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泥河湾盆地旧石器时代人类活动与环境关系的研究进展

2024-04-16张振王莹李月丛

人类学学报 2024年1期

张振 王莹 李月丛

关键词:泥河湾盆地;旧石器时代;人类活动;环境特征

1引言

人类活动与环境关系研究是考古学、地球科学、环境科学等学界关注的前沿研究领域,通过探讨古人类与环境之间的相互关系,阐述古人类及其文化形成、发展和演变的环境背景和动因,重建人地关系历史,从而为进一步揭示当下人地关系提供重要的参考与借鉴[1-7];目前,有关人类与环境关系的探讨多集中于新石器时代[1,3,5,6]。近年来,随着考古资料的积累、研究方法与技术的进步,旧石器时代人类活动与环境变化关系研究日益受到重视,例如,张东菊和陈发虎从古人类对地质资源、石料资源和动植物资源的开发利用策略等角度,总结了中国北方旧石器时代古人类对环境变化事件的响应和行为适应特征[2];杨石霞等从遗址分布、石器技术变化等方面分析了早-中更新世中国古人类演化与气候环境变化的耦合关系[8];陆莹等根据遗址的时空分布,阐释了古人类在不同区域活动强度演变的时空特征[9];张文超、孙雪峰等探讨了秦岭地区更新世环境变化对古人类活动的影响[10,11]。但是,已有旧石器时代人类活动与环境关系研究主要是通过考古材料(如,哺乳动物化石、石制品等)对个别遗址早期人类生活环境的定性描述;对不同时期、不同环境背景下古人类遗址的分布特征,区域气候、地貌、水源等环境因素对人类分布的制约作用,以及古人类对环境适应能力的探讨仍然较少。

泥河湾盆地是中国北方旧石器时代古人类遗存数量最多、分布最密集、考古文化序列最为完整的区域(图1),在人类演化的关键阶段都有重要遗存的发现,构建起了华北乃至东亚地区170万年至1万年间较为完整的旧石器时代文化序列,为东亚地区人类起源、演化过程提供了关键记录,是旧石器考古学、古人类学、第四纪环境学等领域关注的热点地区,被誉为“东方的奥杜威峡谷”[12-15]。关于泥河湾盆地的研究已有百年的历史,取得了一系列令人瞩目的成果。20世纪20年代,桑志华、德日进、巴尔博等外国学者在泥河湾地区进行动物化石的研究工作,确立了泥河湾层的科学价值和国际地位[14,15]。自20世纪60年代以来,以贾兰坡、盖培、卫奇、谢飞等先生为代表的众多考古学者推动了泥河湾盆地的旧石器时代考古的迅速发展,大量旧石器时代遗址被发现、发掘以及研究,使泥河湾成为研究中国乃至东亚早期人类及其演化的重要地区[12-15]。迄今为止,泥河湾盆地已经发现了300多处旧石器时代遗址,部分重要遗址已具有较为精确的年代,泥河湾盆地旧石器时代古人类活动的年代框架已基本建立[7,8,12,16-17];然而,该地区人类活动与环境关系研究多局限于某一时段[8,18-20],对整个旧石器时代的研究仍需进行系统地梳理。

本文根据已公开发表的泥河湾盆地阳原和蔚县地区65处旧石器时代遗址,分别对泥河湾盆地早、中、晚更新世期间的旧石器时代遗址与气候、环境变化的关系等研究进行了综述,探讨了不同时期泥河湾盆地古人类对气候与环境变化的响应特征,为进一步理解泥河湾旧石器时代古人类为应对更新世气候变化所采取的适应生存方式和技术的发展提供借鉴。

2早更新世遗址

早更新世是泥河湾盆地考古学、人类学、年代学、古环境变化等学科重点关注的时段,也是泥河湾旧石器时代早期遗址数量较多、影响较大且研究较为深入的一个时段。以马圈沟遗址为代表的一系列早更新世舊石器遗址的发现与发掘,为东北亚地区提供了最早的人类活动与生存的证据[13,14]。据不完全统计,目前泥河湾盆地有公开报道的早更新世遗址共计21处(图1:b),主要分布在盆地东部岑家湾台地北部边缘区。有关早更新世古人类生活时期环境特征的研究成果较为丰富,具体表现为如下几个方面。

