渭河流域全新世以來野火歷史與人類土地利用的炭屑記錄

譚志海，黃春長，龐獎勵，丁 敏

1.西安工程大學環(huán)境與化學工程學院，西安 7100482.中國科學院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室，西安 7100753.陜西師范大學旅游與環(huán)境學院，西安 710062

渭河流域全新世以來野火歷史與人類土地利用的炭屑記錄

譚志海1，2，黃春長3，龐獎勵3，丁 敏3

1.西安工程大學環(huán)境與化學工程學院，西安 710048
2.中國科學院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室，西安 710075
3.陜西師范大學旅游與環(huán)境學院，西安 710062

全新世黃土沉積中的炭屑通常用來重建野火歷史及其演變的過程。通過野外考察和對炭屑以及磁化率等指標的分析，獲得全新世野火景觀演變過程的地球生物沉積證據(jù)。參照OSL/TL、14C測年和考古學斷代數(shù)據(jù)，重建渭河流域黃土高原全新世以來野火歷史以及景觀演變過程。結果表明：末次冰期到全新世中期階段（12 000～3 100aB.P.），渭河流域黃土高原地區(qū)野火事件變化主要與區(qū)域季節(jié)性氣候差異密切相關，其中千年－百年尺度有效濕度和燃料供給區(qū)域變化是野火發(fā)生的主控因素；全新世晚期，隨著氣候進一步干旱，加之人類耕作活動加劇，人類土地利用強度與時空分布已成為影響生物量燃燒規(guī)模的重要驅(qū)動力。距今3 100a以來，渭河流域南部地區(qū)農(nóng)田景觀已初具規(guī)模；而距今約2 170a，大規(guī)模土地開墾已擴展到渭河北部黃土臺塬地區(qū)；直到距今1 500a，渭河北部黃土高階臺塬地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)景觀已基本形成。利用多項古生態(tài)記錄和區(qū)域角度綜合分析，有助于深入理解該區(qū)域野火歷史和人類土地利用變化以及社會結構演變過程。

全新世；野火歷史；氣候變化；炭屑；渭河流域

0 前言

野火作為一種獨特且重要的生態(tài)環(huán)境因子，是反映氣候變化的重要指標之一［1－3］。半干旱—干旱區(qū)域的野火事件時空分布態(tài)勢極易受到氣候變化和人類土地利用變化的影響［4］。近50a年來，中國草原火災共發(fā)生5萬次，燃燒草地面積達到2億hm2［5］。隨著全球氣候變暖，內(nèi)蒙古草原區(qū)夏季干旱、高溫等極端天氣氣候事件呈現(xiàn)明顯增多趨勢［6］。因此較長時間尺度和區(qū)域范圍內(nèi)的野火歷史的研究，可以提供歷史中火事件發(fā)生的強度和頻率等背景資料，對于未來火災評估具有重要的現(xiàn)實意義。研究［7］表明，野火事件發(fā)生不僅直接受控于氣候的干濕條件變化，而且間接受到植被類型影響；與此同時，它通過作用于全球碳循環(huán)、大氣化學、植被覆蓋以及其他地表面物理和生物學特性的變化來反饋氣候的變化。故氣候、植被、野火機制和人類活動相互作用形成一個復雜和非線性函數(shù)關系。保存于該地區(qū)全新世以來黃土－古土壤地層炭屑被認為是過去野火以及環(huán)境變化的一個敏感的替代指標［8］。目前炭屑記錄已廣泛應用于世界不同地區(qū)多個時間尺度野火事件的重建研究，取得了許多成果［9－17］。然而，對渭河流域黃土高原長期野火動力機制過程以及時空分布規(guī)律方面的研究還尚少。渭河流域黃土高原地處半干旱—半濕潤季風環(huán)境敏感帶，是中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)域與畜牧業(yè)區(qū)域相交匯地帶［18］，在這一生態(tài)脆弱和環(huán)境敏感的地區(qū)，開展黃土－古土壤高分辨率炭屑研究，為重建黃土－古土壤野火時空演變序列，探討野火、氣候和人類土地利用變化相互作用機制過程，為進一步理解渭河流域全新世以來野火歷史的演變規(guī)律具有重要的理論意義。

1 區(qū)域特征與剖面選取

渭河流域黃土高原地處半干旱—半濕潤季風敏感帶，北部為以溫帶典型草原為植被特征的黃土臺塬地區(qū)，海拔1 500～1 800m，南部為以溫帶森林草原為植被特征的關中盆地平原地區(qū)，海拔為500～800m。年均氣溫由南向北呈遞減趨勢，年平均氣溫7.8～13.5℃；降水區(qū)域分布規(guī)律為南多北少、西多東少，多年平均降水量400～700mm，區(qū)內(nèi)多年平均水面蒸發(fā)量700～2 000mm。全新世大暖期期間，在渭河流域北部發(fā)育的黑壚土上形成森林－草原景觀，而南部發(fā)育的褐土上則形成混交闊葉林景觀。目前，渭河流域植被稀疏，主要以農(nóng)田景觀為主。

