劉 洋 生膨菲 張鵬程 尚 雪

（1. 中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所脊椎動物演化與人類起源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2. 中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院考古學(xué)與人類學(xué)系；3.陜西省考古研究院）

渭北高原位于關(guān)中盆地和陜北高原的過渡地帶[1]，包括延安、銅川、寶雞、咸陽、渭南五市，包含白水、富縣等25個縣（區(qū)），總面積達(dá)4.04萬平方公里[2]。該地區(qū)歷史上處于草原文化與農(nóng)業(yè)文化的過渡區(qū)，是研究黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)傳播與發(fā)展的重要區(qū)域。

根據(jù)現(xiàn)有陜西地區(qū)仰韶時期考古學(xué)文化資料，渭北高原南部的白水河流域仰韶文化時期最早年代在半坡文化東莊類型，后經(jīng)歷廟底溝文化、仰韶文化晚期、廟底溝二期[5-7]。目前渭北高原北部地區(qū)新石器時代考古學(xué)研究多為考古調(diào)查，仍缺乏系統(tǒng)性的研究資料[8]。畔上遺址的調(diào)查和發(fā)掘填補(bǔ)了渭北高原地區(qū)仰韶文化早期的考古學(xué)文化空白，使我們初步認(rèn)識了該區(qū)域的考古學(xué)文化面貌。

同時，現(xiàn)有陜西地區(qū)植物考古研究也主要集中于關(guān)中盆地、陜北地區(qū)與渭北高原南部地區(qū)的白水河流域，對渭北高原北部地區(qū)史前旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展與人地關(guān)系等的研究相對較少[9]，使我們對該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷時性變化與區(qū)域性特征缺乏了解。本文對畔上遺址浮選出土植物種子進(jìn)行研究，提供了延安地區(qū)半坡文化時期人類農(nóng)業(yè)活動的直接證據(jù)，另外對半坡文化東莊類型和廟底溝二期兩個轉(zhuǎn)型階段[5、10]的研究為考察該地區(qū)長時段的農(nóng)業(yè)活動特征與人地關(guān)系 提供了條件。

作為中國北方地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)起源與發(fā)展的核心作物[11-13]粟、黍種植的傳播、發(fā)展歷程與特征變化始終是考古研究的熱點(diǎn)。粟黍比例是認(rèn)識史前旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展傳播的歷時性和區(qū)域性特征的重要參考指標(biāo)[14-15]，近年來，利用大植物遺存進(jìn)行粟黍比例的研究為考察黃土高原不同地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展、人地關(guān)系以及人類應(yīng)對全新世氣候變化等問題提供了重要基礎(chǔ)[16-18]。

本研究將高精度年代數(shù)據(jù)與大植物遺存研究相結(jié)合提供了仰韶文化、廟底溝二期、戰(zhàn)國晚期等連續(xù)文化階段的農(nóng)業(yè)活動證據(jù)，嘗試建立畔上遺址新石器時代農(nóng)業(yè)發(fā)展序列，并通過與渭北高原南部的白水河流域地區(qū)、關(guān)中盆地和陜北地區(qū)的粟黍比例差異進(jìn)行對比，以期更好的了解該地先民的農(nóng)業(yè)活動特征。

一、研究區(qū)域

陜西省延安市富縣海拔約687～846米，地質(zhì)構(gòu)造屬華山北麓臺鄂爾多斯地臺一部分，處在溫暖帶北部落葉櫟林亞地帶，年平均氣溫7～9℃，年日照時數(shù)2032-2428h，無霜期平均為130d，年降水量500-600mm[19-20]，屬暖溫帶半干旱氣候。

畔上遺址（109.19°E，36.08°N）又名任家臺遺址（圖一），是目前延安地區(qū)系統(tǒng)發(fā)掘的一處新石器時代遺址，位于延安市富縣茶坊鎮(zhèn)畔上村的南山坡八十畝臺，北鄰黃延高速，向北隔河與廟臺相望，東鄰北塬、西鄰秦家溝、南靠劉家塬。

陜西省考古研究院于2016年4月起對富縣畔上遺址進(jìn)行考古發(fā)掘工作，發(fā)掘面積405平方米。遺址堆積深厚，發(fā)掘深度普遍達(dá)6米以上，發(fā)現(xiàn)有半坡文化（H6、H8、G4等單位）、廟底溝二期文化（H7、H9、H11、H12、G2、G3等單位）、戰(zhàn)國晚期（H1～5、M1、G1等單位）、西漢早期堆積層。本次共發(fā)現(xiàn)灰坑18個、墓葬1座、溝4條，發(fā)掘所獲得重要遺存有半坡文化早期半坡類型的H8和東莊類型的H6、半坡文化晚期的G4、廟底溝二期文化時期G2。在發(fā)掘之余，還對周邊區(qū)域進(jìn)行了考古學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有廟底溝文化、仰韶晚期、龍山文化晚期和西周、戰(zhàn)國等時期遺存。

