甘肃民乐东灰山遗址的浮选结果*

蒋宇超王辉李水城

（1. 北京大学考古文博学院；2. 甘肃省文物考古研究所）

甘肃民乐东灰山遗址的浮选结果*

蒋宇超1王辉2李水城1

（1. 北京大学考古文博学院；2. 甘肃省文物考古研究所）

东灰山遗址，四坝文化，植物考古，裸大麦，大麦

本文对甘肃民乐东灰山遗址四坝文化时期的剖面采集的系列样品进行浮选所获得的炭化植物种子和麦类作物穗轴进行鉴定、统计和分析，结果表明，炭化种子以谷物类为主，各类谷物的比例和出土概率反映东灰山遗址四坝时期的农业经济，是经营以粟为主黍为次的小米类农业，小麦、大麦和裸大麦被普遍使用，以大麦和裸大麦为主的麦类作物，是当地旱作农业的补充。大量炭化裸大麦遗存的发现，为认识麦类作物种子的分类提供了很好的实物材料。与周边遗址的比较分析，我们发现河西走廊地区作为麦类作物传播的重要通道，外来的麦类作物并未取代小米类作物，仅为当地小米类农业的补充。

东灰山遗址位于甘肃省民乐县城北约27公里、六坝乡西北2.5公里社办林场附近的荒滩上（地理坐标100°44′56.3″E，38°39′35.5″N），海拔高1770米，属温带大陆性荒漠草原气候。遗址坐落在戈壁荒滩上的一座长椭圆形土丘，高约5米，大致呈南北走向，面积约24万平方米（600米×400米）[1]。遗址东侧被一条自南而北的水渠（宽3～6米）破坏，暴露大段文化堆积，厚0.5～2米；遗址东北一带为同时期的一处氏族公共墓地。东灰山遗址和墓地的文化性质以四坝文化为主[2]。

一、以往研究与采样

早在20世纪70～80年代，就有多次在水渠断面采集植物种子的工作（表 一），主要采集肉眼可见的植物种子（获取炭化小麦籽粒），取样位置并没有明确的记录，鉴定结果多讨论小麦的品种和年代问题；对东灰山遗址发现炭化小麦的测年结果多为距今4500～5000年[3]，李璠将东灰山遗址定为新石器时代，并发表了一系列文章，在当时的植物学、遗传学和农学界产生了较大影响；但也因遗址的文化性质与小麦的年代相矛盾而产生了较大的争议。

表一 东灰山遗址植物遗存发现简表

2005年，北京大学考古文博学院李水城与哈佛大学人类学系傅罗文（Rowan Flad）前往张掖，在地区博物馆工作人员的陪同下前往东灰山遗址，在水渠断面采集一批系列样品，经中国社会科学院考古研究所赵志军研究员浮选出大量栽培植物籽粒标本，主要解决中国发现早期小麦的年代问题[11]。东灰山遗址水渠断面文化堆积系列样品的测年结果表明，遗址的使用年代为1550～1450 cal. BC，即四坝文化时期。

二、浮选结果与鉴定

2007年6月，“河西走廊环境考古调查队”[12]再次前往东灰山遗址考察，并在水渠剖面上采集一批系列浮选样品，本文所述浮选结果即来自2007年考察采集的土样。共22个样品，分别来自4处剖面，浮选土样共13.9升（表二）。样品提取后，在北京大学考古文博学院进行浮选，采用小水桶浮选法，浮选所用筛网孔径为0.3毫米。对阴干的轻浮物进行称量后，利用分样筛进行分选，由于小于0.45毫米的轻浮物十分破碎，故对大于0.45毫米的轻浮物进行体式显微镜观察，挑选出炭化植物种子、穗轴等进行鉴定和统计。

表二 东灰山遗址2007年浮选样品概况

续表二

东灰山遗址浮选所获炭化植物遗存十分丰富，共获得较完整的炭化植物种子7474粒（不计碎片）[13]，小麦穗轴16粒，大麦穗轴526粒，裸大麦穗轴920粒，以及若干麦类作物种子和穗轴碎片，果核1粒（表三）。平均每升土样出土炭化种子538粒，最丰富的样品每升含2849粒，最少者每升仅含16粒，样品间出土种子的丰富程度差异较大。根据植物种属与人类关系的不同，将炭化植物遗存分为谷物类、杂草类和其他类；炭化种子以谷物类为主，占总数的76%，杂草类种子占24%。其他类仅发现1粒炭化果核遗存，由于保存较差，不能进一步鉴定。

