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1、 1/10 植物考古学（讲稿）中国社会科学院考古研究所 xx 志军 第一部分植物考古学简史 顾名思义，植物考古学是专门研究考古遗址出土植物遗存的，有关考古出土植物遗存的报道最早可以追溯到 19 世纪，例如，当时在干燥的埃及古墓中曾发现过脱水植物遗存，在瑞士古代湖边遗址中发现了长期被水浸泡的植物遗存，等等。但是，这些植物遗存的出土完全是一种偶然，主要是由于特殊的埋藏环境为植物遗存的保存提供了条件。另外，当时对这些植物遗存的研究完全是由植物学家独立进行的，其研究结果仅限于对植物种属的鉴定，基本上没有涉及与人类文化的关系，所以这些发现和研究还算不上真正意义上的植物考古学。20 世纪 40 年代初，在
2、植物学的研究中出现了一个新的概念，称作“人文植物学”，专门探讨植物与人之间的相互关系。这一植物学的新概念立即引起了考古学界的关注，一些比较敏感的、思路开阔的考古学家开始意识到，如果能够通过考古发掘发现古代植物遗存，然后再探讨古代人类与古代植物的关系应该是一件非常有意义的事情。于是，一些考古学家就开始试图通过考古发掘主动地寻找古代植物，邀请植物学家参与考古项目，并与植物学家共同对出土的植物遗存进行的研究。但是，当时还是没有找到一种通过考古发掘获取植物遗存的有效的方法，他们的发现依然是靠运气，比较系统的植物遗存资料主要还是来源于那些位于干燥地区的遗址或长期被水浸泡的遗址。20 世纪 60 年代，考
3、古学界爆发了一场有关考古学理论和方法的大讨论。一些年轻的考古学家开始意识到了考古学研究不应该仅局限于对所发现的古代文化遗存的描述和对古代文化时空框架的构建，而是应该进一步地运用所发现的考古资料复原古代人类生活方式，解释古代人类文化的发展与过程。由于植物与人类的生活息息相关，复原古代人类生活方式就必然离不开对植物遗存的研究，因此，如何有目的地通过考古发掘系统地发现古代植物遗存就成为了当时亟待解决的一个新问题，在这种背景下，浮选法应运而生了，当浮选法开始被应用到考古发掘中后，考古学家终于可以按照自己的意愿主动地在任何遗址或遗址中的任何区域寻找和发现古代植物遗存。2/10 浮选法的应用有效地解决了在
4、考古发掘过程中如何发现和获取古代植物遗存这 一难题，丰富了考古资料，极大地扩展了考古学研究的内容，继续由田野考古学家兼营植物考古学的研究就显得有些力不从心了，于是，一些考古学者在植物学家们的帮助和培训下，或者一些植物学者在考古学家的帮助和培训下，开始专门地从事研究古代植物遗存及其与古代人类文化的相互关系，并不断地创新和发展有关这一研究领域的理论和方法。于是，植物考古学作为考古学中的一个新的研究分支逐步地建立和发展起来。第二部分植物考古学定义 植物考古学属于考古学的研究范畴，这主要是由其研究目的所决定的。植物考古学的研究目的就在于通过考古发掘发现和分析古代植物遗存，以便认识和了解古代人类与植物的
5、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。植物考古学的研究对象是：通过考古发现的与古代人类活动直接或间接相关的古代植物遗存。所谓与人类活动直接相关的是指那些根据人类的不同需求被人类利用的植物，如食物、燃料、建筑材料、工具及用具等，所谓与人类活动间接相关的是指那些影响到人类生活的植物，如依附于人工生境的杂草、人类活动范围内的自然植被等。既然植物考古学的独特之处在其研究对象上，那么，针对这些特殊的研究对象，植物考古学必须拥有着自己特有的一套田野工作手段、实验室操作程序和分析研究方法，例如样品的采集，植物遗存的提取，植物种属的鉴别，对结果的定性和定量分析，对遗存的文化内涵和社会背