2.1地质地貌特征

对遗址区的地质地貌特征进行分析,是最为普遍的一项人类活动与环境关系的研究工作,主要体现在各个考古报告或简报中。也有一些专门的研究,学者们不仅对遗址的地层剖面作了详细的描述,而且根据遗址的埋藏情况、出土的哺乳动物化石以及对部分遗址剖面的理化指标分析等,揭示了遗址所在地区的地质地貌特征。研究结果显示,泥河湾盆地早更新世遗址绝大多数分布在岑家湾台地北部边缘区,这里当时位于泥河湾古湖的边缘地带,古湖的进退与水文特征对古人类生活与迁徙影响显著。如:马圈沟遗址第3文化层(MJG-L3)出土的石制品以及保存清晰的砍砸、刮削大象骨骼的痕迹等,反映出古人类在湖滨地带刮肉取食、敲骨吸髓的场景[13];小长梁遗址文化层的沉积物特征、石制品和动物化石分布等,揭示该遗址形成于湖滨相沉积层中[13];马圈沟遗址、半山遗址、大长梁遗址、东谷坨遗址、麻地沟遗址等的粒度、磁化率、易溶盐类等理化指标分析结果,也显示古人类生活在湖滨地带[21-27]。

此外,前人通过对泥河湾盆地进行地质调查以及对部分重要遗址地貌和地层位置的对比研究,为泥河湾早更新世遗址年代和地层序列的建立打下了坚实基础[28](图2)。

2.2遗址年代

一直以来,泥河湾盆地早更新世遗址的形成年代是泥河湾研究工作中的重点和热点问题;由于泥河湾盆地沉积物中缺乏适合进行同位素精确测年的材料,致使该盆地内诸多重要旧石器遗址和哺乳动物化石地点的年代长期存在争议。近年来,朱日祥、邓成龙等利用古地磁等方法测定了马圈沟遗址、小长梁遗址、大长梁遗址、麻地沟遗址、飞梁遗址、东谷坨遗址、岑家湾遗址、霍家地遗址等10多处遗址的年代,基本建立了泥河湾盆地1.7-1.0MaBP古人类演化较完整的序列,为建立泥河湾盆地的地层学框架以及探索东亚中高纬度地区早期人类演化与环境变化的关系提供了坚实可靠的年代框架[7,8,12,13,16,17,29-32]。例如,朱日祥等总结泥河湾盆地磁性地层学的研究后认为,至少在1.66-0.78MaBP约90万年间,早期人类长期、持续地生活在较高纬度的泥河湾盆地[32]。

2.3气候和环境背景

学者们主要利用哺乳动物化石、植物孢粉并结合粒度、磁化率、易溶盐类等理化指标对遗址形成时的环境特征进行判断。例如,邱亚会等[33]综述了马圈沟遗址第1至第3文化层、大长梁、小长梁、山神庙咀[34]、东谷坨、麻地沟、霍家地等遗址出土的哺乳动物化石类型,结果显示出土的哺乳动物化石均以草原型生境动物为主,如马类(Equussp.)、牛类(Bovids)、犀类(Rhinocerotids)、鹿类(Cervussp.)、羚羊(Gazellasp.)等,表明古人类生活时期植被以草原为主。对部分遗址的孢粉学研究也得到了类似的结论,许清海等对岑家湾遗址、李月丛等对飞梁遗址、李潇丽等对麻地沟遗址,以及邓成龙等对大长梁遗址的孢粉研究结果显示,孢粉组合中以蒿属(Artemisia)、藜科(Chenopodiaceae)、禾本科(Poaceae)等为主的草本植物花粉多高于70%,有些甚至可以达到80%以上,也佐证了古人类生活时期植被以草原为主[29,32,35,36]。裴树文等、杨家兴等对东谷坨遗址和半山遗址的孢粉分析结果则显示,古人类生活时期,孢粉组合以乔木植物花粉为主(70%~80%),与以草本植物花粉占绝对优势(70%~80%)的大长梁遗址、飞梁遗址、麻地沟遗址和岑家湾遗址的孢粉组合有一定差异[27,37]。导致孢粉组合差异的最大原因在于松属(Pinus)花粉含量,东谷坨遗址和半山遗址的孢粉组合中松属花粉含量可达60%~80%[27,37]。现代花粉类型与植被定量关系研究认为,松属花粉属于超代表性花粉,花粉产量大,传播距离较远,松属花粉含量远高于其在植被中的比例;东谷坨遗址和半山遗址的松属花粉含量可达60%以上,但其在植被中的实际比例可能远低于这个值,因此这两个遗址古人类生活时期可能为森林草原环境[27,37]。另外,这两个遗址出土的哺乳动物化石主要为草原型动物(如马类、犀类、鹿类等)[13,21]。由此可见,东谷坨遗址和半山遗址古人类生活在开放度较高、温暖的森林草原环境;区域内植被除森林外,湖滨地带也应存在一定面积的草地。

