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      商代中晚期的樹(shù)木利用

      2014-01-27 03:14:14王樹(shù)芝等
      南方文物 2014年3期

      王樹(shù)芝等

      摘 要:樹(shù)木是人類利用的主要資源。樹(shù)木不僅提供人類賴以生存的生活環(huán)境,還為人類提供食物、木材、能源、醫(yī)藥以及其它產(chǎn)品??脊胚z址出土的樹(shù)木遺存,往往與人類活動(dòng)有關(guān),與考古文化具有同時(shí)性。通過(guò)對(duì)考古遺址出土的樹(shù)木遺存的分析,再結(jié)合其出土的環(huán)境背景,能獲得古代人類利用樹(shù)木的信息。本研究對(duì)商代中晚期洹北商城、殷墟孝民屯遺址、劉家莊北地出土的大量木炭、木材進(jìn)行了分析,對(duì)殷墟大司空遺址303號(hào)墓出土枝葉進(jìn)行了分子遺傳學(xué)和形態(tài)學(xué)研究,結(jié)果表明:

      (1) 無(wú)論是植物種屬的出土概率還是百分比,櫟屬都是最高的,無(wú)論是普通村邑的房址還是窯址,櫟屬的出土概率和百分比也都是最高的,表明人類對(duì)這種木材的喜好。櫟屬是商代晚期人類主要的薪柴材料,也是劉家莊北地和孝民屯遺址普通村邑的建筑材料。櫟屬與人類的關(guān)系非常密切,在當(dāng)時(shí)的人類日常生活中扮演了重要角色。

      (2) 建筑材料的選擇不僅受到聚落周邊植被狀況的影響,還與木材性質(zhì)和建筑性質(zhì)有關(guān)。洹北商城的一號(hào)、二號(hào)建筑基址選用了松木,而劉家莊北地的一處木炭遺跡主要選用了柏木。

      (3) 劉家莊北地出土了櫟屬、李亞屬和棗屬的木炭,孝民屯遺址也出土了櫟屬和棗屬的木炭,這從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明,古代人類有可能食用這些樹(shù)木的果實(shí)。

      (4) 樹(shù)木受到自然因素或人為因素傷及形成層的傷害時(shí)會(huì)產(chǎn)生鋸齒狀生長(zhǎng)輪。劉家莊北地灰溝HG3Ⅰ中出土的大量的帶有鋸齒狀生長(zhǎng)輪木炭,鋸齒寬度1毫米,間距1毫米,較規(guī)則,有可能是人為因素導(dǎo)致。但究竟何種因素導(dǎo)致鋸齒形成,有待今后進(jìn)一步研究。

      (5) 商代晚期劉家莊北地古代先民選用側(cè)柏做井架。

      (6) 同時(shí)采用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)方法與分子遺傳學(xué)方法對(duì)出土枝葉進(jìn)行研究,能極大地提高鑒定的準(zhǔn)確率。通過(guò)研究,大司空遺址303號(hào)墓隨葬品敞口折肩尊的口部數(shù)層疊壓在一起的植物枝葉是具有藥用作用的短梗南蛇藤(Celastrus rosthornianus Loes)。

      總之,本研究不僅獲得了商代中晚期先民因材施用的木材利用特點(diǎn),而且為現(xiàn)今木材的合理開(kāi)發(fā)和利用提供了史料。短梗南蛇藤的發(fā)現(xiàn),對(duì)研究我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生史、民俗和禮儀以及現(xiàn)代醫(yī)藥的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

      關(guān)鍵詞: 木材分析; 木炭分析; DNA分析; 洹北商城; 劉家莊北地; 孝民屯遺址; 大司空遺址

      Abstract:Trees are the main resources for human use. Trees not only provide human beings population with living environment but also with food, timber, energy, medicine, and other products. Tree organ remains unearthed from archaeological sites often related to human activities, and archaeological culture, with which the date of remains has simultaneity. By the aid of tree organ remains, combined with archaeological context, the tree organ use information can be obtained. In this study, besides plant branches and leaves as grave goods excavated from Tomb No.303 at Dasikong site in Yin Ruins during late Shang Dynasty were subject to morphological and molecular genetics studies, the charcoals excavated from Huanbei Sheng City during middle Shang Dynasty, from Xiaomintun site late Shang Dynasty and charcoals and wood from Liujiazhuang Locus North late Shang Dynasty were subject to studies. The results were as followed:

      I The ubiquity or percentage of the genus of Quercus was the highest in charcoal assemblages. Similarly, it was also the highest either in ordinary country or in kiln. The date suggested that human beings population were preference for the wood of the genus of Quercus. And that it was not only main fuel wood during late Shang dynasty, but also building materials of ordinary villages of Xiaomintun site and Liujiazhuang Locus North. The genus of Quercus had very close relationship with human beings population.

      II Building material has relation with vegetation composition surrounding the sites, wood properties and the nature of construction. It was clear that the wood of Foundation site No. 1 and No. 2 in Huanbei Sheng City was pine, but was Chinese arborvitae in charcoal remains of Liujiazhuang Locus North in Yin Ruins.

      III It was indicated that ancient humans might eat acorn, apricot and date because of the presence of charcoals of genus of Quercus, Armeniaca, Ziziphus.

      IV When cambium of trees was wounded by natural or human factors, indented tree rings grow. Because there were a large of charcoals with similar indented tree rings, 1 mm wide, 1mm distance between indented tree rings, it was inferred that indented tree rings might be caused by human factors. But exactly reasons need further study. V Well frames in Liujiazhuang Locus North were made of arborvitae timber with moisture resistance, decay resistance, small expansion and contraction, big compressive and flexural strength.

      VI Combination traditional morphological methods with molecular genetic methods to study foliage unearthed from archaeological sites can greatly improve the accuracy of identification.

      It was showed that plant branches and leaves around the rim of a bronze Zun-vessel were ones of Celastrus rosthornianus. Branches and leaves of Celastrus rosthornianus have medicinal effects.

      In a word, wood utilization pattern of human beings population during middle and late Shang dynasty, wood exploitation according to wood characteristics, was obtained. The discovery of Aureobasidium Celastrus is important for the study of medical and health history, folklore and rituals and the development of modern medicine.

      Key words: wood analysis, charcoal analysis, DNA analysis, Huanbei Sheng City, Liujiazhuang Locus North, Xiaomintun site, Dasikong site

      人類歷史是對(duì)各類資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的歷史,由于不同時(shí)期生產(chǎn)力水平和不同區(qū)域環(huán)境所提供的資源類型不同,人類對(duì)資源利用方式豐富多彩。無(wú)論是生產(chǎn)力低下的遠(yuǎn)古時(shí)代,還是生產(chǎn)力水平有所提高的歷史時(shí)期,樹(shù)木是人類利用的主要資源。樹(shù)木不僅提供人類賴以生存的生活環(huán)境,還為人類提供食物、木材、能源、醫(yī)藥以及其它產(chǎn)品。樹(shù)木的六大器官根、莖、葉、花、果實(shí)、種子經(jīng)炭化后或者保存在干、濕的極端環(huán)境中,能保持原有的清晰結(jié)構(gòu),能進(jìn)行樹(shù)木種屬的鑒定。考古遺址出土的樹(shù)木遺存,往往與人類活動(dòng)有關(guān),與考古文化具有同時(shí)性,通過(guò)對(duì)考古遺址出土的樹(shù)木遺存的分析,再結(jié)合其出土的環(huán)境背景,能獲得古代人類利用樹(shù)木的信息。在洹北商城、殷墟大司空墓、孝民屯遺址、劉家莊北地的考古發(fā)掘中,安陽(yáng)工作隊(duì)和殷墟孝民屯考古隊(duì)采集了大量的木炭、木材和樹(shù)木的枝葉。本研究的目的是通過(guò)對(duì)遺址出土的木炭、木材和枝葉的分析,探討商代中晚期安陽(yáng)盆地古代先民對(duì)樹(shù)木的利用情況。

      一、 研究區(qū)概況

      (一) 研究區(qū)的自然地理概況

      殷墟地處太行山林慮山系以東、安陽(yáng)盆地與華北平原接匯帶的洹河二級(jí)臺(tái)地上,地處北緯36度,東經(jīng)114度,面積約36平方公里,行政區(qū)劃屬河南省安陽(yáng)市。洹北商城位于河南省安陽(yáng)市北郊,南鄰洹河,往西約19公里即進(jìn)入太行山東麓,北面為低丘,東面和南面則是開(kāi)闊的沖積平原,西南部與殷墟遺址略有重疊,地勢(shì)總體平坦,但略呈西北高、東南低走勢(shì)①。殷墟、洹北商城所在的安陽(yáng)盆地,東西長(zhǎng)約20公里,南北寬約10公里,面積約200平方公里。其地勢(shì)西高東低,海拔由130米逐漸降至80米左右。發(fā)源于太行山區(qū)的洹河(又名安陽(yáng)河)自盆地西南流入,先北行,再折而東行,最終注入衛(wèi)河。盆地西接太行山山區(qū),南北兩側(cè)是海拔200米左右的丘陵,東部與華北平原相接。商代安陽(yáng)地區(qū)的地貌環(huán)境,與現(xiàn)代相比有著較大差別。就地勢(shì)而言,西北高東南低的特征更為顯著,其時(shí)黃河在安陽(yáng)東部自南向北流經(jīng)。漳河在殷墟以北約20公里處自西向東流經(jīng)。殷墟南部還有淇水。上述三條河流與洹河一道,構(gòu)成安陽(yáng)地區(qū)的主要水系②。

