仰韶文化遺址區(qū)古土壤色度特征及其氣候意義

馮力威，吳克寧,，查理思，鞠兵，王文靜

1. 中國地質(zhì)大學（北京）土地科學技術學院，北京 100083；2. 國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035

仰韶文化遺址區(qū)古土壤色度特征及其氣候意義

馮力威1，吳克寧1,2*，查理思1，鞠兵1，王文靜1

1. 中國地質(zhì)大學（北京）土地科學技術學院，北京 100083；2. 國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035

土壤可有效記錄和收集環(huán)境信息，文化遺址區(qū)內(nèi)的土壤包含了豐富的古環(huán)境信息，然而在諸多的研究中，對仰韶文化變遷與氣候變化之間的關系研究較少，缺乏定量科學依據(jù)。為了探討土壤色度指標的氣候意義，半定量的恢復仰韶文化時期的氣候環(huán)境狀況，在河南仰韶村遺址選擇1個含人類遺跡的文化剖面和1個沒有人類擾動的自然剖面進行對比研究，利用日本CM-700d分光測色儀分別測試2個研究剖面土壤色度指標（亮度、紅度、黃度），并與剖面的磁化率、粒度特征進行綜合分析，探討仰韶文化時期的古氣候變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：色度等各氣候指標都能一定程度上科學地反映古氣候變化，但僅根據(jù)某一種氣候替代指標推導氣候結(jié)果是片面的，只有綜合考慮多項氣候替代指標，才能夠準確合理地重建氣候的變化過程。色度指標沿剖面呈有規(guī)律的變化，文化剖面L*、a*、b*各指標值隨剖面深度加深數(shù)值呈增加趨勢，自然剖面a*值隨剖面深度加深呈增加趨勢，而 L*、b*指標值則呈減小趨勢，同時色度各指標值可以與磁化率、粒度進行很好的結(jié)合。綜合來看，文化剖面由于人類活動的干擾，氣候的反演大致與自然剖面相對應，總體而言反映的氣候環(huán)境信息大體相同，剖面從下向上可分為4個氣候變化階段，變暖期-干冷期-暖濕期-干冷期。這一結(jié)果也說明了暖濕的氣候是文明繁榮發(fā)展的動因，而干冷的氣候則會使文明走向衰落。

仰韶文化遺址；古土壤；文化剖面；自然剖面；色度；氣候意義

土壤顏色是土壤主要的理化性質(zhì)之一，是土壤在可見光波段的反射光譜特性，與土壤有機質(zhì)含量、土壤水分、土壤質(zhì)地和粘粒含量等密切相關。土壤顏色的空間變化是土壤性狀對氣候的響應，能反映土壤的發(fā)育程度(朱麗東等，2007)。土壤顏色的研究始于20世紀60年代，70年代研究得到快速發(fā)展，這一階段主要研究土壤中最常見的致色礦物赤鐵礦和針鐵礦以及有機質(zhì)與土壤顏色的關系上，發(fā)現(xiàn)游離鐵氧化物含量與土壤彩度成正比，土壤有機質(zhì)能使土壤顏色變暗，這些成分的變化與一定氣候條件下化學風化及生物風化作用有很大關系。所以認為通過土壤剖面顏色的變化可能會恢復古氣候環(huán)境的波動狀況（Scheffer和 Welte，1958；Resende，1976；Torrent和Schwertmann，1980；Singh和Gilkes，1992）。近幾年，通過眾多學者對土壤顏色的研究，建立了土壤色度體系并逐漸被量化，嘗試在古氣候研究方面將土壤顏色作為一個氣候代用指標，取得了較好的成果。陳一萌等通過對甘肅省臨夏市源堡剖面的研究，認為土壤顏色指標無論在百年尺度、千年尺度還是在萬年尺度上均能可靠的反映氣候的變化，尤其是對末次冰期階段氣候響應得更為顯著（陳一萌等，2006）。楊勝利等通過對中國70多個表層土壤樣品的研究，指出黃土-古土壤的顏色記錄在千年尺度和萬年尺度上均能很好地反映亞洲季風和全球氣候變化的特征（楊勝利等，2001）。石培宏等對靖遠黃土剖面研究后發(fā)現(xiàn)，在磁化率指標不能很好地反映氣候變化及土壤發(fā)育的情況下，色度指標的引入能夠彌補這一缺陷（石培宏等，2012）。黃成敏等在對紅土的研究中，常常采用以土壤顏色為基礎的紅化率指數(shù)推斷成土母質(zhì)風化成土作用的強度（黃成敏等，2004）。彭淑貞等對西峰晚第三紀紅土的研究后，指出紅土的亮度值對碳酸鹽質(zhì)量分數(shù)有較強的指示意義，兩者在隨深度變化的趨勢以及幅度上均有較好的可比性（彭淑貞和郭正堂，2003）。近些來，隨著環(huán)境考古學的發(fā)展，土壤學在考古中的應用也日漸廣泛。但大多數(shù)都屬于定性研究，應用土壤顏色、磁化率等指標進行定量研究較少。