谷物类种子共出土5712粒，包括粟（Setariaitalica）、黍（Panicum miliaceum）、小麦（Triticum aestivum）、大麦（Hordeum vulgare）和裸大麦（Hordeum vulgare var. nudum）这五种。粟出土4198粒，可进一步区分为成熟不带壳粟（共2271粒）、成熟带壳粟（共1298粒）和不成熟粟（共629粒）。粟是黄河流域传统的农作物，在河西走廊地区的东灰山遗址，显示出对粟的大量利用。粟无论是在总量上（占所有谷物的73%）还是在单个样品中所占的比例都很高（最低高于60%）；在所有的谷物类型中，仅有粟的出土概率高达100%；可见东灰山的四坝先民普遍存在着对粟的大量利用。黍在中国北方许多考古遗址中与粟共出，东灰山遗址出土黍331粒，出土概率与麦类作物相当，绝对数量次于大麦和裸大麦，以粟为主黍为次的小米类农业发展模式在河西走廊地区可见，但黍的地位却不如麦类作物。小麦、大麦和裸大麦的出土概率大致相当，但小麦及穗轴的数量较少，大麦、裸大麦及其穗轴出现较多，麦类作物是当地旱作农业的补充，麦作农业以大麦和裸大麦为主。

表三 东灰山遗址出土炭化植物遗存的绝对数量和出土概率

续表三

尽管样品间出土种子的密度存在较大的差异，但除样品DIV-wheat外，其他样品出土谷物类种子反映的作物组合均是以粟为主，黍和麦类作物为次，粟以外的作物所占的比例不均等（图三D）。样品DIV-wheat包含丰富的麦类作物种子（比例高达70%）和穗轴，种子反映的作物组合是以大麦和裸大麦为主，该样品出土的大量大麦和裸大麦穗轴表明该样品来自的堆积可能与加工麦类作物有关（表四）。小麦和大麦遗存在河西走廊地区曾有发现，东灰山遗址大量裸大麦遗存的发现，尤其是大量穗轴的出土，为我们认识麦类作物种子的分类提供了很好的实物材料。裸大麦即青稞，为大麦的变种。大麦的颖果成熟时粘着于稃内，颖果不脱出；裸大麦成熟时颖果易于脱出稃体。

表四 样品DIV-wheat出土各类作物遗存的绝对数量

图一 东灰山遗址出土麦类作物遗存照片

图二 东灰山遗址出土植物遗存照片

对东灰山遗址出土麦类植物遗存进行形态学观察，该遗址出土炭化麦类遗存的鉴定特征如下（均以胚端朝下为观察和描述角度，图一）：普通小麦的谷粒粒形上端小下端大；背面可见胚区在谷粒下端，胚区呈圆形；侧面近似不规则三角形，朝背面方形隆起；腹面可见腹沟深凹。大麦的谷粒上端与下端较为对称，谷粒呈梭形；背面可见下端有长圆形胚区；腹面可见较为平坦的腹沟；除典型的大麦谷粒外，可见一类谷粒扁平的大麦，推测为长在小穗顶端的大麦谷粒。裸大麦的谷粒上端与下端较为对称，谷粒呈梭形，但较大麦更为圆鼓，上端有明显的凹窝；背面可见下端有长圆形胚区；腹面可见腹沟深凹开裂。

