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植物考古概述

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发表于 2020-6-30 17:01:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
大家好!很高兴有机会来到全国著名学府复旦大学,与大家交流植物考古的情况。今天我准备讲三个内容:首先是解答什么是植物考古,包括植物考古的学科定位、研究目的、研究对象等。其次是讲述植物考古能做什么,也就是植物考古的研究内容。最后简单介绍一下如何开展植物考古,即植物考古的研究方法。  一、什么是植物考古
  (一)植物考古的学科定位
  植物考古属于科技考古范畴,而科技考古是考古学的研究分支,考古学又属于人文社会科学。人文社会科学与自然科学相对应,可以进一步分成人文学科和社会科学两大部分,所以这就牵扯到考古学究竟是归入人文学科还是社会科学的问题。
  如果笼统地划分,人文学科就是我们常说的文史哲,还有艺术等;社会科学就是政法经,还有社会学、心理学、教育学等。这两部分划分的依据是多种多样的,但我个人认为,最简单的区分就在于研究过程中是否采用科学的量化分析方法。凡是属于社会科学的研究领域,在研究过程中都应该或可以进行量化分析,而且这些量化分析的结果是可重复、可检验的,所以被称作“科学”。而属于人文学科的是不可以或不必要采用量化分析方法,所以就不能称作科学,只能称之为“学科”。从这个角度出发,考古学虽然原来被划入史学即人文学科,但从本质上讲应该归于社会科学,因为考古学是以物说话的,基本的研究方法之一就是对出土考古资料进行科学的量化统计和分析。由此可见,如果要在人文学科和社会科学之间进行选择的话,我认为考古学更偏向社会科学。
  不仅如此,在人文社会科学中,考古学还是最接近自然科学的一个研究领域,田野考古学的研究方法如果往前追溯,绝大多数都可以在自然科学里找到本源。例如田野考古研究方法的两大支柱~地层学和类型学就是如此,地层学源自地学,类型学源自生物学,所以说,现代考古学自诞生之日起就带着深刻的自然科学烙印。而科技考古又是考古学中最接近自然科学的一个研究分支,包括植物考古在内的科技考古与自然科学有着千丝万缕的联系,从某种意义上讲,所有的科技考古都属于跨学科研究领域。如果用一句话界定科技考古的话,科技考古就是应用自然科学的研究方法解决和回答考古学的问题,自然科学是手段,考古学是目的。总之,植物考古的学科定位归属人文社会科学中的考古学。
  (二)植物考古的研究目的
  植物考古为什么属于考古学?这是由它的研究目的所决定的。界定一个研究领域的学科属性首先要考虑的是其研究目的。植物考古的研究目的可以用三句话进行归纳:通过考古发掘发现和分析植物遗存,认识和了解古代人类与植物的相互关系,复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展过程。
  这三句话是递进关系。第一句话的关键点在于“通过考古发掘”,即植物考古仅研究那些通过正式考古发掘在遗址中出土的古代植物遗存。第二句话回答了为什么,因为植物考古所关心的不是植物遗存本身,而是这些植物遗存与人的关系,所以只有通过考古发掘我们才能够知道植物遗存的出土背景,即这些植物遗存的人文背景。那么,认识和了解古代人类与植物的相互关系又是为什么呢?第三句话进一步做了回答。事实上,复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展过程不仅是植物考古的最终研究目标,也是现代考古学的研究目的。
