宁绍平原（图1）是中国稻作文明的发源地之一，在新石器时代跨湖桥文化时期，水稻种植过程中是否采用刀耕火种的耕作方式仍存有争议。该地区史前时期火活动及其与植被环境、农业活动关系的重建，主要通过炭屑含量和孢粉统计工作开展，然而孢粉记录并非直接指示燃烧植被状况，而炭屑形态特征和长宽比参数指标（L/W）能辨析燃烧的植被类型。在本研究中，我们采集了研究区具有代表性的现代植物，进行了明火燃烧和沉积破碎的模拟过程，确定沉积物中草本、乔灌木炭屑形态特征及L/W的端元值，并将其应用于跨湖桥遗址附近的自然剖面KHQ14-15之中，重建了该地区末次冰期以来火和燃烧植被的历史，并探讨火活动与气候环境、农业活动的联系。
图1 研究区域及采样地点
图2 研究区典型植被模拟沉积实验前后L/W值
研究结果表明，草本炭屑长/宽（L/ W）较大，边缘及断口截然，棱角分明; 乔木和灌木的L/W 次之，且其叶片炭屑形状接近于椭圆或圆形，边缘多参差不齐。通过模拟炭屑沉积实验，确定草本和乔木叶片炭屑L/W端元值分别为4.5和1.94（图2）。跨湖桥沉积地层研究发现，全新世以来特别是早全新世燃烧的草本植物含量增加，在8550 yr B.P.时急剧上升，这与暖湿的气候记录不符，很可能反映了当时沉积环境转变为适合草本生存的潮滩；与此同时，水稻植硅体的发现，指示跨湖桥文化期之前可能存在小规模人类活动。在跨湖桥文化期（8250-7450 yr B.P.），炭屑含量总体降低且未出现明显峰值，反映火强度有所减弱，此时燃烧的草本植物也有所降低，这表明跨湖桥地区并没有进行大规模的刀耕火种的农业活动（图3）。
图3 跨湖桥地区KHQ14-15沉积地层炭屑参数（L/W, L值和含量）及燃烧的草本含量变化
本研究成果近期以Abundance and morphology of charcoal in sediments provide no evidence of massive slash-and-burn agriculture during the Neolithic Kuahuqiao culture, China为题发表在国际期刊POLS ONE上。论文第一作者为南京大学表生地球化学教育部重点实验室硕士研究生胡圆峰，通讯作者为南京大学地球科学与工程学院的周斌副教授。本研究得到国家自然科学基金（41977378）、国家自然科学基金重大研究计划（41991323）、国家重大科研项目全球变化研究（2015CB953804）的资助。
原文链接：https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0237592