中原地区是我国早期人类文明的中心地区,是研究人类社会与生态环境交织系统长程动力的理想场所。洹河流域是晚商国都遗址殷墟和洹北商城所在地,该地区自晚更新世以来已经进入农业社会,并且在青铜时代已有城市出现,人类活动历史悠久,自然环境受人类活动影响深远,同时,该地区有大量的考古学成果,因此,洹河流域是研究早期和青铜时代中国农业和人类社会发展与自然环境关系的理想地区之一。本研究在洹河流域选择了2条全新世不同沉积类型的自然沉积剖面(汪家店剖面和张贾店剖面)进行高分辨率的孢粉和炭屑分析,试图利用孢粉和炭屑数据恢复殷商及殷商以前生态环境变化情况,并从中寻找人类活动的痕迹,揭示土地利用在空间和时间上的变化,进而探讨人类社会与生态环境交织系统长程动力特征。汪家店剖面和张贾店剖面灰黑色粘土层底部年龄均为10000 cal a B.P前后,表明洹河流域10000 cal a B.P.后,气候温暖湿润,植被生长茂盛,土壤发育。汪家店剖面粘土层消失时间在5470 cal a B.P.前后,张贾店地区粘土层上限年代为8560 cal a B.P.前后,而上覆棕黄色亚沙土底部年龄约为3760 cal a B.P.,粘土层顶部年龄与上覆棕黄色亚沙土底部年龄存在约1800年的时间差,表明灰黑色粘土层顶部是一个长期稳定的古地貌面。汪家店剖面和张贾店剖面孢粉组合及其变化特征相似:12000-3400 cal a B.P.期间,洹河流域植物茂盛,多种植被并存,地势较高的地域生长着以松、栎、桦、胡桃、椴、臭椿、榆、黄栌、鹅耳枥等树种为主的落叶阔叶林,林中夹杂着常绿栎、水青冈、山核桃等亚热带树种,林下和林间空地生长有禾本科、蒿属、藜科、菊科等草本植物。12000-10000 cal a B.P.期间,人工栽培禾本科农作物花粉开始出现,标志着洹河流域原始农业的开始;3400 cal a B.P.后,乔木植物花粉急剧减少,草本植物花粉和中华卷柏含量升高,特别是藜科、禾本科(包括人工栽培禾本科)、蓼科等花粉增多,反映了商王朝在洹河流域建都后,人口剧增,人类生产生活对木材、燃料、土地的需求量大大增加,出现大规模砍伐、农业垦荒以及狩猎等活动;森林被大量砍伐,平原区被开垦为种植禾本科等农作物的农田,田间荒地生长着禾本科、藜科、蒿属、菊科、荨麻、蓼科等草本植物。汪家店剖面孢粉资料表明,11500-10000 cal a B.P.期间,洹河流域乔木植物迅速减少,草本植物增多,可能是“新仙女木”事件的反映,期间乔木植物出现一个小幅回升过程,表明“新仙女木”时期,气候存在冷-稍暖-冷的波动;10000-8200 cal a B.P.期间,乔木植物开始恢复,并开始出现现代生长于亚热带地区的植物孢粉,反映气候回暖,降水量增加;8200-3400 cal a B.P.期间,乔木植物花粉含量达到最高值,亚热带植物花粉百分含量升高,草本植物花粉含量降低,表明该阶段洹河流域处于全新世大暖期,气候温暖湿润。汪家店剖面10270-3400 cal a B.P.期间出现大量的环纹藻,表明汪家店地区曾为地势低洼且可能有季节性积水的沉积环境。3400 cal a B.P.后,环纹藻含量减少,乔木植物花粉减少,中华卷柏含量显著升高,标志着汪家店地区低湿沉积环境的消失并开始沉积冲积物。汪家店剖面炭屑分析表明:12000-8200 cal a B.P.期间,炭屑含量较低,反映人类活动较弱;8200-3400 cal a B.P.期间,洹河流域进入仰韶文化、龙山文化及早商文化时期,炭屑含量出现高峰值是人类活动空前增强的反映;3400 cal a B.P.由于森林砍伐后,水土流失严重,炭屑含量较前一时期有所降低,但此期间炭屑含量呈上升趋势,是殷墟建都后森林被开垦为农田的反映。张贾店剖面炭屑分析表明:12100-3400 cal a B.P.期间,炭屑含量较低,反映人类活动较弱;约3400 cal a B.P.后炭屑含量显著增高,反映人类砍伐森林、开垦荒地、农业生产活动增强。研究发现炭屑含量与人类活动强度存在较好的相关性。同时,炭屑含量受沉积环境影响,集水环境利于炭屑的汇集,黑色粘土层炭屑含量较高,而冲积物炭屑含量较低。