本文在前人研究的基礎上，以河南省仰韶村遺址中兩個剖面為研究對象，對剖面的色度參數(shù)進行研究，并與粒度、磁化率指標進行綜合分析，獲取剖面所包含的的古氣候信息，探討色度指標的氣候指示意義，為仰韶時期氣候環(huán)境變化研究提供科學依據(jù)。

1 樣品與方法

1.1 研究區(qū)位置

仰韶村遺址位于河南省澠池縣城北 7.5 km仰韶村南的臺地上。遺址長約900 m，寬約300 m，面積近 30×104m2。仰韶村是仰韶文化的命名地，仰韶文化作為重要的新石器時代文化，于 1921年被瑞典科學家安特生等發(fā)現(xiàn)得名。研究剖面位于仰韶村遺址內(nèi)，具體位置如圖1所示。

圖1 剖面采樣位置示意圖(來源：Google Earth)Fig. 1 Schematic diagram and sampling sites in the study area

文化剖面的具體位置在澠池縣城北韶山腳下仰韶村進村路西面的低丘緩坡中（111°46′36″E，34°48′53″N），海拔633 m，坡度5～8°，剖面出露厚度大于4 m，從剖面的土質(zhì)土色特征可將整個剖面從上到下分為 6層：表土層（0～20 cm）、黃土層（20～70 cm）、灰燼層（70～100 cm）、文化層（100～140 cm）、過渡層（140～220 cm）和古土壤層（220～400 cm），詳見表 1。自然剖面位于仰韶村安特生路東面低丘緩坡中（111°46′36″E，34°48′51″N），海拔621 m，坡度5～8°，剖面出露厚度大于4 m，從剖面的沉積特征可將整個剖面從上到下分為4層：表土層（0～20 cm）、黃土層（20～170 cm）、過渡層（170～320 cm）和古土壤層（320～400 cm），詳見表2。2個剖面層次都比較清晰，較完整清晰地記錄了仰韶文化時期古氣候環(huán)境變化的信息。

表1 文化剖面分層描述Table 1 Pedological and stratigraphic descriptions of the culture profile

表2 自然剖面分層描述Table 2 Pedological and stratigraphic descriptions of the nature profile

1.2 樣品采集與測試

2個研究剖面厚度均為4m，間隔10cm從上到下連續(xù)密集采樣，各采集樣品40個，對采集的樣品進行色度、磁化率及粒度的測定和分析。色度指標在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所完成，采用日本CM-700d分光測色儀測定，整個測試過程要保證實驗條件并且背景光源恒定。首先將樣品風干，并研磨至200目以下，目的是為了降低土壤濕度和土壤顆粒大小對土壤顏色的影響；然后進行儀器校正，取2～3g樣品放在色度儀自帶標準校正白板上，壓平、壓實不起皺，隨機取3個不同區(qū)域?qū)悠愤M行測量，結(jié)果取3次的平均值，誤差要保證小于0.07。磁化率測定在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所完成，采用英國Bartington MS-2型雙頻磁化率儀測定，樣品的粒度分析在中國地質(zhì)大學（北京）完成，采用英國Mastersizer2000型激光粒度儀測定；年代測定在北京大學考古文博學院完成，采用14C年代測定法，測試結(jié)果通過樹輪法進行校正，年代單位采用考古專用的時間單位aB.P.，以西元1950年為起點。