杂草类种子共计1762粒，主要为禾本科（Poaceae）和藜科（Chenopodiaceae），以及少量其他杂草。禾本科杂草占杂草总数的78%，一般认为与农业生产活动有关；主要为黍亚科种子（占杂草总数的37%），还有部分早熟禾亚科种子（占杂草总数的2%）；部分能鉴定到属或种，如狗尾草属（Setaria sp.）、黍属（Panicum sp.）、大麦属（Hordeum sp.）和燕麦属（Avena sp.）；其中有一些带壳的狗尾草属种子特征明显，可鉴定为大狗尾草（Setaria faberii）和青狗尾草（Setaria viridis）。禾本科杂草中，以狗尾草属和黍属杂草种子出现的频率最高，与以粟黍为主的旱作农业关系密切。藜科占杂草总数的18%，能区分出藜属（Chenopodium sp.）和猪毛菜属（Salsola sp.）。藜科植物多生活在荒漠及盐碱土地区，往往呈旱生的适应现象，这与东灰山遗址所处的自然环境是一致的。其他杂草数量很少，包括豆科（Fabaceae）、菊科（Asteraceae）、唇形科（Lamiaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、车前属（Plantago sp.）及薹草属（Carex spp.）等。

三、分析与讨论

浮选结果反映出东灰山遗址四坝时期的农业经济，是经营以粟为主黍为次的小米类农业，小麦、大麦和裸大麦被普遍使用，以大麦和裸大麦为主的麦类作物，是当地旱作农业的补充。根据现有的考古发现，在河西走廊地区，有可能在公元前2000年左右引入了麦类作物的种植[14]。到了四坝文化时期，麦类作物的种植已经普及，但并未成为农业生产的主体。东灰山遗址2007年的浮选结果进一步证实了这一点。东灰山遗址2005年的浮选工作[15]，其工作重点是探讨遗址的年代问题而非植物遗存本身，故本文将2005年浮选的植物数据与本次浮选的结果进行对比，利用两次浮选的数据探讨东灰山遗址的农业状况。

2005年浮选出的种子密度为197粒／升[16]，远低于本次浮选的种子密度，但是两次浮选结果都反映东灰山遗址以粟为主的作物组合特点，存在对粟的普遍大量利用；黍和麦类作物[17]的出土概率都较高但绝对数量较低，是次要的作物种类。2005年浮选出麦类作物的比例虽然很低（2%），但麦类作物在遗址各地层所取样品中的比例是较为均衡的，遗址从早到晚保持同一种稳定的作物组合模式（图三A、图三C）。2007年浮选出较多的麦类作物遗存，小麦、大麦和裸大麦共占谷物总数的21%，尽管样品DIV-wheat拉高了麦类遗存的比例，但仍能体现不同样品中麦类作物的比例并不均等（图三B、图三D）。这种现象表明，尽管东灰山遗址从早到晚都经营以粟为主黍为次，麦类作物作为补充的农业发展模式，但在遗址的不同阶段可能存在着对麦类作物不同程度的利用。

两次浮选所获的杂草种子中，均以禾本科杂草为主；2005年的浮选中，各样品禾本科杂草所占的比例差异很小，是以禾本科杂草为主的稳定局面（禾本科杂草比例达96%）；本次的浮选除禾本科杂草外，还发现了较大比例的藜科杂草，在某些样品中藜科杂草的比例甚至高于禾本科，样品之间不同杂草的比例差异较大（图四）。由于两次浮选取样位置不同，杂草的种类和比例存在差异，可能反映东灰山遗址不同区域存在作物加工的功能性差异。这一点也可体现在个别样品出土较多麦类作物穗轴上，大量穗轴在样品DIV-wheat中的出现，可能反映与麦类作物的加工步骤——脱粒－扬场有关。此外，样品DⅢ-⑨中带壳粟的比例远高于不带壳的粟，样品DⅢ-④的不成熟粟比例高达40%，这些现象也体现了作物的不同加工阶段。由于取样存在局限，尚无法进一步就作物加工及其副产品展开讨论。

东灰山遗址是四坝文化的代表遗址。在该遗址进行的浮选工作所获的植物遗存，为研究四坝文化的生业经济提供了直接的材料。除东灰山遗址外，在甘肃酒泉三坝洞子遗址四坝时期的文化堆积中获取的植物种子，存在与东灰山类似的作物组合，并确认发现裸大麦遗存[18]。在张掖西城驿遗址四坝时期的堆积中也发现类似的作物组合[19]。东灰山、三坝洞子和西城驿遗址的作物组合，反映出河西走廊地区四坝时期的农业经济，是发展粟为主黍为次的小米类农业，麦作农业是当地旱作农业的补充。东灰山和西城驿较为系统的浮选，其结果体现了四坝文化的不同遗址，其麦作农业的发展存在差异：东灰山遗址在不同时期，其麦作农业的比重是不稳定的；东灰山的麦作农业以大麦和裸大麦为主，而西城驿以小麦为主。河西走廊地区对裸大麦的利用，在西城驿遗址西城驿二期最晚阶段已经出现。