在渭河流域新石器和青銅器時代最主要聚落遺址群分布地帶上，結合先前的研究基礎，經(jīng)過詳細而周密的野外調(diào)查，分別選取渭河流域北部黃土臺塬的甘肅平?jīng)鲒w家村（ZJC）和渭河流域南部關中盆地的陜西白水堯禾村（YHC）作為2個典型全新世黃土－古土壤剖面（圖1）。其發(fā)生層和層位完整連續(xù)，界限分明，均位于人類文化遺址的外圍，在土壤形成的過程中未受到外界干擾。ZJC剖面（35°34′51.9″N，106°52′57.8″E）位于甘肅隴東涇河以北的草峰塬邊陡坎上、龍山文化晚期的譙家莊遺址和前仰韶文化時期鄧家莊遺址區(qū)外圍；同時，該剖面140～120 cm層位發(fā)現(xiàn)大量炭屑（粒徑＞150μm），全新世中期典型的黑壚土層清晰可見。YHC剖面（35°4′27″N，109°16′45″E）位于關中盆地東北的白水縣堯禾鎮(zhèn)，其古土壤頂部110～90cm發(fā)現(xiàn)大量灰色陶片、瓦片、爐渣和炭屑等先周—商代人類活動的文化遺跡。所選取的2個剖面從地表向下以2cm（125個樣品）和5cm（50個樣品）間距連續(xù)高密度采樣。

圖1 研究區(qū)域位置圖Fig.1 Location of study region

2 地層剖面年代確定

根據(jù)黃土地層學原理以及剖面中文化遺物與地層的層位關系，參照甘肅合水馬家塬（MJY-A）和陜西岐山五里鋪（WLP）剖面的OSL年代控制點［3］，建立ZJC和YHC剖面的年代框架。根據(jù)格陵蘭冰心氧同位素記錄，目前公認全新世起點（即Younger Dryas終點）的日歷年代為11 500aB.P.［19］。由圖2可知：ZJC和MJY-A剖面層位分別為270和210 cm、南部YHC和WLP剖面層位分別為220和290 cm，均為末次冰期風積馬蘭黃土（L1）與全新世早期黃土過渡層（Lt）界限；ZJC和MJY-A剖面分別在層位200～105cm和180～88cm強烈發(fā)育黑壚土，其中MJY-A剖面層位170～165cm發(fā)現(xiàn)新石器早期的前仰韶老官臺文化遺物，為桔紅色、褐色的陶片（8 000～7 000aB.P.）［20－23］；而 YHC和 WLP剖面分別在層位190～90cm和262～50cm強烈發(fā)育淋溶褐土，其中WLP剖面層位240～220cm發(fā)現(xiàn)新石器早期的前仰韶老官臺文化遺物（8 000～7 000a B.P.），故確定200cm和190cm分別為ZJC和YHC剖面全新世大暖期的起點，年代均為8 500a B.P.；而YHC剖面層位110～90cm發(fā)現(xiàn)先周—商時代灰色陶片（3 500～3 100aB.P.）［24］，MJY-A剖面深度88～86cm發(fā)現(xiàn)了寺洼文化灰色陶片等遺物［20－23］（（3 050±120）a B.P.），此時古土壤S0成壤終止，確定為3 100aB.P.；40cm和45cm深度為過去1 500a來形成的表土層。

3 研究方法

圖2 ZJC、MJY-A、YHC和WLP剖面年代對比Fig.2 Pedostratigraphic chronology copmparison between ZJC，MJY-A ，YHC and WLP profile

本文磁化率采用英國Bartington公司生產(chǎn)的MS-2型磁化率儀分別對待測樣品進行低頻（0.47 kHz）測定，每個樣品測3次，取其平均值為最終結果。

炭屑提取采用薄片技術方法，以5cm連續(xù)采集的所有土壤樣品，經(jīng)浸漬劑混合液（1142號不飽和聚酯樹脂，1∶2（質(zhì)量濃度比）過氧化苯甲酰和鄰苯二甲酸二丁酯混合催化劑）固化處理后，由西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所磨片室負責制作220個薄片（32mm×24mm，厚度約30μm），采用德國徠卡偏光顯微鏡（Lical-DMRX）對土壤薄片進行炭屑觀測和識別。由SISC IAS V8.0金相圖像分析軟件分別按照細粒（＜25μm，25～50μm），中粒（50～75μm，75～100μm），粗粒（100～150μm，≥150μm）等6個等級進行木炭屑數(shù)量統(tǒng)計，以換算炭屑濃度。

炭屑超顯微圖像利用荷蘭FEI公司低真空模式（30kV，3.5nm）環(huán)境掃描電子顯微鏡和 EDAX公司能譜儀分別對其部分樣品進行電子掃描，以便進一步準確識別、描述炭屑特征和初步判斷植被類型（圖3）。