1.3 CIELAB表色系統(tǒng)

CIELAB表色系統(tǒng)是目前最重要的顏色表達和測量系統(tǒng)之一，它主要是通過3個參量L*、a*、b*，對任何均勻連續(xù)的顏色空間進行描述。其中L*代表亮度，變化于黑（0）和白（100）之間；a*代表紅度，變化于紅和綠之間；b*代表黃度，變化于黃和藍之間。CIELAB的表色原理基于以下前提，即顏色的刺激值是照明能譜分布狀況、物體反射光譜特征和顏色感應器（測色儀）的光譜響應特征共同作用的結(jié)果。國際上通用的、土壤學者所熟悉的門賽爾表色系統(tǒng)（Munsell）是根據(jù)Munsell標準色卡憑借肉眼比較來判別土壤顏色的一種顏色描述系統(tǒng)（李敘勇等，2001），得到的結(jié)果是定性的，存在很大的主觀因素。CIELAB表色系統(tǒng)通過測量能定量地描述顏色空間，減少人為主觀判斷而使描述結(jié)果更加客觀。

2 結(jié)果與分析

2.1 測試結(jié)果

對文化剖面和自然剖面進行色度參數(shù)（L*、a*、b*）、磁化率及粒度的測量，測量結(jié)果如下圖所示。

圖2 文化剖面色度、磁化率、平均粒徑特征變化曲線Fig. 2 Diagrams showing Lightness, Redness, Yellowness, MS and Mz of culture profile

圖3 自然剖面色度、磁化率、平均粒徑特征曲線Fig. 3 Diagrams showing Lightness, Redness, Yellowness, MS and Mz of nature profile

2.1.1 紅度特征

文化剖面a*值沿剖面變化特征比較明顯，與黃度值 b*的變化能較好的對應，變化范圍是2.45～10.42，平均值6.52，變化幅度[變化幅度=（最大值-最小值）/最小值×100%]為3.25。最小值出現(xiàn)在90 cm處，最大值則是在380 cm處，總體來看數(shù)值有波動，但沿剖面向上數(shù)值總體呈減小趨勢，據(jù)紅度a*由下而上的變化，大致可以分為5個階段：240～400 cm，數(shù)值較高，并且數(shù)值有所波動；210～240 cm，數(shù)值急劇減??；120～210 cm，數(shù)值雖有小幅波動但趨勢比較穩(wěn)定；90～120 cm，數(shù)值先增大后減小，產(chǎn)生此階段的最大值；0～90 cm，數(shù)值又呈增加趨勢。剖面層序從大到小的順序依次是古土壤層（8.84）>表土層（6.12）>文化層（5.24）>黃土層（5.03）>過渡層（4.21）>灰燼層（3.34），其中古土壤層a*值最大，波動變化于8.01～10.42，變化幅度為 30.09%；其次為文化層，波動變化于3.56～8.8，變化幅度較大為 1.47；表土層波動變化于5.92～6.26，變化幅度為5.74%；黃土層波動變化于4.2～5.93，變化幅度為41.19%；過渡層波動變化于3.81～4.7，變化幅度為23.36%；灰燼層波動變化于2.45～4.47，變化幅度為82.44%。

自然剖面a*值曲線波動較大，變化特征也比較明顯，變化范圍為5.57～9.76，平均值為7.81，變化幅度為75.22%。最小值出現(xiàn)在140 cm處，最大值則是在280 cm處，數(shù)值沿剖面向上總體呈減小趨勢，據(jù)a*由下而上的變化，大致可以分為4個階段：280～400 cm，數(shù)值較高，并且數(shù)值有所波動；140～280 cm，數(shù)值先急劇減小，小幅度回落之后又繼續(xù)減?。?0～140 cm，數(shù)值波動幅度不大，總體呈增加趨勢；0～80 cm，數(shù)值先減小后增大。剖面層序從大到小的順序依次是過渡層（8.33）>古土壤層（8.15）>表土層（8.14）>黃土層（7.03），其中過渡層a*值最大，波動變化于6.22～9.76，變化幅度較大為56.91%；其次為表土層，波動變化范圍是6.97～8.89，變化幅度為27.55%；古土壤層波動變化于7.53～8.56，變化幅度為13.68%；最后為黃土層，波動變化范圍是 5.57～8.46，變化幅度為51.89%。

