土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)研究*
——以河南仰韶村文化遺址為例

查理思 吳克寧 梁思源

（1 廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣州 510320 ）

（2 中國地質(zhì)大學(xué)(北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

（3 國土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035）

（4 鄭州大學(xué)公共管理學(xué)院，鄭州 450001)

土壤具有人類文明信息記憶塊和考古文物儲(chǔ)存庫的功能［1］，土壤的文化價(jià)值一直受到土壤學(xué)家關(guān)注。1996年，在第二屆意大利文化遺產(chǎn)保護(hù)國際研討會(huì)上，Pedosite被定義為含有文化歷史檔案記錄功能的土壤，并達(dá)成了搜集意大利內(nèi)Pedosites的共識(shí)，并開展相關(guān)工作。1998年，德國《聯(lián)邦土壤保護(hù)法令》明確土壤具有自然和歷史文化檔案功能。2002年《歐盟土壤保護(hù)戰(zhàn)略》規(guī)定土壤作為自然與文化環(huán)境的載體，為人類提供活動(dòng)平臺(tái)，是自然景觀和文化遺產(chǎn)的重要組成部分。2003年，《歐洲土壤憲章（修訂版）》指出土壤具有文化歷史檔案記錄功能，保存了大量的自然和人類歷史信息如古生物、人類歷史遺跡。2004年，《英國土壤保護(hù)實(shí)施規(guī)劃（2004—2006）》明確土壤是景觀和自然遺產(chǎn)的重要組成部分，是完整景觀的組成和歷史環(huán)境的擴(kuò)展。2006年，《歐盟土壤保護(hù)修復(fù)指導(dǎo)框架》從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和文化功能等方面建立土壤保護(hù)框架，并認(rèn)定土壤是地質(zhì)檔案和考古遺產(chǎn)。

國外Lehmann等［2-4］在人為土評價(jià)中，依據(jù)土壤是否起源于稀有的人為改造基質(zhì)，是否含有具有歷史文化代表性的人工制品，是否經(jīng)受過特殊的人為利用等條件，對土壤歷史文化檔案功能進(jìn)行評價(jià)。Costantini等［5-7］在建設(shè)意大利土壤遺產(chǎn)數(shù)據(jù)庫時(shí)，采用了以下指標(biāo)：起源于稀有的人為改造基質(zhì)，含有歷史文化代表性的人工制品，經(jīng)受過特殊的人為利用，如農(nóng)耕等；在判定土壤文化功能等級時(shí)，采用了以下標(biāo)準(zhǔn)：土壤剖面所屬文化遺址保護(hù)區(qū)級別，功能的保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)類型與程度，科研、文化、教學(xué)和旅游價(jià)值，地質(zhì)年齡和保護(hù)措施。國內(nèi)龔子同［8］、何躍等［9］提出土壤具有記錄功能，土壤的理化性質(zhì)變化記錄了城市化和工業(yè)化進(jìn)程。吳克寧［10］、梁思源［11］等建立了土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即含有杰出的歷史工藝品，起源于稀有、受人為影響的土層，具有特殊的歷史價(jià)值。

目前土壤文化歷史檔案記錄功能研究主要集中于理論和概念，評價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)中定性成分較多，定量成分較少。作為在古人類活動(dòng)影響下形成的特殊土壤，其識(shí)別和鑒定只有結(jié)合定量化分析，才能更加準(zhǔn)確地界定土壤文化歷史檔案記錄功能，為具有該功能的土壤保護(hù)和研究提供科學(xué)依據(jù)。目前，磁化率［12-17］、色度［18-23］、植硅體［24-26］等分析方法在文化遺址土壤研究中日趨成熟，取得豐富的定量化成果。特別是曹志洪等［26］在綽墩山遺址古水稻土研究中，依據(jù)其植硅體、黏粒、磁化率、孢粉、有機(jī)質(zhì)特征以及田塊存在田埂、灌溉渠道、灌溉工具及水源建立一套鑒別古水稻土和古水稻田的土壤學(xué)診斷技術(shù)。本文將綜合運(yùn)用多種遺址區(qū)土壤理化分析方法［27］，借鑒土壤學(xué)診斷技術(shù)，探討土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)方法，并以仰韶村遺址為研究對象，開展該功能評價(jià)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究在仰韶村遺址內(nèi)分別選取一個(gè)受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡稱文化剖面）和未受到古人類活動(dòng)干擾的土壤剖面（簡稱自然剖面），遺址概況、剖面描述及照片可詳見《古人類活動(dòng)對土壤形成、發(fā)育的影響——以河南仰韶村文化遺址為例》一文［28］。對剖面的侵入體、色度、磁化率、粒度、容重、游離鐵、礦質(zhì)全量、有機(jī)碳同位素、孢粉、炭屑和植硅體進(jìn)行分析。

