湖北查海遺址植物多樣性與生業(yè)經(jīng)濟(jì)模式初探

湖北查海遺址植物多樣性與生業(yè)經(jīng)濟(jì)模式初探

查海遺址位于遼寧省阜新蒙古自治縣沙沙市查海村西南約2.5公里處。1986~1994年,遼寧省文物考古研究所等單位對遺址進(jìn)行過7次發(fā)掘1。1993年在發(fā)掘過程中采集了少量炭化植物標(biāo)本,包括木炭和炭化種子、果實(shí),其中木炭和果實(shí)是發(fā)掘過程中采集的肉眼可見的標(biāo)本,而炭化種子則是后來在實(shí)驗室中從土樣中篩選出來的。這些標(biāo)本于2010年秋在山東大學(xué)第四紀(jì)環(huán)境與考古實(shí)驗室進(jìn)行了種屬鑒定和分析。作為東北地區(qū)年代較早的考古遺址之一,查海遺址炭化植物遺存的鑒定和分析結(jié)果,為探討聚落周圍的植被和人類利用植物的方式提供了重要證據(jù)。一、炭化種子標(biāo)本的處理木炭標(biāo)本采自F26、F32、F34和T0511等4個單位。種子和果實(shí)標(biāo)本的田野編號是27(92FCF16,一粒炭化果實(shí))、28(94FCI區(qū)F49,一個土樣)、30(炭化果實(shí)若干,但無任何遺跡編號)。木炭標(biāo)本的處理方法是:在各單位樣品中隨機(jī)選擇15塊,做橫、徑、弦三個切面后,放入HITACHITM-1000掃描電鏡下鑒定、拍照。種屬鑒定主要參考《中國木材志》2等專著。炭化種子果實(shí)標(biāo)本的處理方法是:將土樣過篩,獲得了炭化種子若干,并將其與炭化果實(shí)一起進(jìn)行種屬鑒定和分析,之后對這些植物遺存進(jìn)行拍照和測量。種子和果實(shí)的種屬鑒定主要參考《植物考古:種子果實(shí)研究》3等著作。二、評估結(jié)果表明1.細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)特征4份樣品共發(fā)現(xiàn)8種闊葉樹種屬,包括樺木屬、麻櫟屬、楊屬、榆樹屬、樸樹屬和3種未知的闊葉樹(表1)。樺木屬的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪略明顯,散孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形、卵圓形,單管孔及徑列復(fù)管孔2~4個,少數(shù)呈管孔團(tuán),散生,管孔略少,大小略一致,分布略均勻,侵填體未見,軸向薄壁組織量少,呈輪界狀,木射線密度中,極細(xì)至略細(xì);徑切面螺紋加厚未見,復(fù)穿孔、梯狀,射線組織同形單列及多列;弦切面單列射線多高5~15個細(xì)胞,多列射線寬2~4個細(xì)胞,多高10~25個細(xì)胞。麻櫟屬的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面上生長輪明顯,環(huán)孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形及卵圓形,早材管孔略大,連續(xù)排列成早材帶,寬1~2列管孔,部分具侵填體,早材至晚材急變,晚材管孔略小,徑列,軸向薄壁組織量多,多為星散—聚合及離管帶狀,木射線分寬窄兩類;徑切面螺紋加厚未見,單穿孔,射線組織同形單列及多列;弦切面木射線非疊生,窄木射線通常單列,多高5~15個細(xì)胞,寬木射線最寬處寬至許多細(xì)胞,高許多細(xì)胞。楊屬的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪較明顯,散孔材至半環(huán)孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形、卵圓形,具多角形輪廓,多為單管孔及短徑列復(fù)管孔2~4個,偶呈管孔團(tuán),散生,管孔數(shù)多略小,侵填體未見,軸向薄壁組織量少,木射線密度中至密,極細(xì)至略細(xì);徑切面螺紋加厚未見,單穿孔,射線組織同形單列,偶為異形Ⅲ型;弦切面射線單列(偶至2列),多高10~18個細(xì)胞。