二、材料與方法

畔上遺址浮選樣品共采集 34份土樣（表一），總計(jì)約 366L（表二），采用“針對性采樣法”[21]，根據(jù)遺跡單位各層采集各時期灰坑樣品 13個、壕溝樣品 14個、墓葬樣品 1個、房址樣品2個、地層樣品4個，以灰坑和壕溝為主。共統(tǒng)計(jì)17個遺跡單位的植物遺存資料，包括10個灰坑、1個灰溝（6層）、1個墓葬、4個地層（表三）。

表一 浮選樣品采集數(shù)量表

表二 浮選樣品重量

表三 遺跡單位數(shù)量表

浮選工作在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行，使用小水桶法，陰干后送交中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系進(jìn)行鑒定與統(tǒng)計(jì)分析。在實(shí)驗(yàn)室階段，我們使用篩網(wǎng)網(wǎng)眼直徑為1mm和0.5mm的篩子篩分炭化種子，并在Nikon SMZ1000體式顯微鏡下進(jìn)行種子挑選、鑒定，并在6倍物鏡下拍攝浮選所得重要種子種屬照片。鑒定依據(jù)現(xiàn)代標(biāo)本及相關(guān)圖鑒。同時，我們將四個文化類型各選取典型遺跡中的5顆炭化黍種子送交美國貝塔分析實(shí)驗(yàn)室（Beta Analytic Inc.）進(jìn)行加速器質(zhì)譜（AMS-14C）年代測試。

未經(jīng)校正的粟黍絕對數(shù)量統(tǒng)計(jì)可能會高估粟在史前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的比重[14]，為解決這一問題，張健平、周新郢等學(xué)者通過現(xiàn)代粟黍作物的重量作為換算因子提出了校正方法[22-23]。在此基礎(chǔ)上，生膨菲結(jié)合民族學(xué)研究，通過現(xiàn)代粟、黍的千粒體積計(jì)算考古遺址出土粟、黍的體積百分比及粟黍體積比進(jìn)行校正[24]。本研究嘗試直接使用出土炭化粟、黍種子的千粒體積計(jì)算粟、黍體積百分比及粟黍體積比，進(jìn)行校正。具體操作如下：

將古代炭化粟和黍（來自陜西白水北山頭遺址）分別計(jì)算單位體積（1ml）的粒數(shù)，重復(fù)10次取平均值，記錄數(shù)據(jù)（表四）。據(jù)此，則古代粟、黍千粒體積估計(jì)值分別為1.16ml和3.18ml。

粟、黍的體積百分比及粟黍體積比的計(jì)算公式如下[24]：

根據(jù)地層疊壓打破關(guān)系與出土遺物分析，畔上遺址的文化堆積大致可分為四個時期，即半坡文化半坡類型、半坡文化東莊類型、廟底溝二期和戰(zhàn)國晚期。經(jīng)碳十四測年，其絕對年代區(qū)間為6220-2337 cal BP（圖二，表五）。其中，廟底溝二期的炭化植物樣品數(shù)量最多，其次為半坡文化（圖三）。

表四 古代粟和黍單位體積（2ml）粒數(shù)統(tǒng)計(jì)表

二、研究結(jié)果

畔上遺址浮選發(fā)現(xiàn) 10種、共計(jì) 1374粒的炭化植物種子（圖四，表六），主要為農(nóng)作物和伴生雜草，也有少量特征不明確或因殘損而失去鑒定特征的未知種屬植物種子。通過鑒定分析，我們認(rèn)為畔上遺址的糧食作物為粟（Setaria italica）和黍（Panicum miliaceum）兩種，共計(jì)1251粒，占浮選植物種子總數(shù)的91.05%，處于絕對優(yōu)勢；非農(nóng)作物主要為狗尾草（Setaria viridis）、繁縷（Stellaria media）、酸模葉寥（Polygonum lapathifolium）、泰亞科（Panicoideae）、藜科（Chenopodiaceae）、莧科（Amaranthtaceae）、豆科（Leguminosae）、禾本科（Poaceae）等植物，共計(jì)123粒，多為伴人的農(nóng)田雜草，占浮選植物種子總數(shù)的8.95%。各時期炭化植物種子絕對數(shù)量百分比（圖五）。

