第一章前言
1.1研究目的和意义
全球变化是自然和人类活动长期共同作用的结果，在其驱动下地理过程从任何角度看都不再是单纯的自然过程，生态过程的研究也不再仅仅局限于完全自然状态下的生态系统的动态和发展。人类作为生态系统中最为活跃的因子，以其独特的方式对生态系统的结构、过程与功能进行影响。尤其是自上世纪中叶以来，人类活动对地球生态环境系统的影响范围和强度日益扩大，人类面临的生存环境压力日益加重，因此人类活动对环境的影响和适应已成为全球变化研究关注的焦点和热点问题。IGBP， WCRP和IHDP等国际研究计划和项目也将人地关系作为重点研究领域。重建过去人类活动特征及其影响，对于解决现代人类和环境日益突出的矛盾具有重要的现实意义（刘东生，2004)。
黑河流域是我国第二大内陆河流域，地处中原农耕文明和周边少数民族游牧文明的交错地带，属于西北干旱、半干旱地区，生态环境极其脆弱。流域内绿洲、荒漠交错纵横，灌溉农业及畜牧业发达，发育着大面积的绿洲，是我国著名的粮食生产基地，历来都是人类活动影响的重要地区之一。长久大规模的农垦、放牧和人类活动的作用已极大地影响和改变了区域生态系统和原始植被景观。在过去的开发历史中，随着中原王朝和周边少数民族政权的更迭，区内出现了多次农牧交替，造成大面积垦殖绿洲撂荒废弃，荒漠化现象非常严重（石亮，2009)。尤其近半个世纪以来，在人类活动和气候变化的影响下，流域生态环境日趋恶化，绿洲荒漠化加剧，严重威胁我国生态安全和社会经济发展。因此，只有了解区域过去农业活动历史及环境演化过程，才能对流域未来生态环境及绿洲农业发展提供指导和依据。在全球变化中，植物对气候和环境变化响应明显而迅速。孢粉是其直接产物，能够反映植被状况。同时孢粉是早期农业活动特征及环境效应研究不可替代的代用指标（Lietal., 2007；李宜垠等，2008)。
鉴于此，本研究通过对黑河流域不同植被单元，尤其是绿洲农耕区、绿洲荒漠过渡带进行不同农业活动强度下的现代孢粉分析，探讨绿洲农田的孢粉组合特征，研究农作物花粉在不同区域的变化特征，从而定性或半定量的找出能够指示农业活动的孢粉指示体，提取孢粉谱所反映的自然过程与人为扰动的植被生态信息，并将表土孢粉结果在一个经过历史考古资料佐证的有农业活动的新石器考古遗址进行验证，同时将现代孢粉结果和遗址孢粉结果综合应用到流域下游黑河的尾闾湖分析该湖泊环境变化，追溯农业活动的发展历史和概况。
1.2国内外硏究现状
随着对全球变化研究的深入，人类活动对气候和环境影响的研究也不断深入。目前的环境变化研究中，越来越多的学者将孢粉作为研究人类与自然关系的重要手段。国外关于孢粉与人类活动对植被关系的研究开展的较早，且已有许多成功的范例。欧洲和美洲学者早在20世纪40年代就开展了人类活动孢粉记录的研究（Firbas, 1937； Iversen, 1949)。
随着在20世纪80年代一些孢粉与人类活动研究专著的出版（Dimbleby, 1985； Behre et al., 1986； Birks etal., 1988)，人类活动影响下的孢粉记录引起了人类越来越广泛的关注。近年来基于孢粉学的人类活动研究取得了长足进展。如Court-Picon et al (2005， 2006)对法国阿尔卑斯山区表土花粉进行研究，发现使用孢粉分析区别不同类型的人类活动影响是可行的，但从花粉组合及植物群落数据区分草场和牧场仍很困难，蒿属、藜科花粉显示出对农田、草场及牧场的指示作用，谷物类、蓼属、菊科等花粉对人工扰动植被有指示意义；Drescher-Schneider等（2007)对意大利中部dell Accesa湖泊沉积物孢粉分析发现，在距今2800年孢粉谱中板栗和胡桃花粉出现，指示湖泊附近有居民点，而农作物花粉、次生林花粉如杜鹃、松、黄连木和藜科、车前草及酸模等人类活动指示花粉含量的增加则反映了当地居民对湖泊周围环境的影响；Kumagai等（2008)利用日本北部Yakkobu湖泊沉积物孢粉记录重建过去300年植被组成的变化，结果表明橡树花粉的降低伴随着桦属花粉的增加，这是人类土地利用结果，蒿属和桦属花粉的增加也指示人工扰动土地的扩张；Gauthier等（2010)研究格陵兰西南地区农业活动时，认为栽培植被酸模属和毛茛属及类生菌类含量的增加指示该时期人类居住和家畜养殖的出现，而杂草、粪生菌类和栽培植物的降低则表明畜牧压力的减小；Quamar等（2012)在用印度某湖泊沉积物孢粉记录重建过去12700年区域植被时发现，谷物类花粉、藜科/蒿属、蓬子草属、酸模、石竹和十字花科等花粉可以指示人类农业活动。
第三章 研究方法 .............................................24-32
3.1 样品的采集.............................................24-27
3.2 孢粉分析方法.............................................27-32
第四章 黑河流域表土孢粉组合特征............................................. 32-45
4.1 农田表土孢粉组合特征.............................................32-37
4.2 农田周边荒地表土孢粉组合特征............................................. 37-38
4.3 荒漠戈壁表土孢粉组合特征.............................................38-40
4.4 表土孢粉组合特征差异分析.............................................40-43
4.4.1 不同植被带农作物花粉差异.............................................40-41
4.4.2 不同植被带花粉浓度差异.............................................41-42
4.4.3 不同植被带其它花粉差异.............................................42-43
4.5 人类农业活动辨识.............................................43-45
第五章 民乐县东灰山遗址孢粉分析结果.............................................45-50
5.1 民乐县东灰山遗址的年代............................................. 45-46
5.2 遗址孢粉组合特征.............................................46-48
5.3 孢粉分析方法在考古的重要性............................................. 48-50
结论
(1)关于农作物花粉，本研究中由于表土采样点是禾本科农田和油菜地，限于花粉鉴定水平无法将其鉴定到种或属，所以将谷物类禾本科花粉和十字花科花粉统称为农作物花粉，实际上并非所有的十字花科花粉都是油菜花粉，因此，研究结果可能有一定偏差。
(2)关于人类农业活动的辨识，目前我们对于利用孢粉辨识人类农业活动还停留在定性描述的阶段，如认为地层中一定量的农作物禾本科花粉的出现可以指示区域或周围的农业活动，一定量很不确定，究竟含量达到多少才能说明有农田耕作，此外，代表的区域范围也不确定，因此，半定量或定量研究非常必要。但由于人类农业活动的复杂性、区域环境的复杂性及孢粉鉴定等方面的问题，定量研究非常困难。
(3)由于尾闾湖泊的孢粉记录的复杂性和年代的可靠性较差，孢粉反映的该区域的历史农业活动状况不太充分，需要将来更细致、深入的研究。