文化剖面以及各文化層與自然剖面土壤理化特征數(shù)據(jù)詳見《河南仰韶村文化遺址的土壤指示特征研究》一文［29］，部分比值和差異詳見表1～表3。結(jié)果顯示，文化剖面有豐富的遺物遺跡，包括陶片、石器、遺骸、灰坑、灰燼層、文化層，其砂粒含量、低頻磁化率值、全磷含量等部分理化性質(zhì)與自然剖面差異明顯。

表1 文化剖面及各文化層與自然剖面的化學(xué)性質(zhì)比值Table 1 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in chemical property

表2 文化剖面及各文化層與自然剖面的物理性質(zhì)比值Table 2 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in physical property

表3 文化剖面及各文化層與自然剖面礦質(zhì)全量比值Table 3 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in total mineral content

1.2 評價(jià)指標(biāo)

選擇能夠指示受人類活動(dòng)干擾形成的土壤特性，建立土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。指標(biāo)體系分為遺物遺跡和診斷指標(biāo)兩大類。遺物遺跡指標(biāo)分為遺跡和遺物指標(biāo)，灰坑、灰燼層和文化層可歸類為遺跡指標(biāo)，陶片、石器、遺骸可歸類為遺物指標(biāo)。診斷指標(biāo)分為土壤理化性質(zhì)和土壤包含物指標(biāo)，色度、磁化率、粒度、游離鐵、礦質(zhì)全量、黏土礦物、微形態(tài)、有機(jī)碳同位素、容重可歸類土壤理化性質(zhì)指標(biāo)，孢粉、炭屑、植硅體可歸類土壤包含物指標(biāo)。

1.3 評價(jià)方法

圖1 土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)指標(biāo)體系Fig. 1 Index system for evaluation of function of soil as archive of cultural history

遺物遺跡指標(biāo)側(cè)重其是否存在，診斷指標(biāo)側(cè)重其數(shù)值是否達(dá)標(biāo)，采用定性與定量相結(jié)合的方法，建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于遺物遺跡科研價(jià)值明顯，所以其重要性大于診斷指標(biāo)，而遺跡與遺物相比，土壤科研價(jià)值明顯，所以遺跡指標(biāo)的重要性大于遺物指標(biāo)。據(jù)此將土壤文化歷史檔案記錄功能劃分為六個(gè)等級：一級表示功能完整，需重點(diǎn)保護(hù)，具體評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為發(fā)現(xiàn)所有遺物遺跡指標(biāo)，且數(shù)量豐富，是考古學(xué)家和土壤學(xué)家共同研究的珍貴科研對象，考古學(xué)家可通過研究豐富的遺物遺跡推斷古人類生產(chǎn)生活狀態(tài)，從外觀特征上就明顯區(qū)別與自然土壤的文化層土壤，土壤學(xué)家可通過分析其土壤理化性質(zhì)，探究古人類生產(chǎn)生活留在土壤中的物質(zhì)以及對土壤發(fā)育發(fā)生的影響。該功能判別時(shí)，可不考慮診斷指標(biāo)。二級表示功能明顯，需保護(hù)，發(fā)現(xiàn)大量遺跡指標(biāo)，但遺物指標(biāo)部分存在，需考古學(xué)家和土壤學(xué)家通力合作研究。例如灰燼層可能由于刀耕火種、祭祀、燒烤食物等多種原因形成，可通過土壤理化分析或土壤微形態(tài)觀察等，并結(jié)合挖掘出的遺物如石器進(jìn)行功能解讀，予以綜合判斷灰燼層的形成原因。該功能判別時(shí)，可不考慮診斷指標(biāo)。三級表示功能部分明顯，需調(diào)查保護(hù)，發(fā)現(xiàn)大量遺物指標(biāo)，遺跡指標(biāo)部分存在，其土壤理化特征與自然土壤相差不大，側(cè)重于考古學(xué)家從遺物進(jìn)行功能解讀。該功能判別時(shí)，可不考慮診斷指標(biāo)。四級表示功能不明顯，需研究保護(hù)，沒有發(fā)現(xiàn)遺物遺跡指標(biāo)，但診斷指標(biāo)達(dá)標(biāo)，土壤理化特征與自然土壤差異明顯，側(cè)重于土壤學(xué)家的探究，特別是當(dāng)遺址中大部分遺存，如植物、動(dòng)物糞便、灰燼，甚至動(dòng)物碎骨或礦物顆粒等，由于年代久遠(yuǎn)和保存環(huán)境不利等原因從宏觀視野中消失，可通過土壤微形態(tài)的方法清晰地觀察、檢驗(yàn)上述遺存，從而對遺址的形成與變化過程做出科學(xué)判斷。五級表示功能微弱，可選擇性保護(hù)，未發(fā)現(xiàn)遺跡遺物指標(biāo)，部分診斷指標(biāo)達(dá)標(biāo)。六級表示無此功能，無需保護(hù)，未發(fā)現(xiàn)遺物遺跡指標(biāo)，診斷指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。具體評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表4。