2.1.2 黃度特征

文化剖面黃度 b*值整體比 a*值大，但沿剖面曲線的變化趨勢卻和 a*值很相似，變化范圍是5.82～23.24，平均值為15.05，變化幅度為2.99。與a*相同，最小值出現(xiàn)在90 cm處，最大值則是在380 cm處，沿剖面向上呈減小趨勢，據(jù)黃度b*由下而上的變化，大致分的5個階段與a*相同。b*值在剖面各層中變化從大到小的順序依次是古土壤層（18.44）>表土層（15.05）>文化層（13.76）>黃土層（13.68）>過渡層（11.71）>灰燼層（8.29），其中古土壤層 b*值最大，波動變化于 16.16～23.24，變化幅度為 43.81%；其次為文化層，波動變化于11.34～18.34，變化幅度較大為61.73%；表土層波動變化于14.76～15.44，變化幅度為 46.26%；黃土層波動變化于 12.26～14.61，變化幅度為 19.17%；過渡層波動變化于10.13～13.14，變化幅度為29.71%；灰燼層波動變化于5.82～11.61，變化幅度為99.48%。

自然剖面b*的變化特征與a*基本相同，變化范圍為 14.03～19.84，平均值為 16.74，變化幅度為41.41%。最小值出現(xiàn)在140 cm處，最大值則是在20 cm處，沿剖面向上呈增加趨勢，據(jù)黃度b*由下而上的變化，大致分的4個階段與a*相同，與a*不同的是各階段數(shù)值的波動幅度比a*小。b*值在剖面各層中變化從大到小的順序依次是表土層（18.45）>古土壤層（17.76）>過渡層（16.30）>黃土層（16.29），其中表土層b*值最大，波動變化于16.56～19.84，變化幅度為19.81%；其次為黃土層，波動變化范圍是14.03～19.4，變化幅度為21.02%；古土壤層波動變化于 16.52～18.65，變化幅度為12.89%；最后是過渡層，波動變化于14.48～18.27，變化幅度為26.17%。

2.1.3 亮度特征

文化剖面亮度 L*值整體比 a*、b*值大，但沿剖面曲線的變化趨勢和a*值、磁化率曲線相反，變化范圍是22.68～46.48，平均值為46.48，變化幅度為1.05。與a*、b*相同，最小值出現(xiàn)在90 cm處，最大值是在380 cm處，沿剖面向上呈減小趨勢。據(jù)亮度L*由下而上的變化，大致可以分為4個階段：250～400 cm，數(shù)值較高，并且數(shù)值有所波動，呈減小趨勢；120～250 cm，數(shù)值波動，呈增加趨勢；70～120 cm，數(shù)值先減小后增大，出現(xiàn)該階段最小值；0～70 cm，數(shù)值波動減小。L*值在剖面各層中變化從大到小的順序依次是表土層（37.89）>過渡層（37.84>表土層（37.10）>古土壤層（35.61）>文化層（31.74）>灰燼層（29.65），其中古土壤層L*值最大，波動變化于 30.03～46.48，變化幅度為54.78%；其次為文化層，波動變化于32.78～45.67，變化幅度為 39.32%；黃土層，波動變化于36.40～41.09，變化幅度為12.88%；過渡層波動變化于33.44～41.09，變化幅度為22.88%；灰燼層波動變化于22.68～40.45，變化幅度為78.35%；最后為表土層，波動變化于35.53～38.29，變化幅度為7.77%。

自然剖面 L*變化特征比較復雜，數(shù)值波動較多，變化范圍為25.84～43.36，平均值33.34，變化幅度為67.80%。最小值出現(xiàn)在230 cm處，最大值則是在80 cm處，沿剖面向上呈增加趨勢，據(jù)L*由下而上的變化，大致分的4個階段與a*相同，與a*不同的是各階段數(shù)值的波動幅度比a*大。L*值在剖面各層中變化從大到小的順序依次是表土層（40.04）>黃土層（35.48）>古土壤層（32.65）>過渡層（30.23），其中黃土層 L*值最大，波動變化30.24～43.36，變化幅度為43.39%；其次為表土層，波動變化 36.8～-42.31，變化幅度為 14.72%；古土壤層，波動變化于28.37～36.09，變化幅度為27.21%；最后是過渡層，波動變化于25.84～35.03，變化幅度為35.57%。