4 結果與解釋

磁化率是研究渭河流域第四紀氣候變化和黃土－土壤剖面序列發(fā)育過程中最廣泛使用的代用指標［25－26］，其變化指示夏季風強度變化［27］。所研究的ZJC和 YHC剖面（圖4，5）中磁化率為（43.8～160.0）×10－8m3/kg，較低峰值出現(xiàn)在馬蘭黃土頂部（L1）和全新早期黃土過渡層（Lt），其值分別為43.8×10－8和108.7×10－8m3/kg，表明通常末次冰期粉塵堆積的風化成壤作用非常微弱；相反，較高的值在古土壤層（S0）出現(xiàn)，其值分別為108.7×10－8和159.8×10－8m3/kg，表明全新世中期成土過程中相對集中超細粒鐵磁性礦物?，F(xiàn)代堆積黃土層（L0）和現(xiàn)代表土層（TS）磁化率值分別減少到90.0×10－8和127.5×10－8m3/kg以下，表明全新世晚期粉塵堆積較成壤變化占主導作用。值得注意的是YHC剖面在層位110～90cm磁化率值下降到140.0×10－8m3/kg，這可能是由于人類耕地種植活動干擾的結果。

炭屑濃度變化指示歷史野火強度和頻率變化［28］。從ZJC和 YHC剖面炭屑濃度（圖4，5）可知，總炭屑濃度為840～7 320粒/cm2，且出現(xiàn)多次峰值：炭屑濃度最高值出現(xiàn)在表土層（TS），分別達到7 320和3 150粒/cm2；而低值出現(xiàn)在古土壤層（S0）全新世適宜期，分別達到840和1 295粒/cm2。細顆粒炭屑（＜50μm）被認為是每年3—5月來自于草原和荒漠草原干旱地區(qū)沙塵暴攜帶的長距離傳輸組分［28－29］，其濃度為940～7 080粒/cm2；而粗、中顆粒炭屑（＞50μm）被認為是與氣候變化和人類土地利用變化聯(lián)系的本地野火活動記錄，其濃度為0～310粒/cm2。

圖3 炭屑顯微鏡下解剖特征Fig.3 Charcoal images on optical microscopy and scanning electron microscopy

從炭屑傳播和沉積規(guī)律來看，假設所研究剖面物理損傷系數(shù)為常數(shù)，利用粗粒炭屑（＞100μm）、中粒炭屑（50～100μm）與細粒炭屑（＜50μm）比值（C/F或M/F）來表達炭屑沉積地與火災源區(qū)的遠近距離。C/F或M/F值越大，火災源區(qū)距離越近；比值越小，源區(qū)的距離越遠［13］。從研究剖面炭屑C/F或M/F（圖4，5）來看，C/F或M/F總變化趨勢與剖面地層層序序列基本一致：末次冰期時的馬蘭黃土堆積期和全新世早期，C/F較大并有多次峰值交替出現(xiàn)，表明在此期間，氣候干旱而極不穩(wěn)定，沉積地點與炭屑產(chǎn)生源區(qū)的距離較短，地方性自然野火事件發(fā)生頻繁；全新世中期，C/F值明顯減小，地方性自然野火事件幾乎很少發(fā)生，但出現(xiàn)幾個峰值時空分布不同；全新世晚期，C/F明顯增大，并有多次峰值交替出現(xiàn)，野火事件明顯增多。

5 討論與結論

渭河流域2個典型黃土－土壤剖面的炭屑記錄表明末次冰期和全新世時期，渭河流域野火歷史演變特征不僅與氣溫和濕度梯度變化有密切關系，而且與人類活動強度和時空分布有著密切聯(lián)系。

5.1 末次冰期和全新世早期（12 000～8 500aB.P.）自然野火事件頻度增強

來自渭河流域炭屑記錄表明，末次冰期向全新世過渡期間（12 000～10 000aB.P.），不同粒徑炭屑濃度明顯增加，這說明末次冰期以來，區(qū)域性自然野火普遍發(fā)生。磁化率值非常低（ZJC和YHC剖面最低值分別為43.8×10－8和108.7×10－8m3/kg，見圖4，5），且據(jù)估年均溫度7.4～10.4℃，年均降水350～400mm。當西北大陸性季風盛行時，氣候寒冷而干旱，沙塵暴事件頻繁發(fā)生。孢粉記錄表明，此時期花粉和孢粉濃度很低，其中90%以上以蒿屬、禾本科、菊科、藜科等草本植物為主，此時整個渭河流域生態(tài)景觀類似于今天內(nèi)蒙古草原植被景觀［30－31］。大量炭屑記錄表明，末次冰期到全新世過渡期間跨越幾百平方千米的干旱草原范圍內(nèi)自然野火事件廣泛發(fā)生。然而，最近在野外所識別到的粗粒炭屑，可能是來自于數(shù)百千米以外內(nèi)蒙古草原的高強度火災伴隨著強大的大氣對流和漩渦沉降而沉積下來的［32－33］。