表4 土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Standards for grading the function of soil as archive of cultural history in evaluation

2 結(jié)果與討論

2.1 指標(biāo)選擇

根據(jù)典型土壤剖面的理化分析比較，選擇適宜仰韶村遺址的指標(biāo)。遺物遺跡指標(biāo)方面，發(fā)現(xiàn)大量文化層、灰燼層、灰坑、陶片、石器，故選擇它們?yōu)槎ㄐ詤?shù)。診斷指標(biāo)方面，古人類活動(dòng)降低了土壤的色度值，但整體而言，文化剖面土壤色度值與自然剖面的比值接近1，難以明顯區(qū)別。雖然灰燼層以及文化層色度值與自然剖面的比值能有效區(qū)分，但已通過宏觀特征，選入遺物遺跡指標(biāo)，故色度指標(biāo)舍去。古人類活動(dòng)提高了土壤低頻磁化率值（χlf），降低了土壤頻率磁化率值（χfd），其中χlf與自然剖面的比值較大，差異明顯，特別是在文化層中出現(xiàn)異常高值，達(dá)到7.06×10-6m3kg-1，而χfd與自然剖面的比值接近1，難以明顯區(qū)別，故選擇χlf指標(biāo)，舍去χfd指標(biāo)。古人類活動(dòng)增加了砂粒含量，與自然剖面的比值較大，差異明顯，故選擇砂粒指標(biāo)。古人類活動(dòng)減少了游離鐵，但數(shù)值與自然剖面的比值接近1，難以明顯區(qū)別，故游離鐵指標(biāo)舍去。古人類活動(dòng)相對減少了Al2O3、Fe2O3含量，增加了P、CaO含量，其中P與自然剖面的比值較大，差異明顯，特別是在文化層中出現(xiàn)最大值，達(dá)到9 880 mg kg-1，故選擇P指標(biāo)。古人類活動(dòng)增加了高嶺石含量，但數(shù)量難以確定，故黏土礦物指標(biāo)舍去。古人類居住等活動(dòng)導(dǎo)致土壤容重偏小，其中文化層2容重值小于1 g cm-3，差異特征明顯，故選擇容重指標(biāo)。雖然文化剖面有機(jī)碳同位素（δ13C）值較自然剖面偏正，但差異不明顯，故有機(jī)碳同位素指標(biāo)舍去。古人類活動(dòng)明顯增加了禾本科（Gramineae）、藜科（Artemisia）和炭屑含量，并出現(xiàn)粟、黍、水稻植硅體，故選擇孢粉、炭屑和植硅體指標(biāo)。

2.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)指標(biāo)選擇結(jié)果，建議當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤存在陶片、石器、灰坑、灰燼層、文化層時(shí)，可以推斷該土壤具有文化歷史檔案記錄功能。當(dāng)未發(fā)現(xiàn)遺物遺跡時(shí)，診斷出土壤通體χlf平均值與自然土壤的比值分別大于等于1.15，或某一層χlf大于等于7.06×10-6m3kg-1；或砂粒平均含量與自然土壤的比值大于等于1.38，或某一層砂粒含量大于等于44.80%；或全磷含量平均值與自然土壤的比值大于等于4.95，或某一層P含量大于等于9 880 mg kg-1；或容重平均值與自然土壤的比值小于等于1，或某一層容重小于等于1 g cm-3；或禾本科和藜科含量與自然土壤的比值分別大于等于2.56和1.27，或某一層禾本科和藜科含量分別大于等于72.64%和61.39%；或炭屑濃度含量平均值與自然剖面的比值大于等于4.02，或某一層炭屑含量大于等于438 152粒 g-1；或存在粟、黍、水稻等直接指示古農(nóng)業(yè)的植硅體，可推測該土壤具有文化歷史檔案記錄功能。

