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在全球变化研究中,人类越来越关注自身生存环境与地理环境之间的联系,尤其是全新世以来海平面变迁影响着沿海地区人类的生活方式。人类急需了解未来气候、海平面变化趋势和可能的自然灾害对人类社会的影响,旨在通过认识过去全球变化规律,预测未来变化趋势,以服务人类社会的可持续发展。河姆渡遗址位于长江中下游地区南翼的姚江谷地,对海平面变迁、气候变化引起的旱涝灾害影响比较敏感,本研究以河姆渡附近的HMD1501和HMD502两个钻孔的沉积物自然沉积层为研究对象,通过沉积物岩性、粒度、孢粉、沟鞭藻、有孔虫和Ca、Mn、Ti等环境替代性指标的分析,以揭示姚江谷地全新世以来的植被演替、气候变化、海平面变迁以及沉积物形成过程。研究结论总结如下:1)河姆渡遗址两个钻孔的沉积层岩性分析结果显示,HMD1501孔在36.5m以下为灰-青灰色粉质粘土与粉砂互层,水平层理清晰,湿度大;36.5-33.81m为第一硬粘土层,呈黄褐色,岩芯较干,上部为粘土质粉砂;33.81-4.1m为灰褐色粉质粘土,局部含有层理,多贝壳;4.1-2.67m为灰黑色粉质粘土,顶部和底部均见黑色泥炭层;2.67-0.5m为粉质粘土,见植物残体。HMD1502孔41.5m以下为黄褐色含粘性土粉细砂,偶见砾石;41.5-39.5m为硬粘土层,黄褐色,岩芯较干;39.5-4.3m,下部3m左右为粗砂砾石混杂层,上部为灰褐色粉质粘土,含有贝壳;4.3-1.41m为粉质粘土与粉砂互层,水平层理清晰。2)HMD1501孔粒度特征显示,10~9Ka B.P(33-26m)时期粒度整体变化特征比较平稳,粒径较细,沉积相为粘土,并有少量贝壳,表明这一时期为海相环境,海平面波动较小,同时不断升高,沉积层厚度不断增,海水淹没面积增加;约9~8.1Ka B.P(26-15.11m)时期粒度各参数特征发生较大波动,沉积物形成环境不稳定,沉积动能表现为“增大-减小”趋势;8.1~7.0Ka B.P时期粒度变化特征可分为三个亚期,15-14m阶段,砂粒含量相对较小,变化不大;14-9.5m阶段,砂含量增加,平均粒径较大;9.5-4m阶段,砂含量降低,平均粒径也逐渐减小。表明该沉积物形成的前期阶段动能较小,海洋环境属于较稳定时期,之后海洋环境有所波动,沉积动能增大,最后阶段海洋环境逐渐稳定,沉积动能减弱。7000~5.8Ka B.P时期,粒度特征变化幅度较大。平均粒径显示在2-1.8m(6317a BP)和1.9m(5895a BP)的平均粒径较大,砂的含量及变化幅度较大。该时期沉积物形成动能较大,沉积环境受陆源沉积物影响较大,气候相对干旱。3)HMD1502孔粒度特征显示,11~8.7Ka B.P时期,粒度平均粒径小幅变化,砂的含量波动较大,该时期沉积物形成环境相对平稳,在24.61m处粒度各参数出现峰值,沉积环境动能较大。8.7~8Ka B.P时期,粒度各参数特征变化相当剧烈,整体粒径较大,沉积物以黏土和粉沙互层为主,含有较多贝壳。该时期海洋环境相当不稳定,沉积物形成时的动力比较大。这与HMD1501孔在8.8~8.1Ka B.P沉积物变化的特征比较相似。8~7Ka B.P时期,粒度各参数特征整体上变化相对较小,砂的含量逐渐减小为零,平均粒径整体上有逐渐减小的趋势。沉积物以黏土为主,含有贝壳。该时期海洋沉积环境相对前一阶段比较稳定,沉积动能较弱。7~5.5Ka B.P时期,粒度平均粒径出现先减小后增大的趋势,在4.7m(6819a BP)处出现一次峰值。表明这一阶段沉积物形成的动能先减小后增大,沉积相由海相沉积向湖湘沉积过渡,说明在7Ka B.P左右形成低水面之后,再次发生海侵,湖泊海面扩大,沉积物受海洋环境影响较大,之后沉积环境受陆地影响较大。4)根据HMD1501/1502孔孢粉记录显示,全新世早期(10589-7644cal.yr.B),研究区植被群落属于常绿阔叶和针叶混交林,松和常绿栎为优势种,草本群落以天然生长的禾本科为优势种,研究区刚刚经历晚更新世“新仙女木”事件之后,气候开始迅速转暖变湿;全新世中期(7644-6773cal.yr.B.P.)植被群落仍未针阔混交林,但阔叶木本植物开始下降,特别是常绿栎急剧下降,草本和蕨类开始增加,说明其在林下或低洼处已经开始小规模的分布一些草地。特别是之前的建群优势种常绿栎属的含量急剧下降,而草本含量,尤其是具有栽培性的禾本科植物(花粉粒径≥35μm)含量的增加,反映出人类活动已经开始影响植被的群落结构,气候开始转为温和湿润。晚全新世(6773-3327cal.yr.B.P.)温带阔叶成分增加,喜暖的热带亚热带阔叶成分持续下降,喜干的草本花粉急剧增加,反映出在人类活动的进一步影响下,当时植被群落中的草地也随之扩大,并在滨海地区开始由一些以莎草科为主的沼泽地形成,植被群属于针阔叶混交林-草地,气候转为凉爽干燥。5)根据HMD1501/1502孔沟鞭藻、有孔虫、Ca、Mn等环境替代性指标分析,得出全新世以来海平面变化特征如下,约11-8.8Ka B.P期间,海平面在震荡中上升,在HMD1502孔32.2m处发现有贝壳,经过测年为11.5Ka B.P,Ca元素显示第一硬土层之上,Ca含量开始增加;约8.8-8.0Ka B.P期间,海平面发生巨大的波动,并持续上涨,HMD1501孔粒度特征显示,这一时期初期粒度变化较剧烈,之后粒径逐渐变细,海相沟鞭藻和有孔虫内衬浓度在8.2Ka B.P达到峰值,表明约8.2Ka B.P年海水深度达到最大值,同样HMD1502孔在8.200Ka B.P左右海相沟鞭藻和有孔虫内衬浓度也达到最高值;约8.0-6.5Ka B.P期间,海平面逐渐降低,部分区域开始由海洋环境转变为泻湖或者湖泊环境,HMD1501孔在4.1m处开始形成泥炭层,年代约为7Ka B.P,Ca元素含量到7Ka B.P左右有所下降,到6.5Ka B.P快速降低。HMD1502孔Ca元素含量在7Ka B.P陡然降低,沉积物也由粘土逐渐变为粉沙,沉积物粒径变大,表明离岸距离变近。