6、景的诠释，等等。植物考古学是通过认识和了解古代人与植物的相互关系而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最终研究目的的。这种相互关系可以体现在许多方面，植物考古学的研究内容所涉及的范围十分广泛，考古学家们关心的许多重大问题都可以通过对植物遗存的研究得以解决。植物考古学 3/10 的研究内容涉及的范围很广，概括起来，可以分为两大方面的内容，即复原古代人类生活方式和复原古代人文生态环境 第三部分植物考古学的研究内容 一、对古代人类食物结构的研究 古代人类食物结构的研究说俗些就是研究古人吃什么。决定人类食物结构的三大要素：1基本营养成分的需求 2生态环境的制约 3文化观念的影响 人类
7、对食物的选择首先是为了满足其对基本营养成分的需求。人类属食物选择范围很广的杂食类动物，但同所有的生物一样，人类的食物摄取应该具有一定的基本营养成分。事实上，自然界中能够提供这些基本营养成分的可食性物质非常多，古代人类通过对其生态环境的长期认识和了解，能够十分科学地从当地生物环境中选择出适当的食物种类组合以平衡其对不同营养成分的需求。除了基本营养成分这个决定因素外，特定的生态环境条件也制约着人类对食物的选择范围。有关生态环境对人类食物选择范围的这种制约作用，在我们判断和分析考古遗址出土的一些敏感植物遗存时尤其应该引起注意。人类食物结构的组成不仅仅局限于人类本性的需求和生态环境的制约，人类文化的作
8、用，如传统观念、宗教信仰、生活习惯、禁忌、图腾等都有可能影响到人类对食物的选择范围。二、对古代经济形态的研究 1.采集与狩猎经济形态 农耕经济出现之前，人类获取食物的方式主要是采集与狩猎。有学者曾对近代分布于世界各地的以采集狩猎经济为主体的部落群体的食物结构进行过分 4/10 析比较，结果发现，在其调查的部落群体中大多数是以采集为主要获得食物的方法，古代采集狩猎经济群体的食物结构可能也大多是以植物类食物为主的。因此，要想完整、科学、准确地对那些农耕经济出现之前的、尚处于采集狩猎经济阶段的早期考古学文化的经济形态进行探讨，就必须注意对植物遗存的研究。与动物骨骼相比，植物遗存更不易保存，采集工具也
9、不象狩猎工具那样复杂和专业，事实上很多采集活动仅靠空手即可完成，至多配备一些无需特殊加工的简单工具，这确实给我们研究古代采集经济带来了一定的困难。但是，如果我们能够正确地认识到这一现实，在考古发掘中有意识、有目的地采用科学的植物考古学手段尽可能地发现和获取植物遗存，然后运用植物考古学理论和方法对所发现的植物遗存加以系统地分析和研究，就有可能在有关考古报告中或研究论述中避免过分地强调狩猎活动的重要性，而低估甚至忽略采集经济在早期考古学文化中的地位。2.xx 经济形态 栽培作物与驯化动物的出现不仅是人类获取食物方式的一个转变，也是人类社会经济发展史上的一场革命。很显然，对栽培作物起源的研究离不开植