      殷墟地處暖溫帶,屬大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,水溫適宜。年平均氣溫13.6℃,7月份平均氣溫27.2℃,1月份平均氣溫-2.7℃,絕對(duì)最低氣溫-21.7℃,無(wú)霜期201天。年平均降水量606.1毫米。降雨多集中在7、8月份。冬春多北風(fēng),夏秋多南風(fēng)③。

      安陽(yáng)屬于暖溫帶南部落葉櫟林亞地帶的黃、淮河平原栽培植物區(qū)。本區(qū)植物區(qū)系成分以華北區(qū)系為主④。安陽(yáng)市附近的原始植被己破壞殆盡,現(xiàn)今植被主要為以小麥、玉米、棉花、粟等為主的農(nóng)作物,散生有楊樹(shù)、榆樹(shù)、柳樹(shù)、泡桐等常見(jiàn)樹(shù)種。安陽(yáng)市西的太行山區(qū),隨海拔高度變化,植被組成存在一定差異。200~500米為淺山區(qū),植被稀疏且人為破壞嚴(yán)重,陽(yáng)坡主要有酸棗、黃荊、黃背草等植物;陰坡散生少量喬木,如榔榆、黃櫨等;灌木主要有莢迷、忍冬等。500~800米中山區(qū)為落葉闊葉林帶,優(yōu)勢(shì)或常見(jiàn)木本植物包括槲櫟、栓皮棟、鵝耳櫪、盾葉薯蕷、槭屬、榆屬等;灌木有黃荊、胡枝子、鹽膚木、繡線菊、黃刺玫等。800~1500米喬木有青檀、黃連木、麻櫟、柿樹(shù)、小葉白蠟等,灌木有連翹、繡線菊、野皂莢、鵝耳櫪、黃櫨、丁香屬等。海拔1500米以上以華山松為主的常綠針葉林⑤。

      (二) 洹北商城、殷墟的考古發(fā)現(xiàn)

      洹北商城發(fā)現(xiàn)于1999年,時(shí)代為商代中期,發(fā)現(xiàn)的城址、宗廟和宮殿建筑群基址,是商王朝都邑。洹北商城平面略呈方形,方向13度,其西南部與舉世聞名的殷墟遺址略有重疊,其南北向城墻基槽長(zhǎng)約2200米,東西方向城墻基槽長(zhǎng)約2150米,占地約4.7平方公里⑥。經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn),中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì)于2001~2002年對(duì)一號(hào)基址(2001HBSCF1)進(jìn)行了大面積的揭露⑦,2008年對(duì)二號(hào)基址(2001HBSCF2)進(jìn)行了部分揭露⑧。一號(hào)基址平面呈封閉式四合院,方向13度。北部是主殿,南部是帶門(mén)塾的廊廡,西部有帶臺(tái)階的附屬建筑,東部雖未發(fā)掘,但通過(guò)鉆探可知其結(jié)構(gòu)與西部對(duì)稱。整座建筑東西長(zhǎng)約173、南北寬85~9115米,總面積近116萬(wàn)平方米,中間是面積約1萬(wàn)平方米的庭院。二號(hào)基址與一號(hào)基址方向相同,規(guī)模略小。二號(hào)基址平面與一號(hào)基址相同,也呈封閉式四合院結(jié)構(gòu),北部是主殿,南部是帶單個(gè)門(mén)道的廊廡,東、西部也是廊廡結(jié)構(gòu)。整個(gè)基址東西寬92、南北跨度6114~6815 米,總面積5992 平方米。洹北商城填補(bǔ)了以鄭州二里岡為代表的早商文化和以殷墟為代表的晚商文化之間的時(shí)間缺環(huán)。

      殷墟是中國(guó)最著名的古文化遺址,中國(guó)考古學(xué)的發(fā)源地,也是中國(guó)第一個(gè)有文獻(xiàn)記載并為考古發(fā)掘所證實(shí)的商代都城遺址,2006年,在第30屆世界遺產(chǎn)委員會(huì)會(huì)議上,被列入《世界遺產(chǎn)名錄》。殷墟文化為商代晚期文化,分為四期。一期約當(dāng)盤(pán)庚、小辛、小乙、武丁早期,年代為公元前1320~前1239年。二期約當(dāng)武丁晚期、祖庚、祖甲時(shí)期,年代為為公元前1255~前1195年。三期約當(dāng)廩辛、康丁、武乙、文丁時(shí)期,年代為公元前1255~前1070年。四期約當(dāng)?shù)垡?、帝辛?xí)r期,年代為公元前1087~前1036年⑨。自1928年10月,學(xué)術(shù)界首次組織了對(duì)殷墟的發(fā)掘以來(lái),清理出小屯宮殿宗廟區(qū)、王陵區(qū)、多處居民點(diǎn)、鑄銅作坊、制骨作坊和墓地等。下面只介紹與此研究有關(guān)的遺址。

      1. 孝民屯遺址

      孝民屯遺址是殷墟的重要組成部分。地處殷墟遺址西部邊緣地帶。孝民屯遺址自20世紀(jì)50年代曾進(jìn)行過(guò)多次發(fā)掘出土了兵器范等與青銅器鑄造相關(guān)的遺存、墓地、豐富的青銅禮器鑄范和熔爐塊等文化遺物。2003年4月,按照國(guó)家文物局要求,由河南省文物局組織,中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所和河南省文物考古研究所聯(lián)合組成殷墟孝民屯考古隊(duì),為配合河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)120噸轉(zhuǎn)爐建設(shè)工程,在殷墟孝民屯遺址進(jìn)行考古發(fā)掘工作,通過(guò)發(fā)掘?qū)Π氲匮ㄊ浇ㄖ旱男沃啤⒉季旨捌湟饬x有了深刻的了解,發(fā)現(xiàn)了大型青銅器鑄造遺址⑩。

      2. 劉家莊北地遺址

      劉家莊北地遺址位于殷墟的東南部,北距殷墟宮殿宗廟區(qū)約1000米。2006年5~8月,經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn),安陽(yáng)工作隊(duì)對(duì)劉家莊北地遺址西部進(jìn)行了發(fā)掘,揭露面積為3000平方米。2008年2~10月,進(jìn)行了第二期發(fā)掘,發(fā)掘面積達(dá)4000余平方米。共發(fā)現(xiàn)帶車轍的商代道路多條,商代房基近數(shù)十座、灰坑數(shù)百座、灰溝二十余條、窖穴四十余座、水井三十余眼、銅器窖藏坑一座、祭祀遺存多處,以及歷代墓葬九百余座,出土各類遺物數(shù)千件11。當(dāng)年還發(fā)現(xiàn)了一處木炭遺跡(N 36°06′39.6″, E 114°19′16.3″,海拔高度76米),位于安鋼大道的南側(cè),鐵四路的兩側(cè),殷都路的東邊,劉家莊北地的北邊,為殷墟三、四期遺存。有6根直徑約為27厘米的圓木豎直插入地下,排列成2行3列,2行平行,3列稍平行,圓木殘留45厘米高,圓木間距為90×130厘米。其余木樁南北方向平躺于地面。此外,2010年,安陽(yáng)工作隊(duì)配合安陽(yáng)市熱力管網(wǎng)工程發(fā)掘時(shí),在劉家莊北地清理商代陶窯和水井。

      3. 大司空遺址

      大司空遺址是殷墟的重要組成部分。早在20 世紀(jì)30 年代,歷史語(yǔ)言研究所就曾在大司空東南地進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)掘,不僅清理了一批墓葬、房基、灰坑、窖穴,而且還清理了部分與鑄銅有關(guān)的遺跡,獲得了包括鑄范在內(nèi)的一批遺物。五六十年代,中國(guó)科學(xué)院考古研究所和河南省文物工作隊(duì)為配合豫北紗廠的基本建設(shè),曾在大司空村東地和南地進(jìn)行了多次發(fā)掘,為研究殷代墓葬的分期和陶器組合提供了科學(xué)資料。2004年春夏,安陽(yáng)工作隊(duì)對(duì)豫北紗廠早年所建廠房進(jìn)行了補(bǔ)充發(fā)掘,共清理房基70余座,灰坑、窖穴和水井近500座,墓葬480余座,車馬坑4座,獲得了大批有價(jià)值的遺物。其中2004AST1418M303(簡(jiǎn)稱M303)保存完整,是此次發(fā)掘中出土遺物最為豐富的一座墓葬。M303與M225為異穴并葬墓,位于M225東側(cè)2米處,長(zhǎng)方形豎穴墓,葬具有棺和槨。有殉人和殉狗,隨葬品豐富。槨內(nèi)棺北側(cè)是主要隨葬品放置區(qū),包括所有的青銅容禮器、大部分青銅兵器和大批陶器。大部分青銅容禮器放在棺東北一隅,其中一件折肩尊(腹內(nèi)有一件銅觚)放在槨室的東北角12。