3中更新世遗址

中更新世是直立人在世界范围快速扩张的时期[7-9],而泥河湾盆地中更新世遗址数量并未明显增加,甚至有所减少,截至目前,据不完全统计泥河湾盆地中更新世遗址共计19处(图1:c)。与早更新世相比,中更新世遗址分布区域有所扩大,主要分布在3个区域:1)岑家湾台地南部,阳原盆地和蔚县盆地交界的山兑村-细弦子村,如武家梁遗址、武家沟遗址、白土梁遗址、狼窝沟遗址[12],蔚县盆地东北部的吉家庄遗址[38]等;2)阳原盆地中部西水地村—虎头梁村附近,如雀儿沟遗址、东坡遗址、皮裤裆遗址等[12-14];3)阳原盆地西部,如许家窑-侯家窑遗址、禾尧庄遗址等[12-14]。有关古人类生活时期环境特征的研究,具体表现为如下几个方面。

3.1年代学

与早更新世遗址较为完善的年代框架相比,有关泥河湾盆地中更新世遗址的年代学研究相对较少,可能与缺乏合适的年代测定方法有一定关系[12,13]。特别是中更新世早期,其年代范围远离地磁极性倒转界限,仅通过地层对比和沉积速率推算难以获得准确可靠的年龄[9]。近些年随着测年技术的进步,也有一些遗址有了较为可靠的年代数据。如通过古地磁方法确定马梁遗址年代为780kaBP[9,12];通过古地磁方法结合泥河湾层顶部光释光(OSL)年代,并根据沉积速率内差得出后沟遗址年代为395kaBP[12,39];依据电子自旋共振方法(Electronspinresonance,ESR),三棵树遗址和东坡遗址的年代分别为599±70kaBP和304±12kaBP到333±23kaBP[12,40,41,42];依據OSL方法,摩天岭遗址和雀儿沟遗址年代分别为315±13kaBP和268±13kaBP[13,43]。

此外,关于许家窑-侯家窑遗址的年代,一直未达成共识。由动物群化石通过铀系法测定的年代为104-125kaBP,属于晚更新世早期[9,12,28];而最新的由OSL方法直接测定沉积物年代结果显示,遗址文化层年代为240-130kaBP,属于中更新世晚期[44-47]。

3.2地貌与环境背景

关于该时期遗址形成的地貌与环境背景,已有研究重点围绕盆地西部许家窑-侯家窑遗址及其附近的禾尧庄遗址进行了地质地貌特征分析,古河流与古人类生存环境等探究[44-48]。尤其是许家窑-侯家窑遗址的多次发掘,出土了大量的石制品、哺乳动物化石以及珍贵的人类化石[12],吸引了大批研究者的关注。哺乳动物化石显示该遗址中出土的野马(Equusprzewalskyi)、羚羊和犀类的骨头数量最多,多为幼年和老年个体且非常破碎,这些动物被认为是古人类的猎食和分享的对象;数量众多的石球被认为是古人类狩猎的工具[12,44-47]。许家窑-侯家窑遗址古人类利用石球狩猎的生存方式,被认为是应对区域气候变冷的生存策略;受气候变冷影响,中高纬度地区可食用的植物种类与数量减少,动物类资源往往在食谱中所占比重较大,因而古人类生存更依赖于狩猎[44-47]。