圖4 甘肅平?jīng)鲒w家村（ZJC）剖面全新世黃土－土壤炭屑濃度和低頻磁化率分析結果曲線Fig.4 Diagrams showing stratigraphy，magnetic susceptibility（low frequency）and different grain-sized charcoal in the Holocene loess-palaesoil profile at the Zhaojiacun（ZJC）site，Pingliang County，Gansu Province

圖5 陜西白水堯禾村（YHC）剖面全新世黃土－土壤炭屑濃度和低頻磁化率分析結果曲線Fig.5 Diagrams showing stratigraphy，magnetic susceptibility（low frequency）and different grain-size charcoal in the Holocene loess-palaesoil profile at the Yaohecun（YHC）site，Baishui County，Shaanxi Province

進入全新世早期（10 000～8 500aB.P.），逐漸增長的磁化率值表明，當東南海洋性季風開始加強而波動頻繁，全新世期間氣候開始逐漸改善（與末次冰期相比氣溫升高1.0～2.5℃，降水增加15%～20%），溫度較其降水增幅明顯，但研究區(qū)氣候總體表現(xiàn)為溫暖偏干。孢粉記錄表明，此期間氣候較暖較干、周圍地區(qū)分布著疏林草原植被，在蒿屬植被類型為主的大片草原上，稀疏分布有櫟屬、榆屬等樹種［34］。在全新世早期，所研究的2個剖面粗顆粒炭屑記錄形成鮮明對比，表明此階段以草原景觀為特征的渭河北部黃土高階臺塬地區(qū)氣候與森林－草原景觀為特征的關中盆地相比氣候更為干旱，本地野火事件更易發(fā)生；此時野火格局差異主要由黃土高原季風強度控制的由南至北降水和植被特征的區(qū)域變化所造成。因此，在灌木草原過渡到森林－草原的野火模式表明，野火活動不僅取決于有效濕度變化還與全新世早期區(qū)域植被累積量密切相關［24］。

5.2 全新世中期局部幾例野火事件幾率與人類活動時空分布有關

由于全球溫暖而濕潤的氣候驅(qū)動作用，全新世中期（8 500～3 100aB.P.）渭河流域南北進入氣候適宜期。由磁化率最高值推論可知，當時年均溫度比今天高2～3℃，年均降水多為150～200mm。孢粉記錄表明，包括松、櫟、榆、椴樹等林地類型植物群落有所增加［31，35］，說明此階段風塵堆積開始減弱，而其成壤作用卻非常強烈。由于風塵堆積的生物成壤作用區(qū)域差異導致渭河流域北部黃土臺塬地區(qū)廣闊分布灌木草原，而南部關中盆地則分布溫帶混交林［2］。ZJC和YHC剖面粗、細粒徑炭屑濃度和C/F值下降到較低水平，表明全新世暖濕氣候條件下渭河流域南北廣大地區(qū)野火發(fā)生幾率十分有限。然而所研究剖面的古土壤（S0）不同層位粗、中顆粒炭屑出現(xiàn)幾個明顯峰值。這些局部火災事件可能與氣候惡化事件和新石器時代人類用火來毀林開荒、開墾土地和種植農(nóng)作物等人類活動相互作用的結果有關。例如：位于白水堯禾塬YHC剖面，古土壤地層的頂部110～90cm發(fā)現(xiàn)高濃度粗粒炭屑并呈現(xiàn)峰值波動（粗粒徑炭屑濃度達到60粒/cm2），同時含許多灰色繩紋陶片碎片等文化遺物（3 500～3 100aB.P.），這些粗粒炭屑記錄表明，3 500～3 100aB.P.先周—商代時期的人類在洛河流域一帶的森林－草原過渡地區(qū)，從事放火毀林和開墾土地，發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)［24］；鄰近譙家莊遺址的ZJC剖面在140～120cm層位發(fā)現(xiàn)大量炭屑（＞150μm，4 200～4 000cal a B.P.），這可能是龍山文化晚期的人類放火毀林和開墾土地活動所致［24］。這些記錄說明在全新世渭河流域在季節(jié)氣候變化影響下人類開始參與改造生態(tài)環(huán)境的演變［24］。