2.3 評價(jià)結(jié)果

在中國文化遺產(chǎn)研究院編制的《仰韶村遺址保護(hù)規(guī)劃》成果基礎(chǔ)上，參照該遺址的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)遺跡點(diǎn)分布特征［30］，通過野外勘察，結(jié)合考古資料，在每個(gè)典型地貌區(qū)域以及古人類活動(dòng)區(qū)進(jìn)行觀察和土樣測試分析，從而對該遺址進(jìn)行土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)，并劃分為6個(gè)等級范圍區(qū)（如圖2所示），從保護(hù)程度和科研價(jià)值角度對每一等級區(qū)域提出合理方案。

圖2 仰韶村遺址土壤文化歷史檔案記錄功能等級分布Fig. 2 Distribution of the function of soil as archive of cultural history by grade in the Yangshao village cultural relic site

一級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀特征為存在陶片、石器、遺骸、灰坑、灰燼層和文化層，微觀特征為粒度偏砂、χlf高、全磷和碳屑含量高，孢粉、植硅體的含量和類型與自然剖面有較大差別，其中禾本科（Gramineae）、藜科（Artemisia）含量豐富，并鑒定出馴化粟、黍和水稻糧食作物的植硅體。這表明該區(qū)域古人類活動(dòng)類型豐富，包括居住、耕作、用火等。此區(qū)域位于臺(tái)地中心，大致為安特生路口、遺址保護(hù)墻和寺溝村南端三點(diǎn)圍成的三角區(qū)域，以平地為主，略有起伏變化，適合古人類居住等活動(dòng)。在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)全部遺物遺跡指標(biāo)，出土珍貴的紅陶，發(fā)現(xiàn)多個(gè)古人類不同活動(dòng)區(qū)，如制陶、翁棺、居住、飲食，以及不同時(shí)代的文化層，遺物遺跡十分豐富，需重點(diǎn)保護(hù)，科研價(jià)值很高。也存在許多科學(xué)問題，如灰燼層是古人類何種用火目的所形成，刀耕火種、祭祀還是飲食，該區(qū)域是考古學(xué)和土壤學(xué)結(jié)合的最佳區(qū)域。目前雖然在此建立保護(hù)場所（圖3），但屬于半封閉，建筑頂部現(xiàn)種植花椒等經(jīng)濟(jì)作物，由于農(nóng)作等原因，部分灌溉水下滲，侵蝕了部分文化剖面，長滿青苔（圖4）。而大部分剖面卻由于氣候干旱的原因，發(fā)生崩落，雖然已有考古研究團(tuán)隊(duì)在此開展防治土壤崩落研究，但由于應(yīng)保護(hù)的文化土壤面積較大，建議該區(qū)域停止農(nóng)作物種植，同時(shí)采取必要的工程和技術(shù)措施，根據(jù)土壤質(zhì)地、鹽分等特性，選擇合適的化學(xué)物理措施，減緩?fù)寥辣缆洹?/p>

二級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀特征為存在陶片、灰坑、灰燼層、文化層，微觀特征主要為粒度偏砂、全磷和碳屑含量高，表明該區(qū)域古人類活動(dòng)以居住為主。此區(qū)域位于臺(tái)地中心邊緣，以平地為主，開始出現(xiàn)坡地，亦適合古人類居住等活動(dòng)。在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)大量遺跡指標(biāo)，然而遺物指標(biāo)部分存在，文化保護(hù)和科研價(jià)值高。此外，許多文化剖面考古學(xué)意義解釋不清，需考古學(xué)家和土壤學(xué)家共同研究解釋。目前該區(qū)域開發(fā)成考古旅游線路（圖5），但路邊較多文化剖面被田鼠打洞或游人采挖（圖6），破壞較為嚴(yán)重，建議此區(qū)域增加護(hù)欄等必要的工程建設(shè)以及生態(tài)維護(hù)。

三級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀特征為存在陶片、石器、遺骸、灰坑，微觀特征主要為全磷含量高，表明該區(qū)域古人類活動(dòng)主要為垃圾掩埋。此區(qū)域位于臺(tái)地中心偏南為主，靠近南端水塘（圖7），以坡地為主，坡度較小，方便古人類取水，適合古人類捕魚等活動(dòng)。發(fā)現(xiàn)大量遺物指標(biāo)，然而遺跡指標(biāo)部分存在，文化保護(hù)和科研價(jià)值較高。目前多為村民居住地（圖8），政府漸漸引導(dǎo)搬遷，預(yù)加強(qiáng)該區(qū)域保護(hù)力度，建議盡快規(guī)劃新居民點(diǎn)，促進(jìn)該區(qū)域居民搬遷，對搬遷后的宅基地進(jìn)行復(fù)墾或開發(fā)成保護(hù)場館。