与哺乳动物和石器研究结果一致,许家窑-侯家窑遗址的孢粉分析结果也说明古人类生活在气候较为寒冷的时期。浑凌云、李曼玥、穆慧双等通过孢粉组合揭示的许家窑-侯家窑遗址形成前后的植被演化特征,以及古气候定量重建结果显示,遗址剖面下文化层,孢粉组合以草本植物花粉为主(80%以上),植被景观为森林草原,气候温和偏干,年均温6.5~8.5℃,年降水量在240~480mm之间,古人类主要生活在开放度较高的草原或森林草原环境[45,49,50]。然而,上文化层的孢粉组合以针叶树种占绝对优势,其中松属花粉含量达70%左右,云杉属花粉含量接近20%;气候定量结果显示年均温4~6℃,年降水量600~800mm,指示了寒冷湿润的气候特征[45,49,50]。根据最新的OSL测年结果可知,许家窑-侯家窑遗址下文化层介于240-190kaBP之间,对应于深海氧同位素MIS7阶段,上文化层介于190-130kaBP之间,对应于MIS6阶段;许家窑-侯家窑遗址文化形成于MIS7阶段中期,并延续至MIS6阶段晚期。由此可见,寒冷的气候条件下古人类仍可在此地生活,良好的地貌条件、丰富的动物资源和石器技术的进步可能是许家窑-侯家窑遗址文化在寒冷期(MIS6)得以延续的主要原因。许家窑-侯家窑遗址中出土的盘状石核或棱柱状石核也表明,寒冷气候在一定程度上促进了遗址石器工业技术的发展[44-50]。

除了泥河湾盆地西部外,位于蔚县盆地东部的吉家庄-黄梅台地,是近年来新发现和发掘中更新世古人类活动重要遗址的集中区[51-53]。吉家庄遗址是泥河湾盆地少数几个作过人类活动与环境关系研究工作的中更新世时期遗址。吉家庄遗址剖面地层的易溶盐与碳酸盐碳氧稳定同位素分析结果显示,古人类在该遗址活动时期,泥河湾古湖水位降低且气候向干凉转变[51,52];吉家庄周边河湖相堆积出土的哺乳动物化石,以羚羊、马类和鹿类等食草类动物居多,也显示了以干旱草原为主的环境特征[38,51,52]。

4晚更新世遗址

晚更新世是现代人活动频繁,小石器、细石器工业繁盛,以及旧石器向新石器过渡的重要时段[16,18,19],该时期泥河湾盆地分布有西白马营遗址、益堵泉遗址等以小石器为主的遗址[14,54,55]。到了晚更新世后期,盆地内以籍箕滩遗址为代表的细石器遗址分布密集,是中国北方细石器繁盛的典型代表区域[12-14,56,57]。到了末期,在一些遗址中发现了新石器文化的元素。例如,于家沟遗址出土了北方最早的陶片之一,陶片以及磨棒、石斧和石铲等磨制石器的发现,表明泥河湾盆地旧-新石器文化变革特征明显[13,14];有学者认为泥河湾盆地高度发達的细石器文化直接参与了陶器起源和农业革命[12-14,58-60]。截至目前,据不完全统计泥河湾晚更新世遗址共计25处(图1:d),遗址分布区域进一步扩大,有关古人类生活时期环境特征研究的成果较为丰富,具体表现如下。

4.1遗址分布及地貌特征

泥河湾盆地晚更新世遗址基本属于原地埋藏类型,主要分布在桑干河和壶流河流域的河流二级和三级阶地上[12-14](如桑干河北岸的西白马营遗址、虎头梁遗址,南岸的籍箕滩遗址等),体现了泥河湾古人类倚河而居的分布特征。此外,披覆于古老的基岩、泥河湾层和阶地堆积上的马兰黄土中也发现了一些晚更新世遗址,集中分布在岑家湾台地的油房村、岑家湾村一带,如油房遗址、火石沟遗址等[12-14](图1:d)。

4.2环境背景

目前,相关遗址的发掘报告及研究结果显示:泥河湾盆地晚更新世较中更新世整体更为干旱,哺乳动物化石以草原型动物为主,如,板井子、新庙庄、西白马营、马鞍山等遗址中出土的哺乳动物化石主要为鹿类、羊类、野马等,反映了干旱草原和荒漠草原环境[12-14,61,62];蔚县盆地南柏山遗址中发现的大角鹿鹿角化石的分析结果也显示:泥河湾盆地从中更新世到晚更新世时期,河套中华大角鹿(Sinomegacerosordosianus)替代了桑干河中华大角鹿(Sinomegacerossangganhoensis),前者掌部明显比后者发育,同样指示了更加开阔的草原环境[63]。部分遗址的孢粉学研究也显示,晚更新世泥河湾盆地植被类型以草原或森林草原植物为主,如西白马营遗址和油房遗址文化层中孢粉组合以蒿属、藜科等耐旱草本植物花粉占主导(80%以上),指示了较为干旱的气候特征[13,64];于家沟遗址晚更新世末-早全新世的孢粉分析结果也显示,孢粉组合与前述两个遗址相近,指示了该时期泥河湾盆地为草原或森林草原环境[58]。