  为什么讲“复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展过程”是现代考古学的研究目的?这与考古学理论发展史有关。说到考古学理论发展史,必然要提到上个世纪60年代发生的“新考古学”运动。在此之前考古学研究的主要目标是构建古代文化的时空框架,然而到了上个世纪60年代初,随着考古学文化谱系的建立和不断完善,一些欧美考古学者开始不满足局限在如此具体的考古学研究目标,提出应该进一步探讨古代人类的行为和生活,例如古人吃什么、穿什么、住什么,如何生产劳作的,如何相互交往的,如何适应和认知自然界的,等等,也就是我们所说的复原古代人类生活方式。另外,他们还提出在考古学文化谱系建立之后应该进一步探索这些相互衔接的考古学文化是如何发生演变的,为何要发生变化,即解释人类文化的发展过程,所以新考古学运动后来也被称作“过程考古学”。经过数十年的激烈争辩和实践检验,当年新考古学运动针对考古学研究的目的所提出的这些新观点逐渐得到了考古学界的普遍认可,并最终成为了现今考古学的研究目的。既然植物考古也是将复原古代人类生活方式和解释古代文化的发展过程作为研究的终极目标,当然属于考古学的研究范畴。
  (三)植物考古的研究对象
  植物考古和其他考古分支的主要区别在于研究对象。植物考古的研究对象是考古发现的与古代人类生活直接或间接相关的植物遗存。所谓直接相关就是指那些被人类利用的植物,包括食物、燃料、建筑材料、工具、用具等;所谓间接相关是指那些虽然对人类没有利用价值,但却间接地影响到人类生活的植物,比如依附在人工生境的各种杂草。
  植物是有机物质,长期埋藏于土壤中会腐朽消失,这是植物遗存与其他文化遗物的不同之处,所以不是所有的与古代人类生活相关的植物都能够长期保存在文化堆积中,最终成为植物遗存被考古发现。有幸能够长期埋藏在考古遗址文化堆积中的植物遗存分为植物大遗存和植物微小遗存,植物大遗存实际上也很小,所谓“大”只是相对植物微小遗存而言,即用肉眼或低倍显微镜就可以看到,而植物微小遗存则必须通过高倍显微镜才可看见。植物大遗存分为三个类别:炭化植物遗存、特殊保存条件下的非炭化植物遗存、木材碎块和炭化木屑。植物微小遗存也分为三个类别,即孢粉、植硅体和淀粉粒。
  植物大遗存中最重要的是炭化植物遗存。由于人类的生活离不开火,所以考古遗址文化堆积中埋藏有大量的经过火的洗礼被炭化的植物遗骸,炭化作用使得有机质的植物转变为能够长期保存的无机质的炭化物质。针对炭化物质的特性,考古学者创造了“浮选法”用以获取遗址中埋藏的炭化植物遗存。浮选法的原理实际非常简单,土壤中埋藏的炭化植物遗存即炭化物质的密度小于1,水的密度是1,而一般土壤颗粒的密度是2.65,所以,如果将遗址文化堆积土样放入水中,比水轻的炭化物质漂浮在水面,比水重的土壤颗粒沉入水底,这样就可以使得炭化植物遗存和土壤分离,从而提取之。关于浮选法,后面我们还会讲到。
  除了炭化植物遗存之外,由于特殊的埋藏和保存条件,一些考古遗址的文化堆积中也能够保存没有被炭化的植物遗骸。例如被水浸泡形成的隔氧条件,或者极度干燥造成的完全脱水,这些特殊埋藏条件也能够使得植物遗骸长期保存下来。前者最著名的例子是河姆渡遗址,后者如新疆小河墓地等位于沙漠戈壁内的考古遗址。
  植物大遗存还包括木材碎块和炭化木屑,木材碎块虽然属于植物大遗存,但是它的鉴定方法采用的却是植物微小遗存的方法,需要在高倍显微镜下对植物的细胞结构如导管、筛管和纤维等、以及组织结构的特点进行辨别和分析,据此鉴定树木种属。
  植物微小遗存中最为人所熟知的就是孢粉。孢粉实际是由两个词组成,即无性繁殖类植物的孢子和有性繁殖类植物的花粉,合称孢粉。由于孢子和花粉都有一层异常坚硬的外壳,所以孢粉具有在土壤中长期保存的能力,例如目前发现的最古老的孢粉已经有上百万年的历史。但是孢粉的植物种属鉴定能力有限,一般仅能鉴定到属一级,很难鉴定到种。所以,虽然孢粉很早就被应用到考古研究中,但目前主要还是用在环境考古研究中,例如复原古代植被和气候。而在复原古代人类生活方式方面,孢粉分析方法有些力不从心,所以应用较少。
