孢粉与植硅体的史前自然环境指示意义——以两处史前遗址为例

阴 韩佳宜

孢粉与植硅体的史前自然环境指示意义
——以两处史前遗址为例

阴 韩佳宜

随着考古学理论的不断发展以及考古发现的日益丰富，古代人类生存的自然环境变迁受到越来越多的关注，因此最能直接揭示环境变化的植物遗存就显得尤为重要。本文以两处典型的史前遗址为例，探讨孢粉与植硅体这两种微小植物遗存对于史前自然环境的指示意义。

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史前人类由于其对自然环境的依赖性较强且抵抗自然的能力相对弱小，因此在对原始人类社会有进一步的认识之前先要对其生存的自然环境有全面而清晰的认识。而与古代人类活动直接或间接相关的植物遗存正和自然环境息息相关，不论是肉眼可见的大遗存还是一些需要提取的微小遗存，都能够提供反映当时自然环境的大量信息。对于史前遗址来说，植物大遗存并不常见，因此孢粉与植硅体这样的微小遗存就显得尤为重要。笔者以两处典型的史前遗址为例，简单阐释孢粉与植硅体对于史前自然环境的指示意义。

一、关于植物考古学

我国的植物考古学Palaeothnobotany作为考古学的一个分支，侧重点在于“人文”，也就是说并不是像考古植物学（Archaeobotany)拘泥于植物本身，而是用植物遗存来复原古代生态环境和研究人类的历史与社会生活[1]。因此，植物考古学的基本内容就是研究与考古学或者说与人类活动相关的植物遗存。正因如此，笔者在阐释植物遗存之前，先要对植物考古学的定义进行解释，从而进一步探讨植物遗存及其所揭示的环境指示意义。

二、植物遗存的类型

（一）大遗存与微小遗存

根据植物遗存的体积大小，学界普遍将植物遗存分为植物大遗存与微小遗存。植物大遗存包括种子、果实、木材、块茎、根茎、茎干和纤维等，也就是一般直接用肉眼，或手持放大镜或低倍解剖镜即可进行观察的植物遗存。由于种子和果实种类丰富且大量传播，是人类直接或间接的生活资源，同时具有保护性组织结构，因此，种子和果实的出土量约占遗存种类总数的95%，是植物大遗存中的重要研究对象[2]。但史前遗址距今年代久远，植物大遗存保留下来的可能性微乎其微，所以本文将更多的关注点放在微小遗存上，在此不再对大遗存多加叙述。

微小遗存主要有三种，孢粉、植硅体和淀粉粒。第一种，孢粉。孢粉是孢子和花粉的简称，孢子植物的孢子和种子植物的花粉，都是植物的生殖细胞。不同的植物会产生不同的孢子和花粉，孢子花粉的壁分为两层，内壁由纤维素组成，质软易破坏；而外壁则质密且硬，可保存为化石[3]。第二种，植物硅酸体(phycolith)，简称植硅体，是植物身体里的“结石”。植物在生长过程中，会不断吸收硅进入到身体里，慢慢地沉淀在细胞或者细胞之间，形成植硅体。当植物死亡、腐烂之后，像“结石”一样的植硅体便被埋藏在土壤中保存起来。考古学者便可以通过一系列实验流程将这些遗留在土壤里的植硅体提取出来。由于不同的植物其细胞形态不尽相同，所以产生的植硅体形态也就不一致，考古学者便可以通过植硅体的形态来鉴定它们属于哪种植物，以此进行古气候重建和植物考古方面的相关工作[4]。第三种淀粉则是葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，以淀粉粒的形式存储于植物的根、茎及种子等器官的细胞之中[5]。对于淀粉粒而言，更多的存在于食用植物之中，因此有关淀粉粒的研究往往关注在与人类生产生活相关的问题上，本文将侧重点放在孢粉与植硅体，因此笔者不再过多分析。

（二）直接相关遗存与间接相关遗存

根据人与植物的关系，我们还可以将植物考古学研究的对象分成另外两种：一是与人类活动直接相关的植物遗存，如植物采集、栽培、炊煮和建筑等活动留下的丰富植物遗存，其中采集、栽培和炊煮的食物资源遗存可以作为探讨古代农业起源与发展的证据材料，而燃料、建筑材料和工具等则是人类利用植物的遗留；二是与人类活动间接相关的植物遗存，主要记录当时人类生存的生态环境、气候背景。本文的侧重点即在后者，孢粉与植硅体这样的间接相关遗存更多是应用于古植被与古气候的自然环境研究当中。