5.3 不同濃度炭屑反映全新世晚期人類農(nóng)業(yè)土地利用演變過程

自從渭河流域全新世中期古土壤被現(xiàn)代堆積黃土層所覆蓋，表明全新世晚期進入氣候惡化時期。此時磁化率降低表明風塵堆積又重新加速、降水量減少、成壤作用非常微弱。孢粉記錄表明，現(xiàn)代黃土堆積層（L0）中以藜、蒿、菊科、十字花科為主的花粉譜中 出 現(xiàn) 一 些 松、樺、櫟、榆 和 柳［31，35］。YHC 和ZJC剖面中L0和TS層高濃度粗、中顆粒炭屑和較大C/F或M/F表明，全新世晚期，氣候干旱而極不穩(wěn)定，地方性自然野火事件頻繁發(fā)生。渭河流域自銅器時代以來以人文生態(tài)景觀為特征的大規(guī)模土地利用轉變在不斷擴張，這標志著整個流域根本改變了生物量燃燒的供給和燃燒活動［24］。近3 000a以來，隨著黃土高原地區(qū)人口增加和城市聚落規(guī)模擴大［21，36］，農(nóng)業(yè)土地利用變得越來越重要［37］，所研究剖面的現(xiàn)代堆積黃土層和表土層的沉積速率遠大于末次冰期時的馬蘭黃土堆積時期［24］，這可能是青銅器晚期和鐵器早期人們放火毀林和開墾土地、發(fā)展谷物種植業(yè)等活動的不斷加強，導致土地侵蝕－堆積過程中所帶來的外來物質(zhì)增加［38］?？脊艑W家根據(jù)大致位于現(xiàn)代堆積黃土層發(fā)現(xiàn)許多陶和瓷片以及炭屑判斷其形成于西周至隋代（1 050B.C.～500A.D.，3 100～1 500aB.P.）［39］。因此，近3 100a以來，當氣候變得干旱，加之人類放火開荒發(fā)展種植業(yè)活動增強，本區(qū)生物量燃燒頻頻發(fā)生［28］。這可能與自青銅器時代以來渭河流域北部黃土臺塬地區(qū)和渭河流域南部關中盆地之間人口數(shù)量變化和土地利用水平不同有關。YHC剖面現(xiàn)代堆積黃土層和表土層中炭屑呈連續(xù)增加趨勢，最高濃度的炭屑表明青銅器時代晚期和鐵器時代早期在渭河流域南部的關中盆地大量谷物耕種使得土地開墾的生物量燃燒達到前所未有的規(guī)模。ZJC剖面現(xiàn)代堆積黃土層（L0）高濃度炭屑出現(xiàn)并呈多次峰值。考古證據(jù)表明這個沉積記錄可追溯到秦—漢朝時期（cal 2 170～1 730 a B.P.）。那時在黃土臺塬北部邊界開始建造長城，隨著人口逐漸增長，人類為發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，開始大量焚火毀林和開墾土地資源，這時使得土地開墾擴大到渭河北部黃土臺塬地區(qū)。這個推論由渭北黃土臺塬地區(qū)附近發(fā)現(xiàn)的秦漢朝居住地所證實［40］?？梢娋嘟? 100a以來渭河流域北部人類已經(jīng)開始改變著自然景觀而且對成壤作用有著顯著影響。從該剖面深度20cm以上炭屑濃度開始迅速下降，表明人類焚火圍墾的景象已降至相對較低的水平，這就意味著由于黃土臺塬地區(qū)耕地面積已經(jīng)開墾殆盡，距今1 500a年渭河流域北部黃土臺塬地區(qū)梯田耕作系統(tǒng)和旱作農(nóng)業(yè)景觀已經(jīng)逐步建立。來自多個黃土高原炭屑沉積記錄表明，距今3 100a以來渭河流域長期受氣候變化驅(qū)動的野火活動開始向主要受到人類活動驅(qū)動轉化，自然生態(tài)景觀完全被人工農(nóng)田生態(tài)景觀所代替［41］。

6 結語

目前國內(nèi)外大部分研究野火記錄主要側重于探討個別點或地區(qū)野火與氣候變化的聯(lián)系，而關于野火活動、氣候變化和人類土地利用之間長期相互作用的研究十分缺乏，特別是黃土高原地區(qū)，這無疑限制了人們?nèi)媪私膺^去氣候－人－火的關系而獲得完整信息以便預測未來野火機制?；诖?，本研究通過大量野外考察，參照渭河流域黃土高原地區(qū)主要考古遺址分布情況，由西北向東南分別選取2個典型的全新世黃土－土壤剖面，進行高密度采樣，運用交叉學科方法，以渭河流域野火作為切入點，在這生態(tài)脆弱帶、環(huán)境敏感地區(qū)開展黃土－古土壤高分辨率炭屑研究，重建黃土－古土壤野火高分辨率時間序列，探討全新世以來野火頻率與氣候變化以及人類活動的相互作用。研究結果不僅為深入理解該區(qū)域全新世以來氣候干旱化趨勢下生態(tài)景觀演變過程具有重要價值，而且為全球變暖背景下未來黃土高原生態(tài)環(huán)境建設和促進可持續(xù)發(fā)展提供科學數(shù)據(jù)。

（References）：

［1］周道違.火生態(tài)學研究評述［J］.世界林業(yè)研究，1993，6（6）：38-44.