四級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀特征與自然土壤相似，微觀特征為粒度偏砂、χlf高、全磷含量高、容重小，表明該區(qū)域受到古人類活動(dòng)影響。此區(qū)域位于遺址東北為主，以平地為主，但地勢較高，不方便古人類取水，不適合古人類居住活動(dòng)，但在此發(fā)現(xiàn)過墓葬。在該區(qū)域未發(fā)現(xiàn)明顯遺物遺跡指標(biāo)，但抽樣土壤剖面的診斷指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)，文化保護(hù)和科研價(jià)值一般。目前開發(fā)成薰衣草觀賞區(qū)（圖9），但長勢不佳，建議調(diào)整土壤水肥狀態(tài)，或更換適宜作物，并需考慮種植作物的根系長度，以免破壞潛在的遺物遺跡（圖10）。

五級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀特征與自然土壤相似，微觀特征為粒度偏砂、χlf較高，表明該區(qū)域受到古人類活動(dòng)影響，但相對較弱。此區(qū)域位于遺址邊緣，以坡地為主（圖11），坡度較大，抽樣土壤剖面的部分診斷指標(biāo)達(dá)標(biāo)（圖12），文化保護(hù)和科研價(jià)值低。目前多為裸露狀態(tài)，建議加強(qiáng)植被種植，以免水土流失。

六級區(qū)域：此區(qū)域土壤宏觀和微觀特征均與自然土壤相似，位于保護(hù)范圍最外圈與文化遺址最外圈之間，以溝壑溝谷為主（圖13），未發(fā)現(xiàn)遺物遺址指標(biāo)，抽樣土壤剖面的診斷指標(biāo)全部不達(dá)標(biāo)，無文化保護(hù)和科研價(jià)值，但需注意生態(tài)保護(hù)，以免影響核心保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境。目前多為農(nóng)地（圖14），建議注意土壤和環(huán)境護(hù)理，以免生態(tài)惡化。

3 結(jié) 論

圖3 仰韶村遺址保護(hù)墻場館Fig. 3 Yangshao village site protection wall

圖4 受潮長滿青苔的文化層Fig. 4 Damped and lichenize cultural layer

圖5 旅游線路安特生小道Fig. 5 Andersson path for travellers

圖6 被破壞的文化層Fig. 6 Damaged cultural layer

圖7 水塘Fig. 7 Pond

圖8 廢棄窯洞Fig. 8 Deserted cave-houses

圖9 薰衣草Fig. 9 Field of lavender

圖10 古人類活動(dòng)跡象Fig. 10 Traces of ancient human activities

圖11 坡地Fig. 11 Slope

圖12 古人類活動(dòng)跡象Fig. 12 Traces of ancient human activities

圖13 溝壑Fig. 13 Gully

圖14 農(nóng)地Fig. 14 Farmland

借鑒歐洲土壤學(xué)家提出的土壤文化歷史檔案記錄功能，在其定性評價(jià)方法的基礎(chǔ)上，基于遺址內(nèi)遺物遺跡和土壤理化性質(zhì)等特征，初步建立土壤文化歷史檔案記錄功能半定量化評價(jià)指標(biāo)。并根據(jù)遺物遺跡指標(biāo)是否存在和診斷指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，制定半定量化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，共劃分六個(gè)級別，有助于明確不同級別功能土壤的保護(hù)力度和科研價(jià)值。該方法實(shí)現(xiàn)土壤文化歷史檔案記錄功能評價(jià)半定量化，并且每個(gè)遺址可依據(jù)自身的土壤特性，選擇指標(biāo)體系中對比明顯的指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，具有一定的推廣性。由于遺址保護(hù)區(qū)一般禁止挖掘，評價(jià)主要依據(jù)地表、近地表的遺物遺跡和診斷指標(biāo)，缺少地下相關(guān)指標(biāo)分析，從而影響功能等級劃分。如仰韶村遺址的墓葬區(qū)，根據(jù)地表分析只能劃分為中等功能區(qū)。下一步，將借助探地雷達(dá)等無損探測技術(shù)，獲取地下深層遺物遺跡和土壤信息，提高評價(jià)精度。