古代人类生存环境复原越来越受到考古学界的重视，其概念与方法逐渐被考古学者们纳入了考古学的体系中。在考古遗址发掘中，既有肉眼看得见的与人类活动有关的遗物，也有肉眼看不见的与人类活动有关的遗物，如孢粉、植物硅酸体等只有高倍显微镜下才能鉴定的植物种属，这些微小遗物也较重要，它能反映古代聚落附近的可利用的植物资源类型及与人类的衣、食、住、行息息相关的气候环境状况。

古气候的研究在环境考古研究中占居很重要的地位。孢粉分析是研究植物孢子(苔藓、蕨类植物的繁殖细胞)和花粉(种子植物的繁殖细胞)的学科，是恢复古气候的最常用的传统方法之一。

孢粉分析原理为不同植物种属的孢粉粒，在大小、形状、壁的结构（如萌发孔、壁的分层和纹饰）方面，一般都有所不同，将采集的土样经酸碱处理及重液浮选，在高倍生物显微镜下鉴定其植物种属。一定的植物要求有一定的生态环境，根据孢子花粉组合可以恢复古植被面貌，进而可以推测古气候、古地理环境。

根据孢粉分析研究目的的不同可以分为以下两个方面：

第一，采集遗址周围的典型自然沉积物或遗址文化区范围内的受人类活动影响较小的文化层，进行古植被、古气候等古环境复原，进而研究环境演化与区域古文化之间的关系，如气候演化、环境变迁对古代农业耕作活动、农作物种类、人类居住场所、生存活动的空间范围、聚落迁移、食物资源的类型、文化演进的影响等众多问题。寻找未受人类活动影响的反映自然环境变化的泥炭、沼泽、湖相等典型剖面时，首先进行区域地质地貌调查，将区域内的地层堆积进行对比，基本了解其不同时代的岩性、岩相变化后，选择典型剖面，采集序列样品，进行年代测定和孢粉分析。若利用文化层的孢粉分析来反映气候环境，则采样应在原始地层中进行，最好是按自然堆积物的沉积速率堆积的文化层，避免采集人类搬运过或人类活动影响大的层位。这种地层虽说是文化层，但受人类活动影响较小，却也能确定其地层年代。如在灰坑中的某些快速搬运土中，来不及降落那个文化时期的孢粉，而主要保留了原始地层中的孢粉。因此，若以复原某文化时期的人类生存环境为目的，孢粉采样位置应选择受人类活动影响较小的文化层，如当时的沟、壕中堆积的淤土及未翻动的文化层或典型自然剖面。

第二，通过典型考古遗址中的土壤样品（根据其研究目的，可采遗迹、遗物及文化层中的样品），分析考古遗址的人类活动状况，然后与未受人类活动影响的反映自然环境变化的泥炭、沼泽、湖泊等典型剖面的孢粉进行对比，探讨当时的农作物种植、农田耕作范围、牧草的种植、放牧活动、器物的功能、获取植物性食物的种类、森林砍伐等人类活动特点。但是讨论农作物种类、农业起源与发展、古人类对周围植被的利用及影响等问题时，应与植物遗存的浮选、植物硅酸体分析、人骨的食性分析结果相对比、互相验证，才能得出准确的结论。另，目前禾本科植物的孢粉形态方面的基础研究深度还远远不够要求，缺少很多种、属一级禾本科花粉形态图谱，随着扫描电镜、数码相机、计算机等先进仪器的应用，相信不久的将来会逐渐完善禾本科植物的花粉形态数据库。

典型自然剖面和受人类活动影响较小的文化层，这两处样品的孢粉分析各有各的利弊。典型自然剖面的选择和采集需要地貌与第四纪地质学的基础，所需的经费较高，孢粉分析所反映的环境精度依赖碳十四、光释光等年代测定精度。若年代误差较大，则反映不出考古文化分期、分段的环境。但因是未受人类活动影响，而所恢复的植被、气候等自然环境情况真实、可靠；文化层的年代主要依赖出土的遗迹、遗物，孢粉分析所反映的环境就是遗迹、遗物所指示的文化时期的人类生存环境。与前者相比，年代精度高，但因当时的人类砍伐等活动影响遗址周围的植被而孢粉分析所指示的植物种类百分比可能受到人类活动的一定影响，植被、气候等自然环境精度没有前者高。若经费允许，应采用两种方法做对比分析，互相验证、补充。对于考古工作者来说，后者简单易行，寻找遗址范围内受人类活动影响小的文化层比寻找典型自然剖面容易得多，况且绝大部分植物花粉粒都要降落在母体植株的附近地区，只有遗址附近的自然沉积物及遗址中的孢粉组合，才能反映遗址周围的原始植被面貌及小气候。遗址内的孢粉所反映的植物是遗址附近的植物，与人类的植物性食物、柴火等关系密切。

孢粉采样操作应注意以下几点（图一）：

1.要清理好剖面，将剖面表层刮掉2—5公分深，以达原生层位，保持剖面新鲜和未受现代花粉的影响，如有虫孔、龟裂和大缝隙也应除去，因这些孔隙受风、雨作用，易把现代孢粉填充进去。

   2.采样最好是从剖面底部向上依次进行。采样间距应根据实际情况，如考虑文化层的分层、延续时间、堆积厚度、堆积物的岩性岩相变化、沉积速率等。原则上每一堆积层至少采集1—2个样品。采样量，粘土、亚粘土、亚沙土采100克左右，砂、沙砾采150克左右，泥炭采30克左右。

    3.每采完一个样品，采样工具要擦干净，要防止前一个样品混入后一个样品中。

4.采样时动作要迅速，及时装进塑料袋并封口，以免飞进现代花粉。并用油笔在塑料袋上记录剖面名称、样号、采样深度、文化类型、采样日期、采样者等信息。

最后采样剖面要照相、绘图，并对剖面进行描述。图中应表示出层序、岩性、厚度、文化性质等，标明采样点和采样号码。孢粉样品除了采集人类活动影响最小的文化层外，也要采集1—2个下伏生土和上覆地层的样品，现代表土样品也要采集1—2个。现代环境是恢复古代环境的基础,将今论古是环境考古研究中常用的一个原则。此外，下伏生土环境是该遗址人类文化形成前的环境，可为自然环境变化对人类文化的形成、发展研究提供依据。