冲积扇是山地-平原过渡带人地交互的典型地貌单元，其差异性演化如何驱动史前与历史时期人类的适应策略，是解析农业起源、文明起源-发展的难题之一。现有研究多局限于冲积扇地貌与考古遗址的表层关联，难以揭示不同构造、气候背景下“沉积演化、环境变迁、文化演替”的耦合机制.本文以末次冰消期以来中国西部干旱区碎屑流型冲积扇和东部湿润区河流型冲积扇为对象，整合地质、古气候与考古等多学科数据：(1)揭示了东、西部冲积扇发育差异与人类适应模式，在西部，人类通过坎儿井、围堰分流、筑渠灌溉等水利工程形成绿洲文化，优选地形、土壤、水源协同优势区栖居开发；在东部，人类优选扇中、扇缘漫流沉积区、漫滩阶地及废弃古河道高地等生产生活；(2)明确了东部湿润区冲积扇末次冰消期地文期“不整合带”沉积，是博林(BA)暖期漫流或侵蚀、新仙女木(YD)冷期加积或沉积中断、全新世早期侵蚀-堆积的复合产物，对应旧-新石器过渡的文化转型层位；(3)阐明了不同气候区冲积扇发育与人类适应多遵循“构造-气候-地貌-水文-环境-文化”耦合响应框架.本研究深化了对中国史前文明演进-沉积地貌耦合驱动机制的认识，也为全球敏感环境带人类适应研究提供了深时人地关系研究的中国范式。

研究背景：

       地球表面的宜居性具有显著空间差异，物质、能量和环境配置效率越优越的区域，越能为人类生存提供稳定支撑。同时，地表隆起、沉降、侵蚀与沉积等地质过程，在塑造环境格局的同时，也持续掩埋自然与人类文化的历史痕迹。冲积扇作为山地与平原过渡带兼具优质宜居潜力与遗迹埋藏优势的地表沉积单元，是衔接自然过程与人类活动的典型研究载体。自20世纪70年代以来，对冲积扇的系统研究不断发展，考古学家在冲积扇区域的发掘亦由来已久。在中国，从西部干旱区的新疆米兰、楼兰遗址，到东部的太行山麓、泰沂山北麓，大量考古遗址分布于不同类型冲积扇上。然而，现有研究多局限于空间地貌与遗址聚落的表层关联分析，缺乏从“沉积相演化、气候环境变迁、文化演替”视角深入解析人类适应的过程和机制。中国拥有西部干旱区碎屑流型冲积扇和东部湿润区河流型冲积扇的独特格局，且两大区域均保留了末次冰消期以来的文化序列和完整的冲积扇沉积记录，为突破单一遗址研究的局限性、开展跨气候区对比研究提供了理想载体。本研究依托地学与考古学跨学科研究成果，以末次冰消期以来上述两类冲积扇为对象，旨在揭示冲积扇地貌演化与人类适应的差异化耦合机制。

主要结论与发现：

结果1：东西部冲积扇类型分异与人类适应模式的根本差异

       中国西部干旱区碎屑流型冲积扇与东部湿润区河流型冲积扇在沉积动力、物质组成、地貌形态上存在显著区别，人类在两类地貌单元上分别形成了“主动改造水文环境”和“优选微地貌栖居”的不同的适应策略（图1）。西部以塔里木盆地边缘为代表，碎屑流型冲积扇沉积物颗粒粗大、分选性差、地形坡度较陡，加之常年干旱缺水、土壤贫瘠，人类难以依靠自然条件稳定生存，因此发展出坎儿井、围堰分流、开渠灌溉三类水利工程技术，主动调控地下潜流与地表径流，形成“技术改造水文—绿洲支撑文化”的发展模式，并集中选择扇中、扇缘及扇前过渡地带等地形、土壤、水源协同最优区域定居，相关遗址与灌溉系统在空间上与冲积扇水文格局高度耦合（图2）；东部河流型冲积扇以常年性水流为主要动力，沉积物颗粒较细、分选良好、地形平缓，人类以趋利避害为原则，主动避开洪水风险较高的扇根区域，优先选择扇中漫流与片流沉积区、水流动力转换的交会点、漫滩阶地以及废弃古河道高地等安全且肥沃的微地貌部位开展生产与生活，形成以适应性选址为核心的人地关系模式。