  相对而言,植硅体分析方法在考古学中的应用较为普遍,尤其在稻作农业起源研究中,植硅体分析方法具有一定的优势。包括水稻在内的稻属植物能够生产众多植硅体类型,其中有两个类型的特征十分明显,即水稻植株叶片的扇形植硅体和稻谷颖壳的双峰植硅体。中科院地质所的吕厚远先生对扇形植硅体开展过长期的研究,发现根据扇形植硅体的扇面边缘的凹坑数量可以从统计学的意义上判别栽培稻和野生稻。双峰植硅体的研究是我在研究生期间开展的工作,我采用多元统计学分析方法对稻谷双峰植硅体进行分析,利用五个测量数据的综合参数判别栽培稻与野生稻。这两种方法都比较有效,目前被广泛应用在稻作农业起源的研究中。植硅体是植物在生长过程中吸收土壤中的液态硅并充填到细胞和组织中而形成的固态硅化物。植物产生植硅体是长期进化的结果,进化原理很可能是为了防止食草类动物的咀嚼,因此,不是所有的植物都进化有植硅体。幸运的是,禾本科植物是盛产植硅体的一类植物,而同人类关系最密切的就是禾本科植物,其中包括大部分谷物如水稻、玉米、小麦、大麦、高粱、粟、黍等,所以植硅体分析方法是一种重要的植物考古研究方法。
  淀粉粒分析是近些年刚刚兴起的一种植物考古分析方法。淀粉粒是植物的储藏细胞,有些植物的淀粉粒可以根据在偏光显微镜下所显示出的内部结构特征进行植物种属鉴定。由于淀粉粒分析是一种新方法,目前还有很多问题需要解决和完善。例如淀粉粒的保存机制问题:与植硅体(无机质的硅石)和孢粉(具有坚硬外壳)不同,淀粉粒是葡萄糖分子聚合而成的纯有机物质,强度非常弱,温度超过40度就会变形糊化。如此脆弱易损的淀粉粒是如何长期保存在考古遗址中,这是需要今后认真探讨的问题,目前被广泛接受和认可的淀粉粒保存机制是古人牙垢中封存的淀粉粒、以及石器表面裂隙深处被封存的淀粉粒。淀粉粒分析的另一个问题是鉴定的准确度:事实上,所有的植物微小遗存的植物种属鉴定都是建立在统计学概念上的,包括植硅体和孢粉。生物进化是一个渐变过程,所以在不同种属之间,特别是两个关联的种之间(例如栽培稻和野生稻),它们在生物特性会有很大的相似性甚至一致性,因此植物界一般是依据综合的鉴定指标来进行植物种属鉴定,包括植株、叶片、根系、花蕾、果实、种子,等等。由于所有的植物微小遗存都细微到了细胞级别,所以在种与种之间相似度就更强,可利用的指标就更少,判别更加困难。因此,淀粉粒作为一种新的植物考古分析方法,虽然具有很大的应用潜力,但与孢粉和植硅体相比较,目前还不成熟,需要不断地完善。
  二、植物考古的研究内容
  在考古研究中植物考古是应用最为广泛的科技考古领域之一。人类与植物的关系非常密切,衣食住行都离不开植物,所以为了达到复原古代人类生活方式这个考古学的研究目的,自然离不开植物考古的参与。植物考古的研究涉及到的学术问题很多,毫不夸张地讲,绝大多数考古发掘项目或科研课题都与植物考古有关。下面试举几例:
  (一)人类食物结构的研究
  古代人类食物结构是古代文化的显著标志之一,我们可以根据古人吃什么以及如何吃判断其文化属性。探讨古代人类食物结构是考古学研究中的一个重要课题,这个研究主要依靠植物考古和动物考古,因为人类的食物就是由植物类和动物类两大部分组成。
  人类虽然属于杂食动物,但并不是什么都吃,有三个因素决定着人类对食物的选择。其一是基本营养成分需求:人类不论吃什么,都必须满足生存的基本营养需求。比如爱斯基摩人在冰天雪地中生活,以肉食为主,缺乏植物纤维和维生素的摄取,于是他们就通过食用生肉或驯鹿胃里未消化的植物残存以满足基本营养需求。其二是生态环境的限制,即我们常说的入乡随俗,当地有什么就吃什么。其三是文化观念的制约,我们每个人都是社会人,都归属于一个群体,这个群体可以叫社会,也可以称为文化。我们既然生活在这个群体中,日常生活便会受到这个群体的共同意识和传统观念的制约,其中包括食物的选择。
