河流文明是早期人类社会发展的基础，其稳定居住、资源供应和生态支持都依赖于河流系统（Best, 2019）。尼罗河、底格里斯-幼发拉底河、印度河和黄河-长江等主要河流流域经历了从农业定居点到分层城市化社会的逐步转变，显示出河流在保障水资源安全、维持沉积物肥力、促进内陆运输和提供天然防御屏障方面不可替代的作用（Macklin and Lewin, 2015; Singh et al., 2017）。然而，河流也会通过反复或灾难性的洪水带来持续的环境危害，这些洪水可能淹没农田和居民点、破坏关键基础设施、引发河道改道并加速沉积作用（Ma et al., 2025; Wohlfart et al., 2016; Yu et al., 2023）。这些事件会导致地貌的深刻重塑，改变土地利用模式，并对区域经济组织和政治制度产生长期影响（Du et al., 2026; Kempf et al., 2025; Zhang et al., 2024）。考古和历史记录一致表明，重大洪水事件往往伴随着文明的衰退、重组或空间迁移——这表明极端水文事件是影响社会适应性和长期韧性的关键因素（Huang et al., 2011; Su et al., 2025; Yu et al., 2020）。因此，全新世古洪水研究具有重要的科学意义。首先，它可以将洪水年代学扩展到仪器测量和历史文献的时间和空间限制之外，以识别低概率但高规模的洪水事件；其次，通过揭示时空动态、气候-地貌驱动机制以及人类-环境对水文极端事件的响应，为在全球环境变化加速的背景下进行洪水风险预测提供实证基础（Benito et al., 2015; Gao et al., 2025; Zhou et al., 2025）。
黄河中下游地区是中国文明的发源地，是长期人类-环境相互作用的重要区域（Ge, 2020）。其丰富的历史洪水记录深刻影响了沿岸定居点的文化演变、城市发展和社会制度轨迹（Tan et al., 2018; Wang et al., 2024; Zhang et al., 2019）。第四纪地质学、环境考古学和历史地理学的交叉研究显著推动了该地区的古洪水研究（Zhang et al., 2020）。通过使用高精度测年工具（如加速器质谱仪14C和光释光（OSL）测年技术），结合多代理沉积指标，以往的研究重建了可靠的古洪水序列，确定了事件发生时间、估算了峰值流量，描述了溢岸沉积特征，并将洪水置于更广泛的全新世气候变化背景下（Liu et al., 2023; Yang et al., 2025a; Zhang and Xia, 2011）。然而，很少有研究将古洪水沉积证据与同时期的历史记录进行严格交叉验证，并独立验证多个环境因素。这对于建立洪水与人类之间的因果关系至关重要。
开封位于黄河冲积扇的边缘，地势低于河流的抬升河道，是冲积平原上易受洪水影响的典型城市案例。历史上的洪水形成了独特的“城市叠层”地层序列，其中包含了人为文化层和溢岸沉积物，从而保存了黄河古洪水及其社会后果的高保真记录（Ge, 2018）。其中，1642年的洪水发生在明朝崇祯十五年，是近代中国历史上最致命的河流灾害之一。这场洪水摧毁了开封的城墙，导致约30万人死亡，并使城市功能几乎完全瘫痪了三十年（Storozum et al., 2020）。尽管历史记录将此次洪水灾害归因于人为决堤，但其背后的环境驱动因素仍受到科学界的关注。因此，1642年的洪水为分析极端冲积平原洪水的复合驱动因素以及量化气候因素和人为干预在灾害发生和演变中的相对作用提供了丰富的案例研究。
本研究聚焦于北宋时期开封城外城墙内的洪水沉积序列，该城是中国古代的都城。通过高分辨率沉积物样本和多代理地质考古分析，结合历史记录、考古地层背景和AMS14C测年，我们建立了严格的时间框架，验证了与1642年事件相关的洪水沉积物的地层位置和年龄；然后通过粒度分布、磁化率和灼烧损失（LOI）的定量分析重建了古水动力条件和溢岸沉积过程；并结合沉积证据、同期历史记载和独立重建的LIA降水记录，阐明了人为决堤和气候驱动因素在触发1642年洪水中的相对作用。这些分析共同揭示了在人类-环境共同作用下极端冲积平原洪水的形成和动态。