图1全球巨型冲积扇分布与中国东、西部构造-气候区-冲积扇耦合框架.(a)全球新特提斯-喜马拉雅造山带沿线巨型冲积扇分布;(b)中国西部干旱区“山、河、冲积扇、绿洲”地貌格局;(c)中国东部“山升盆降”构造背景下全新世冲积扇-冲积平原.黄色粗断线标识构造边界,红色圆点为农业、文明起源核心区,蓝色和黄色箭头分别指示季风、西风带影响方向

图2中国西部干旱区冲积扇水利工程与文化遗址空间分布.(a)左上图为现代围堰分流水利工程(左:传统人工技术;右:水利工程);(b)罗布泊楼兰遗址东南灌溉农田;(c)坎儿井结构示意(竖井-暗渠-明渠-涝坝),图引用-中国百科网,在塔里木盆地西克孜勒苏柯尔克孜自治州有分布;(d)米兰遗址灌溉系统分布(总干渠-支渠-斗渠);(e)普鲁遗址(7kaBP)所在的克里雅河补给水道,向下游延伸连接克里雅河冲积扇,支撑于田绿洲的发育;(f)楼兰遗址以南地层中发现的10000aBP的细石器;(g)米兰古城中出土的农作物,种类见文献.(a)和(e)由本文作者拍摄

结果2：西部构造-气候联动控制冲积扇-绿洲-文化的时空演化

       西部干旱区受天山与昆仑山在盆地西端持续碰撞挤压的构造运动控制，形成西高东低的地貌格局，使得冲积扇、绿洲与古代城邦整体呈现“西大东小”的空间分布规律，并建立起“山地构造—气候变化—径流变化—冲积扇发育—绿洲变迁—文化兴衰”的完整动态响应链条（图3）。西部高大山体能够拦截西风带水汽，发育大规模冰川，形成流域面积广阔的河流，支撑大型冲积扇与绿洲群发育，并孕育莎车等规模较大的古国，向东随着山体海拔、冰川储量与流域面积逐步减小，绿洲与古国规模同步缩小；气候的冷暖波动通过调控冰雪融水与大气降水，直接改变区域水资源丰歉，塔里木盆地内识别出的5期人类活动遗存均与区域淡水丰富期高度对应，其中小河文化、楼兰文化的繁盛阶段均对应湖泊高水位时期，人类活动总体沿河流纵向与山前冲积扇裙纬向两个方向迁移拓展，呈现出“沿河分布、依水而居、因河而生、离水而亡”的典型生存特征。

图3塔里木盆地“构造-气候-径流-绿洲-文化”动态响应链条.(a)盆地南缘“西高东低”构造格局,西部蓝色影山脉标识慕士塔格峰等冰川发育区,山下绿色斑块为绿洲分布,红色圆点为城市(古城遗址);左边红色箭头,指示4000万年前,天山-昆仑山相互碰撞的方向,西部山脉抬升,最高达7546m,形成最大冰山、绿洲,向东海拔逐渐降低,形成逐渐小的绿洲.(b)指示山地构造、气候变化、西风带降水、冰雪融化等对于绿洲变化、文化兴衰影响的对应关系

结果3：黄河巨型冲积扇多期演化与堌堆文化的形成

       东部黄河巨型冲积扇大致经历了古冲积扇、老冲积扇、新复合冲积扇三个阶段的连续叠合演化，扇体不断向前推进并带动前缘湖沼带同步迁移，分别对应旧石器晚期人类活动、裴李岗—仰韶文化发展、龙山—商代堌堆文化繁荣三大文化阶段（图4）。黄河冲积扇受区域深大断裂共同控制，顶点不断迁移，多期亚扇体叠加形成广阔的华北平原地貌骨架，湖沼带由早期孟津山前洼地，逐步向东推进至濮阳—菏泽—商丘一线，最终形成南四湖—洪泽湖一线的湖沼群；鲁西南地区大量堌堆遗址多以废弃古河道高地为天然基底，因地势高凸可规避洪水、沙质土壤易于耕作、地下淡水富集而成为史前理想定居场所，遗址空间分布与古河道延伸方向高度吻合，同时区域构造沉降速率的差异直接影响文化遗存的埋藏深度，华北盆地较高的沉降速率使部分早期文化遗存埋藏较深，而嵩山山前抬升区遗存埋藏较浅，更易被考古发现。