图三 东灰山遗址2005年与2007年浮选出土炭化作物种子的数量百分比和出土概率

图 四 东灰山遗址2007年浮选各样品出土杂草种子的数量百分比

近年来有研究者在青海省东北部开展了较大规模的新石器至青铜时代遗址的调查工作，在调查中有针对性地采集了一些浮选样品[20]；在青海省东北部的民和喇家[21]、互助金蝉口和甘肃省临夏李家坪遗址[22]，开展了较为系统的浮选工作。这些浮选结果表明，在齐家文化时期麦类作物就出现于青海省东北部地区原有的以粟黍为主的农业生产活动中，其内容包括小麦和大麦，大麦的出土概率和数量都高于小麦。从图片和描述可知大部分大麦实为裸大麦，兼有裸大麦穗轴的出土。麦类作物最早见于河湟地区的金蝉口遗址，对小麦和大麦的直接测年结果为2030～1820BC。裸大麦的大量出现，见于昌果沟遗址和丰台遗址。昌果沟位于雅鲁藏布江中部流域，年代距今3400年，在该遗址一个灰坑内发现近3000粒炭化裸大麦种子，与粟同出[23]。丰台遗址为一处卡约文化遗址（距今3200-2800年），该遗址出土的大麦占绝对的优势（绝对数量的比例为92%，出土概率为97%），鉴定者认为丰台遗址的大麦应该是青稞（裸大麦），与小麦和粟同出[24]。小麦和大麦起源于西亚，一般认为中国发现的早期小麦和大麦是由西亚经中亚传入中国。在麦类作物传入之前，河西走廊地区和青海省东北部是发展以粟黍为主的旱作农业。麦类作物的引进，在河西走廊地区发展成为小米类农业的补充，但对青海省东北部的粟黍农业却带来较大的冲击，在齐家文化之后转变为以大麦为主的农业生产，较多线索显示实际是对裸大麦的种植。对河湟地区新石器晚期至青铜时代早期遗址出土人骨和动物骨骼的稳定同位素研究，表明先民的食性在距今3600年前发生了较大转折——从依赖以小米类为主要来源的C4植物转变为加入以小麦和大麦为主的C3植物，气候在此时变凉变干可能是人类食性转变及背后农业生产转变的关键因素[25]。从炭化植物种子反映出的以裸大麦为主的麦作农业，在齐家文化之后（距今3600年之后）的青海东北部成为当地农业的主要部分，稳定同位素的结果印证了以麦类作物为主的C4类植物的确进入了人类和家畜的食谱。人类食性的转变及其背后农业生产内容的转变，可能存在多方面的原因。裸大麦具有高产、早熟、抗旱、耐瘠，无需脱壳的优良特性，这些特性可能在气候变干变凉的环境背景下，让裸大麦脱颖而出成为高原地区更为优势的品种，从而发展成当地主要的作物。东灰山遗址所处的河西走廊地区，作为麦类作物传播的重要通道，虽然采纳了外来的作物，却没有让麦类作物成为农业生产的主角，而是依旧延续以小米类为主的农业模式。

秦岭老师和傅稻镰老师为鉴定和讨论提供专业指导和参考文献，Chris Stevens博士为杂草类种子的鉴定给予了可行的分类建议，在此致谢！

[1]甘肃省文物考古研究所，北京大学考古文博学院.河西走廊史前考古调查报告[M].北京：文物出版社，2011.

[2]东灰山遗址也发现个别马厂文化或“过渡类型”的遗存。同[1].

[3]李水城，莫多闻.东灰山遗址炭化小麦年代考[J]. 考古与文物，2004(6)：51-60.

[4]李璠，李敬仪，卢晔，等.甘肃省民乐县东灰山新石器遗址古农业遗存新发现[J].农业考古，1989(1)：56-69，73.