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 色度參數(shù)的意義

土壤紅度和黃度在熱帶-暖溫帶濕潤地區(qū)最能體現(xiàn)與氣候的關系，表面上反映的是沉積物在特定條件下顏色的變化，實質(zhì)是沉積物內(nèi)在成分的反映，主要與赤鐵礦和針鐵礦的含量密切相關（何柳等，2010）。紅度值主要受土壤中的赤鐵礦含量的影響，黃度值主要受古土壤中針鐵礦含量的影響，而濕潤的環(huán)境有利于針鐵礦的形成。這里的“濕潤”是相對于赤鐵礦形成的環(huán)境而言的。紅度對氣候變化響應敏感，有助于識別氣候的轉(zhuǎn)折和成壤程度弱的古土壤的存在，尤其是在暖濕或濕熱的亞熱帶-熱帶條件下，隨溫度和降水量呈指數(shù)關系（楊勝利等，2001）。黃度值的變化隨氣溫降水的增加成線性增加。a*有著明確的氣候意義，是溫度和降水情況的綜合反映。亮度是指土壤的明暗程度，若土壤成壤強度高，則說明有機質(zhì)含量高，在剖面上表現(xiàn)為深色（暗），若土壤成壤強度弱或沒有成壤現(xiàn)象，則表現(xiàn)為淺色(亮)（Yang和Chen，1999；Fernandez和Schulzze，1988）。土壤粗糙度、濕度等會影響土壤亮度，所以在前期處理時需要統(tǒng)一進行烘干和研磨，將影響降到最小化。土壤有機質(zhì)是使土壤顏色變暗的決定性因素（Gunal等，2008）。而有研究也表明，一般情況下，土壤中有機質(zhì)的累積強度隨著區(qū)域降水量的增加而加強（李天杰等，2004）。古土壤一般被認為形成于氣候溫暖時期，降雨量較多。可以初步判定，亮度值可以推斷區(qū)域降水量的多少和植被發(fā)育情況。

研究地區(qū)屬于大陸性季風氣候區(qū)，雨熱同期，根據(jù)季峻峰等人的研究推斷，氣候溫暖濕潤時形成的古土壤中赤鐵礦和針鐵礦含量應該會比干冷時期的高，對處于大陸性氣候的研究地區(qū)而言，高的紅度、黃度值和低的亮度值則反映出氣候比較暖濕（季峻峰等，2007）。

2.2.2 剖面對比分析

兩剖面色度參數(shù)曲線結(jié)果很相似，都是a*、b*曲線變化明顯，并且曲線變化趨勢相似度很高，大體趨勢為剖面底層數(shù)值較高，中部數(shù)值有所降低，表層數(shù)值有所回升；L*曲線變化較為復雜，底層數(shù)值變化趨勢與a*、b*類似，中部數(shù)值與底層數(shù)值相比，變化不大，但波動較為頻繁，表層數(shù)值與a*、b*數(shù)值變化情況相似。兩剖面色度參數(shù)結(jié)果的差異之處是文化剖面各色度參數(shù)值的變化幅度比自然剖面的大，并且在文化剖面L*、a*、b*出現(xiàn)最小值的地方，即90 cm處，自然剖面的L*、a*、b*曲線卻出現(xiàn)峰值 。文化剖面70～100 cm灰燼層L*數(shù)值較低，而在自然剖面中的相同層位處 L*數(shù)值卻很高，并在80 cm處出現(xiàn)了整個剖面L*的最大值。文化剖面的磁化率變化也很異常，在文化層 170 cm處突躍，出現(xiàn)最大值，而自然剖面170 cm處卻出現(xiàn)了過渡層中的最小值，這些都說明了古人類活動對文化剖面土壤的干擾，所以將自然剖面與文化剖面進行對比，排除人類活動對古土壤的干擾，才能更客觀準確地反映仰韶文化時期古氣候的變化?？傮w而言，在兩剖面層位大致相同的階段，色度參數(shù)數(shù)值變化特征相同，說明兩剖面受相同的氣候環(huán)境影響。因此，借助自然剖面的色度參數(shù)，對有效還原氣候環(huán)境信息有一定的意義。