Zhou Daowei.Fire Ecology Research Review［J］.World Forest Resrarch，1993，6（6）：38-44.

［2］Tan Z H，Huang C C，Pang J L，et al.Wildfires Related to Climate and Land-Use Change over the Weihe River Basin， China ［J］. Quaternary International，2011，234：167-173.

［3］譚志海，黃春長，龐獎勵，等.隴東黃土高原北部全新世野火歷史的炭屑記錄［J］.第四紀研究，2008，33（4）：733-739.

Tan Zhihai，Huang Chunchang，Pang Jiangli，et al.Charcoal Record Holocene Fire History in the Northern Part of the Longdong Loess Plateau［J］.Quaternary Science，2008，33（4）：733-739.

［4］Huber U M，Markgraf V，Sch?bitzc F.Geographical and Temporal Trends in Late Quaternary Fires Histories of Fuego-Patagonia，South America［J］.Quaternary Science Reviews，2004，23（9/10）：1079-1097.

［5］張智山.我國草原防火工作現(xiàn)狀，問題及發(fā)展思路［J］.中國草地，1998（1）：54-56.

Zhang Zhishan.The Current Situation on Preventing the Grassland Fires in China［J］.Journal of Grassland，1998（1）：54-56.

［6］郝潤全，高建國，楊勇.內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)雷擊火災氣候成因分析［J］.氣象科技，2008，36（1）：87-90.

Hao Runquan，Gao Jianguo ，Yang Yong.Climatic Cause Analysis of Forest Fires Induced by Lightning Strikes in Daxing’anling Forests［J］.Meteorological Science and Technology，2008，36（1）：87-90.

［7］Daniau A L，Harrison S P，Bartlein P J.Fire Regimes During the Last Glacial Period［J］.Quaternary Science Reviews，2010，29（21/22）：2918-2930.

［8］Patterson W A，Edwards K J，Maguire D J.Microscopic Charcoal as a Fossil Indicator of Fire［J］.Quaternary Science Reviews，1987，6：3-23.

［9］李小強，周薪郢，尚雪，等.黃土炭屑統(tǒng)計方法及其在火演變研究中意義［J］.湖泊科學，2006，18（5）：540-544.

Li Xiaoqiang，Zhou Xinying，Shang Xue，et al.Different Size Methods of Charcoal Analysis in Loess and Its Significance in the Study Fire Variation［J］.Journal of Lake Science，2006，18（5）：540-544.

［10］呂靜，王宇飛，李承森.古木炭屑與古森林火［J］.古地理學報，2002，4（2）：72-76.

LüJing，Wang Yufei，Li Chengsen.Fossil Charcoal and Ancient Forest Fire ［J］. Journal of Palaeogeography，2002，4（2）：72-76.

［11］張健平，呂厚遠.現(xiàn)代植物炭屑形態(tài)的初步分析及其古環(huán)境意義［J］.第四紀研究，2006，26（5）：857-863.

Zhang Jianping，LüHouyuan.Preliminary Study of Charcoal Morphology and Its Environmental Significance［J］.Quaternary Science，2006，26（5）：857-863.

［12］許清海，孔昭宸，陳旭東，等.鄂爾多斯東部4 000余年來的環(huán)境與人地關系的初步探討［J］.第四紀研究，2002，22（3）：105-112.

Xu Qinghai，Kong Zhaochen，Chen Xudong，et al.Discussion on the Environment Changes and the Effects of Human Impacts in the East Ordos Plateau Since 4 000aB.P.［J］.Quaternary Science，2002，22（3）：105-112.

［13］孫湘君，李遜，陳懷成，等.南海北部最近37ka以來天然火與氣候［J］.中國科學：D輯，2000，30（2）：163-168.Sun Xiangjun，Li Xun，Chen Huaicheng，et al.Evidence for Natural Fire and Climate History Since 37ka BP in the Northern Part of South China Sea［J］.Science in China：Series D，2000，30（2）：163-168.

［14］陳因碩.澳大利亞白令湖早全新世森林演替中的森林火［J］.植物學報，1990，32（1）：69-75.

Chen Yinshuo.Forest Fire in Early Holocene Forest Changes at Lake Barrine， Australia ［J］. Acta Botanica Sinica，1990，32（1）：69-75.

［15］Li X Q，Shang X，Dodson J，et al.Holocene Agriculture in the Guanzhong Basin in NW China Indicated by Pollen and Charcoal Evidence［J］.The Holocene，2009，19：1213-1220.

［16］Jiang W Y，Leroy S A G，Ogle N，et al.Natural and Anthropogenic Forest Fires Recorded in the Holocene Pollen Record from a Jinchuan Peat Bog，Northeastern China ［J］. Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，2008，261：47-57.

［17］Marlon J R，Bartlein P J，Walsh M K，et al.Wildfire Responses to Abrupt Climate Change in North America［J］.Proceedings of National Academy of Sciences of the Unitd States of America，2009，106（8）：2519-2524.