      二、 研究方法

      (一) 取樣

      結(jié)合考古發(fā)掘,在洹北商城、劉家莊北地、劉家莊北地的木炭遺跡、孝民屯遺址采集了木炭樣品,在劉家莊北地采集了木材樣品,在大司空遺址M303取到一些樹(shù)木枝葉樣品(圖一)。

      2001~2002年,安陽(yáng)工作隊(duì)在洹北商城一號(hào)基址發(fā)掘過(guò)程中采用隨發(fā)現(xiàn)隨采集的方法采集了8份木炭樣品。2008年,在二號(hào)基址(2001HBSCF2)發(fā)掘過(guò)程中又在二號(hào)門(mén)道處取到1份木炭樣品(圖二)。

      2008年,安陽(yáng)工作隊(duì)在木炭遺跡的每根圓木上取一小塊木炭,共取到25個(gè)木炭樣品。在同年的發(fā)掘中,在道路上、水井中、墓葬中、房址中、灰溝中、灰坑中及地層中共采集466份木炭樣品,其中,道路上3份、水井中5份、墓葬中4份、房址中111份、灰溝中36份、灰坑中207份及地層中96份。在木炭遺跡附近J31木構(gòu)井架上,從東西南北四個(gè)方向不同層木料上取到 12個(gè)木材樣品。J31位于Ⅶ區(qū)西部的T0208中,開(kāi)口于第3B層的黃色淤土下,打破F3。井口距地表深2 米,由于井口坍塌嚴(yán)重,平面呈不規(guī)則狀,最長(zhǎng)徑5.16、短徑2.66、井深10.3米。井底用木材交叉搭成邊長(zhǎng)1米的“井”字形框架,井架保留的高度約1.1米,周圍填滿鵝卵石。在井口北側(cè)有盤(pán)旋向下的12級(jí)臺(tái)階。從最下面的臺(tái)階向下0.72米有一處平臺(tái),東西長(zhǎng)2.2、寬0.8米,臺(tái)面距井底約5.82米。從整體形狀判斷,此井建造得非??季?,井口上原來(lái)應(yīng)有建筑物遮擋,東側(cè)半腰的平臺(tái)可供打水者站立,臺(tái)階可供其上下(圖三)。J 31的時(shí)代屬殷墟第四期。

      2010年,安陽(yáng)工作隊(duì)配合安陽(yáng)市熱力管網(wǎng)工程發(fā)掘時(shí),在T1424H500水井木構(gòu)井架上,從東西南北四個(gè)方向不同層木料上取到15個(gè)木材樣品。

      2003~2004年,殷墟孝民屯考古隊(duì)在孝民屯遺址發(fā)掘中,采用隨發(fā)現(xiàn)隨采集的方法在灰坑、房址、地層和灶坑中共采集了39份木炭樣品,其中灰坑中有30 份、房址有2份、地層6份、灶坑中有1份樣品。

      2004年春夏,安陽(yáng)工作隊(duì)對(duì)大司空遺址豫北紗廠早年所建廠房區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充發(fā)掘中,在M303青銅容禮器折肩尊口部發(fā)現(xiàn)疊壓在一起呈薄餅狀的數(shù)層植物枝葉(圖四),枝條平行地朝向一個(gè)方向放置(圖五),厚度約1厘米。M303枝葉顏色為淺褐色,葉子很薄且柔軟,已失去原有的強(qiáng)度和張力,稍一用力就會(huì)破碎,但葉片構(gòu)造特征清晰可見(jiàn)。用木簽和薄刀片把薄而疊加在一起的葉片輕輕撥開(kāi)后,取到了幾片較完整的葉片,結(jié)構(gòu)特征清晰。較大的葉片難取完整,取到的個(gè)體都較小。此外,還取到了一些保存著葉子著生方式的小枝。

      (二) 鑒定

      1. 木炭的鑒定

      將采集的木炭樣品按不同考古背景分類、登記,用2毫米孔徑篩子進(jìn)行篩選,大于2毫米的木炭做橫向、徑向和弦向三個(gè)面。先在具有反射光源、明暗場(chǎng)、物鏡放大倍數(shù)為5倍、10倍、20倍、50倍的Nikon LV150金相顯微鏡下觀察、記載木材特征,結(jié)合《中國(guó)木材志》13、《中國(guó)主要木材構(gòu)造》14等工具書(shū)對(duì)樹(shù)種木材特征的描述、圖版和采集的現(xiàn)代樹(shù)種木材切片進(jìn)行木炭樹(shù)種的鑒定。然后將樣品粘在鋁質(zhì)樣品臺(tái)上,樣品表面進(jìn)行鍍金,在quanta650掃描電子顯微鏡下進(jìn)行拍照。結(jié)果分析按百分比統(tǒng)計(jì)和出土概率統(tǒng)計(jì)。百分比統(tǒng)計(jì)是出土某一樹(shù)種的木炭塊數(shù)占所有出土樹(shù)種的總塊數(shù)的百分比。出土概率是指在遺址中發(fā)現(xiàn)某種植物種類的可能性,是根據(jù)出土有該植物種類的樣品數(shù)在采集到的樣品總數(shù)中所占比例計(jì)算的,這種統(tǒng)計(jì)方法的特點(diǎn)是不考慮每份樣品中所出土的各種植物遺存的絕對(duì)數(shù)量,僅以“有”和“無(wú)”二分法作為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),因此在客觀上最大限度地減少了由絕對(duì)數(shù)量造成的誤差對(duì)分析結(jié)果的影響15。

      2. 木材的鑒定

      從木樣上取1厘米見(jiàn)方的小塊樣品,放入水中煮沸,使其軟化。用刀片將小木塊修成0.5厘米×0.5厘米×0.5厘米左右的正方體,在LEICA CM3050S冷凍切片機(jī)上,按照橫、徑、弦三個(gè)方向分別切出厚度15~25微米的切片。再經(jīng)染色、脫水、封片等步驟,制成永久光學(xué)切片。把永久切片放在LEICA DM2500 光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行鑒定和拍照。

      3. 枝葉的鑒定

      對(duì)出土的枝葉做形態(tài)學(xué)研究和分子遺傳學(xué)研究。

      3.1出土葉子的形態(tài)學(xué)研究

      首先用尺子量測(cè)葉片的長(zhǎng)、寬和葉柄的長(zhǎng)度,記錄4個(gè)葉片的葉形、葉尖、葉緣、葉基的形狀及葉脈種類(表一),并進(jìn)行拍照(圖六)。同樣,對(duì)取到的小枝葉子著生情況進(jìn)行記錄和拍照(圖七)。

      四個(gè)樣品的主要特征大致相同,葉緣皆具稀疏淺鋸齒,葉脈為網(wǎng)狀脈,葉尖漸尖,葉基楔形,僅葉形一項(xiàng)不同,除樣品三為倒卵狀披針形,其他為橢圓披針形。四枚葉片大小和葉柄長(zhǎng)度略有差異。鑒于同種植物的葉形會(huì)稍有變化而主要特征相同,斷定出土的植物葉子為同一種植物。需要說(shuō)明的是沒(méi)有取完整的大片葉子多是倒卵狀披針形。

      從小枝樣品上可以看到葉子的著生位置為互生葉序。葉序是指葉在枝上的排列方式,有互生、對(duì)生、輪生和簇生四種?;ド~是指一個(gè)葉著生于每一節(jié)的一個(gè)面,而其上或其下的一個(gè)葉著生于節(jié)的另一面(圖七)。

      3.2出土葉子的分子遺傳學(xué)研究

      3.2.1 DNA的提取

      試驗(yàn)參照王關(guān)林等提取和檢測(cè)基因組DNA的方法16進(jìn)行,并進(jìn)行了如下修改:將出土葉子研磨成粉末并迅速裝入5毫升的離心管中,加入1毫升氯化鈉、三(羥甲基)氨基甲烷、乙二胺四乙酸二鈉核分離緩沖液,在溫度4℃、5000 轉(zhuǎn)/分鐘的離心機(jī)里分離5分鐘,進(jìn)行2次。棄去上清液,加入3毫升、溫度為65℃的3%十六烷基三甲基溴化銨DNA 提取液。抽提時(shí)加入等體積的氯仿/異戊醇/無(wú)水乙醇(24/1/16),重復(fù)抽提操作2次。