  举例说明,中美洲农业起源中心区的家养动物驯化就受到了生态环境的限制。中美洲和南美洲安第斯山区是世界农业起源中心区之一,在现今我们食用的植物类农作物中,超过30%都是起源于中南美洲,例如世界五大谷物之首的玉米、以及马铃薯、红薯、南瓜、西葫芦、花生、辣椒等,还有很多豆类都是起源于中南美洲。中南美洲的古印第安人在农作物栽培方面取得了如此辉煌的成就,但在家养动物的驯化方面则显得颇为不足,目前我们可以确定的起源于南美洲的家养动物主要是羊驼,中美洲的有荷兰猪。事实上所谓的“荷兰猪”既不是猪,也与荷兰这个欧洲国家无关,而是分布在中美洲热带雨林边缘地带的一种大老鼠,即豚鼠。中美洲古印第安人为什么要驯化一种大老鼠作为肉食来源呢?主要是受到了当地自然生态环境的限制。人类选择某种动物进行驯化,首要条件是该动物能够提供较多的肉量,具有驯化价值;其次是该动物必须温顺,有被驯化和饲养的潜力。一般而言,大型食草类动物是人类驯化的首选。但是中美洲的热带雨林不适合大型食草动物的生长,在当地茂密雨林中生活的体型最大的动物是猴子。我们常说“瘦的像只猴子”或“精的像只猴子”,这些常识就说明了猴子不仅肉量少而且还难以驯化,所以当地古印第安人只好选择了一种体型肥大的豚鼠作为提供肉食来源的家养动物。这就是生态环境对人类食物选择的限制。
  既然当地缺乏大型食草类动物作为驯化动物的选择,中南美洲古代先民只好在栽培作物上多下功夫,例如驯化栽培出了许多豆类作物以及花生,用以补充对脂肪和蛋白质的基本营养需求,还驯化栽培出了各种辣椒品种,用以补充对维生素的需求。豆类作物在中南美洲人类食物结构中的重要性从现代当地食物特点就可以看出,玉米、豆类和辣椒是现代中美洲印第安人最主要的三种食材。例如,墨西哥餐厅一般有两种必备食物,一个是玉米面做的饼taco,另一个就是豆子煮的羹。由此可见,人类总是有办法选择食物以满足基本营养需求。
  人类是社会动物,与其他物种不同的是,人类在食物选择时还受到社会传统文化或宗教信仰的制约或影响。这种例子俯拾皆是,例如佛教不食荤腥,伊斯兰教忌讳猪肉,苗族不食羊肉,印度教禁食牛肉,西方文化反对食用狗肉,等等。最有意思的例子就是发生在2002年世界杯期间的一次外交纠纷。当年是由韩国和日本联合举办世界杯,但韩国受到很多欧美国家的抵制,原因就在于韩国人有食用狗肉的习惯。结果韩国政府只好派官员四处游说,媒体也大力宣传,向世界各国解释韩国文化传统中没有食用狗肉的习惯。后来世界杯虽然如期举行,但这一事件在当时还是造成了极大影响。狗肉、足球、外交这三个毫无关联的因素竟然被如此紧密地纠缠在一起,说明了食物与文化的关系,以及文化多样性的事实。
  现代社会中食物与文化的密切关系对考古学研究也有很大的启示,在分析考古出土植物遗存时,一定要考虑到文化观念和传统对人类食物选择的影响。事实上考古研究中已有类似例证。例如。两城镇和教场铺是在山东地区发现的两处重要的龙山时代考古遗址,根据出土遗迹遗物分析,二者之间存在着一定的文化差异,一般认为两城镇遗址是海岱龙山文化代表性遗址之一,但教场铺遗址究竟属于海岱龙山还是中原龙山存在争议。我们在这两处遗址均开展了系统的浮选工作获取植物遗存,分析结果显示,两城镇先民所经营的是以稻作为主体兼种其他旱地农作物的稻旱混作农业生产方式,而教场铺先民所经营的是以粟和黍为主体农作物的典型的北方旱作农业生产方式,由此说明,教场铺遗址龙山时代古代先民的农业生产和饮食习惯与海岱龙山文化的明显不同,在文化属性上应属于中原龙山文化。
  (二)农业起源研究
  我常说,考古学的研究主要针对三个起源的问题,即人类起源、农业起源和文明起源。当然这个说法有些片面,但仔细分析会发现,现代考古学的研究内容确实大多数与这三大起源有关联,不论是直接的还是间接的。在三大起源中,农业起源尤为重要。农业的出现标志着人类开始拥有主动改造自然的能力,从而在有限的空间内获得充足、稳定、但品种相对单一的食物来源。其结果是定居生活方式出现,人口大幅度增长,人类社会发展加速,为古代文明的形成奠定了物质条件和经济基础。毫不夸张地讲,农业起源是人类社会发展的转折点。
  农业的定义分为广义和狭义两种,广义的农业实际就是我们常说的第一产业,即以自然物为生产对象的产业,包括种植业、林业、畜牧业、水产养殖业等。狭义的农业仅包括种植业和由种植业提供饲料来源的家畜饲养业。农业的核心是种植业,种植的对象是植物,所以最能反映古代农业特点的实物证据应该就是通过考古发掘出土的植物遗存,因此农业起源的研究离不开植物考古的参与。