［18］謝金南.中國西北地區(qū)干旱氣候變化與預測研究：第一卷［M］.北京：氣象出版社，2000：1-8.

Xie Jinnan.Research on Arid Climate Change and Prediction in the Northwest of China：Volume 1［M］.Beijing：China Meteorological Press，2000：1-8.

［19］Roberts N.The Holocene：An Environmental History［M］.Oxford：Black-Well，1992.

［20］石興幫.陜西通史：原始社會卷［M］.西安：陜西師范大學出版社，1997：1-365.

Shi Xingbang.A General History of Shaanxi：The Pre-History ：Pre-History Volume［M］.Xi’an：Shaanxi Normal University Press，1997：1-365.

［21］中國社會科學院考古研究所.中國考古學中14C斷代數(shù)據(jù)集：1965—1991［M］.北京：文物出版社，1991：1-25.

Archaeological Institute of CASS.Collection of the14C Dates in Chinese Archaeology Between 1965-1991［M］.Beijing：Cultural Relics Publishing House，1991：1-25.

［22］謝瑞琚.青海省和甘肅省的原始社會考古［M］.北京：文化遺物出版社，2002：1-258.

Xie Ruiju.Pre-Historical Archaeology in Gansu and Qinghai Provinces［M］.Beijing：Cultural Relics Publishing House，2002：1-258.

［23］甘肅省博物館.甘肅古文化遺存［J］.考古學報，1960（2）：11-15.

Gansu Museum.The Ancient Cultural Remains of Gansu［J］.Journal of Archaeology，1960（2）：11-51.

［24］譚志海.渭河流域全新世以來野火歷史及其環(huán)境變化的炭屑變化的炭屑記錄［D］.西安：陜西師范大學，2010.

Tan Zhihai.Charcoal Record on Holocene Wildfire History and Environmental Change over Weihe River Basin［D］.Xi’an：Shaanxi Normal University，2010.

［25］Balsam W，Ji J，Chen J.Climatic Interpretation of the Luochuan and Lingtai Loess Sections，China，Based on Changing Iron Oxide Mineralogy and Magnetic Susceptibility［J］.Earth and Planetary Science Letters，2004，223：335-348.

［26］Maher B A，Alekseev A，Alekseeva T.Variation of Soil Magnetism Across the Russian Steppe：Its Significance for Use of Soil Magnetism as a Palaeorainfall Proxy［J］.Quaternary Science Reviews，2002，21：1571-1576.

［27］安芷生，吳錫浩，王品先，等.末次間冰期以來中國古季風氣候與環(huán)境變遷［M］//劉東生.黃土、環(huán)境和全球變化.北京：科學出版社，1991：1-29.

An Zhisheng，Wu Xihao，Wang Pinxian，et al.Changes in the Monsoon and Associated Changes in China Since the Last Interglacial ［M ］//Liu Tungsheng. Loess， Environmental and Global Change.Beijing：Science Press，1991：1-29.

［28］Huang C C，Pang J L，Cheng S E ，et al.Charcoal Records of Fire History in the Holocene Loess-Soil Sequences over the Southern Loess Plateau of China［J ］. Palaeogeography， Palaeoclimatology，Palaeoecology，2006，239：28-44.

［29］Clark J S.Particle Motion and the Theory of Charcoal Analysis： Source Area， Transport，Deposition， and Sampling ［J］. Quaternary Research，1988，30：67-80.

［30］趙景波，黃春長.晚更新世陜西省黃土高原環(huán)境變化［J］.地理科學，1999，19（6）：565-569.

Zhao Jingbo， Huang Chunchang. Environmental Change of Late Pleistocene in the Loess Plateau on Shaanxi Province［J］.Scientia Geographica Sinica，1999，19（6）：565-569.

［31］張立原.中國黃土高原洛川剖面S5以來的孢粉學記錄［J］.吉林大學學報：地球科學版，2014，44（1）：222-229.

Zhang Liyuan.Palynological Records from the Luochuan Section of the Chinese Loess Plateau Since S5Stage［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2014，44（1）：222-229.

［32］Tinner W，Hofstetter S，Zeugin F，et al.Long－Distance Transport of Macroscopic Charcoal by an Intensive Crown Fire in the Swiss Alps-Implications for Fire History Reconstruction［J］.The Holocene，2006，16（2）：287-292.

［33］Pisaric M F J.Long-Distance Transport of Terrestrial Plant Material by Convection Resulting from Forest Fires［J］.Journal of Paleolimnology，2002，28：349-354.

［34］劉東生，郭正堂，吳乃琴，等.黃土高原史前植被：草原或森林［J］.地球?qū)W報，1994，15（3/4）：226-237.

Liu Tungsheng，Guo Zhengtang，Wu Naiqin，et al.Prehistoric Vegetation on the Loess Plateau：Steppe or Forest［J］.Acta Geosicientia Sinica，1994，15（3/4）：226-237.