榆樹屬的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,早材管孔略大,導(dǎo)管橫切面為圓形及卵圓形,連續(xù)排列成早材帶,多寬1~3管孔,具侵填體,早材至晚材急變,晚材管孔略小,橫切面上為不規(guī)則多角形,軸向薄壁組織多為傍管狀,常與晚材導(dǎo)管一起排列成弦向帶或波浪形,木射線密度稀至中,極細(xì)至中;徑切面螺紋加厚明顯,單穿孔,射線組織為同形單列及多列;弦切面單列射線高1~23個細(xì)胞或以上,多列射線通常寬2~7個列細(xì)胞,多高5~50個細(xì)胞。樸樹屬的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,早材管孔略大,導(dǎo)管橫切面為圓形及卵圓形,連續(xù)排列成早材帶,寬2~5(通常2~3)管孔,侵填體可見,早材至晚材略急變,晚材導(dǎo)管常具多角形輪廓,多呈管孔團(tuán),軸向薄壁組織在晚材帶上多圍繞管孔連續(xù)排列成波浪形弦列或斜列,木射線密度中,極細(xì)至中;徑切面螺紋加厚僅存在于小導(dǎo)管管壁上,單穿孔,射線組織異形Ⅱ型;弦切面單列射線高1~18個細(xì)胞,多列射線多寬4~9個細(xì)胞,多高12~53個細(xì)胞,部分射線具有鞘細(xì)胞。未知1的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面上生長輪明顯,環(huán)孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形及卵圓形,早材管孔略大,連續(xù)排列成早材帶,侵填體少,早材至晚材急變,晚材管孔略小,徑列,軸向薄壁組織量多,木射線中至密,較細(xì)至極細(xì);徑切面小導(dǎo)管螺紋加厚,射線組織同形單列及多列;弦切面多列射線,多寬3~6個細(xì)胞,多高15~30個細(xì)胞。未知2的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形或卵圓形,早材管孔略小至中,連續(xù)排列成明顯早材帶,早材至晚材急變,晚材管孔略小,單管孔及徑列復(fù)管孔(通常2~5個),散生或短徑列,軸向薄壁組織量較多,木射線稀至中,略細(xì)至中;徑切面螺紋加厚未見,單穿孔,射線組織同形單列及多列,偶見異形Ⅲ型;弦切面單列射線高1~10個細(xì)胞或以上,多列射線多寬2~4個細(xì)胞,多高9~30個細(xì)胞。未知3的顯微結(jié)構(gòu)特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,導(dǎo)管橫切面為圓形及卵圓形,早材管孔中至略大,早材至晚材略急變,晚材管孔略小至甚小,單管孔,短徑列復(fù)管孔(2~3個)及少數(shù)管孔團(tuán),散生,軸向薄壁組織在晚材中分布較多,木射線稀至中,甚細(xì)至略細(xì);徑切面螺紋加厚未見,單穿孔,射線組織同形單列及多列;弦切面多列射線寬2~4個細(xì)胞,多高10~30個細(xì)胞。2.種高度生長情況炭化種子和果實(shí)鑒定結(jié)果見表2。共發(fā)現(xiàn)約10種植物的果實(shí)和種子,包括山杏(Armeniacavulgarisvar.ausu)的內(nèi)果皮、胡桃屬(Juglanssp.)的內(nèi)果皮、榛子(Corylussp.)的果殼、豆科(Leguminosae)植物種子、禾本科大狗尾草(Setaria.faberiiHerrm.)、狗尾草[Setaria.viridis(L.)Beauv.]和馬唐屬(DigitariaHall.)的穎果等,還有幾個未知種子。(1)F16,僅1粒果實(shí),稍殘。略呈扁球體,7.5×9.5毫米。果肉內(nèi)部可見5個心室,僅保留1粒種子。種子呈不完全對稱的卵形,一邊稍厚,另一邊稍薄,表面可觀察到有凸起的細(xì)棱紋和網(wǎng)紋。暫不能確定種屬。(2)F49,從土樣中篩出126粒炭化種子,有豆科27粒和禾本科97粒,還有2粒未知種屬者。1)豆科種子根據(jù)種子形態(tài)特征和大小,27粒豆科種子可細(xì)分為豆科1和豆科2兩類,具體種屬尚無法確定。以下分別介紹:豆科1共23粒,呈卵圓至橢圓形,表面光滑,部分種臍不明顯,可見種臍的均在一側(cè)偏基端。種子長1.3~1.6、寬0.9~1.3毫米(圖版二,1)。