黄河下游地区2800年前的古水井揭秘|Science Bulletin

      农业的发明和食物的全球化改变了人类的生活方式，让人类社会从游牧-渔猎-采摘转为定居。水资源作为支撑农业活动和人类生活的一个主要因素，在这个社会转型过程中起了重要作用。水资源的可获得性在很大程度上决定了人类聚落的空间分布模式。因此，水井与人类的生活息息相关。翻开词典，发现与水井有关的成语多达数十条，例如“背井离乡、 临渴掘井、 市井小人、 古井无波、断井颓垣、井井有序、 坎井之蛙、 井蛙之见、 挑雪填井、井然有条”等等。水井的发明让先民摆脱了对江河湖泊等地表水体的依赖，解决了最基本的用水问题，促进了聚落社会的发展。

       目前考古发掘的史前水井最早出现在黄河下游和长江下游地区，并且几乎是同时出现并各自独立发展的。       

北辛文化时期

7300~6100 a BP

黄河下游地区目前发现最早的水井

大汶口文化时期

6100~4600 a BP

水井数量略有增加，在山东枣庄建新、广饶傅家、滕州西公桥等遗址均有水井发现

龙山文化时期

4600~4000 a BP

随着黄河下游遗址数量剧增，水井数量较大汶口时期有明显增加，发现水井的典型的遗址有山东兖州西吴寺、临淄桐林以及河南鹿邑栾台等。

商与西周时期

约公元前1600~公元前771年

水井的开凿变得更为普及。在济宁玉皇顶、济南大辛庄商代遗址均有水井遗迹发现。

东周时期

公元前770~公元前256年

随着生产力水平提高和凿井工具的改进，水井数量激增，井体形制也呈现多样化的特点。这一时期发现水井的遗址主要有临淄齐故城 、兖州六里井 、栖霞泊子村和兖州西吴寺等。

       总体来说，黄河下游地区早至北辛文化时期就有水井出现，目前所发掘的史前水井均为竖穴土井，井口以圆形和椭圆形居多，井深一般在2~5 m，部分水井井壁保留凿井时便于上下的脚窝，且井底多有完整汲水陶器出土。进入历史时期以后水井的开凿变得更普遍，尤其在东周时期数量大为增加，分布区域更为广泛，井体形制也呈现多样化的特点，水井中出现采用木构井框或砖石结构加固井壁的情况，部分水井还使用了陶制井圈。从单个聚落内的水井分布来看，这些水井多发现在遗址的生活区和生产区内，主要用于提供人们的日常饮用和生产用水。

       水井不仅能够支撑人类社会，而且含有丰富的古气候信息。全新世是人类文明大发展时期。传统认为全新世气候较为稳定，然而最新的冰芯和深海沉积记录表明全新世气候具有极大的变化性，表现为千年尺度的准周期波动。因此，研究全新世气候变化的机制和过程有助于深化对古代文明兴衰规律的认识。然而我们对全新世气候变化机制的了解仍然存在很大的不确定性。例如，早全新世千年尺度的气候突变事件可能与北美大陆冰盖波动引起的北大西洋温盐环流变化有关，然而对于中晚全新世普遍缺失大陆冰盖条件下千年尺度气候变化的机制尚不清楚。虽然全新世气候突变事件已在北大西洋地区广泛报道，但目前仍难以回答是否这些事件具有全球性。因此，来自其他地区可靠的古气候替代记录对于厘定这些气候事件的地理范围和驱动机制极为重要。

     Science Bulletin 第20期报道了题为“Ancient water wells reveal a prolonged drought in the lower Yellow River area about 2800 years ago”文章，通过对山东济南梁二村两口西周时代古水井的发掘和放射性碳同位素测年（图1），揭示了黄河下游地区距今2800年左右的一次干旱事件。发掘和钻探表明，上部的棕黄色粗砂为蓄水层，下部的青灰色黏土为隔水层，水井填充物与粗砂层的界面大致决定了水井开挖与使用时期的古地下水位。据此可以断定，在西周末期，当地地下水位较现在低3 m左右。

图1  山东济南梁二村西周时代古水井的深度与放射性碳年代

      利用水文平衡模型反演模拟表明当时的年降水量比现在低大约250 mm，年平均气温比现在低大约1.5 °C。连年的干旱可能间接造成了周王室权威的衰落，揭开了春秋战国动荡社会的序幕。这次气候突变事件对应于北大西洋地区的全新世Bond事件2，表明是一次北半球范围内的气候干冷事件。通过与高分辨率的陆地和海洋替代气候记录对比分析，发现这次气候突变事件可能与太阳活动减弱和厄尔尼诺增强有关。这项研究表明，挖井代表了人类历史上的一项重大技术发明，它极大地提高了人类社会对干旱气候的抵御能力。

请阅全文

Yu S, Chen X, Liu X, et al. Ancient water wells reveal a prolonged drought in the lower Yellow River area about 2800 years ago. Science  Bulletin, 2018, 63(20): 1324-327

https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.09.017

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