孢粉與植硅體的史前自然環(huán)境指示意義
——以兩處史前遺址為例

陰 韓佳宜

孢粉與植硅體的史前自然環(huán)境指示意義
——以兩處史前遺址為例

陰 韓佳宜

隨著考古學(xué)理論的不斷發(fā)展以及考古發(fā)現(xiàn)的日益豐富，古代人類生存的自然環(huán)境變遷受到越來越多的關(guān)注，因此最能直接揭示環(huán)境變化的植物遺存就顯得尤為重要。本文以兩處典型的史前遺址為例，探討孢粉與植硅體這兩種微小植物遺存對于史前自然環(huán)境的指示意義。

孢粉 植硅體 植物考古學(xué) 環(huán)境指示

史前人類由于其對自然環(huán)境的依賴性較強(qiáng)且抵抗自然的能力相對弱小，因此在對原始人類社會有進(jìn)一步的認(rèn)識之前先要對其生存的自然環(huán)境有全面而清晰的認(rèn)識。而與古代人類活動直接或間接相關(guān)的植物遺存正和自然環(huán)境息息相關(guān)，不論是肉眼可見的大遺存還是一些需要提取的微小遺存，都能夠提供反映當(dāng)時(shí)自然環(huán)境的大量信息。對于史前遺址來說，植物大遺存并不常見，因此孢粉與植硅體這樣的微小遺存就顯得尤為重要。筆者以兩處典型的史前遺址為例，簡單闡釋孢粉與植硅體對于史前自然環(huán)境的指示意義。

一、關(guān)于植物考古學(xué)

我國的植物考古學(xué)Palaeothnobotany作為考古學(xué)的一個(gè)分支，側(cè)重點(diǎn)在于“人文”，也就是說并不是像考古植物學(xué)（Archaeobotany)拘泥于植物本身，而是用植物遺存來復(fù)原古代生態(tài)環(huán)境和研究人類的歷史與社會生活[1]。因此，植物考古學(xué)的基本內(nèi)容就是研究與考古學(xué)或者說與人類活動相關(guān)的植物遺存。正因如此，筆者在闡釋植物遺存之前，先要對植物考古學(xué)的定義進(jìn)行解釋，從而進(jìn)一步探討植物遺存及其所揭示的環(huán)境指示意義。

二、植物遺存的類型

（一）大遺存與微小遺存

根據(jù)植物遺存的體積大小，學(xué)界普遍將植物遺存分為植物大遺存與微小遺存。植物大遺存包括種子、果實(shí)、木材、塊莖、根莖、莖干和纖維等，也就是一般直接用肉眼，或手持放大鏡或低倍解剖鏡即可進(jìn)行觀察的植物遺存。由于種子和果實(shí)種類豐富且大量傳播，是人類直接或間接的生活資源，同時(shí)具有保護(hù)性組織結(jié)構(gòu)，因此，種子和果實(shí)的出土量約占遺存種類總數(shù)的95%，是植物大遺存中的重要研究對象[2]。但史前遺址距今年代久遠(yuǎn)，植物大遺存保留下來的可能性微乎其微，所以本文將更多的關(guān)注點(diǎn)放在微小遺存上，在此不再對大遺存多加敘述。