  根据植物考古和动物考古以及相关学科的综合研究成果,我们现在已经可以确定全世界有四个农业起源中心区,一个是刚才提到的中南美洲农业起源中心区,另外三个是西亚农业起源中心区、中国农业起源中心区、以及非洲北部农业起源中心区,这四个农业起源中心区都为世界做出了巨大贡献。例如前面已经讲到的起源于中南美洲的农作物有玉米、马铃薯、红薯、花生、辣椒、各种瓜类以及各种豆类等。而起源于西亚的农作物和家养动物有小麦、大麦、黑麦、燕麦,还有各种豆类以及许多蔬菜品种,以及山羊、绵羊、黄牛等。起源于非洲北部农业起源中心区的有高粱、非洲水稻、非洲小米,以及毛驴。我们中国农业起源中心区为世界驯化出了水稻、粟和黍两种小米、大豆、荞麦等农作物,以及猪、鸡等家养动物。不难看出,现今世界上最重要的农作物品种和家养动物品种都是源自这四大农业起源中心区。
  近些年来的植物考古以及相关学科的研究成果揭示出中国农业起源存在着不同源流:一是沿黄河流域分布的、以种植粟和黍两种小米为代表的北方旱作农业起源;二是以长江中下游地区为核心的、以种植水稻为代表的南方稻作农业起源。最新的植物考古发现还揭示,在中国可能还存在着第三条农业起源源流,即分布在珠江流域地区的、以种植芋头等块茎类作物为特点的华南热带原始农业起源。
  下面我们以稻作农业起源的研究为例,具体介绍植物考古在农业起源研究中的作用。提起稻作农业起源,大家马上都会想到浙江余姚河姆渡遗址,河姆渡遗址的盛名不仅局限在国内学术界,在国外院校的人类学或考古学的教科书中,凡是涉及到稻作农业起源问题,一般也使用河姆渡遗址作为考古例证。河姆渡遗址的考古发现之所以轰动,主要归功于其特殊的埋藏环境,出土了异常丰富的水稻遗存。但是,鉴于当年的考古发掘缺乏包括植物考古在内的科技考古手段和研究方法,没有进行科学采样工作,所以水稻遗存的出土数量虽然惊人,但却无法开展科学的分析和比较,许多问题难以回答。幸运的是,本世纪初在河姆渡遗址附近又新发现了一处也是属于河姆渡文化时期的考古遗址,即浙江余姚田螺山遗址。
  田螺山遗址的情况与河姆渡遗址几乎完全相同,我们甚至可以将田螺山遗址看做是河姆渡遗址的复制品。例如遗址的埋藏条件,田螺山遗址所处区域也是地势湿洼,文化堆积长期被水浸泡,这种特殊的埋藏条件起到了有效的隔氧效果,为包括植物遗存在内的各种有机质文化遗物提供了良好的保存条件。但是与河姆渡遗址不同的是,在田螺山遗址的发掘过程中我们采用了多种科技考古方法和手段,尽可能地收集遗址中埋藏的古代文化信息,其中就包括采用浮选法和水洗法获取植物遗存。
  田螺山遗址的浮选工作收获颇丰,除了大量的水稻遗存外,还浮选出土了许多其他可食用的野生植物遗存,例如菱角、芡实、橡子等。特别是橡子,不仅数量多,而且集中出土在几个储藏坑中,这说明橡子应该是被田螺山先民采集并有意识储藏在遗址内的。作为食物,橡子与水稻等谷物有许多相似之处。例如,橡子的成熟季节也是在秋季,橡子的果仁富含淀粉,经过浸沥脱涩可以食用,虽然不易消化但能够充饥。包括水稻在内的各种谷物的最大优势是可以储藏,以备冬春季节的食物短缺,橡子也可以储藏,田螺山遗址出土的橡子就是集中发现在几个储藏坑内。由此看出,在可食用性、食用方式、收获季节、储藏功能等诸多方面,橡子与水稻基本相同。因此,对人类而言,橡子和水稻这两类食物是可以替换的,而不是互补性的,确切地讲,如果其中某一类能够得到充分供应,就没有必要再费力获取另一类。与水稻相比较,橡子加工复杂,不易消化,口感差,现今一般被当做灾荒年的无奈选择。特别是抗战期间,日本鬼子在东北地区大肆掠夺粮食作物,迫使当地老百姓以橡子面充饥,导致现在东北地区的老人一提起橡子面就充满了对日本鬼子的仇恨。所以,如果田螺山遗址古代先民通过稻作农耕生产能够收获到足够的稻谷作为粮食,就完全没有必要再通过采集活动去获取并储藏橡子作为食物。换句话说,田螺山遗址古代先民之所以要通过采集获取并储藏大量橡子作为食物,主要原因就是当时的稻作农业生产仍处在一个不发达的阶段,通过稻作生产获得的农产品不足以养活聚落居民,所以在迫不得已的情况下继续实施采集活动,以便获取野生的可食用植物补充对食物的需求。
  田螺山遗址的植物考古研究证实了一个理论问题:农业起源是一个漫长的渐变过程,在这个过程中,采集狩猎在人类社会经济生活中的比重日渐衰落,农耕生产的比重不断增强,最终农业取代采集狩猎成为社会经济的主体,人类社会发展进入农业社会阶段。