三、史前自然环境指示意义

（一）孢粉

由于孢子花粉质轻量多，散布范围极广，各沉积地层中均可保存。同时有什么样的植物会产生什么样的孢粉，一定的孢粉组合就可以反映一定的植物群，而一定的植物群又要求有相应的生态环境来维持其生长，所以根据孢粉组合便能很好地恢复与当时人类活动密切相关的古植被、古气候和古地理环境，因此孢粉在划分对比地层和恢复古地理古气候等方面具有极其重要的价值。

以内蒙古的赤峰为例，赤峰地区位于我国北方农牧交错带的东部，属于温带半湿润、半干旱地区，是先人以畜牧与耕作方式生活的主要聚居地区之一，保存有丰富的古文化遗址，比如兴隆洼、赵宝沟和红山等遗址。因此许青海、杨振京等人通过对赤峰地区北部巴林左旗七锅山剖面进行了孢粉分析与年代测定，从而进一步研究当地古人类生活的自然环境以及探讨古今气候的变化及其原因。

根据许青海等人测量剖面的孢粉结果，赤峰地区的第一阶段（距今8400~6200年）中孢粉图式显示，这一阶段乔木植物花粉含量在剖面中所占比例最高，包括松（Pinus）、桦（Betula）、栎（Quer原cus）等，说明当时赤峰地区虽仍以草原植被为主，但在沟谷或土壤水分较好的地方已有小片阔叶林生长，表明这一时期本区的草原气候还是相对温暖湿润的[6]。国内最新研究结果表明，距今7200~ 6000年是全新世气候最适宜人类生存的时期，中纬度地区的年平均温度会比现在高3耀4益，降水量也明显增加[7]。第二阶段（距今6200~4000年）的孢粉组合中，属于草本植物花粉的藜科花粉增加较多，一般认为蒿反映的生态环境较温和湿润一些，而藜科植物反映的生态环境则较为干燥，因此说明当时气候较前一阶段偏干。而第三阶段（距今4000耀2500年）的孢粉结果显示木本植物花粉减少，早期有少量的栎、桦等花粉，表明在第三阶段赤峰地区植被以草原为主，气候温干，较上一阶段晚期自然环境略有好转[8]。后期孢粉组合中蒿花粉增多，说明赤峰地区森林不断减少，草原面积继续扩大，反映出古人类的生活方式在原始农业为主的基础上增加了对畜牧业的依赖。

通过分析七窝山孢粉组合的结果，我们能够对赤峰地区史前的自然环境有更进一步的认识，孢粉所反映出植被的变化使得距今8400~2500年的古气候变迁从第一阶段的温暖湿润转向第二阶段的干燥，再到第三阶段的温干就更加的清晰明了，为今后的研究奠定了基础。

（二）植硅体

植硅体在考古遗址中有其独有的特点——硅质、抗腐蚀能力强，因而在很多不含微体化石的地层或遗物中能够保存下来。此外，由于其形成于植物茎叶中，比孢粉分散程度要低，因此在一定程度上它更能代表较小地理范围内的地方性植被与气候特征，特别是对于禾本科植物亚科、族的分类以及禾本科等草本植物为主的古环境分析具有重要意义。

禾本科起源的硅酸体主要的类型有：（1）亚铃型，主要产于黍亚科，多生长于最冷月均温10益以上降水季节长的地区或静水、池边、荒野湿地等区域；（2）短鞍型，主要产于画眉草亚科，集中分布于最冷月均温10益以上不规则降雨的较干旱地区；（3）长鞍型，只产于竹亚科，分布于热带多雨温湿的环境；（4）齿型、帽型，只产于早熟禾亚科，主要生长于最冷月均温10益以下地区；（5）扇型、方型、长方型，常见于禾本科其他亚科；（6）棒型、尖型、梯型，在寒冷的早熟禾亚科中最为丰富；（7）圆型、十字型，多见于温暖环境中生长的禾本科植物[9]。