微小遺存主要有三種，孢粉、植硅體和淀粉粒。第一種，孢粉。孢粉是孢子和花粉的簡稱，孢子植物的孢子和種子植物的花粉，都是植物的生殖細(xì)胞。不同的植物會產(chǎn)生不同的孢子和花粉，孢子花粉的壁分為兩層，內(nèi)壁由纖維素組成，質(zhì)軟易破壞；而外壁則質(zhì)密且硬，可保存為化石[3]。第二種，植物硅酸體(phycolith)，簡稱植硅體，是植物身體里的“結(jié)石”。植物在生長過程中，會不斷吸收硅進(jìn)入到身體里，慢慢地沉淀在細(xì)胞或者細(xì)胞之間，形成植硅體。當(dāng)植物死亡、腐爛之后，像“結(jié)石”一樣的植硅體便被埋藏在土壤中保存起來?？脊艑W(xué)者便可以通過一系列實(shí)驗(yàn)流程將這些遺留在土壤里的植硅體提取出來。由于不同的植物其細(xì)胞形態(tài)不盡相同，所以產(chǎn)生的植硅體形態(tài)也就不一致，考古學(xué)者便可以通過植硅體的形態(tài)來鑒定它們屬于哪種植物，以此進(jìn)行古氣候重建和植物考古方面的相關(guān)工作[4]。第三種淀粉則是葡萄糖分子聚合而成的長鏈化合物，以淀粉粒的形式存儲于植物的根、莖及種子等器官的細(xì)胞之中[5]。對于淀粉粒而言，更多的存在于食用植物之中，因此有關(guān)淀粉粒的研究往往關(guān)注在與人類生產(chǎn)生活相關(guān)的問題上，本文將側(cè)重點(diǎn)放在孢粉與植硅體，因此筆者不再過多分析。

（二）直接相關(guān)遺存與間接相關(guān)遺存

根據(jù)人與植物的關(guān)系，我們還可以將植物考古學(xué)研究的對象分成另外兩種：一是與人類活動直接相關(guān)的植物遺存，如植物采集、栽培、炊煮和建筑等活動留下的豐富植物遺存，其中采集、栽培和炊煮的食物資源遺存可以作為探討古代農(nóng)業(yè)起源與發(fā)展的證據(jù)材料，而燃料、建筑材料和工具等則是人類利用植物的遺留；二是與人類活動間接相關(guān)的植物遺存，主要記錄當(dāng)時(shí)人類生存的生態(tài)環(huán)境、氣候背景。本文的側(cè)重點(diǎn)即在后者，孢粉與植硅體這樣的間接相關(guān)遺存更多是應(yīng)用于古植被與古氣候的自然環(huán)境研究當(dāng)中。

三、史前自然環(huán)境指示意義

（一）孢粉

由于孢子花粉質(zhì)輕量多，散布范圍極廣，各沉積地層中均可保存。同時(shí)有什么樣的植物會產(chǎn)生什么樣的孢粉，一定的孢粉組合就可以反映一定的植物群，而一定的植物群又要求有相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境來維持其生長，所以根據(jù)孢粉組合便能很好地恢復(fù)與當(dāng)時(shí)人類活動密切相關(guān)的古植被、古氣候和古地理環(huán)境，因此孢粉在劃分對比地層和恢復(fù)古地理古氣候等方面具有極其重要的價(jià)值。

以內(nèi)蒙古的赤峰為例，赤峰地區(qū)位于我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶的東部，屬于溫帶半濕潤、半干旱地區(qū)，是先人以畜牧與耕作方式生活的主要聚居地區(qū)之一，保存有豐富的古文化遺址，比如興隆洼、趙寶溝和紅山等遺址。因此許青海、楊振京等人通過對赤峰地區(qū)北部巴林左旗七鍋山剖面進(jìn)行了孢粉分析與年代測定，從而進(jìn)一步研究當(dāng)?shù)毓湃祟惿畹淖匀画h(huán)境以及探討古今氣候的變化及其原因。

根據(jù)許青海等人測量剖面的孢粉結(jié)果，赤峰地區(qū)的第一階段（距今8400~6200年）中孢粉圖式顯示，這一階段喬木植物花粉含量在剖面中所占比例最高，包括松（Pinus）、樺（Betula）、櫟（Quer原cus）等，說明當(dāng)時(shí)赤峰地區(qū)雖仍以草原植被為主，但在溝谷或土壤水分較好的地方已有小片闊葉林生長，表明這一時(shí)期本區(qū)的草原氣候還是相對溫暖濕潤的[6]。國內(nèi)最新研究結(jié)果表明，距今7200~ 6000年是全新世氣候最適宜人類生存的時(shí)期，中緯度地區(qū)的年平均溫度會比現(xiàn)在高3耀4益，降水量也明顯增加[7]。第二階段（距今6200~4000年）的孢粉組合中，屬于草本植物花粉的藜科花粉增加較多，一般認(rèn)為蒿反映的生態(tài)環(huán)境較溫和濕潤一些，而藜科植物反映的生態(tài)環(huán)境則較為干燥，因此說明當(dāng)時(shí)氣候較前一階段偏干。而第三階段（距今4000耀2500年）的孢粉結(jié)果顯示木本植物花粉減少，早期有少量的櫟、樺等花粉，表明在第三階段赤峰地區(qū)植被以草原為主，氣候溫干，較上一階段晚期自然環(huán)境略有好轉(zhuǎn)[8]。后期孢粉組合中蒿花粉增多，說明赤峰地區(qū)森林不斷減少，草原面積繼續(xù)擴(kuò)大，反映出古人類的生活方式在原始農(nóng)業(yè)為主的基礎(chǔ)上增加了對畜牧業(yè)的依賴。