10、物考古学。在 上个世纪六、七十年代，国际学术界曾就栽培作物的起源以及农业的起源等问题在理论探讨上掀起过一个高潮，就与当时的植物考古学的发展，尤其是浮选法开始在田野考古发掘中广泛的应用，是密切相关的。上个世纪九十年代，有关稻作农业起源的问题在我国考古学界突然成为一个热门课题，与植硅石研究手段的引进和应用有一定的关联。如果在今后的考古发掘和研究中能够再注意科学地、规范地采用植物考古学的另一个更为有效的手段，即以浮选法为基础的植物遗骸研究手段，对稻作农业起源的研究一定还会有新的突破。相对稻作农业起源的研究，有关我国北方旱作农业起源的讨论一直比较冷清，一个重要的原因就是植物考古学未能被普遍地、有效地应
11、用到考古发掘和研究中。与栽培稻的研究不同的是，利用植硅石鉴定粟和黍尚有些难度，浮选法是目前唯一可以用来解决粟类作物起源问题的植物考古学研究手段，在这方面我们已经有了成功的经验。例如前几年我们在内蒙赤峰兴隆沟遗址开展的大规模浮选工作，就发现了距今 8000 年前的炭化粟和黍。5/10 3.农业与 xx 形成的关系 以农耕经济为主体的社会群体是依赖栽培作物特别是谷物为主要食物来源的，总体上讲，世界上以及中国境内不同地区的早期农耕经济所依赖的栽培作物种类已基本清楚，但这并不说明植物考古学就无用武之地了。以华夏文明起源的研究为例，绝大多数的学者都会把农业的发展列入文明形成的重要前提条件之一，但是，当时
12、的农业究竟出现了什么样的发展和变化，这些发展和变化又是如何影响到了文明的形成过程，就说不清楚了，原因很简单，缺乏充足的考古实物证据。农业以种植业为主，种植的是植物，探讨古代农业经济的发展自然离不开植物考古学的参与。在过去的几年中，我们就这一问题曾展开了系统的植物考古学研究。通过对位于中原地区的一系列龙山时代和夏商西周时期的考古遗址开展浮选工作，我们获取了大量的炭化植物遗存。经过对这些出土植物遗存的分析和研究发现，在华夏文明形成时期，中原地区的农业经济确实发生了很多显著的变化：（1)普遍发现有炭化稻谷遗存，（2）发现了小麦遗存，（3）中原地区的农业生产开始由相对单一的农作物种植制度向多品种农作物
13、种植制度转化。由此可以看出植物考古学的重要性，文明初始阶段，文献记载有限，考古学是重建这一阶段历史的主要手段。考古学是以物说话的，有关植物遗存方面的资料和信息需要通过植物考古学去发现与研究。三、对古代社会结构的研究 考古出土的遗迹遗物不仅仅是古代人类物质文化的具体表现，同时也体现着古代社会政治结构方面的内容，并包含着古代人类思想意识方面的内涵。通过对具体的物质文化的分析，探讨古代社会政治结构的特点和发展，了解古代人类精神世界的 活动，应该列入现代考古学的研究范畴。作为考古发掘获得的古代文化遗物的一种，植物遗存也同样具有着这种向更深一步研究的潜力。通过系统地植物考古学研究，考古出土的植物遗存不仅
14、是我们探索古代社会经济基础方面的 6/10 重要资料，同时也能为我们了解古代社会上层建筑方面的情况提供重要的线索。四、对古代生态环境的研究 复原古代生态环境是现今植物考古学的另一个主要研究方向。生态环境作为一种系统，其中任何一个因素的改变必然会引起其它一系列因素的变化。气候是形成自然环境的主导因素之一，气候的变化直接影响到区域的植被类型、动物群组成、土壤性质、水域面积和水网分布等。对古代气候变化规律的研究有多种途径，一般是从复原古代植被入手。古代植被的复原主要依靠对连续的自然堆积中所包含的植物遗存的鉴定和分析，而对自然堆积中的植物遗存的鉴定和分析主要应用孢粉学的研究手段。传统上，利用孢粉复原古