      3.2.2引物合成

      試驗(yàn)參照翟煥趁等、王奇志等、泰博萊特(Taberlet)對(duì)多種植物核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列和tRNA基因編碼間隔區(qū)內(nèi)含子的研究17,各合成3對(duì)引物(上海生工合成),經(jīng)過(guò)多聚酶鏈反應(yīng)(PCR)篩選,最終確定核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列和tRNA基因編碼間隔區(qū)內(nèi)含子的各一對(duì)特異引物。

      引物序列:

      trnL CGAAATCGGTAGACGCTACG

      (第一對(duì)引物的上游序列)

      trnF ATTTGAACTGGTGACACGAG

      (第一對(duì)引物的下游序列)

      ITSF TCCGTAGGTGAACCTGCGG

      (第二對(duì)引物上游序列)

      ITSR TTCCTCCGCTTATTGATATGTTAAACTC

      (第二對(duì)引物的下游序列)

      反應(yīng)體系為2.5微升10倍PCR Buffer;2.0微升MgCl2;2.0微升 dNTPs;1.0微升上、下游引物(10微摩爾/升);1.0微升DNA模板;0.2微升Taq酶5單位/升,加滅菌超純水至總體積為25微升。

      在多聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)儀中反應(yīng)程序?yàn)椋旱谝徊剑?個(gè)循環(huán),在溫度95℃下變性5分鐘;第二步:35個(gè)循環(huán),94℃下變性30秒,48℃下復(fù)性30秒,72℃下延伸120秒;第三步:1個(gè)循環(huán),72℃下延伸10分鐘。然后將反應(yīng)產(chǎn)物點(diǎn)入2.0%瓊脂糖凝膠中,在110伏下電泳40分鐘觀察反應(yīng)結(jié)果。

      3.2.3 目的片段的回收和重組

      把PCR擴(kuò)增得到的目的片段利用膠回收試劑盒,從瓊脂糖凝膠上回收,連接于pMD18-T載體,在16度溫度下放置4小時(shí)。轉(zhuǎn)化到DH5α大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞中,涂布于含有安芐選擇培養(yǎng)基的平板上,震蕩培養(yǎng)。然后,在24小時(shí)內(nèi)挑選陽(yáng)性克隆接種到含安芐的液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)。最后,直接吸取陽(yáng)性克隆培養(yǎng)液1微升作為模板,按照上述引物合成中PCR反應(yīng)體系進(jìn)行擴(kuò)增。

      3.2.4 目的片段的測(cè)序及分析

      對(duì)含有目的片段的重組質(zhì)粒菌液進(jìn)行測(cè)序。對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行初步分析,推導(dǎo)外顯子編碼的氨基酸序列,利用美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)中序列對(duì)比搜索引擎BLAST進(jìn)行同源性比對(duì)。

      三、 洹北商城和殷墟出土木炭分析

      (一) 洹北商城出土木炭分析

      安陽(yáng)工作隊(duì)于2001~2002年對(duì)一號(hào)基址(2001HBSCF1)發(fā)掘中采集的8份木炭樣品,經(jīng)鑒定,有5個(gè)樹(shù)種,有松屬硬木松、櫟屬中的4個(gè)種(表二),松屬占55%,麻櫟屬占45%。從表二可以看出,與建筑有關(guān)的2001AHBCJ0306④、2001AHBCT1J1 0409④下、2001AHBCT1J1 0409④上、2001AHBCT0411④J1正殿南4號(hào)臺(tái)階東、2001AHBCJ1北殿中部通道中出土的木炭全為硬木松,這些木炭與建筑有關(guān)。而且從二號(hào)基址(2001HBSCF2)一號(hào)門(mén)道上取到1份木炭樣品,經(jīng)鑒定也為硬木松。所以,商代中期洹北商城的建筑用材是松木。松樹(shù)干高大、通直,是房屋建筑的良好材料。

      灰坑2001AHBCH2下、2001AHBCH6和2001AHBCH2 出土的木炭幾乎全部為櫟屬,櫟屬具有很高的燃燒熱值,如麻櫟燃燒熱值為4750千卡/公斤,較其他樹(shù)種的燃燒熱值高18,并且火力強(qiáng)大,燃燒持久,是重要的薪柴?!对?shī)經(jīng)》記載有桑薪、柞薪、棘薪等,另外,《詩(shī)經(jīng)·小雅·車舝》:“陟彼高岡,析其柞薪。19”柞薪是指櫟木薪柴。

      灰坑中出土的木炭很可能為薪柴的遺存。因此,商代中期洹北商城的居民用櫟屬做薪柴。

      (二) 劉家莊北地木炭分析

      1. 劉家莊北地木炭遺跡出土的木炭分析

      從木炭遺跡上取到25個(gè)木炭樣品,經(jīng)鑒定,這些木炭分別屬于4個(gè)樹(shù)種,側(cè)柏(Platycladus orientalis)、硬木松(Subgen. Diploxylon)、麻櫟(Quercus acutissima)和苦木(Picrasma quassioides)(圖八)。通過(guò)分析,側(cè)柏百分比占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),為80%,硬木松和麻櫟各為8%,苦木為4%。側(cè)柏樹(shù)干高大、通直,是房屋建筑、橋梁的良好材料?!墩撜Z(yǔ)·八佾》記載“夏后氏以松,殷人以柏,周人以栗”為社木,殷人對(duì)柏木非常崇拜。所以這處木炭遺跡有可能是很重要的遺跡。

      2. 劉家莊北地出土木炭分析

      采集的466份木炭樣品中,共12979塊大于4毫米的木炭。經(jīng)鑒定,12979塊木炭分別屬于18種木本植物,有側(cè)柏屬、松屬硬木松、櫟屬(3個(gè)種)、杏亞屬、槭屬、櫸屬、構(gòu)樹(shù)屬、棗屬、流蘇樹(shù)屬、楊屬、欒樹(shù)屬、鵝耳櫪屬、白蠟樹(shù)屬、青岡屬和2種未鑒定的闊葉樹(shù)(表三),還有一塊黏在一起的粟,重量為20.144克。

      不同樹(shù)種出現(xiàn)的總次數(shù)為719次,櫟屬占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),出土概率為75%;側(cè)柏屬位居第二位,為10%;第三位是硬木松,為4.9%;第四位是槭屬,為3.8%;第五位是櫸屬,為2.5%;第六位是李亞屬,為1.1%;第七位是棗屬和構(gòu)屬,分別為0.7%,第八位是流蘇樹(shù)屬和未知闊葉樹(shù)種B,為0.4%;楊屬、欒樹(shù)屬、鵝耳櫪屬、白蠟樹(shù)屬、青岡屬和未鑒定的闊葉樹(shù)種B出土概率最低,為0.1%。除了灰溝外,所有遺跡單位也是櫟屬占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。一般而言,與人類關(guān)系越密切的植物種類被帶回居住地的可能性越大、頻率越高,樣品的出土概率也越高20。所以櫟樹(shù)在商代晚期于居民生活休戚相關(guān),占有非常重要的地位。

      值得注意的是房址中櫟樹(shù)占96%,側(cè)柏只占0.7%,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)松木。所以普通房址有可能主要是櫟樹(shù)做建筑材料。灰坑中櫟樹(shù)占81.4%,櫟樹(shù)可能是建筑和薪柴的遺存。此外,遺址中還出土了櫟屬、李亞屬和棗屬的木炭,說(shuō)明古代人類有可能食用這些樹(shù)木的果實(shí)。

      櫟果即通常所說(shuō)的橡果。櫟屬的橡實(shí)主要由胚、種皮和果皮三部分組成,外面被覆著由花序總苞發(fā)育而形成的堅(jiān)硬的殼斗(也叫橡碗)。種子被薄薄的種皮所包裹,種皮顏色為棕褐色。種皮里面為種胚。整個(gè)種胚都是大型薄壁細(xì)胞組成,細(xì)胞里充滿了大小不等的淀粉粒,是食用的主要部分。根據(jù)估計(jì),我國(guó)野生植物淀粉資源為35 億千克,其中櫟實(shí)淀粉占9.5億千克21。由于橡實(shí)種仁營(yíng)養(yǎng)豐富,自古以來(lái)就作為食用,素有“鐵桿莊稼”、“木本糧食”的美稱。例如,近些年來(lái),在各地廣泛開(kāi)展的植物考古研究中,常有橡實(shí)遺存的發(fā)現(xiàn)22,其中最著名的是浙江余姚田螺山遺址出土的距今7000年前后的櫟果遺存,約94%的樣品中出土橡子殼等殘片,橡子是田螺山遺址的主食資源之一。而且,歷史時(shí)期也有記載,《山海經(jīng)》曰“柞,櫧子可食”(見(jiàn)《山海經(jīng)》東晉郭璞注的記載)。后魏《齊民要術(shù)》里稱:“橡子,檢歲可食,以為飯;豐年放豬食之,可以致肥也?!睋?jù)此,商代晚期居民有可能采集櫟屬的橡實(shí)。