通過分析七窩山孢粉組合的結(jié)果，我們能夠?qū)Τ喾宓貐^(qū)史前的自然環(huán)境有更進(jìn)一步的認(rèn)識，孢粉所反映出植被的變化使得距今8400~2500年的古氣候變遷從第一階段的溫暖濕潤轉(zhuǎn)向第二階段的干燥，再到第三階段的溫干就更加的清晰明了，為今后的研究奠定了基礎(chǔ)。

（二）植硅體

植硅體在考古遺址中有其獨(dú)有的特點(diǎn)——硅質(zhì)、抗腐蝕能力強(qiáng)，因而在很多不含微體化石的地層或遺物中能夠保存下來。此外，由于其形成于植物莖葉中，比孢粉分散程度要低，因此在一定程度上它更能代表較小地理范圍內(nèi)的地方性植被與氣候特征，特別是對于禾本科植物亞科、族的分類以及禾本科等草本植物為主的古環(huán)境分析具有重要意義。

禾本科起源的硅酸體主要的類型有：（1）亞鈴型，主要產(chǎn)于黍亞科，多生長于最冷月均溫10益以上降水季節(jié)長的地區(qū)或靜水、池邊、荒野濕地等區(qū)域；（2）短鞍型，主要產(chǎn)于畫眉草亞科，集中分布于最冷月均溫10益以上不規(guī)則降雨的較干旱地區(qū)；（3）長鞍型，只產(chǎn)于竹亞科，分布于熱帶多雨溫濕的環(huán)境；（4）齒型、帽型，只產(chǎn)于早熟禾亞科，主要生長于最冷月均溫10益以下地區(qū)；（5）扇型、方型、長方型，常見于禾本科其他亞科；（6）棒型、尖型、梯型，在寒冷的早熟禾亞科中最為豐富；（7）圓型、十字型，多見于溫暖環(huán)境中生長的禾本科植物[9]。

本文選取河北省的徐水南莊頭遺址作為典型進(jìn)行介紹，南莊頭遺址位于華北平原西部邊緣的瀑河沖積扇上，是迄今為止北方地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的年代最早的有陶新石器文化遺址，據(jù)14C測定年代距今約10000年[10]。

李月從等人主要在南莊頭遺址T5和T4兩個(gè)探方采集樣品，分7層來進(jìn)行植硅體分析。從第5層開始，人類文化遺跡和遺物開始出現(xiàn)且不斷豐富，從硅酸體的組成來看，下部反映寒冷氣候的帽型、齒型和尖型占較高比例，說明這時(shí)氣候較為溫涼偏干。到了該層中部，小型硅酸體出現(xiàn)較少，以大的扇型、長方型、正方型為主，表明氣候開始變得較為溫暖。在該層頂部，短鞍型、亞鈴型等植硅體總量首次超過帽型、尖型和齒型等植硅體的總量，表明氣候進(jìn)一步轉(zhuǎn)暖，說明該層的氣候一直向溫暖濕潤的方向發(fā)展[11]。到第4層中上部，短細(xì)胞硅酸體組合以短鞍型含量最高，表明氣溫持續(xù)上升，濕潤度繼續(xù)增強(qiáng)，湖沼面積不斷擴(kuò)大最終導(dǎo)致古白洋淀形成統(tǒng)一水面，南莊頭遺址被淹沒于古白洋淀之下。在第3堆積層中，水生環(huán)紋藻開始較少出現(xiàn)，代之以陸生的雜類草，且硅酸體以帽型和尖型為主，因此反映氣候偏寒冷干燥。但與動物骨胳同時(shí)出土的25號樣品中的硅酸體，反映植被應(yīng)為以蒿、禾本科及其他雜類草組成的草甸，動物的出沒環(huán)境水草肥美，氣候溫暖濕潤，并伴有季節(jié)性積水。說明第3層形成時(shí)，氣候仍溫暖濕潤，但與第4層上部相比，濕潤度有所降低，湖沼面積開始縮小。等到了第2層，氣候繼續(xù)變涼變干，這可能與距今2500年左右的氣候轉(zhuǎn)折期有關(guān)[12]。