豆科2共4粒,與豆科1相比種子較胖圓,呈寬卵圓形,表面光滑,種臍不明顯。長1.5~1.6、寬1.1~1.3毫米。2)禾本科植物的穎果有狗尾草屬(包括大狗尾草、狗尾草)和馬唐屬。狗尾草屬共43粒。其中一種可能是大狗尾草(SetariafaberiiHerrm.),17粒,其中4粒帶完整稃殼,外稃具細(xì)橫皺紋,整體呈闊橢圓形,背部極拱凸,腹部平,長2.3~2.9、寬1.2~1.9毫米。穎果呈橢圓形,胚區(qū)不明顯,背鼓而腹平,測量完整的6粒長1.9~2.2、寬1.3~1.6毫米(圖版二,2);另一種可能是狗尾草[Setariaviridis(L.)Beauv.],26粒,均帶稃殼,外稃帶細(xì)點(diǎn)狀皺紋,內(nèi)附帶細(xì)顆粒狀突起,背拱腹平,長1.4~1.8、寬0.9~1.4毫米(圖版二,3)。馬唐屬共54粒。從形態(tài)上的細(xì)微差別或可再分為兩類。馬唐屬1有2粒,穎果呈窄卵形,其中1粒殘長1.8、寬0.9毫米;另1粒完整長1.8、寬0.8毫米,基部可見臍。疑為馬唐[Digitariasanguinalis(L.)Scop.]或毛馬唐(Digitariasanguinalisvar.ciliarisauct.)。馬唐屬2有52粒,穎果呈兩端略尖的長卵圓形,大部分帶稃殼,內(nèi)稃不明顯,外稃膜質(zhì),隱約可見縱條紋,長1.4~1.8、寬0.7~1毫米(圖版二,4)。3)2粒未知種屬的種子未知1:橢圓形,表面光滑,一面圓鼓一面扁平,未見種臍。形狀似豆科。未知2:近圓形,背拱腹平,似有外稃包裹,長2、寬1.8毫米。(3)F26樣品出土炭化種子包括1粒山杏核、18粒完整杏仁和杏仁碎屑以及2粒未知種子。山杏核近圓形,中間凸起,邊緣扁平有溝棱,種子表面光滑,長11.09、寬10.96、中部最厚處6.69毫米(圖版二,5)。杏仁完整者18粒,近圓形,一邊稍尖,部分保留有核膜,膜上有縱向細(xì)紋,平均長8.77、平均寬7.66、平均厚5.22毫米,另有杏仁碎屑和杏核殼碎片。未知種屬種子共2粒,其中1粒正面呈寬橢圓形,側(cè)面為卵圓形,因保存狀況差而表面紋飾不清,可觀察的到不明顯的小凹坑,長8.80、寬7.14、厚5.81毫米;1粒稍殘,正面呈中間寬兩端尖的梭形,側(cè)面一面圓鼓一面扁平,表面凹凸不平,長9.63、寬7.26毫米。(4)F2,出土的炭化植物為山杏(Armeniacavulgarisvar.ausu),包括完整的杏核和杏仁,另有杏核碎片若干。杏核包括9粒完整的和若干核殼碎片,完整者呈近圓形,一端稍尖,表面光滑,中部略鼓起,邊緣稍扁,平均長12.58、寬11.17、厚7.48毫米(圖版二,6)。2粒完整杏仁近圓形,一端尖,整體較扁,平均長10.25、寬8.76、厚5.84毫米。(5)F51,出有2塊胡桃屬(Juglanssp.)核殼碎塊,核殼上縱溝明顯,形態(tài)上與北福地遺址發(fā)現(xiàn)的核桃楸4相近,但由于保存不佳已碎成多塊,照片中無法看清核桃楸的整體特征,故在此定為胡桃屬。(6)F53,出有若干山杏核碎片。另有1塊疑似為榛子(Corylussp.)的果殼碎塊,上有縱向并列的長約1毫米的細(xì)密裂線。三、炭化山核桃著色劑考古遺址中出土的樹種是人類對植物進(jìn)行選擇的結(jié)果,但是這些植物仍然能夠在一定程度上代表聚落的區(qū)域植被,特別是史前時期,聚落中使用的木材資源多來自于聚落周邊的自然植被,因而從某種程度上能夠代表聚落的區(qū)域植被類型5。查海遺址木炭鑒定結(jié)果顯示,遺址中發(fā)現(xiàn)的種類以麻櫟屬為主,此外包括樺木屬、楊屬、榆樹屬、樸樹屬等闊葉樹種,均為落葉闊葉林中重要的樹種。麻櫟屬是暖溫帶落葉闊葉林區(qū)域地帶性植被的主要類型6;槭樹屬、榆樹屬、椴樹屬等常構(gòu)成各種混交林;楊屬、樺木屬和赤楊屬等常組成山地森林。查海遺址木炭遺存的發(fā)現(xiàn),暗示著7000aBP7聚落周圍存在著大片的落葉闊葉林。與查海遺址同時期的冀北遼西地區(qū)的植物考古分析結(jié)果,也顯示出該地區(qū)分布著大片落葉闊葉林。平谷上宅遺址的石磨盤、石磨棒上發(fā)現(xiàn)了橡子的淀粉粒8,反映7000aBP前后華北平原分布有典型的落葉闊葉地帶性植被——櫟林,并且主要包括了蒙古櫟林、槲櫟林、槲樹林和麻櫟林等,氣候較今溫暖濕潤,與該遺址孢粉分析的結(jié)果相同9。