在兩剖面底層（230～400 cm），a*和b*數(shù)值較高且波動大，反映當時氣候相對暖濕且不穩(wěn)定，L*曲線變化比較復雜，數(shù)值也很高，并且在剖面底部發(fā)現(xiàn)了碳酸鈣粉末狀物質(zhì)，說明碳酸鈣含量高，總體來講氣候相對比較干冷，沿著剖面向上氣候逐漸變得溫暖濕潤，磁化率和粒度結(jié)果也很好的驗證了這一點。在該層位，磁化率數(shù)值呈增加趨勢，細顆粒逐漸增加、粗顆粒減少；剖面中部（140～230 cm），a*和 b*數(shù)值變低且有小幅波動，L*數(shù)值有增加趨勢，并波動頻繁，反映氣候總體較剖面底層相對干冷且不穩(wěn)定。文化剖面磁化率結(jié)果有異常，數(shù)值突然增大，應為古人類活動對土壤中的磁性物質(zhì)產(chǎn)生了干擾。自然剖面磁化率結(jié)果較好的驗證了氣候變干冷，該層中，磁化率數(shù)值變小，并且有大幅波動。粒度曲線結(jié)果顯示細顆粒逐漸變少，粗顆粒逐漸變多，并且波動較大，與色度參數(shù)結(jié)果能較好的對應；文化剖面，70～140 cm處（3950～4045 aB.P.）大致對應于仰韶中期，由于古人類活動的干擾，在很大程度上掩蓋了氣候變化、成土作用等因素對土壤色度變化的貢獻，色度參數(shù)出現(xiàn)異常，L*、a*、b*出現(xiàn)最小值。由于測年數(shù)據(jù)不全，按照沉積速率相同算得自然剖面的相應層位是40～50 cm處，這一層位各曲線都有轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)，從上到下a*、b*數(shù)值逐漸變小，說明該時期成壤強度較弱，磁化率數(shù)值也呈減小趨勢，平均粒徑逐漸增大，說明粗顆粒含量增加，此階段氣候由暖濕變?yōu)楦衫?，這與前人對全新世中期氣候的研究結(jié)論基本一致，王紹武、呂厚遠、吳文祥等人通過研究發(fā)現(xiàn)，4000 aB.P.前后中國發(fā)生過由暖變冷的氣候突變事件（王紹武等，2011；呂厚遠，1991；吳文祥和葛全勝，2005）。剖面表層（0～20 cm），兩個剖面的a*和b*數(shù)值都較低，反映了氣候相對干冷，文化剖面的L*值驗證了該層碳酸鈣含量高。這些碳酸鈣是在成土發(fā)育時期形成的，間接驗證了氣候相對干冷，自然剖面的L*值比下層高，可能是受自然因素影響，磁化率數(shù)值呈減小趨勢也驗證了這一點，惡劣的氣候也是仰韶文化走向衰落的一個主要的原因。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

文化剖面的色度結(jié)果與自然剖面的相似，各剖面的 a*、b*和 L*平均數(shù)值相近，并且各色度變化曲線在層位大致相同的階段，表現(xiàn)出相同的變化特征。就其中某個剖面而言，a*和b*變化曲線波動明顯，并且兩者相似度高，變化曲線大體可分為3個階段，底層數(shù)值較高，中層數(shù)值降低，表層數(shù)值回升。相比之下，L*變化曲線波動復雜，與 a*和 b*的不同變化階段呈現(xiàn)不同的關系，在底層時呈現(xiàn)正相關，中層時數(shù)值基本維持之前水平，但波動頻繁，到表層時又呈現(xiàn)正相關。這說明兩剖面的發(fā)展受相同氣候環(huán)境影響。

兩剖面色度結(jié)果的差異之處在于，文化剖面各色度值變化范圍比自然剖面的大，即文化剖面每一色度特征的最小值比自然剖面的小，最大值比自然剖面的大。在文化層90 cm處，L*、a*、b*出現(xiàn)最小值，而在自然剖面相同的層位，L*、a*、b*卻出現(xiàn)峰值。這說明了古人類活動對文化剖面土壤色度存在干擾。