      棗屬為鼠李科,棗的果實(shí)由果皮、果肉、堅(jiān)硬具蠟質(zhì)的種皮和種子四部分組成,棗的種子包括胚芽、子葉和胚乳,胚乳發(fā)達(dá)。其中果肉是主要的食用部分。棗果含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是上等的滋補(bǔ)食品。具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,果實(shí)、種仁、葉片、木心、枝皮均可入藥?!渡褶r(nóng)本草》、《本草綱目》對(duì)其醫(yī)療價(jià)值均有記載23?!对?shī)經(jīng)·豳風(fēng)》中就有“八月剝棗,十月獲稻”的詩(shī)句。《史記》中也有這樣的記載,“是歲大荒,百姓皆食棗菜”。《戰(zhàn)國(guó)策》中記載“棗栗之實(shí),足食于民”,杜甫的詩(shī)“庭前八月梨棗熟,一日上樹(shù)能千回”也生動(dòng)地描繪了上樹(shù)摘棗吃的情形。而且,黃河中下游多處新石器時(shí)代的遺址出土了棗屬植物遺存。如山東滕州市莊里西遺址中發(fā)現(xiàn)了屬于龍山文化中、晚期的酸棗果核24;河南密縣莪溝北崗遺址新石器時(shí)代文化層中有碳化棗核和干棗25;在河南靈寶西坡遺址屬于仰韶文化時(shí)期的M27填泥里有大量棗吊和棗葉,酸棗吊和酸棗葉26;河南王城崗遺址,出土了3粒完整的酸棗核,其中有一粒還殘留有果皮和果肉,還出土了棗屬木炭27;河南瓦店遺址,出土了6塊酸棗核,還出土了棗屬木炭28;山西陶寺遺址出土了棗屬木炭29;教場(chǎng)鋪遺址,出土了棗屬木炭和棗骨30。青銅時(shí)代的二里頭遺址出土了棗屬木炭和酸棗核31,商代早期的偃師商城出土了棗屬木炭32,因此,商代晚期古代先民食用棗果是不言而喻的。

      杏亞屬為薔薇科,杏果實(shí)多汁,味美,營(yíng)養(yǎng)豐富,杏仁是重要的藥材。杏是我國(guó)原產(chǎn),栽培歷史悠久。關(guān)于中國(guó)古代杏的人工栽培,依據(jù)《夏小正》的記載,出現(xiàn)專業(yè)性的果園栽培,至今已有4000多年了。《管子》中記載:“五沃之土,其土宜杏?!薄渡胶=?jīng)》記載:“靈山之下,其木多杏。”《齊民要術(shù)》記載:“文杏實(shí)大而甜,核無(wú)文彩?!贝送?,《廣志》、《西京雜記》、《王禎農(nóng)書(shū)》、《本草綱目》、《群芳譜》等均有關(guān)于杏樹(shù)栽培及其品種的記載33。不僅古書(shū)有記載,而且考古遺址中也有發(fā)現(xiàn),譬如,黑水國(guó)西城驛遺址在四壩文化時(shí)期出土了1枚杏核34。二里頭遺址和偃師商城都出土了杏亞屬木炭35,杏亞屬木炭的發(fā)現(xiàn)從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明商代晚期古代先民可能采集杏果食用。

      在木炭分析過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)灰溝HG3Ⅰ出土的木炭有鋸齒狀年輪。此次發(fā)掘的灰溝為HG3,HG3是南北向道路的輔助排水系統(tǒng),共分為三部分,分別編號(hào)HG3Ⅰ、HG3Ⅱ和HG3Ⅲ。道路西側(cè)的排水溝為HG3Ⅱ,道路東側(cè)排水溝為HG3Ⅲ,HG3Ⅰ為東西向排水溝,橫跨道路,并把道路東西兩側(cè)的排水溝聯(lián)接起來(lái)。HG3Ⅰ橫跨道路時(shí),用原木把道路架空,形成了原始橋梁。

      灰溝HG3中有37份樣品,4210塊木炭,這些木炭經(jīng)鑒定有櫟屬、硬木松和白蠟樹(shù)屬,其中有1285塊硬木松。在灰溝HG3Ⅰ中有195塊硬木松木炭,而40塊硬木松木炭有鋸齒狀年輪,有1塊木炭有7個(gè)鋸齒,鋸齒之間的距離約為1毫米,鋸齒寬度約為1毫米(圖九)。有鋸齒狀年輪的硬木松木炭占HG3Ⅰ出土硬木松的20.5%,占灰溝中出土硬木松的3.1%,占整個(gè)遺址出土硬木松的2.9%。具有鋸齒狀生長(zhǎng)輪的硬木松木炭和正常生長(zhǎng)輪的木炭的解剖結(jié)構(gòu)不同,橫切面上看,具有鋸齒狀生長(zhǎng)輪的木炭除了有正常樹(shù)脂道外還有創(chuàng)傷樹(shù)脂道;徑切面上看,具有鋸齒狀生長(zhǎng)輪的木炭管胞由直立變?yōu)閺澢?;弦切面看,具有鋸齒狀年輪的硬木松木炭,有單列射線和紡錘射線,樹(shù)脂道較多,由正常的每平方毫米有1個(gè)樹(shù)脂道變?yōu)?個(gè)樹(shù)脂道(圖九)。

      松樹(shù)可供建筑、橋梁、礦柱、枕木、電桿及木纖維工業(yè)原料等用;樹(shù)干可采割松脂,提制松節(jié)油和松香;樹(shù)皮可提供栲膠。含油脂高,是良好的燃料。因此,松木在古代人類生活中起著重要的作用,考古遺址中松木木炭也經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)36。但是,具有鋸齒狀年輪的硬木松木炭還是首次發(fā)現(xiàn)。

      鋸齒狀年輪形成的確切原因還不清楚37。至于松木鋸齒狀年輪形成的原因,Lev-yadun S. 和Aloni R. 38做了如下實(shí)驗(yàn),用鋒利的刀片平行地縱向劃傷地中海白松,劃痕約200毫米長(zhǎng),劃痕之間的距離5~10毫米,劃痕寬度0.6毫米,劃痕深度達(dá)到樹(shù)皮內(nèi)的形成層。處理兩年后,在形成層受到傷害的地方,產(chǎn)生了鋸齒狀樹(shù)輪,劃痕數(shù)與鋸齒數(shù)相同(圖一○)。他認(rèn)為樹(shù)木受傷后干擾了正常的激素平衡,激素平衡受干擾后導(dǎo)致了樹(shù)木不正常生長(zhǎng),產(chǎn)生許多創(chuàng)傷性樹(shù)脂道,具有彎曲的、較窄的不規(guī)則形狀的管胞和射線細(xì)胞。

      由此看來(lái),灰溝HG3Ⅰ中出土的有鋸齒狀年輪的硬木松木炭,是樹(shù)木受到傷害造成的,而這種傷害可能來(lái)自自然因素,也可能來(lái)自人為因素,如采割松脂。采割松脂時(shí),只要割傷樹(shù)干外緣木質(zhì)部,松脂就通過(guò)樹(shù)脂道系外流。側(cè)溝刻痕深度要深入木質(zhì)部2~4毫米,寬1~2毫米,這種情況,形成層會(huì)受到破壞,木材有可能產(chǎn)生波狀紋?;覝螲G3Ⅰ中出土的有鋸齒狀年輪,鋸齒寬度1毫米,間距1毫米,較規(guī)則,有可能是人為因素導(dǎo)致。但究竟何種因素導(dǎo)致鋸齒形成,有待今后進(jìn)一步研究。

      需要說(shuō)明的是,木材主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素組成,占木材重量的97%~99%,單寧、色素、揮發(fā)性油類、樹(shù)脂(膠)、硫胺素等抽提物所占比例較少,占木材重量的1%~3%。有機(jī)物質(zhì)容易腐爛,燃燒又易成灰,所以,遺址中保留一些有鋸齒狀的樹(shù)輪的木炭是非常不容易的。這種現(xiàn)象應(yīng)該在以后研究中引起注意39。

      (三) 孝民屯遺址木炭分析

      在孝民屯遺址灰坑、房址、窯址、地層和灶坑中采集的39份木炭樣品中,有 695 塊木炭。經(jīng)鑒定,分別屬于8種木本植物,有櫟屬的5個(gè)種,槭屬、櫸屬和棗屬各1個(gè)種(表四)。