4.3古人类对环境的适应

古人类对泥河湾晚更新世气候的适应,是该时期人类活动与环境关系关注的另一个重点。晚更新世时期泥河湾气候更加干旱,但古人类活动反而增多,活动范围也显著扩大。一系列遗址的人类活动与环境关系研究均表明,晚更新世时期泥河湾盆地的古人类生产水平已大为提高,抵御恶劣自然条件的能力也大为增强。如,板井子遗址的哺乳动物化石分析结果显示,在MIS5阶段前后,泥河湾盆地的古人类不仅具备成熟的狩猎能力,而且可以高效地从猎物身体上获取能量,这是古人类适应北半球中高纬度地区晚更新世气候波动、环境变化的重要表现[65]。籍箕滩遗址出土的数量众多的哺乳动物碎骨、炭屑以及细石器、凹缺刮器和锛状器,指示了古人类生产生活方式或生产经济的改善或变革[56,57]。此外,还有二道梁遗址出土的木炭和动物烧骨[66]、马鞍山遗址中出土的灶、火塘和火堆等多处用火遗迹[13,14]等,均表明相较于早、中更新世时期,晚更新世时期泥河湾盆地的古人类为应对气候与环境变化而采取的技术策略进步显著。

5讨论

5.1泥河湾古湖演化与古人类活动

泥河湾盆地古人类活动与泥河湾古湖的发育和演化密切相关,更新世期间古湖的多次扩张和收缩,对古人类生活与迁徙产生了重要影响[12,67-70]。已有研究显示,早更新世早期是泥河湾古湖的形成发展时期;早更新世中晚期泥河湾裂谷构造活动比较剧烈,盆地沉降较快,是泥河湾古湖泊稳定发展时期;湖泊周围山地环绕,形成了相对稳定的盆地-湖泊环境[12,67-70],为古人类在此生活创造了良好的环境条件。目前已经发现的早更新世遗址均分布在岑家湾台地北部边缘区(图3:a)。古人类遗址的埋藏情况、沉积物特性以及介形类组合等的分析结果显示,岑家湾台地早更新世位于泥河湾古湖的边缘,这里的湖滨地带不仅是动物饮水、活动的重要区域,也是泥河湾早更新世古人类在此狩猎、生活的理想场所[12,67-70]。

早更新世晚期-中更新世初期,泥河湾古湖发生了一次明显的收缩[12,67-70],此时也是古人类文化遗址数量最多的时期,如在岑家湾台地前缘发现的一系列该时期古人类活动遗址,有麻地沟遗址、飞梁遗址、东谷坨遗址、岑家湾遗址、霍家地遗址等。

受构造运动和气候变干影响,中更新世晚期泥河湾古湖再一次发生大规模收缩,郝家台-虎头梁一带逐渐出露为陆地[12,67-70],目前已发现的有确切年代的中更新世遗址多数在该时期。随着古湖的收缩,古人类活动范围明显扩大,不仅从岑家湾台地北缘扩张到了南缘(武家梁遗址、武家沟遗址、白土梁遗址、狼窝沟遗址等),而且在阳原盆地中部西水地村-虎头梁村附近也发现了许多该时期的遗址(雀儿沟遗址、东坡遗址、皮裤裆遗址等);此外,在阳原盆地西部也发现了人类活动遗址,如许家窑-侯家窑遗址遗址、禾尧庄遗址等[12-14](图3:b)。

中更新世末-晚更新世,泥河湾古湖东部出口因构造运动影响变得畅通,湖水大量外溢,湖面大规模收缩,湖泊水位下降,河流下切导致泥河湾古湖逐步消失,桑干河水系形成[12,67-70];陆地面积的增多,为古人类的生存提供了更广阔的空间,使得晚更新世时期泥河湾盆地内古人类遗址分布范围进一步扩大。桑干河和壶流河流域二级和三级阶地中发现了相当丰富的晚更新世旧石器地点[12-14],这些地点沿河分布的特征明显,体现了泥河湾古人类对水源的依赖(图3:c)。