  (三)文明起源研究
  最新的考古研究揭示,农业起源与文明起源应该是一个相互衔接的、一脉相承的人类社会发展过程,农业社会的建立为古代文明的出现奠定了基础,古代文明的形成反过来又促进了农业社会的建立和发展,所以古代文明起源研究也需要植物考古的参与,植物考古也可以给文明起源研究提供重要信息。例如,在近期刚结项的国家科技支撑计划课题《中华文明探源》的子课题“中华文明形成过程中的资源、技术和生业研究”中就包括了植物考古研究。
  公元前3000年至公元前1500年期间,在中国南北广阔区域同时存在着六个强势古代文化区系,即黄河下游地区的海岱龙山/岳石文化、黄河中游地区的中原龙山/二里头文化、西北地区的齐家文化、长江下游地区的良诸文化/钱山漾和广富林文化、长江中游地区的屈家岭文化/石家河文化,以及西辽河流域地区的红山文化/夏家店下层文化。我们在这六个区域开展了系统的植物考古工作,结果发现,在中华文明形成时期这六大文化区系的农业生产特点和发展模式不尽相同,大体可为四种农业生产方式:(1)以种植粟和黍这两种小米为特点的古代北方旱作农业;(2)以种植水稻为特点的稻作农业;(3)稻旱混作农业生产,即水稻与粟和黍两种小米都是当地农作物布局中的主体农作物;(4)以多品种农作物种植为特点的农业生产,即在一个区域内同时种植对生长条件需求不同的多种农作物,如旱地作物、水田植物、秋熟作物、夏熟作物等。
  在古代社会,多品种农作物种植具有以下几个优势:其一,由于不同农作物品种对土壤、水分、阳光等生长条件要求的不同,采用多品种农作物种植可以充分利用可耕土地和种植季节,提高一个区域内农业生产总值。其二,由于大多数农业灾害是局限在某些农作物品种上的,例如水田作物对旱灾比较敏感,涝灾影响大的是旱地作物,危害夏熟作物的杂草组合与危害秋熟作物的不同,威胁豆类作物的病虫害一般不会侵扰谷物类作物,等等,因此多品种农作物种植能够有效应对各种自然灾害对农业生产的影响。其三,多品种农作物种植可以开创新的人工生境,为增加植物种类的多样性和引进新农作物品种提供先决条件。
  在现代社会,单品种农作物种植的优势在于有利于大田管理,可以在大规模种植的情况下统一施肥、浇灌、除草、收获等。但是在缺乏现代农业生产技术和条件支撑的情况下,单品种农作物种植具有潜在的危害性。例如历史上著名的爱尔兰大饥荒就是单品种农作物种植制度造成的。哥伦布发现新大陆后,玉米、马铃薯、西红柿等美洲农作物逐渐被传播到了欧洲。由于马铃薯的耐逆性强,产量高,很快便成为了欧洲那些农业生产条件欠佳的地区和国家的主要农作物品种。例如19世纪的爱尔兰,其境内农业生产都是以种植马铃薯为主,属于典型的单品种农作物种植。不料想在19世纪中叶突然出现了一种马铃薯病害,并迅速蔓延,导致整个爱尔兰地区农业生产颗粒无收,由此引发了连续几年的大饥荒,饿死了上百万人。可见单品种农作物种植的危险性。
  我们的植物考古研究揭示,在中华文明的形成时期,只有黄河中游地区的农业生产是以多品种农作物种植为特点的,而黄河中游地区又是夏商周文明的核心区域,所以农业的发展应该与文明的起源存在着某种相应关系。所谓“五谷丰登”即多品种农作物种植对中华文明起源而言,不是赞美之词,是必要条件。
  三、植物考古的研究方法
  植物考古的研究方法可分为两部分,一是田野方法,二是实验室方法。实验室方法主要是针对专业的植物考古工作者,植物考古的田野方法却与所有考古工作者都有关联,大家应该有所了解,特别是其中应用最为广泛的浮选法。由于今天在座的大部分人不是植物考古工作者、或将来也不准备从事植物考古,所以我只是简单地介绍一下基本的植物考古田野方法,包括浮选法和样品采集方法。