图4巨型冲积扇-古河道-决口扇-堌堆遗址分布及地貌特征.(a)黄河巨型冲积扇各亚扇-黄河历史改道轨迹(①~⑦对应不同时期改道);(b)支流冲积扇交会点与片流漫流区分布;(c)古河道高地与现代村庄、城市、考古遗址对应关系;(d)山东定陶官堌堆遗址地貌照片(饶宗岳提供);(e)黄河“地上河”剖面示意图(上),以及冲积扇前缘-冲积平原河道沉积示意图(含天然堤-泛滥沉积)(下)

结果4：东部末次冰消期不整合带成因及其与旧-新石器转型

       华北东部山前冲积扇区广泛发育马兰黄土与全新世黄土-古土壤之间的沉积不整合-假整合带，是博林暖期强侵蚀或者漫流沉积、新仙女木冷期加积或者沉积中断、全新世早期侵蚀-再堆积共同作用的复合产物，其地层层位与时间对应了旧石器时代向新石器时代过渡的文化转型关键阶段（图5）。在H1冷期，区域以风成马兰黄土堆积为主；进入BA暖期，东亚夏季风增强，降水与融水增加导致河流强烈下切，形成早期侵蚀面或者漫流沉积；YD冷期气候转冷干，河流水量锐减，在侵蚀面上沉积细粒或河漫滩相物质或弱成壤黄土；全新世早期气候持续转暖，冲积扇面水流逐渐渠化、河道开始稳定发育，最终常见从博林暖期的韵律漫流沉积、逐渐转为连续的黄土-古土壤沉积；该不整合-假整合带主要发育在山前出山口、沟谷交汇地带、冲积扇中下部等地貌与水文双重敏感区，一般在黄土高原塬面等地势平缓区域缺失成为解析气候快速波动、地貌响应过程与人类生业模式转变的核心沉积载体。

图5典型马兰黄土-全新世黄土剖面、不整合带与气候-文化层对应关系.剖面自左至右依次为垭合村剖面、合水剖面、尚义剖面、磁山遗址、裴李岗遗址、赵家徐姚遗址、武安剖面、李家沟遗址等;(a)不同剖面空间分布点位图.左边标注:马兰黄土(H1,BA,YD气候事件,对应L1黄土、LR韵律层、L1黄土),全新世土壤(LT黄土-古土壤过渡带,考古地层常被描述为红花土,S0红褐色古土壤,S0h浅褐色古土壤,L0新黄土,TS耕作层);连接不同剖面两条黑色点线之间,为不整合带形成的时间范围,核心特征为BA暖期,侵蚀间断,如李家沟遗址;片流-漫流沉积、假整合,如磁山、武安、裴李岗、赵家徐姚地层剖面;YD冷期沉积-全新世堆积,如尚义剖面;地层及对应年代参考文献.裴李岗遗址剖面照片由鲁鹏提供,尚义、磁山、赵家徐姚、武安、李家沟剖面照片由本文作者拍摄

结果5：东部冲积扇亚相空间分异对人类聚落选址的控制作用

       东部季风区河流型冲积扇自扇根至扇缘沉积亚相差异显著，扇根、扇中、扇缘的地貌、水文、土壤条件直接控制史前人类的聚落选址与活动范围，而上叠式沉积结构与前缘漫流沉积的多种叠置方式进一步影响文化层的埋藏、保存与分布（图6）。扇根部位坡度陡峭、洪水风险高、沉积物粗大，不利于定居与耕作，人类长期主动避让，仅在补给水道间台地有短期活动痕迹；扇中区域以漫流与片流沉积为主，土壤肥沃、水源稳定且不易受洪水侵袭，成为东部史前农耕聚落最核心的分布区域；扇缘地带地势平缓、地下水埋深浅，与扇中共同构成最适宜人类定居的地带；水流由渠化径流转为无约束漫流的交会点，因地势平坦、土壤有机质含量高、地下水位适中，成为史前聚落高频选址部位；末次冰消期至全新世沉积模式由韵律层沉积向稳定的黄土-古土壤沉积转变，成熟的土壤条件为以粟、黍为主的旱作农业起源与发展提供了关键地貌与环境基础。