5.2更新世气候与植被变化对泥河湾古人类活动的影响

探究更新世气候、植被变化与泥河湾古人类迁徙、演化的关系,一直以来都是泥河湾研究工作长期关注的重点之一[12,18-20,32,33,67]。目前对古人类如何适应更新世冰期-间冰期波动旋回变化、中更新世气候转型以及中布容气候转型等多变与不稳定的气候特征的研究仍不够充分,使得对早期(早更新世和中更新世)古人类是否长期生活在泥河湾盆地的认识尚存在争议[32,71,72]。

由于早-中更新世泥河湾旧石器遗址数量众多,且有不同时期的文化层存在,因此多数学者,尤其是考古和年代学研究学者,认为泥河湾地区古人类已经能够适应较寒冷的冰期环境,可以在泥河湾地区长期生活[12-14,32]。例如,马圈沟遗址已经确认了6个文化层[13,14],麻地沟遗址包含12个不同地点[13,14,24],东谷坨遗址具有超过3m厚的文化层[37]等,这些均说明古人类在该地区停留时间较长,文化发展具有延续性,泥河湾古人类已经很好地适应了早更新世冰期-间冰期波动变化的气候与环境特征。朱日祥等[32]总结了泥河湾盆地磁性地层学的研究进展,认为早期人类至少在约90万年(1.66-0.78MaBP)的时间内长期、持续地生活在较高纬度的泥河湾盆地;泥河湾早期人类已经能够适应中国北方早更新世的气候与环境,尤其是中更新世气候转型前后冬季风增强、夏季风减弱和干旱化趋势增强的环境变化;并认为气候和生态环境的多变性与不稳定性是促进人类进化的重要因素。杨石霞等[19,20]对泥河湾盆地早更新世1.4-1.0MaBP期间岑家湾、东谷坨、小长梁遗址的考古材料及其与气候环境背景的关系进行研讨,认为1.1-1.0MaBP前后泥河湾古人类石器制作技术明显提升,这一现象与中更新世转型期间的气候环境变化具有耦合关系,是泥河湾古人类对中更新世气候转型的技术适应。

也有学者根据泥河湾盆地遗址年代、盆地构造活动以及古湖演化的分析,认为早-中更新世泥河湾不具备古人类长期生活的条件[9,71,72]。例如,从现有遗址的分布时代来看,泥河湾盆地中更新世遗址较少,特别是780-400kaBP期间的古人类遗址较为缺乏[9,32,71,72],而该时段内与泥河湾盆地邻近的北京周口店地区则有较多古人类活动,并留下长时间跨度、相对连续的考古记录(约770-300kaBP)[9,73,74],由此推测该时期北方古人类集聚地可能从泥河湾盆地转移到了周口店地区[73,74]。中更新世泥河湾盆地气候变干且波动幅度增大[9,12],再加上构造活动导致盆地整体抬升,古湖面积缩小[67-70],使得泥河湾盆地环境变差、资源匮乏,这可能是驱动古人类放弃泥河湾盆地的重要原因之一。当然,泥河湾盆地中更新世遗址较少的原因也可能与考古发掘、测年方法应用的局限性有关,因此关于泥河湾盆地中更新世古人类活动探索,还需要更多的考古学、环境学证据以及更多的研究工作。

本文将已公开发表的、有较为确切年代的泥河湾盆地古人类活动遗址的年代分布与地球轨道偏心率[75]和全球深海氧同位素[76]进行对比分析,结果显示,泥河湾盆地早、中更新世遗址中,80%以上处于地球轨道偏心率较低的时段内,而且70%以上处于深海氧同位素间冰期阶段(图4)。地球轨道偏心率低,气候波动变化较小,间冰期较为温暖的气候,为泥河湾古人类生存创造了优越的气候条件。