  当前,浮选法是通过考古发掘发现并获取植物遗存的最为有效的方法,但实际上浮选法很晚才被应用到考古发掘中。在相当长的时期内,考古学界曾苦于没有一个有效的田野方法发现和获取考古遗址中埋藏的植物遗存,这种状况一直延续到了上个世纪60年代的新考古学时期。前面已经讲到,新考古学运动提出的两个口号在考古学界引起很大反响,即复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展过程。但是,如果通过考古发掘无法获得与人类生活关系最为密切的植物遗存,所谓复原古代人类生活方式也就无从谈起。因此,在这种急迫需求的压力之下,浮选法应运而生。1962年美国考古学者斯图尔特·斯特鲁弗(Stuart Struever)在其主持的一个考古发掘中,为了获取遗址中埋藏的那些肉眼难以发现的细小文化遗存,采用了水洗遗址堆积土样的方法。他使用的设备非常简单,仅是一个装有筛网的铁桶,水洗过程也比较原始,在遗址旁的一条河流中由人力操作,但结果却出乎所有人的意料,大量的炭化植物遗存浮出水面,由此获得了丰富的植物遗存,这就是最早的浮选法实例。新考古学运动的核心学者之一,美国圣路易斯华盛顿大学的帕蒂·乔·沃特森(Patty Jo Waston)敏锐地发现了浮选法的价值,立即与其他学者一同开始大力推广和普及浮选法在考古学中的应用,她评价浮选法的应用是“考古发掘技术的一场革命”。由于浮选法操作简单且成效显著,因此在欧美考古学界迅速得到普及,很快成为了考古发掘工作中的规定动作。
  浮选法的出现解决了在考古发掘过程中获取植物遗存这一难题,突破了发掘技术上的瓶颈,在当时就如同打开了阿里巴巴的宝库,考古学界突然一夜暴富,大量的植物遗存通过考古发掘不断地被发现,考古库房内充满了新出土的珍贵的古代植物遗存。接踵而来的问题是缺乏专业的研究人员,于是一些年轻的考古学者在植物学家的培训下、或一些年轻的植物学者在考古学家的培训下,开始专门从事对考古出土植物遗存的鉴定和分析。随着田野技术和研究方法的逐渐完善,研究队伍的不断壮大,一个新的学科领域即植物考古学就此诞生。毫不夸张地讲,是浮选法的应用催生了植物考古学科的出现。
  在植物考古学科的形成时期,我国恰处在十年动乱中,几乎所有的人文学科都处于瘫痪状态,考古学也出现了长期的停滞。动乱结束后,中国考古学逐渐恢复并开始尝试接触国外考古的一些新理念与新方法。其中最著名的就是1992年俞伟超先生主持的河南渑池班村遗址考古发掘,俞先生提出要把当时国际上应用的新技术和新方法都在这次发掘中予以尝试,以便观察是否适合中国考古发掘工作的特点,这其中就包括了浮选法。另一次尝试是1993年由严文明先生和美国马尼士博士(Dr.S.MacNeish)联合主持的江西万年仙人洞/吊桶环洞穴遗址的考古发掘,这是十年动乱之后被国家批准的最早的中外合作考古发掘项目之一,属于典型的多学科考古项目,由于我当时正在美国学习植物考古,所以有幸参加此次发掘,并开展了浮选工作。遗憾的是仙人洞/吊桶环遗址的浮选结果不理想,仅出土了少量的炭化木屑,最后我只好改用植硅体分析方法进行植物考古研究。
  虽然浮选法早在上个世纪90年代初就已经传入中国,但中国考古界仅浅尝而止,很快就放弃了这种新方法,一直到了本世纪初浮选法才重新得到重视。实际上,当时的中国考古界已经意识到植物考古的重要性,虽然对浮选法兴趣索然,但却对另外一种植物考古研究方法即植硅体分析方法青睐有加,原因之一在于中国考古学界对浮选法的误解。当年有学者曾撰写并发表了一篇专门介绍浮选法的文章,但这篇文章把浮选法的原理和操作过程描述得过于“科技”,文章中既有化学分子式,又有数学公式,甚至还有力学图示,玄之又玄,给考古学者造成很大的困惑和误解,认为浮选法是一种深奥复杂的自然科学实验手段,因此在当时并没有引起中国考古学界的普遍反响。事实上,浮选法是一种非常容易理解和操作的考古田野方法,浮选法的原理和操作方法用一句话就可以解释清楚,那就是炭化植物遗存比水轻,将土壤放入水中,炭化植物遗存就会脱离土壤漂浮到水面。如此简单而已。