15、代植被是被划归在地质学研究的范畴，但是，由于地质学与考古学的研究目的不同，纯地质学的古代植被复原往往不能满足考古学的要求。例如，已历时一万余年的全新世在地质学的古代植被复原中常常是被当作几个甚至一个时间单位来分析的，但是考古学者希望了解的却是在这一历史时期内植被与气候的千年之间甚至百年之间的变化规律。因此，以考古学为研究目的的古代植被复原在可能的情况下最好由植物考古学者来承担。如何将环境研究与考古学研究的目的紧密结合是环境考古学有别于其它环境研究学科的标志，因此，运用植物考古学进行古代生态环境复原应该以解决考古学的问题为研究目的。植物考古学是考古学分支，植物考古学所做的一切工作，包括对生态环境
16、的研究，其最终目的都是为了解决考古学的问题。第四部分植物考古学的研究方法 植物是易腐烂的有机物质，因此不是任何植物或任何植物组织在任何条件都可以长期地保存在考古遗址中，就目前所知，在考古发掘中最有可能发现和获取的古代植物遗存有四大类，即炭化植物遗骸、植硅石、孢粉和淀粉颗粒。后三类植物遗存均是微小物质，必须要在高倍显微镜下方可观察到，因此又被统称为植物微小遗存，而植物遗骸用肉眼或放大镜至多借助低倍显微镜就可观察分析，因此又被称为植物大遗存。一、植物遗骸的研究 7/10 考古出土的古代植物遗骸主要是植物身上一些比较坚固的部分，如粗壮的茎或根的残块、具有厚硬果皮的果实、或具有坚硬种皮的种籽，具体到考
17、古学最为关心的古代农作物就是各种谷粒、豆粒、薯芋碎块，等等。然而，这些植物遗骸虽然相对坚实，但长期埋藏在土壤中仍然会腐朽消失，因此，除了某些特殊的埋藏环境，就大多数考古遗址而言，主要那些被炭化的植物遗骸才有可能被长期地保存在古代文化堆积中。相比较而言，植物遗骸的提取过程最为简单、种属的鉴定也比较为精确、而且其出土位置与原生地点基本一致，有助于研究植物遗存与遗址中某项遗物或遗迹的对应关系，因此，植物遗骸研究是现今应用最为普遍的、也是最为有效的植物考古学研究手段。另外，植物遗骸的提取过程，即我们常说的“浮选法”，是由考古人员自己在田野发掘过程中进行的，而微小植物遗存的提取则必须由受过专门训练的人员
18、在实验室内进行，因此，植物遗骸研究也是与我们田野考古工作者关系最为密切的植物考古学研究手段。1.浮选设备的制作及操作方法 简易的浮选设备一般靠人力操作，费时费力而且植物遗存的提取率低，但制作简单，便于搬运，用水量少，对田野工作的条件要求不高。复杂的浮选设备一般附加有外部动力，制作费用高，不宜来回搬运，用水量大，对田野工作条件的要求较苛刻，但操作简单，工作效率高，提取效果好。事实上，任何式样的浮选设备都无法达到百分之百的提取率，但只要所使用的浮选设备在实际操作中能够保持相对稳定的提取率，就可以通过对浮选误差的分析，得出正确的研究结果。2.浮选土样的采集方法 设计正确的采样方法是运用浮选法获取植物
19、遗存最为关键的一环，是浮选结果最终能否体现研究目的的基础。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，或对一个区域内的考古遗址群的调查。针对性采样法是指有针对地从遗址中选择不同的埋藏背景进行采样，如灰坑、灰沟、房址、灶坑、窖穴、墓葬、器物内存土或破碎器物下积土，等等。8/10 针对性采样法一般适应于发掘经费和时间都比较适中的常规考古发掘，也是目前最常用的一种采样方法。网格式采样法是指在人为划定一个堆积范围内打出网格系统地采取土样进行浮选，所划定的范围可大可小，大至整个遗址，小到一个房址甚至一个灰坑。如果设计的网格尺寸大而且文化堆积又较厚，可以