四、討論

渭北高原作為關(guān)中盆地與陜北高原交流的中間站，是史前旱作農(nóng)業(yè)自關(guān)中向北部擴(kuò)散的必經(jīng)之路。對渭北高原地區(qū)遺址出土農(nóng)作物大植物遺存的研究可為了解旱作農(nóng)業(yè)的傳播和發(fā)展及其與環(huán)境變化之間的關(guān)系提供依據(jù)。畔上遺址提供了渭北高原北部地區(qū)長時段人類農(nóng)業(yè)活動的植物考古資料，是目前旱作農(nóng)業(yè)傳播至渭北高原地區(qū)的最早證據(jù)，對補(bǔ)充該地區(qū)考古學(xué)文化及農(nóng)業(yè)的發(fā)展有重要意義。

1.全新世中期畔上遺址農(nóng)業(yè)特征分析畔上遺址炭化植物種子出土密度為3.75粒/升，總體密度相對較低[25]。其中，通過對不同遺跡中炭化植物種子出土密度的分析，灰坑和灰溝不僅在樣品采集數(shù)量（13和14個）、重量（137和152升）、出土炭化種子數(shù)量（327和996粒）上占據(jù)較高比重，炭化種子出土密度也相對較高，達(dá)到2.39和6.55粒/升，超過墓葬、房址等遺跡單位的種子出土密度，與考古學(xué)認(rèn)識相符。粟黍農(nóng)作物種子的出土概率遠(yuǎn)超過其他植物種子（圖六，表七），符合遺址中保存更多與人類關(guān)系更密切的植物種子[26]。

表五 畔上遺址加速器質(zhì)譜（AMS-14C）年代測試結(jié)果

表六 畔上遺址出土炭化植物種子數(shù)量與比例統(tǒng)計(jì)

浮選出土的非農(nóng)作物主要為黍亞科、藜科、莧科、豆科、禾本科雜草、狗尾草、繁縷和酸模葉寥，現(xiàn)多為旱田雜草[27]，體現(xiàn)了半干旱的環(huán)境背景。富縣剖面的孢粉研究顯示[28]，該地植被類型可能在全新世早中期類似于干草原型的蒿類—草甸草原，氣候條件比現(xiàn)代更為溫暖濕潤，并在全新世晚期出現(xiàn)“伴人植物”。由此可以推測，此時期氣候適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展，這些雜草隨粟黍收割而進(jìn)入遺址中，側(cè)面印證了農(nóng)業(yè)活動的存在。

2. 渭北高原地區(qū)旱作農(nóng)業(yè)模式變化特征

全新世以來，伴隨著人類農(nóng)業(yè)活動與文化的發(fā)展，先民逐漸通過生物生態(tài)適應(yīng)和文化生態(tài)適應(yīng)[29]來應(yīng)對自然環(huán)境的變化[30-32]。根據(jù)浮選出土大植物遺存，本研究揭示畔上先民自半坡文化至戰(zhàn)國時期（6200-2300 cal BP）始終以粟黍?yàn)橹饕Z食作物，但經(jīng)歷了一個長期以黍?yàn)橹飨蛩诘睦迷龆嗟霓r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的歷史過程。7.0-6.0 ka BP是溫暖濕潤的全新世大暖期氣候的持續(xù)階段，氣溫顯著高于現(xiàn)今，是陜西黃土高原各地區(qū)古文化持續(xù)發(fā)展與農(nóng)業(yè)向北擴(kuò)散的環(huán)境基礎(chǔ)[43]。仰韶文化早期（6.2-6.1 ka BP），渭北高原北部地區(qū)的畔上遺址以黍?yàn)橹?。半坡文化東莊類型時期（6.1-5.9 ka BP），畔上遺址仍以黍?yàn)橹?，但粟的比例也小幅升高?.5-5.0 ka BP前后氣溫和降水量開始下降，在4.0 ka BP前后，中國氣候出現(xiàn)一次較強(qiáng)的先變冷繼而干旱的突變，氣候最適期結(jié)束[41-45]。廟底溝二期（4.8-4.2 ka BP），畔上遺址先民對粟的利用明顯增多，實(shí)現(xiàn)了第一次農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。至戰(zhàn)國時期，粟黍體積比又有了緩慢下滑，黍又一次占據(jù)了畔上遺址農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要地位（圖七）。

黍是中國最早被馴化旱作農(nóng)作物[13，33]，相對粟而言具有更好的抗旱性、抗病性，同時對田間管理的需求少；粟產(chǎn)量更高，水分利用效率高，需水量較大[15]。受旱后，粟的產(chǎn)量明顯下降，且低于黍[3]。畔上先民在不同時期對粟黍的選擇差異，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與自然環(huán)境的互動關(guān)系[11、22、34]。