      統(tǒng)計(jì)分析表明,櫟屬所占的百分比最高,為91.1%。槭屬占8.2 %;位居第二位。第三位是櫸屬,占0.5%;第四位是棗屬,占0.1%。而且在灰坑、房址、窯址、地層和灶坑中,都是櫟屬出土概率最高,所以再一次證明櫟屬在商代晚期人類生活中占有重要地位。灶坑中和窯址只出土了櫟屬,灰坑中櫟屬也占到了90.5%??梢钥隙祵偈切讲?,用于炊飲和冶煉的能源。柱洞中出土的是櫟木木炭,所以櫟木是做建筑材料的。在大汶口文化時(shí)期的尉遲寺遺址,就是用櫟屬作建筑材料的40。孝民屯遺址屬于殷墟西部邊緣地帶即王都范圍內(nèi)的普通村邑,因此,普通村邑的建筑材料用的是櫟木。

      房址中只出土了兩塊槭木木炭,這兩塊木炭被磨光成多角形,表面光滑(圖一一),灰坑中也出土了1塊類似這樣加工的木炭,經(jīng)鑒定均為槭木。槭木結(jié)構(gòu)細(xì)致,均勻,摩擦面光滑,尺寸性穩(wěn)定,耐震動(dòng),是制作工具的優(yōu)良用材,還是制作高級(jí)樂(lè)器和工藝品的特殊用材。譬如,十六世紀(jì)末小提琴制琴師們認(rèn)為械木和云杉結(jié)合起來(lái)用,能得出最好的音響效果。再譬如,槭屬中的飛蛾槭是河南傳統(tǒng)工藝品南陽(yáng)烙花筷的原料之一。因此,古代人類有可能選擇槭木做木器。

      此外,遺址中還出土了棗屬的木炭,再一次證明了商代晚期古代先民可能食用棗果。

      四、 殷墟劉家莊北地遺址出土木材分析

      (一) 劉家莊北地J31木材分析

      J31水井遺跡的木構(gòu)井架上取到的12個(gè)木材樣品經(jīng)鑒定為側(cè)柏(表五)。

      (二) 劉家莊北地?zé)崃芫W(wǎng)工程井木材分析

      在T1424 H500水井木構(gòu)井架上取到的15個(gè)木材樣品經(jīng)鑒定也為側(cè)柏(表六)。

      一般來(lái)說(shuō),作為井架的樹(shù)木要求木材具有耐水濕、耐腐朽、脹縮性小、抗壓以及抗彎曲強(qiáng)度大等特點(diǎn)。側(cè)柏為常綠喬木,高達(dá)20米,胸徑1米,木材耐腐性強(qiáng),適宜作橋梁、房屋建筑、家具、舟車、農(nóng)具、井架等。所以,商代晚期古代先民選用側(cè)柏做井架。

      五、 大司空遺址M303 出土的樹(shù)木枝葉分析

      (一) 分子遺傳學(xué)研究

      1. 多聚酶鏈反應(yīng)(PCR)產(chǎn)物的擴(kuò)增和克隆

      根據(jù)已有的幾種植物的核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列和tRNA基因編碼間隔區(qū)(trn)內(nèi)含子基因片段各篩選出一對(duì)特異引物,利用 PCR技術(shù)從樣品的全 DNA中分離得到核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列和tRNA基因編碼間隔區(qū)(trn)內(nèi)含子的基因片段。各擴(kuò)增出一條長(zhǎng)度約為700堿基對(duì)(bp)和400堿基對(duì)(bp)的 DNA片段(圖一二)。

      多聚酶鏈反應(yīng)(PCR)產(chǎn)物純化后直接與 pMD18-T載體連接,采用氯化鈣(CaCl2)法制備大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞,連接產(chǎn)物8微升轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞,取100微升菌液涂布于含5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷和異丙基-β-D-硫代半乳糖的篩選培養(yǎng)基(含氨芐青霉素)平板,37度溫度下培養(yǎng)24小時(shí)后挑取幾個(gè)白色菌落分別接種于加有氨芐青霉素50微克/毫升的Luria-Bertani(LB)液體培養(yǎng)基中,37度溫度下培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期。重組質(zhì)粒進(jìn)一步采用多聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)法篩選,反應(yīng)體系同前。圖一三為樣品核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列和tRNA基因編碼間隔區(qū)(trn)內(nèi)含子同源基因片段的菌落多聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增圖。

      2. 目的基因序列分析

      通過(guò)多聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR),擴(kuò)增出了一條長(zhǎng)度為610堿基對(duì)的核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列片段和一條長(zhǎng)度為385堿基對(duì)的tRNA基因編碼間隔區(qū)(trn)內(nèi)含子基因片段。

      1 CCGCCTGACC TGGGGTCGCG TTATTTGGAT GGAAGGCCAC CGAGCAACGC GGAAGGGACG

      61 GCTCCGGACG GATGCCCGAG GGGCCATGTA CTGCCGCCAC CGCGCGCCGC GGAGCGCGTC

      121 GCTCCCGTGC TCCTTTTTGG GCCAGCCGCA GCGGTGTGCC ACGGGAGGCC AACTTCCGCG

      181 CCCATAGCGG CCACGCACCC CCCCTCATCC CCCCCGAGGG ATGGATGACG AGGGCGTGGA

      241 GGTTTTGGGG CGACGCGATG CGTGACGCCC AGGCAGACGT GCCCTCGGCC GGATGGCTTC

      301 GGGCGCAACT TGCGTTCAAG GACTCGATGG TTCACGGGAT TCTGCAATTC ACACCAAGTA

      361 TCGCATTTCG CTACGTTCTT CATCGATGCG AGAGCCGAGA TATCCGTTGC CGAGAGTCGT

      421 TGTGGTTACG CACGAGACTG CACGGTCCCT CAGGCGGGCG GCGTGCCTCT CCTGTTTCTG

      481 ATCCTTGGCG CCTTCCGCGC CGGGGTTTTA CACTGTACGA CCGGGACGGG AAAGGCGACG

      541 AAGCGCGCCC CCGCCATCCC GGCGGCCGGG GGACCCCGGC CCATTTGGAG CGGCTGGTTC

      601 TCGGGTCGTT

      樣品ITS同源基因片段核苷酸序列基因片段

      1 CATTTTTTTT TTAATAATTT TCCTAACCGA ATTAGGCCTA TGCCATTTAA AAAGGAAAAA

      61 GACAAAAAAA TAAAAAAAAA GGGTTTACAA GGTTTTTTCT TTTACCCCGG CCCTAAATTT

      121 TTCTTTGGGG GATCTTCCCA CCAAAAATTT TCTAAGTCTC GGGGGGGGAA AAAGTAAAAA

      181 TGGTAAATGA TTCCCCAAAG GGGGATCCTT TTCCCAGGAG GGTTCTTTTC CCCGGGTATC

      241 AAATCTTTTA TAAAATTGGG GAAAAAAAAA ATTTTGGCCC ATTTCCTTTT GGAAAAAAAA

      301 AAAAGGAAGG AAACAAAAAC CGCTTTTGGA ACCGTTACCA AAAAGGAAAA AAAAATAAAA

      361 CCATTATTTT ATTTGGGGAA TCGGA

      樣品trnL - trnF同源基因片段核苷酸序列基因片段

      利用序列對(duì)比搜索引擎BLAST工具搜索美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)基因數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行序列比較,核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列的搜索結(jié)果顯示樣品的序列與千屈菜科(Lythraceae)的十種已知植物的同源性在85%~74%之間,tRNA基因編碼間隔區(qū)(trn)內(nèi)含子的結(jié)果顯示樣品的序列與衛(wèi)矛科(Celastraceae)的24個(gè)屬中的87個(gè)種已知植物的同源性在77%~65%之間(圖一四)。

      (二) 形態(tài)學(xué)研究結(jié)果

      在分子遺傳學(xué)研究的基礎(chǔ)上,再結(jié)合出土小枝和葉的特征對(duì)葉子做進(jìn)一步的鑒定。

      分子遺傳學(xué)的鑒定結(jié)果認(rèn)為植物葉子屬于千屈菜科或衛(wèi)矛科。千屈菜科葉子具有如下特征:葉對(duì)生,葉片的邊緣為全緣(葉緣成一連續(xù)的平線,不具任何齒和缺刻),無(wú)托葉。由于出土植物葉子的葉緣具稀疏淺鋸齒(見(jiàn)葉樣品一至四),而千屈菜科葉片的邊緣為全緣沒(méi)有鋸齒,所以出土植物葉不是千屈菜科的葉子。衛(wèi)矛科葉為單葉,有互生葉,而且葉緣具鋸齒。因此,出土植物應(yīng)該屬于衛(wèi)矛科。衛(wèi)矛科的南蛇藤屬只有短梗南蛇藤是單葉互生。短梗南蛇藤葉柄長(zhǎng)5~15毫米;葉片倒卵狀披針形,長(zhǎng)4~11厘米,寬3~6厘米,葉尖漸尖,葉基微楔形,葉緣具稀疏淺鋸齒41(圖一五)。短梗南蛇藤的葉片特征與出土葉片樣品的葉片特征相同(表一),因此,出土植物鑒定為短梗南蛇藤(Celastrus rosthornianus Loes.)42。

