integrated socio-environmental approach to the study of ancient water systems:The case of prehistoric Hohokam irrigation systems in semi-arid central Arizona, USA[J]. Journal of Archaeological Science, 2015, 53: 586-603. DOI:10.1016/j.jas.2014.11.008 |
| [46] |
Dong J, Wang Y, Cheng H, et al. A high-resolution stalagmite record of the Holocene East Asian monsoon from Mt Shennongjia, Central China[J]. The Holocene, 2010, 20(2): 257-264. DOI:10.1177/0959683609350393 |
| [47] |
Yang X, Ma N, Dong J, et al. Recharge to the inter-dune lakes and Holocene climatic changes in the Badain Jaran Desert, Western China[J]. Quaternary Research, 2010, 73(1): 10-19. DOI:10.1016/j.yqres.2009.10.009 |
| [48] |
Chien N. The braided stream of the lower Yellow River[J]. Scientia Sinica, 1961, 10(6): 735-754. |
| [49] |
Needham J, Wang L, Lu G D. Science and Civilization in China-Physics and Physical Technology, Part Ⅲ:Civil Engineers and Nautics (Vol. 4)[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1971: 255-258.
|
| [50] |
Kidder T R, Liu H W, Li M L. Sanyangzhuang:Early farming and a Han settlement preserved beneath Yellow River flood deposits[J]. Antiquity, 2012, 86(331): 30-47. DOI:10.1017/S0003598X0006244X |
| [51] |
Tan Q. The Historical Atlas of China[M]. Beijing: Cartographic Publishing House, 1982: 132-133.
|
| [52] |
Zhang L. The River, the Plain, and the State:An Environmental Drama in Northern Song China, 1048-1128[M]. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2016: 1-57.
|
| [53] |
Lamouroux C. From the Yellow River to the Huai: New representations of a river network and the hydraulic crisis of 1128[M]//Elvin M, Liu C eds. Sediments of Time: Environment and Society in Chinese History. Cambridge: Cambridge University Press, 1998: 545-584.
|
| [54] |
Zhang L. Changing with the Yellow River:An environmental history of Hebei, 1048-1128[J]. Harvard Journal of Asiatic Studies, 2009, 69(1): 1-36. DOI:10.1353/jas.0.0001 |
| [55] |
Qin Z, Storozum M, Liu H, et al. Investigating environmental changes as the driving force of agricultural intensification in the lower reaches of the Yellow River:A case study at the Sanyangzhuang site[J]. Quaternary International, 2019, 521: 25-34. DOI:10.1016/j.quaint.2019.06.033 |
| [56] |
Ren M E, Zhu X. Anthropogenic influences on changes in the sediment load of the Yellow River, China, during the Holocene[J]. The Holocene, 1994, 4(3): 314-320. DOI:10.1177/095968369400400311 |
| [57] |
He X, Tang K, Zhang X. Soil erosion dynamics on the Chinese Loess Plateau in the last 10, 000 years[J]. Mountain Research and Development, 2004, 24(4): 342-347. |
| [58] |
Rosen A M, Lee J, Li M, et al. The Anthropocene and the landscape of confucius:A historical ecology of landscape changes in northern and eastern China during the Middle to Late-Holocene[J]. The Holocene, 2015, 25(10): 1640-1650. DOI:10.1177/0959683615594241 |
| [59] |
Rosen A M. The impact of environmental change and human land use on alluvial valleys in the Loess Plateau of China during the Middle Holocene[J]. Geomorphology, 2008, 101(1-2): 298-307. DOI:10.1016/j.geomorph.2008.05.017 |
| [60] |
Zhao G J, Mu X M, Wen Z M, et al. Soil erosion, conservation, and eco-environment changes in the Loess Plateau of China[J]. Land Degradation & Development, 2013, 24(5): 499-510. |
| [61] |
Huang C C, Pang J, Zha X, et al. Sedimentary records of extraordinary floods at the ending of the mid-Holocene climatic optimum along the upper Weihe River, China[J]. The Holocene, 2011, 22(6): 675-686. |
| [62] |
Milliman J D, Yun-Shan Q, Ren M E, et al. Man's influence on the erosion and transport of sediment by Asian rivers:The Yellow River(Huanghe) example[J]. The Journal of Geology, 1987, 95(6): 751-762. DOI:10.1086/629175 |
| [63] |
Xu J. Historical bank-breachings of the lower Yellow River as influenced by drainage basin factors[J]. Catena, 2001, 45(1): 1-17. |
| [64] |
Zhao Y, Chen F, Zhou A, et al. Vegetation history, climate change and human activities over the last 6200 years on the Liupan Mountains in the southwestern Loess Plateau in Central China[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2010, 293(1-2): 197-205. DOI:10.1016/j.palaeo.2010.05.020 |
2 Department of Cultural Heritage and Museology, Fudan University, Shanghai 200432;
3 Max Planck Institute for the Science of Human History, Jena 07745 Germany;
4 School of History and Culture, Henan University, Kaifeng 475001, Henan;
5 Henan Provincial Institute of Cultural Heritage and Archaeology, Zhengzhou 450000, Henan;
6 Department of Anthropology, Washington University in St. Louis 63130, U. S. A)
Abstract
Alluvial geoarchaeology is the study of the stratigraphic relationships between rivers and archaeological sites. Recent alluvial geoarchaeological research in Neihuang County, has revealed the Yellow River's complex alluvial history that contains evidence of human interactions with their environment. In this paper, we present field work results from 2010~2016 at three sites, Anshang(35°52'24"N, 114°44'18"E), Sanyangzhuang(35°43'51"N, 114°45'43"E) and Dazhanglongcun(35°59'46"N, 114°52'7"E), that span the Holocene. The stratigraphy at each of these sites indicates that many archaeological sites are likely buried deep underground and that these archaeological sites may have influenced alluvial sedimentary processes, starting ca. 3000 a B.P. At Anshang, we found four canals dating to the Bronze Age. After these canals were abandoned, their infilling influenced the later depositional processes, creating micro-topographic changes around the site. At Sanyangzhuang, our deep excavations revealed human affected paleosols dating to the late Neolithic, the Warring States, Han Dynasty and Tang Dynasty. At Dazhanglongcun, we found evidence of Yellow River flooding that dates to the Northern Song Dynasty, the deposition of these deposits was influenced by the archaeological stratigraphy of a small walled village. Using our radiocarbon dates from each site and the depth of each of these stratigraphic sequences, we calculated the rate of sediment accumulation at each site and compared it to the sediment accumulation rates estimated for the Yellow River and the North China Plain. Our results indicate that sediment accumulation rates at each site starts to increase ca.3000 a B.P. This trend matches estimated increases in the sediment load of the Yellow River channel during the early dynastic period, showing that archaeological sites can contain significant amounts of information on human-environmental relations. More alluvial geoarchaeological work needs to be done at archaeological sites themselves to examine the interaction between natural sedimentary processes and the evolution of civilization in the North China Plain.