興隆洼10和小山遺址中都發(fā)現(xiàn)了胡桃科的胡桃楸果核,距興隆洼遺址13公里的興隆溝遺址11,F20西北角也出土了10余枚炭化山核桃,研究者認(rèn)為遺址附近曾有落葉喬木生長,推測該區(qū)自然植被可能屬于溫帶森林。沈陽新樂遺址下層12發(fā)現(xiàn)大量榆、櫟屬的花粉,此外,還有柳、胡桃、檉柳、接骨木等屬的花粉,草本植物較少,表現(xiàn)出落葉闊葉林為主的植被特征,結(jié)合炭化植物中發(fā)現(xiàn)了櫟的葉痕及種實(shí)、榛的果實(shí),杏和棗的果核、山楂和山荊的果實(shí),懸鉤子的葉痕及榆古木遺存等,研究者認(rèn)為新樂遺址及其附近多落葉闊葉樹,并以榆樹和櫟樹常見,氣候溫暖濕潤。根據(jù)這些遺址中植物遺存的研究結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)7000aBP左右在冀北遼西地區(qū)普遍分布著大片落葉闊葉林,櫟林是落葉闊葉林中主要的組成,此外還生長著榆樹、柳樹、胡桃樹等大量闊葉樹種。根據(jù)我國的植被區(qū)劃,目前冀北遼西地區(qū)屬于暖溫帶落葉闊葉林向溫帶草原過渡的地區(qū),落葉闊葉林的代表性樹種有遼東櫟、蒙古櫟、槲櫟、山楊等,冀北山地北側(cè)丘陵及山麓發(fā)育著長芒草草原和百里香草原13。這種植被類型與距今7000aBP左右該地區(qū)以櫟林為主的落葉闊葉林的植被景觀有所不同,這可能與古今氣候的變化有很大關(guān)系。約在11.5kaBP時,新仙女木事件結(jié)束,全新世到來,氣溫開始迅速在波動中回升,10kaBP前后,中國西、東部先后進(jìn)入全新世適宜期14,西部地區(qū)古氣候情況在古里雅冰芯和敦德冰芯均有記載15,孔昭宸等在內(nèi)蒙古地區(qū)所作的孢粉分析也發(fā)現(xiàn),11000±230aBP呼倫貝爾盟東部地區(qū)不僅湖沼棋布,而且生長著由松、榆、椴、胡桃等組成的茂盛的溫帶針葉—闊葉混交林16。8.2kaBP全球性氣候轉(zhuǎn)冷的突變事件之后17,8.0kaBP氣溫逐漸回升18,中國東部地區(qū)石筍、泥炭及孢粉等記錄顯示,全新世適宜期在我國東部季風(fēng)區(qū)一直持續(xù)至5kaBP19,在全新世適宜期的背景下,冀北遼西地區(qū)也應(yīng)該更加溫暖濕潤,而7000aBP查海遺址的發(fā)現(xiàn)恰好證實(shí)了該時期的氣候狀況。對比研究結(jié)果,顯示查海遺址木炭分析中存在一定的局限性。扎賚諾爾地區(qū)和上宅遺址的孢粉中均發(fā)現(xiàn)了針葉樹種,距今11460±230aBP的扎賚諾爾地區(qū)發(fā)現(xiàn)了樟子松和冷杉的孢粉,分別占該層花粉總數(shù)的2.6%和2.3%16,平谷上宅遺址發(fā)現(xiàn)8粒6340±200aBP松屬的孢粉,占該層花粉總數(shù)的15%20,但是到目前為止,查海遺址并沒有發(fā)現(xiàn)針葉樹種,這可能存在兩個原因,一是取樣單位較少,非系統(tǒng)全面的采集樣品,造成植物種類在鑒定中的偏差;二是可能該聚落居民對針葉樹的利用較少,至少顯著少于闊葉樹,所以在遺址中保存下來的數(shù)量就相應(yīng)較少,其中冷杉生長于海拔2000~4000米的地區(qū)21,適于潮濕、陰冷的環(huán)境22,查海遺址周圍的山地垂直地帶可能分布著針闊混交林,而聚落周邊主要生長著大片落葉闊葉林,在森林植被茂盛的情況下,人們主要從聚落周邊獲取木材資源。綜上所述,查海及周圍考古遺址出土植物遺存分析結(jié)果顯示,查海遺址乃至冀北遼西地區(qū)的廣大范圍內(nèi),距今7000年前后,聚落周圍普遍生長著包括麻櫟屬、樺木屬、楊屬、榆樹屬、樸樹屬在內(nèi)的闊葉樹種,而目前該地區(qū)的低山丘陵和平原地帶主要植被類型是草原,森林植被很少,這一方面可能是人類活動導(dǎo)致原生植被減少,也可能反映出7000aBP年前后比現(xiàn)在更加溫暖濕潤,中國全新世氣候變遷研究也顯示了相似的趨勢。此外,查海遺址沒有發(fā)現(xiàn)針葉樹種,可能與采樣數(shù)量少和采樣不系統(tǒng)有關(guān),也可能與人類對森林資源的選擇利用有關(guān),只有開展多遺址、系統(tǒng)科學(xué)采樣,才可能準(zhǔn)確回