      (三) 關(guān)于研究方法

      傳統(tǒng)的植物系統(tǒng)與分類,不管其為何種學(xué)派,其理論基礎(chǔ)是建立在分類群的性狀分析基礎(chǔ)上,無(wú)論這些性狀是來(lái)自形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、孢粉學(xué)、細(xì)胞學(xué),還是植物化學(xué)都是表現(xiàn)型。從分子遺傳學(xué)角度來(lái)看,表現(xiàn)型的差異歸根結(jié)底應(yīng)追溯到基因型的差異,即在DNA序列上的差異,而對(duì)這種基因序列差異的比較研究無(wú)疑為植物系統(tǒng)與進(jìn)化提供最直接的證據(jù),也是植物分類的依據(jù)43。所以,采用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)方法與分子遺傳學(xué)方法同時(shí)對(duì)出土葉片進(jìn)行研究,極大地提高了鑒定的準(zhǔn)確率。

      在分子遺傳學(xué)研究中,選用了ITS和trnL- trnF這兩個(gè)比較常用的基因片段,對(duì)植物進(jìn)行初步的系統(tǒng)分類查找。一些研究表明,trnL- trnF 非編碼區(qū)在一定分類水平上適用于系統(tǒng)關(guān)系重建,如近緣科間、亞科間、族間或?qū)匍g44,但在大多數(shù)情況下,這一區(qū)域的序列變化并不足以解決種間關(guān)系。而在被子植物中,ITS 區(qū)既具有核苷酸序列的高度變異性又有長(zhǎng)度上的保守性,說(shuō)明這些間隔區(qū)的序列很容易在近緣類群間排序,而且豐富的變異可在較低的分類階元上(如屬間、種間)解決植物系統(tǒng)發(fā)育問(wèn)題。在分子遺傳學(xué)研究中,選用ITS和trnL - trnF這兩個(gè)比較常用的基因片段,對(duì)出土植物進(jìn)行系統(tǒng)分類查找,既考慮了近緣科間、亞科間、族間又考慮了屬間、種間的變異。

      (四) 古人隨葬枝葉的用意

      短梗南蛇藤是藤本灌木,高可達(dá)7米?;ù菩郛愔辏恍刍ㄐ蝽斏耙干?,3~7花,花黃綠色;雄花具杯狀花盤(pán),雄蕊著生于花盤(pán)邊緣,退化雌蕊短柱狀;雌花有退化雄蕊,子房與杯狀花盤(pán)離生,花柱細(xì)長(zhǎng),柱頭3列、每列2叉分枝,蒴果近球狀,徑約1厘米。種子3~6顆,具橙紅色假種皮,具有觀賞特性。根皮可入藥,具有清熱解毒,祛風(fēng)除濕功能。產(chǎn)于甘肅、陜西西部、河南、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、貴州、四川、福建、廣東、廣西、云南。生于海拔500~1800米45。近年來(lái)從南蛇藤屬植物中得到了多種β-二氫沉香呋喃型倍半萜和friedlane等型三萜,其中一些具有昆蟲(chóng)拒食、抗腫瘤和細(xì)胞毒活性46。

      大司空M303內(nèi)的敞口折肩尊的口部蓋有數(shù)層短梗南蛇藤植物枝葉,可能有如下兩種原因。

      首先,在殷墟晚期,古代人類有可能認(rèn)識(shí)到短梗南蛇藤的藥用價(jià)值。

      在距今8000年前后的浙江蕭山跨湖橋新石器時(shí)代早期遺址出土一件繩紋小陶釜(T0411⑧A:25),內(nèi)盛有一捆形狀相近的植物莖枝,枝長(zhǎng)約5~8厘米,單根直徑0.3~0.8厘米,共30余根。陶釜外壁有煙熏火燎的痕跡,發(fā)掘者認(rèn)為煎煮的可能是中草藥47。在藁城臺(tái)西商代遺址中期樣品04號(hào)罐內(nèi),除有豆科草木樨的種子外,還夾雜著小枝和小碎木塊,草木樨可藥用,有清熱解毒之效48。在屬于周文化范疇的高家堡戈國(guó)一到四號(hào)墓,在敞口的簋、甗等器物內(nèi),沙參葉似原覆蓋于部分器物之上,在有蓋器物卣上粘附著沙參葉49,沙參具有藥用價(jià)值,上述新石器時(shí)代和商周時(shí)期的材料或可說(shuō)明古人很早就懂得用藥。因此,商代晚期古人認(rèn)識(shí)到短梗南蛇藤的藥用價(jià)值也在情理之中。

      其次,覆蓋隨葬器物。

      《說(shuō)文》(段注本):“鼏,鼎覆也。從鼎,冖、冖亦聲”。 段玉裁《注》:“此九字各本無(wú)。以鼏篆鼏,解牛頭馬脯而合之,今補(bǔ)正。鼏見(jiàn)《禮經(jīng)》,所以覆鼎,用茅為之,今本作鼏,正字也?!?古者覆巾謂之幎,鼎蓋謂之鼏,而《禮經(jīng)》時(shí)亦通用。”

      《說(shuō)文·鼎部》:“鼏,以木橫貫鼎耳而舉之。從鼏,冂聲?!吨芏Y》:廟門(mén)容大鼏七箇,即易玉鉉大吉也?!?《儀禮·士昏禮》:“設(shè)扃鼏。”鄭玄《注》:“鼏,覆之?!薄队衿ざΣ俊罚骸包啠查捉硪?。又鼏蓋也?!痹诖笏究?03號(hào)墓隨葬品敞口折肩尊的口部,有數(shù)層疊壓在一起的植物枝葉,這些枝葉都是細(xì)嫩的小枝,所以,有可能起布巾的作用,覆蓋隨葬器物。

      六、 結(jié) 論

      本研究對(duì)商代中晚期洹北商城、殷墟孝民屯遺址、劉家莊北地出土的大量木炭、木材進(jìn)行了分析,對(duì)殷墟大司空遺址303號(hào)墓出土枝葉進(jìn)行了分子遺傳學(xué)和形態(tài)學(xué)研究,結(jié)果表明:

      (1) 無(wú)論是樣品的出土概率還是植物百分比組成都是最高的,無(wú)論是普通村邑的房址、窯址櫟屬的出土概率或植物百分比組成也都是最高的,顯示出人類對(duì)這種木材的喜好。櫟屬是商代晚期人類主要的薪柴材料,也是劉家莊北地和孝民屯遺址普通村邑的建筑材料。櫟屬與人類的關(guān)系非常密切,在當(dāng)時(shí)的人類日常生活中扮演了重要的角色。

      (2) 建筑材料的選擇不僅受到聚落周邊植被狀況的影響,還與木材性質(zhì)和建筑性質(zhì)有關(guān)。首先,作為房屋建筑的樹(shù)木,不僅樹(shù)體高大、順直,而且,木材也要有適當(dāng)?shù)目估?、抗壓、抗彎?qiáng)度,耐腐朽、耐風(fēng)化。松木和柏木具有這些特性。洹北商城的一號(hào)、二號(hào)建筑基址選用了松木,劉家莊北地的一處木炭遺跡主要選用了柏木。

      (3) “民以食為天”,人類身體需要的各種營(yíng)養(yǎng),都需要從飲食中獲得,樹(shù)木的果實(shí)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)。劉家莊北地出土了櫟屬、李亞屬和棗屬的木炭,孝民屯遺址也出土了櫟屬和棗屬的木炭,這從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明,古代人類有可能食用這些樹(shù)木的果實(shí)。

      (4) 樹(shù)木受到自然因素或人為因素傷及形成層的傷害時(shí)會(huì)產(chǎn)生鋸齒狀生長(zhǎng)輪。劉家莊北地灰溝HG3Ⅰ中出土的大量的帶有鋸齒狀生長(zhǎng)輪木炭,鋸齒寬度1毫米,間距1毫米,較規(guī)則,有可能是人為因素導(dǎo)致。但究竟何種因素導(dǎo)致硬木松鋸齒狀年輪的形成,有待今后進(jìn)一步研究。

      (5) 一般來(lái)說(shuō),作為井架的樹(shù)木要求木材具有耐水濕、耐腐朽、脹縮性小、抗壓以及抗彎曲強(qiáng)度大等特點(diǎn)。側(cè)柏木材具有這種特性。商代晚期劉家莊北地古代先民選用側(cè)柏做井架。