由于水熱條件的差異，渭北高原南部的白水河流域地區(qū)與北部的畔上遺址在對粟和黍的利用上存在歷時性和區(qū)域性差異。我們利用陜西黃土高原地區(qū)現(xiàn)有大植物遺存浮選資料，根據(jù)校正公式計(jì)算出各遺址粟黍體積比（表八），并將各遺址分為陜北地區(qū)、渭北高原北部地區(qū)、渭北高原南部白水河流域、關(guān)中盆地四個區(qū)域，將關(guān)中盆地、陜北地區(qū)粟黍體積比數(shù)據(jù)作為對照組。我們計(jì)算出各區(qū)域粟黍體積比的平均值，繪制各區(qū)域粟黍體積比年代變化曲線（圖八b），粟黍體積比以1.0為界，可以體現(xiàn)出先民利用粟或黍的傾向，嘗試對渭北高原南部與北部地區(qū)的粟黍利用進(jìn)行初步探討。同時，我們將富縣剖面全新世中期樹與灌木孢粉百分比含量變化曲線及全新世中期關(guān)中盆地夏季降水量的變化曲線作為環(huán)境指標(biāo)參考線進(jìn)行對照研究（圖八a）。

表七 畔上遺址不同遺跡炭化植物遺存出土密度

表八 陜北地區(qū)、滑北高原北部地區(qū)、白水河流域、關(guān)中盆地各遺址粟黍體積比

渭北高原南部白水河流域地區(qū)在仰韶文化早期粟黍比重持平。仰韶文化晚期，該地區(qū)粟的比例明顯提升，出現(xiàn)了明顯的粟黍結(jié)構(gòu)變化。在廟底溝二期，渭北高原南部地區(qū)各遺址先民雖然仍以粟為主要農(nóng)作物，但比例大幅下降。在氣候改變的環(huán)境背景下，關(guān)中盆地在廟底溝二期出現(xiàn)了一定程度的文化衰落現(xiàn)象[46]，與關(guān)中盆地地理位置接近、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)相似的渭北高原南部地區(qū)可能也受到一些文化衰落的影響。渭北高原南部地區(qū)的先民選擇了更易生產(chǎn)的黍，減少了對粟的種植。直至龍山時期，該地區(qū)的先民仍以粟為主要農(nóng)作物，且比例急劇上升。龍山時期以后，該地區(qū)粟黍體積比下降，但農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)仍以粟為主。

粟黍體積比年代變化曲線顯示，位于渭北高原北部地區(qū)的畔上遺址，其旱作農(nóng)業(yè)模式與陜北地區(qū)更為相似，黍在全新世中期始終處于比較重要的位置。陜北地區(qū)現(xiàn)有仰韶文化階段遺址大多屬于仰韶文化晚期[4]，畔上遺址的發(fā)現(xiàn)可以補(bǔ)充北部地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。而位于渭北高原南部白水河流域各遺址的旱作農(nóng)業(yè)模式更傾向于關(guān)中盆地，自仰韶文化始粟的利用始終多于黍?？脊艑W(xué)文化上是否也具備這樣的相似性，仍有待進(jìn)一步研究?？傮w而言，渭北高原北部粟黍體積比低于南部地區(qū)（圖八）。環(huán)境對照曲線與全新世中期渭北高原地區(qū)粟黍比的變化曲線基本擬合。渭北高原北部地區(qū)位于半濕潤與半干旱地區(qū)的交界地帶，比南部地區(qū)降水量低，環(huán)境相對干旱。據(jù)此推測，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化與環(huán)境變化息息相關(guān)，粟黍體積比年代變化曲線可在一定程度上反映環(huán)境變化趨勢。

五、結(jié)論

本次研究通過分析出土炭化植物遺存及14C測年資料，初步建立了畔上遺址農(nóng)業(yè)活動年代框架。研究結(jié)果表明，畔上遺址先民在仰韶文化早期就開始了以粟黍?yàn)橹鞯暮底鬓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，并持續(xù)到戰(zhàn)國晚期。通過分析畔上遺址長時期連續(xù)農(nóng)業(yè)活動，我們了解到渭北高原北部地區(qū)的農(nóng)業(yè)特征自仰韶時期以黍?yàn)橹饕r(nóng)作物，在廟底溝二期粟的比例增加，出現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上，通過對比渭北高原南部地區(qū)已有的植物考古研究材料，全新世中期渭北高原地區(qū)南北部粟黍比例變化體現(xiàn)了區(qū)域性特征與歷時性變化，旱作農(nóng)業(yè)自南向北傳播，展現(xiàn)了先民與自然環(huán)境長期互動的歷史過程。其中，全新世中期，渭北高原北部地區(qū)類似陜北地區(qū)，均為以黍?yàn)橹黧w的旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展模式；渭北高原南部與關(guān)中盆地類似，與黍相比，先民對粟的利用更多。本研究突出體現(xiàn)了黃土高原不同地區(qū)先民通過調(diào)整作物組合來實(shí)現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)的生存策略。

致謝：感謝陜西省考古研究院給予的樣品支持，感謝中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系蔣洪恩教授在種子樣品鑒定方面給予的熱心指導(dǎo)與幫助！

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