图6 东部季风区冲积扇亚相上叠沉积模式与沉积层变化.(a)冲积扇扇根-扇中-扇缘亚相分区(补给水道-扇根-扇中-扇缘);(b,c)上叠式扇随着冲积扇的进退,扇根、扇中、扇缘亚相在剖面上呈现规律性叠置组合,形成进积式沉积特征对应下细上粗的反旋回层序,前期的扇前湖泊沉积被后期前进的冲积扇前缘沉积覆盖;(d~f)冲积扇前缘漫流-平流沉积叠置类型(垂向叠置、侧向迁移叠置、网状补偿叠置),形成韵律层.参考文献[22,23,41];(c,f)为泰沂山北麓常见复合冲积扇扇前沉积类型,作者分别拍摄于焦家遗址和赵家徐姚遗址

结果6：东部构造-气候-地貌耦合系统与人地关系模式

       东部湿润区以“山升盆降”的深部构造分异为基础，在东亚季风气候的协同调节下，形成“深部构造—山麓冲积扇—气候调节—沉积模式转变—聚落选择—文化演替”的完整人地耦合系统，构造运动与气候波动共同驱动地貌演化、环境变化与文化发展（图7）。太行山、泰沂山持续抬升与华北盆地不断沉降，控制了冲积扇的规模、空间展布、河道迁徙与沉积空间，盆地内部隆起与坳陷格局进一步影响古河道走向与冲积扇叠合方式；BA暖期、YD冷期与全新世大暖期的快速气候波动，驱动河流侵蚀-堆积旋回与沉积相类型转变，塑造不整合带、韵律层等关键地层；构造与气候协同决定区域微地貌格局、土壤发育程度与水资源分布状况，进而控制聚落选址、农业起源与文化演替方向。综合东西部对比可见，尽管西部以“山地—气候—径流—冲积扇—绿洲—文化”链式响应、东部以构造-气候协同驱动的过程调控为特征，但二者均遵循“构造—气候—地貌—水文—环境—文化”的统一耦合响应框架，形成差异化且可对比的深时人地关系中国范式，同时揭示出冲积扇区生土层之下普遍存在埋藏早期文化层的巨大潜力，为未来考古调查与发掘提供明确科学方向。

图7东部构造-盆地冲积扇演化与农业起源机制.(a)板块构造运动与华北盆地构造分区(渤海湾盆地、汾渭裂谷等)[124,125];(b)晚更新世以来黄河巨形冲积扇和黄河“北-中-南-中”迁移路径,太行山-泰沂山山麓冲积扇分布范围[8,50,58];(c)华北盆地形成的构造背景;(d)冲积扇分布区适宜农业起源的动力机制

意义与启示：

       本研究通过中国西部干旱区与东部湿润区双气候区对比，系统阐明了不同构造-气候背景下冲积扇地貌演化与人类适应的差异化耦合机制。建立了跨气候区冲积扇发育与人类适应的构造-气候-地貌-水文-环境-文化差异化耦合框架，揭示了西部山地-气候-径流-冲积扇-绿洲-文化动态响应链条与东部深部构造-山麓冲积扇-气候调节-沉积模式转变-聚落选择-文化演替范式的根本差异，从沉积动力学、古气候学与考古学交叉视角深化了对中国史前文明演进与沉积地貌耦合驱动机制的认识；同时明确了华北末次冰消期地文期不整合带是BA暖期侵蚀漫流沉积、YD冷期加积、沉积中断与全新世早期侵蚀-堆积的复合产物。突破了以往研究多局限于冲积扇地貌与考古遗址表层关联的局限，通过整合地质、古气候、地貌与考古学多学科数据，实现了从沉积相演化、气候环境变迁、文化演替全过程视角解析人类适应机制的研究路径，为全球敏感环境带人类适应研究提供了深时人地关系研究的中国范式；同时揭示了冲积扇区生土层之下埋藏早期文化层的潜力，为未来考古工作提供了科学依据和方向指引。

论文信息：

吕厚远. 中国干旱与湿润区冲积扇地貌演变与人类适应. 科学通报,1-22(网络首发).

文献来源：https://doi.org/10.1360/CSB-2026-0059

撰稿：贾明明

初审：任   杰

复审：杜   军

终审：鲁   鹏