總體而言，南莊頭遺址硅酸體組合中反映溫暖氣候的扇型植硅體始終占了較大比例，這說明整個(gè)剖面所反映的氣候環(huán)境并不十分惡劣，人類已渡過了嚴(yán)寒的冰期，進(jìn)入了相對溫暖濕潤的冰后期。整個(gè)剖面里，中段氣候狀況最佳，下段為升溫期，上段為降溫期[13]。

四、小 結(jié)

通過對赤峰與南莊頭兩處遺址的孢粉與植硅體結(jié)果的分析，當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的變遷已有較為清晰的輪廓，這樣的研究也為其他史前遺址的進(jìn)一步探索提供了參考。但考古學(xué)并非古生物學(xué)，僅僅通過孢粉與植硅體的樣本采集分類來闡釋自然環(huán)境的演變是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更需要在此之上不斷探究人類社會與生活的發(fā)展變化。而因?yàn)樽匀画h(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，所以人類生活的變遷與經(jīng)濟(jì)形態(tài)的發(fā)展規(guī)律都無法離開自然環(huán)境研究的支撐，這也正是植物考古學(xué)乃至環(huán)境考古學(xué)的精髓所在。本文篇幅有限，僅將側(cè)重點(diǎn)放在孢粉與植硅體兩個(gè)植物遺存的局部自然環(huán)境指示意義上，只為今后的研究探索提供參考，后續(xù)工作更加艱巨，還需不斷努力。

[1]趙志軍《植物考古學(xué)：理論方法和實(shí)踐》，科學(xué)出版社，2010年，11~15頁。

[2]劉長江、靳桂云、孔昭宸《植物考古——種子和果實(shí)研究》，科學(xué)出版社，2008年，10~11頁。

[3]王開發(fā)、王憲曾《孢粉學(xué)概論》，北京大學(xué)出版社，1983年，2~3頁。

[4]楊曉燕《中國植物考古學(xué)新進(jìn)展:植硅體分析方法在中國北方旱作農(nóng)業(yè)起源研究中取得重大突破》，《中國文物報(bào)》2009年5月29日第7版。

[5]楊曉燕、呂厚、劉東生、韓家懋等《粟、黍和狗尾草的淀粉粒形態(tài)比較及其在植物考古研究中的潛在意義》，《第四紀(jì)研究》2005年第2期。

[6][8]許青海、楊振京等《赤峰地區(qū)孢粉分析與先人生活環(huán)境初探》，《地理科學(xué)》2002年第8期。

[7]施雅風(fēng)、孔昭宸、王蘇民《中國全新世大暖期的氣候波動與重要事件》，《中國科學(xué)(B輯)》1992年第12期。

[9]王永吉、呂厚遠(yuǎn)《植物硅酸體研究及應(yīng)用》，海洋出版社，1993年，60~105頁。

[10]河北省文物研究所等《1997年河北徐水南莊頭遺址發(fā)掘報(bào)告》，《考古學(xué)報(bào)》2010年第3期。

[11][12][13]李月從等《南莊頭遺址的古植被和古環(huán)境演變與人類活動的關(guān)系》，《海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)》2000年第8期。

（作者系山西大學(xué)歷史文化學(xué)院碩士研究生）