[5]同[4].

[6]同[4].

[7]甘肃省文物考古研究所，吉林大学北方考古研究室.民乐东灰山考古——四坝文化墓地的揭示与研究[M].北京：科学出版社，1998.

[8]王一曼. 东灰山遗址的环境意义与河西走廊史前文化兴衰[C]//尹泽生，杨逸畴，王守春.西北干旱地区全新世环境变迁与人类文明兴衰.北京：地质出版社，1992，98-109.

[9]ROWAN K F, Li SC, Wu XH et al. Early Wheat in China: Results from New Studies at Donghuishan in the Hexi Corridor[J].The Holocene,2010(20):955 -965.

[10]样品II-12取自自然堆积。

[11]同[9].

[12]由甘肃省文物考古研究所、北京大学考古文博学院、中国社会科学院考古研究所、北京科技大学等单位联合组成。

[13]本文对谷物类炭化种子的计量，将粟、黍大于二分之一且胚部特征明显的籽粒纳入粟、黍绝对数量的统计；将小麦、大麦、裸大麦籽粒残片大于1/2者与完整的种子等同为一个个体进行计数 ；小麦、大麦、裸大麦的穗轴单独统计，未纳入其籽粒的计数；但穗轴的出现纳入出土概率的统计。

[14]李水城，王辉.东灰山遗址碳化小麦再议[C]//北京大学考古文博学院，北京大学中国考古学研究中心.庆祝李仰松先生八十寿辰论文集，考古学研究（10）.北京：科学出版社，2012，399-405.

[15]同[9].

[16]2005年取样的地层II-12为自然层，同时未发现任何植物种子，故将此样品排除讨论。

[17]2005年的浮选结果未对大麦和裸大麦遗存作进一步分类，就其发表的照片而言，存在炭化的裸大麦穗轴遗存。

[18]蒋宇超，李水城.酒泉三坝洞子遗址出土植物遗存的初步分析[C]//甘肃省文物考古研究所，北京大学考古文博学院.酒泉干骨崖.北京：文物出版社，2016，415-417. [19]蒋宇超，陈国科，李水城.甘肃张掖西城驿遗址2010年度浮选结果分析[J].华夏考古，2017(1).

[20]贾鑫.青海省东北部地区新石器－青铜时代文化演化过程与植物遗存研究[D].兰州大学博士学位论文，2012.

[21]张晨.青海民和喇家遗址浮选植物遗存分析[D].西北大学硕士学位论文，2013.

[22]杨颖.河湟地区金蝉口和李家坪齐家文化遗址植物大遗存分析[D].兰州大学硕士学位论文，2014.

[23]傅大雄.西藏昌果沟遗址新石器时代农作物遗存的发现、鉴定与研究[J].考古，2001(3)：66-74.

[24]赵志军.青海互助丰台卡约文化遗址浮选结果分析报告[J].考古与文物，2004(2)：85-91.

[25]Ma MM, Dong GH, Jia X et al. Dietary shift after 3600 cal yr BP and its inf uencing factors in northwestern China: Evidence from stable isotopes. Quaternary Science Reviews, 2016(145): 57-70.

（责任编辑 张鹏程）

Donghuishan site, Siba culture, Archaeobotany, Naked barley, Barley

This article presents results of f otation samples taken from the Siba culture horizons at the Donghuishan Site in Minle County, Gansu Province. Identif cation and statistical analysis on the abundant carbonized seeds and rachis show that there is a high ubiquity of foxtail millet (Setaria italica) along with broomcorn millet (Panicum miliaceum), pointing to the importance of these two crops in the subsistence, while other crops are in small quantities as a supplement, including wheat (Triticum aestivum) and mainly on barley (Horduem vulgare) and naked barley (Horduem vulgare var. nudum). In addition, the naked barley was identif ed for the f rst time in Hexi-Corridor. Combined data with surrounding areas show that the Hexi Corridor played an important role in the introduction of wheat and barley to China but it is important to note that millets have been the most important crops in this region.

＊本文得到国家哲学社会科学重大项目“早期东西文化交流研究”（项目号：12&ZD151）的资助。