本文选取河北省的徐水南庄头遗址作为典型进行介绍，南庄头遗址位于华北平原西部边缘的瀑河冲积扇上，是迄今为止北方地区已发现的年代最早的有陶新石器文化遗址，据14C测定年代距今约10000年[10]。

李月从等人主要在南庄头遗址T5和T4两个探方采集样品，分7层来进行植硅体分析。从第5层开始，人类文化遗迹和遗物开始出现且不断丰富，从硅酸体的组成来看，下部反映寒冷气候的帽型、齿型和尖型占较高比例，说明这时气候较为温凉偏干。到了该层中部，小型硅酸体出现较少，以大的扇型、长方型、正方型为主，表明气候开始变得较为温暖。在该层顶部，短鞍型、亚铃型等植硅体总量首次超过帽型、尖型和齿型等植硅体的总量，表明气候进一步转暖，说明该层的气候一直向温暖湿润的方向发展[11]。到第4层中上部，短细胞硅酸体组合以短鞍型含量最高，表明气温持续上升，湿润度继续增强，湖沼面积不断扩大最终导致古白洋淀形成统一水面，南庄头遗址被淹没于古白洋淀之下。在第3堆积层中，水生环纹藻开始较少出现，代之以陆生的杂类草，且硅酸体以帽型和尖型为主，因此反映气候偏寒冷干燥。但与动物骨胳同时出土的25号样品中的硅酸体，反映植被应为以蒿、禾本科及其他杂类草组成的草甸，动物的出没环境水草肥美，气候温暖湿润，并伴有季节性积水。说明第3层形成时，气候仍温暖湿润，但与第4层上部相比，湿润度有所降低，湖沼面积开始缩小。等到了第2层，气候继续变凉变干，这可能与距今2500年左右的气候转折期有关[12]。

总体而言，南庄头遗址硅酸体组合中反映温暖气候的扇型植硅体始终占了较大比例，这说明整个剖面所反映的气候环境并不十分恶劣，人类已渡过了严寒的冰期，进入了相对温暖湿润的冰后期。整个剖面里，中段气候状况最佳，下段为升温期，上段为降温期[13]。

四、小 结

通过对赤峰与南庄头两处遗址的孢粉与植硅体结果的分析，当地自然环境的变迁已有较为清晰的轮廓，这样的研究也为其他史前遗址的进一步探索提供了参考。但考古学并非古生物学，仅仅通过孢粉与植硅体的样本采集分类来阐释自然环境的演变是远远不够的，更需要在此之上不断探究人类社会与生活的发展变化。而因为自然环境是人类赖以生存的基础，所以人类生活的变迁与经济形态的发展规律都无法离开自然环境研究的支撑，这也正是植物考古学乃至环境考古学的精髓所在。本文篇幅有限，仅将侧重点放在孢粉与植硅体两个植物遗存的局部自然环境指示意义上，只为今后的研究探索提供参考，后续工作更加艰巨，还需不断努力。

[1]赵志军《植物考古学：理论方法和实践》，科学出版社，2010年，11~15页。

[2]刘长江、靳桂云、孔昭宸《植物考古——种子和果实研究》，科学出版社，2008年，10~11页。

[3]王开发、王宪曾《孢粉学概论》，北京大学出版社，1983年，2~3页。

[4]杨晓燕《中国植物考古学新进展:植硅体分析方法在中国北方旱作农业起源研究中取得重大突破》，《中国文物报》2009年5月29日第7版。

[5]杨晓燕、吕厚、刘东生、韩家懋等《粟、黍和狗尾草的淀粉粒形态比较及其在植物考古研究中的潜在意义》，《第四纪研究》2005年第2期。

[6][8]许青海、杨振京等《赤峰地区孢粉分析与先人生活环境初探》，《地理科学》2002年第8期。

[7]施雅风、孔昭宸、王苏民《中国全新世大暖期的气候波动与重要事件》，《中国科学(B辑)》1992年第12期。

[9]王永吉、吕厚远《植物硅酸体研究及应用》，海洋出版社，1993年，60~105页。

[10]河北省文物研究所等《1997年河北徐水南庄头遗址发掘报告》，《考古学报》2010年第3期。

[11][12][13]李月从等《南庄头遗址的古植被和古环境演变与人类活动的关系》，《海洋地质与第四纪地质》2000年第8期。

（作者系山西大学历史文化学院硕士研究生）