      (6) 從分子遺傳學(xué)角度來(lái)看,表現(xiàn)型的差異歸根結(jié)底應(yīng)追溯到基因型的差異,即在DNA序列上的差異。采用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)方法與分子遺傳學(xué)方法同時(shí)對(duì)出土枝葉進(jìn)行研究,能極大地提高鑒定的準(zhǔn)確率。通過(guò)研究,大司空遺址303號(hào)墓隨葬品敞口折肩尊的口部數(shù)層疊壓在一起的植物枝葉是具有藥用作用的短梗南蛇藤(Celastrus rosthornianus Loes)。

      總之,本研究不僅獲得了商代中晚期先民因材施用的木材利用特點(diǎn),而且為現(xiàn)今木材的合理開(kāi)發(fā)和利用提供了史料。短梗南蛇藤的發(fā)現(xiàn),對(duì)研究我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生史、民俗和禮儀以及現(xiàn)代醫(yī)藥的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

      附記:本研究得到了國(guó)家文物局全國(guó)文物保護(hù)科學(xué)和技術(shù)研究項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào)20110107)和中國(guó)社會(huì)科學(xué)院創(chuàng)新工程共同資助。

      注釋:

      ① 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《河南安陽(yáng)市洹北商城的勘探與試掘》,《考古》2003年第5期。

      ② 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《中國(guó)考古學(xué)》夏商卷,第284~286頁(yè),中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,2003年。

      ③ 《安陽(yáng)縣志》編纂委員會(huì):《安陽(yáng)縣志》,第1~236頁(yè),中州古籍出版社,1990年。

      ④ 中國(guó)植被編輯委員會(huì):《中國(guó)植被》,第814~815頁(yè),科學(xué)出版社,1995年。

      ⑤ 劉宗才、曹振強(qiáng):《河南植物區(qū)系分區(qū)研究》,《河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2001年第2期。

      ⑥ 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《河南安陽(yáng)市洹北商城的勘探與試掘》,《考古》2003年第5期。

      ⑦ 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《河南安陽(yáng)市洹北商城宮殿區(qū)1號(hào)基址發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2003年第5期。

      ⑧ 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《河南安陽(yáng)市洹北商城宮殿區(qū)二號(hào)基址發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2010年第1期。

      ⑨ 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《中國(guó)考古學(xué)》夏商卷,第289~295頁(yè),中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,2003年。

      ⑩ 王學(xué)榮、何毓靈:《安陽(yáng)殷墟孝民屯遺址的考古發(fā)現(xiàn)及相關(guān)認(rèn)識(shí)》,《考古》2007年第1期。

      11 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《河南安陽(yáng)市殷墟劉家莊北地2008 年發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)》,《考古》2009年第7期。

      12 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所安陽(yáng)工作隊(duì):《殷墟大司空M303發(fā)掘報(bào)告》,《考古學(xué)報(bào)》2008年第3期。

      13 成俊卿、楊家駒、劉鵬:《中國(guó)木材志》,第1~700頁(yè),中國(guó)林業(yè)出版社,1992年。

      14 腰希申:《中國(guó)主要木材構(gòu)造》,第1~258頁(yè),中國(guó)林業(yè)出版社,1988年。

      15 趙志軍:《植物考古》,中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《科技考古的方法與應(yīng)用》,第90~104頁(yè),文物出版社,2012年。

      16 王關(guān)林、方宏筠:《植物基因工程》,第744頁(yè),科學(xué)出版社,2002年。

      17 a. 翟煥趁、宋亞娜、鄭偉文:《福建青梅rDNA ITS 區(qū)克隆與序列分析》,《亞熱帶植物科學(xué)》2008年第1期。 b. 王奇志、何興金、周頌東、吳耘珂、余巖、逄云莉:《基于染色體計(jì)數(shù)和ITS 序列初步探討橫斷山區(qū)柴胡屬植物(傘形科)的系統(tǒng)發(fā)育》,《分類與進(jìn)化學(xué)》2008年第2期。 c. Taberlet P,Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA,Plant Molecular Boilogy,1991,17(5):1105~1109.

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      21 羅偉祥、張文輝、黃一釗:《中國(guó)栓皮櫟》,第1~17頁(yè),中國(guó)林業(yè)出版社,2009年。

      22 a. 浙江省文物考古研究所、蕭山博物館:《跨湖橋》,第270~272頁(yè),文物出版社,2004年。b. 浙江省文物考古研究所:《河姆渡—石器時(shí)代遺址發(fā)掘報(bào)告》,第216~217頁(yè),文物出版社,2003年。c. 北京大學(xué)考古文博學(xué)院、浙江省文物考古研究所:《田螺山遺址自然遺存綜合研究》,第47~72頁(yè),文物出版社,2011年。

      23 曲澤洲、王永惠:《中國(guó)果樹(shù)志》(棗卷)第1頁(yè),中國(guó)林業(yè)出版社,1993年。

      24 孔昭宸、劉長(zhǎng)江、何德亮:《山東滕州市莊里西遺址植物遺存及其在環(huán)境考古學(xué)上的意義》,《考古》1999年第7期。

      25 河南省博物館、密縣文化館:《河南密縣莪溝北崗新石器時(shí)代遺址》,《考古學(xué)集刊》1988年第1期。

      26 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所、河南省文物考古研究所:《靈寶西坡墓地》,第239~260頁(yè),文物出版社,2010年。

      27 北京大學(xué)考古文博學(xué)院、河南省文物考古研究所:《登封王城崗考古發(fā)現(xiàn)與研究(2002~2005)》,第516~567頁(yè),大象出版社,2007年。

      28 王樹(shù)芝、方燕明、趙志軍:《龍山時(shí)代的植被、古氣候及植物利用——以河南瓦店遺址的木炭分析為例》,《第四紀(jì)研究》2012年第2期。

      29 王樹(shù)芝、王增林、何駑:《陶寺遺址出土木炭研究》,《考古》2011年第3期。

      30 王樹(shù)芝、王增林、賈笑冰、梁中合:《山東聊城教場(chǎng)鋪遺址出土炭化碎塊的鑒定以及古代人類對(duì)木本植物利用的初步分析》,見(jiàn):中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《新世紀(jì)的中國(guó)考古學(xué)——王仲殊先生八十華誕紀(jì)念論文集》,第984~1003頁(yè),科學(xué)出版社,2005年。

      31 王樹(shù)芝、趙海濤、陳國(guó)梁、許宏、趙志軍、齊烏云:《河南二里頭遺址V區(qū)出土木炭的分析與研究》,《夏商都邑考古暨紀(jì)念偃師商城發(fā)現(xiàn)30周年國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》,待發(fā)表。

      32 王樹(shù)芝、王學(xué)榮、谷飛、趙志軍、齊烏云:《偃師商城祭祀遺址出土木炭的分析與研究》,《夏商都邑考古暨紀(jì)念偃師商城發(fā)現(xiàn)30周年國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》,待發(fā)表。

      33 河北農(nóng)業(yè)大學(xué):《果樹(shù)栽培學(xué)》(各論),第197頁(yè),農(nóng)業(yè)出版社,1980年。

      34 王樹(shù)芝、李虎、張良仁、陳國(guó)科、王鵬、趙志軍:《甘肅張掖黑水國(guó)西城驛遺址出土木炭指示的樹(shù)木利用和古環(huán)境》,《第四紀(jì)研究》2014年第1期。

      35 a. 王樹(shù)芝、趙海濤、陳國(guó)梁、許宏、趙志軍、齊烏云:《河南二里頭遺址V區(qū)出土木炭的分析與研究》,《夏商都邑考古暨紀(jì)念偃師商城發(fā)現(xiàn)30周年國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》,待發(fā)表。b. 王樹(shù)芝、王學(xué)榮、谷飛、趙志軍、齊烏云:《偃師商城祭祀遺址出土木炭的分析與研究》,《夏商都邑考古暨紀(jì)念偃師商城發(fā)現(xiàn)30周年國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集》,待發(fā)表。

      36 a. 王樹(shù)芝、王增林、朱延平:《內(nèi)蒙古赤峰市大山前第一地點(diǎn)夏家店下層文化的植被和生態(tài)氣候》,《華夏考古》,2004年第4期。 b. 王樹(shù)芝、王增林、許宏:《二里頭遺址出土木炭碎塊的研究》,《中原文物》,2007年第3期。 c. 王樹(shù)芝、王增林、何駑:《陶寺遺址出土木炭研究》,《考古》2011年第3期。 d. 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《新世紀(jì)的中國(guó)考古學(xué)——王仲殊先生八十華誕紀(jì)念論文集》,第984~1003頁(yè),科學(xué)出版社,2005年。 e. 河北省文物研究所、中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所:《磁縣灣漳北朝壁畫(huà)墓》,第291~295頁(yè),科學(xué)出版社,2003年。 f. 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所,日本奈良國(guó)立文化財(cái)研究所:《漢長(zhǎng)安城桂宮1996~2001年考古發(fā)掘報(bào)告》,第219~222頁(yè),文物出版社,2007年。

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