20、根据随机取样的原则在网格内选择几个 取样点采集堆积土，然后将这些土混合在一起构成为一份浮选土样。在很多情况下，网格式采样法可以与针对性采样法结合起来使用，即对遗址中某些重要的或面积较大的遗迹采用网格式采样法，而对遗址中其它堆积则采用针对性采样法。总之，具体采用那种采样方法应该根据研究的目的并结合遗址的具体情况而定。3.浮选结果的实验室处理 4.浮选结果的分析方法 二、植硅石的分析 植硅石是硅化的植物细胞或组织，其形状基本保持着这些细胞或组织的原本形态，因此我们可以根据植硅石的形状特征区别不同的植物细胞或组织类型，进而对植物种类进行鉴别。通过对现代植物的对比观察发现，在植物界并不是所有的植物种类
21、都具有产生植硅石的能力，而那些能够产生植硅石的植物种类所拥有的植硅石类型和数量也不一致，有些植物种类可以产生十几种乃至几十种不同的植硅石类型，而某些植硅石类型有可能存在于几十种、几百种甚至上千种不同的植物种类中。植硅石类型与植物种类之间的这种复杂的对应关系给利用植硅石鉴别植物种属造成了很大的困难。因此，当植硅石被利用到考古学研究中时，首先要解决的问题就是对庞杂的植硅石类型进行识别与分类。就目前的结果看，单子叶类植物尤其是其中的禾本科植物的植硅石类型已经比较清楚，对双子叶类植物的植硅石类型也有了一定的了解，这其中有许多植硅石类型已经可以被准确地鉴定到植物的科、属甚至种。9/10 玉米是可用植硅石
22、进行鉴别的最有把握的一种谷物。通过对现代植物植硅石的对比观察和分析，美国学者皮尔索提出了可以根据一种主要见于黍亚科植物的十字形短细胞的大小来区别玉米与其它植物种类，她将这一发现应用到了考古工作中，在厄瓜多尔发现了距今 5000 年前的玉米遗存，为玉米的起源和早期传播提供新的证据。对稻谷植硅石的研究是由中国、日本和美国的学者分别进行的，他们的研究结果都证实，在稻属植物的植硅石群体中存在几个属一级的可鉴定类型，如叶片中的扇形机动细胞和附有瘤状物的齿缘长细胞，以及颍壳中的峰状表皮毛细胞石等。因此在野生稻的自然分布区域之外，如日本、韩国以及中国北方地区，利用这些植硅石类型就可以十分准确地识别古代稻谷遗
23、存。如何利用植硅石进一步地区分稻谷与野生稻的问题仍在摸索中，根据目前的研究，借助统计学的方法可以将稻谷和野生稻的峰状表皮毛细胞区分开，准确率在 90以上。在稻谷植硅石研究已经取得的这些成果对考古学界探讨稻作农业起源和传播的问题起到了很大的推动作用。与考古遗址中能够发现的其它植物遗存如炭化植物遗骸或孢粉相比，植硅石具 有保存年代久远，原地埋藏、能够比较精确地鉴别某些植物种类等优点，因此植硅石分析方法成为了植物考古学中颇具发展潜力的一个研究分支。但植硅石类型与植物种属之间的对应关系十分复杂，要想在考古学研究中充分地利用植硅石分析方法，还有很多问题尚待解决。三、孢粉分析（略）四、淀粉颗粒分析（略）结语 植物考古学是现代考古学中的不可缺少的组成部分，如何充分地发挥植物考古学的研究潜力、科学地运用植物考古学的研究方法和手段是我国考古学界面临的一个重要课题。与考古学的其它研究领域相同，植物考古学的应用取决于研究的目的，也就是说，主持发掘研究工作的考古学者打算依靠植物考古学解决什么问题。植物考古学能为我们做的事情很多，毫不夸张地讲，几乎每一 10/10 个具体的考古项目都有植物考古学可以发挥作用的课题，这就需要项目主持者在设计研究规划时思路要开阔，能够发现问题，善于提出假设。概括起来就是：在考古发掘工作中开展浮选法是非常必要的，是完全可行的，而且是十分容易的。