  采样方法是植物考古田野方法中的关键。前面讲到了,植物考古的研究目的是认识和了解古代人类与植物的相互关系,进而复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展与过程。为达到这一目的,必须要伴随考古发掘采用科学的样品采集方法获取植物遗存。从统计学的概念上讲,“样品”是能够代表总体的一部分,样品量可大可小,但必须具备普遍性和代表性,以便通过样品分析能够做出对总体情况的推断。由于样品仅是总体的一部分,所以样品肯定是有误差的,样品的误差率与样品的数量成反比。样品的采集方法和样品数量取决于采样对象即总体量的大小,以及我们对推断结果准确率的期望值,这就是采样方法的基本原则。具体地讲,如何采集植物考古土样,应该根据考古遗址的特点和发掘规模的大小,以及我们对植物考古研究结果的要求和期待值等因素进行综合考虑,然后设计出一种切实可行的采样方法。
  以浮选样品的采集方法为例,比较常用的有剖面采样法、网格式采样法和针对性采样法。
  剖面采样法是指从揭露的或自然裸露的遗址剖面上采取土样,这种方法主要适用于对某个遗址的小规模试掘,以便初步了解该遗址各文化层中植物遗存的保存和埋藏情况,为今后正式发掘获取植物遗存打下基础。剖面采样法也可以用作对一个区域内考古遗址群的调查,系统地了解该区域内各遗址植物遗存的基本情况,以便为综合分析聚落分布与自然生态环境的相互关系,以及区域内人类经济形态的发展规律提供参考资料。
  网格式采样法是目前国外考古发掘中最常用的一种采样方法,是指在一个堆积范围内打出网格,系统地采取土样进行浮选,范围可大可小,大至整个遗址,小到一个房址甚至一个灰坑。网格式采样法一般用于发掘经费和时间都比较宽裕的考古发掘项目,以便能够精确地了解一个遗址内埋藏的植物遗存的完整情况,或该遗址中一个特定的堆积范围内植物遗存的埋藏和分布规律。但网格式采样法在中国考古发掘中很难操作,这不完全是因为经费问题,主要是因为我国考古发掘面积一般都比较大,遗址内遗迹现象非常多,相互打破和叠压关系复杂,如果采用网格式采样法获取浮选土样,不仅费事费力,而且影响考古发掘工作的进度和流程。为解决这个问题,我根据中国考古的实际情况,自己创造了一种新的浮选样品采集方法,我称之为“针对性采样法”。
  我创造的针对性采样法是指针对遗址中不同的埋藏背景进行系统的采样,包括灰坑、灰沟、房址、灶坑、窖穴、墓葬、器物内存土等各种遗迹或现象。由于我国的考古遗址特别是史前居住址大多数是土遗址,遗迹现象众多,遍布整个遗址分布范围,所以如果我们能够针对每一处遗迹都采集一份浮选土样,其效果不亚于网格式采样法,采集到的样品完全能够达到普遍性和代表性。针对性采样法的最大优势是操作简单,因为在考古发掘过程中对每一处遗迹都要进行认真发掘和清理,只要将从遗迹内清理出来的土壤收集装袋,填写标签,就成为了一份浮选土样,几乎没有增加任何额外工作量。所以针对性采样法受到了大多数考古发掘领队的喜爱,现在已经成为了应用最为普遍的一种浮选样品采集方法。
  样品采集后一般是在发掘现场进行浮选。浮选可以使用特制的设备如水波浮选器,操作较为复杂,但效率高。也可以使用水桶浮选,方法简单,将土样放入水桶中,用棍棒充分搅拌,然后将表面浮起的黑色炭化植物遗存过筛提取即可。
  四、结语
  植物考古属于考古学的研究范畴,是考古学中科技考古的一个研究领域,包括植物考古在内的科技考古是利用自然科学的研究手段解决和回答考古学的问题。现代考古学的研究目标是复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展过程,由于植物与人类的生活息息相关,复原古代人类生活方式离不开对植物遗存的研究,植物考古自然就成为了现代考古学中的不可缺少的组成部分。植物考古的研究必须与田野考古紧密结合,在发掘项目实施之前就提出明确的植物考古研究目标,同时根据遗址的特点和发掘规模设计出适当的植物遗存获取手段,运用植物考古学理论和研究方法对获得的植物遗存进行科学的定性定量分析,诠释植物遗存所反映的文化内涵和社会背景,最后将分析结果融合到整个发掘项目的研究成果中,以期达到复原古代人类生活方式和解释人类文化的发展与过程这一考古学的研究目的。
     (来源:《南方文物》2019年第4期  作者:赵志军)


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