3.2 結(jié)論

色度指標對氣候響應敏感，沿剖面呈有規(guī)律的變化，文化剖面L*、a*、b*各指標值隨剖面深度加深數(shù)值呈增加趨勢，自然剖面a*值隨剖面深度加深呈增加趨勢，而L*、b*指標值則呈減小趨勢。色度各指標值可以與磁化率、粒度進行很好的結(jié)合，揭示仰韶文化遺址區(qū)剖面全新世時期季風演變和氣候變化。

將兩剖面各氣候指標進行對比分析得出，剖面位置從下往上，兩剖面反映的氣候信息大致可共同分為4個階段：

第一階段的氣候逐漸變溫暖濕潤，這一時期的氣候早期較波動，后期逐漸趨于穩(wěn)定。

第二階段是氣候波動干冷時期，但是在自然剖面中，此階段還出現(xiàn)了一段波動暖濕過程。

第三階段氣候相對波動暖濕，這一時期發(fā)現(xiàn)了古人類活動的遺跡，在文化剖面中，由于古人類活動干擾，色度參數(shù)異常，不能正確的反演氣候信息。借助自然剖面提供的色度信息，可有效還原此階段環(huán)境信息，同時也證實了4000 aB.P.左右出現(xiàn)的氣候突變事件，也間接說明了溫暖濕潤的氣候環(huán)境有利于古文明的誕生和發(fā)展。

第四階段氣候變得相對干冷，氣候環(huán)境變得惡劣，導致古文明走向衰落，是仰韶文化的后文明時期。

研究古氣候的變化不能僅僅使用一個指標，必須要引入多個指標并相互驗證，在仰韶剖面磁化率指標不能很好的揭示氣候變化的情況下，引入色度指標能更合理、更完整的揭示當時的氣候變化。

致謝：感謝中國地質(zhì)大學（北京）海洋學院劉秀明老師以及中國科學院地質(zhì)與地球物理研究院殷玉敏和郭綿綿對實驗工作的幫助！

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Chroma Characteristics and Its Climatic Significance of Yangshao Culture Relic

FENG Liwei1, WU Kening1,2*, ZHA Lisi1, JU Bing1, WANG Wenjing1
1. School of Land Science and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2. Major Laboratory of Land Consolidation of the Ministry of Land and Resοurces, Beijing 100035, China

Soil can effectively record and collect environmental information, soil contains rich environmental information in ancient cultural sites. In many studies, however, the research of the relationship between the change of Yangshao Culture and climate change is less, the lack of quantitative scientific basis. To investigate climate significance of soil chroma index and recover semi-quantitativly climate conditions in the period of Yangshao Culture, based on choosing a culture profile containing traces of ancient culture and a nature profile with no human disturbance in Yangshao Village Relic paleosol in Henan Province, the comparative study was discussed in this paper. The chroma index of lightness, redness and yellowness were measured respectively by CM-700d from Japan and compared with the magnetic susceptibility and grain size, trying to reveal paleoclimate change. The results showed: Climate proxies such as chroma index and etc can scientifically reflect the changes of paleoclimate in some degree, but the changes reflected by just one climate proxy were one sided. Only by comprehensive analysis of various climate proxies, the reasonable and correct changes can be rebuilt.Due to the interference of human activities，the culture profile’s inversion results of climate were worse than the nature profile’s, but roughly corresponding to the natural profile. Although each climate indicator of two profiles was different, but overall reflecting the same climate information. It can be divided into four climate change stages from below to above, warming period-dry and cold period- warm and himid period-dry and cold period. This result also showed warm and humid climate was the catalyst for the development of civilization, while dry-cold climate would cause the decline of civilization.

Yangshao Culture Relic; paleosol; culture profile; nature profile; chroma; climatic significance

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.05.026

X144；X16

A

1674-5906（2015）05-0892-06

馮力威，吳克寧，查理思，鞠兵，王文靜. 仰韶文化遺址區(qū)古土壤色度特征及其氣候意義[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 2015, 24(5): 892-897.

FENG Liwei, WU Kening, ZHA Lisi, JU Bing, WANG Wenjing. Chroma Characteristics and Its Climatic Significance of Yangshao Culture Relic [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(5): 892-897.

國家自然科學基金項目（41371226）

馮力威（1989年年生），女（蒙古族），碩士研究生，主要從事土壤地理研究。E-mail：qwyyxf@163.com

2015-01-11