前人对泥河湾盆地大道坡剖面、郝家台NHA钻孔等剖面或钻孔的孢粉分析结果显示,泥河湾盆地更新世孢粉组合中暗针叶林花粉(云杉属Picea、冷杉属Abies)在地层中反复出现,指示泥河湾盆地更新世气候冷暖波动较为频繁;有些时段暗针叶林花粉甚至占主导,这可能指示寒冷冰期的来临[12,77-79]。泥河湾盆地早更新世、中更新世古人类遗址中已有的孢粉分析结果却显示,多数遗址(岑家湾遗址、飞梁遗址、麻地沟遗址以及大长梁遗址)形成于草原环境,孢粉组合中以蒿属、藜科、禾本科等为主的草本植物花粉多高于70%,甚至可以达到80%以上;部分遗址(东谷坨遗址和半山遗址)形成于温暖的森林草原环境,孢粉组合中松属花粉含量可达60%~80%,还混有一定量的桦木属(Betula)、榆属(Ulmus)、栎属(Quercus)等阔叶树种;但没有任何古人类活动遗址处于指示寒冷气候的暗针叶林环境中。综上所述,泥河湾盆地早、中更新世古人类主要在温暖的间冰期迁徙至泥河湾盆地,并非长期连续在泥河湾地区生活。

晚更新世时期,泥河湾气候更加干旱,遗址中发现的哺乳动物化石主要为披毛犀(Coelodontaantiquitatis)、野马等,已无森林草原动物化石,反映了干旱草原和荒漠草原环境[12-14,61,62]。部分遗址的孢粉学研究也显示,晚更新世泥河湾盆地植被类型以草原植物为主[12,58,64]。该时期古人类活动反而增多,活动范围显著扩大,其主要原因在于古人类生产水平的大幅提高、技术的显著进步、火的使用以及抵御恶劣自然条件能力的加强等,使得晚更新世古人类能够在泥河湾长期生活[12-14,56,57,65,66,80-82]。

6结论与展望

1)泥河湾早更新世遗址大多年代在1.8-1.0MaBP期间,主要分布在岑家湾台地北部边缘区;在0.78MaBP之后的中更新世时期,随着古湖的收缩和古人类的发展,古人类遗址范围较早更新世明显扩大;除了在岑家湾台地南缘及蔚县盆地,在阳原盆地中部以及西部等古湖边缘区也有分布;在0.126MaBP之后的晚更新世时期,古人类遗址范围进一步扩大,但随着泥河湾古湖逐步消亡,桑干河、壶流河形成,遗址分布模式改为集中在河流两岸阶地,体现了泥河湾古人类对水源的依赖。

2)从古人类遗址分布来看,在有确切年代的早-中更新世遗址(n=21)中,多于80%(n=17)遗址位于低地球轨道偏心率期,多于70%(n=16)遗址处于温暖的间冰期;这些时段气候不仅较为温暖而且波动变化较小,为古人类生存提供了优越的气候条件。

3)从古人类遗址的植被特征来看,多为以蒿属、藜科占优的草原,并可能伴有以松属为主,混有一定量桦木属、榆属、栎属等阔叶树种的森林草原;不仅为古人类提供了相对广阔的生存空间,也可以提供丰富的食物来源。

4)晚更新世时期,随着古人类环境适应能力的提高、石器技术的进步以及火的使用,在寒冷的冰期时段,古人类也可以在泥河湾盆地很好地生存。

5)在已經公开发表的65处泥河湾旧石器遗址中,作过遗址形成时期环境变化研究的不足一半;已有工作主要局限于对少数几个重要遗址古环境记录的分析。在今后的研究工作中,需要对更多不同时期的遗址作更高分辨率的气候与环境重建工作。

6)有关泥河湾盆地更新世遗址的年代学研究仍然较少,对部分遗址所在地层也存在争议,限制了泥河湾盆地旧石器时代高精度时间框架的建立。今后需要继续加强对泥河湾盆地地质地貌特征的研究,进一步明确遗址的地层位置及特征,利用不同的测年方法,继续加强泥河湾盆地更新世遗址年代的测定工作。

7)目前,泥河湾盆地已有的关于人类活动与环境关系的研究,主要来自于对动物化石、植物孢粉以及粒度、易溶盐等传统代用指标的分析,而对近年来一些新的环境考古技术与方法的应用相对欠缺。在今后的人类活动与环境关系研究工作中,针对不同时段的遗址,在利用传统方法的同时,也可以加入一些新方法、新指标的应用。如:早更新世的遗址中,特别是与动物群有密切关系的遗址,可以尝试对遗址中粪生菌孢的提取与鉴定,从而判断哺乳动物类型及环境特征;对于晚更新世遗址可以将古DNA的方法引入,有助于更好地判断现代人的起源、迁徙和食性等。