［35］趙景波，侯甬堅，杜娟，等.關中平原全新世環(huán)境演變［J］.干旱區(qū)地理，2003，26（1）：17-22.

Zhao Jingbo，Hou Yongjian ，Du Juan，et al.Holocene Environmental Changes in the Guanzhong Plain［J］.Arid Land Geography，2003，26（1）：17-22.

［36］夏商周斷代工程專家組.夏商周斷代工程1996—2000年階段性成果報告［M］.北京：世界圖書出版公司，2001.

The Chronology Project Group of Xia-Shang-Zhou Dynasty.The Achievement Report on the Chronology Project of Xia-Shang-Zhou Dynasty Between1996-2000［R］.Beijing：World Publishing Corporation，2001.

［37］史念海.黃土高原歷史地理研究［M］.鄭州：黃河水利出版社，2001：886.

Shi Nianhai.Historical Geography of the Loess Plateau［M］.Zhengzhou：Yellow River Water Works Press，2001：886.

［38］Huang Chunchang，Pang Jiangli，Su xiahong，et al.The Ustic Isohumisol（Chernozem）Distributed over the Chinese Loess Plateau：Modern Soil or Palaeosol？［J］.Geoderma，2009，150：344-358.

［39］張洲.周原的環(huán)境與考古［M］.西安：三秦出版社，1998：223-276.

Zhang Zhou.Environment and Archaeology on the Tableland Zhouyuan［M］.Xi’an：Sanqin Press，1998：223-276.

［40］Huang C C，Su H X.Climate Change and Zhou Relocations in Early Chinese History［J］.Journal of Historical Geography，2009，35（2）：297-310.

［41］譚志海，黃春長，龐獎勵，等.渭河流域全新世土壤剖面木炭屑記錄及其古環(huán)境意義［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2010，18（1）：26-32.

Tan Zhihai，Huang Chunchang，Pang Jiangli，et al.Charcoal Records of Holocene Loess-Soil Sequences and Its Paleoenvironmental Significance over the Weihe River Basin［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，2010，18（1）：26-32.

Wildfire History and Human Land Use over Weihe River Basin Since Holocene：Evidence from Charcoal Records

Tan Zhihai1，2，Huang Chunchang3，Pang Jiangli3，Ding Min3

1.InstituteofEnvironmentalSciencesandChemistryEngineering，Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048，China
2.StateKeyLaboratoryofLoessandQuaternaryGeology，InstituteofEarthEnvironment，Chinese AcademyofSciences，Xi’an710075，China
3.TourismandEnvironmentCollege，ShaanxiNormalUniversity，Xi’an710062，China

The carbon in Holocene loess deposition is often used to rebuild wildfire history and its evolution process.Through field investigation and the analysis of carbon dust and the magnetic susceptibility index，the earth’s biological sedimentary evidence of wildfire landscape evolution in Holocene is obtained.With reference to OSL/TL dating，14C dating and archaeology data，wildfire history and landscape evolution process in the loess plateau of Weihe River basin since Holocene is reconstructed.Results show that from the last glacial period to the Middle Holocene stage（12 000-3 100 a B.P.），wildfire changes in loess plateau area of Weihe River basin are mainly associated with regional seasonal climate differences closely，among which the one thousand-one hundred scale effective humidity and fuel supply area change are the main controlling factors of wildfires.In the Late Holocene，with further drought climate，combined with human farming activities，human land use intensity and spacetime distribution have become an important driving force to influence of biomass burning scale.Since 3 100years ago，farmland landscape in the south area of Weihe River has begun to take shape.About 2 170years ago，the large-scale land reclamation has expanded to the loess tableland area in the north of Weihe River.Until 1 500years ago，dry farming landscape in loess high order platform tableland areas of northern Weihe River has basically formed.With a number of ancient ecological records and regional point of comprehensive analysis，it helps to understand the region wildfires history，human land use change and evolution of the social structure.

Holocene；wildfire history；climatic changes；charcoal；Weihe River basin

10.13278/j.cnki.jjuese.201404208

P534.632；P941.74

A

譚志海，黃春長，龐獎勵，等.渭河流域全新世以來野火歷史與人類土地利用的炭屑記錄.吉林大學學報：地球科學版，2014，44（4）：1297-1306.

10.13278/j.cnki.jjuese.201404208.

Tan Zhihai，Huang Chunchang，Pang Jiangli，et al.Wildfire History and Human Land Use over Weihe River Basin Since Holocene：Evidence from Charcoal Records.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2014，44（4）：1297-1306.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.201404208.

2013-10-06

中國博士后基金項目（2011M501473）；黃土與第四紀國家重點實驗室開放基金 （SKLLQG1065，1120，1202）；西安工程大學博士啟動基金（BS1101）

譚志海（1974—，男，副教授，博士，主要從事全球環(huán)境變化方面的研究，E-mail：tonishtan＠163.com。