湖北查海遺址植物多樣性與生業(yè)經濟模式初探

湖北查海遺址植物多樣性與生業(yè)經濟模式初探

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本,包括木炭和炭化種子、果實,其中木炭和果實是發(fā)掘過程中采集的肉眼可見的標本,而炭化種子則是后來在實驗室中從土樣中篩選出來的。這些標本于2010年秋在山東大學第四紀環(huán)境與考古實驗室進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。一、炭化種子標本的處理木炭標本采自F26、F32、F34和T0511等4個單位。種子和果實標本的田野編號是27(92FCF16,一粒炭化果實)、28(94FCI區(qū)F49,一個土樣)、30(炭化果實若干,但無任何遺跡編號)。木炭標本的處理方法是:在各單位樣品中隨機選擇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。炭化種子果實標本的處理方法是:將土樣過篩,獲得了炭化種子若干,并將其與炭化果實一起進行種屬鑒定和分析,之后對這些植物遺存進行拍照和測量。種子和果實的種屬鑒定主要參考《植物考古:種子果實研究》3等著作。二、評估結果表明1.細胞顯微結構特征4份樣品共發(fā)現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)。樺木屬的顯微結構特征:橫切面生長輪略明顯,散孔材,導管橫切面為圓形、卵圓形,單管孔及徑列復管孔2~4個,少數呈管孔團,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,極細至略細;徑切面螺紋加厚未見,復穿孔、梯狀,射線組織同形單列及多列;弦切面單列射線多高5~15個細胞,多列射線寬2~4個細胞,多高10~25個細胞。麻櫟屬的顯微結構特征:橫切面上生長輪明顯,環(huán)孔材,導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個細胞,寬木射線最寬處寬至許多細胞,高許多細胞。楊屬的顯微結構特征:橫切面生長輪較明顯,散孔材至半環(huán)孔材,導管橫切面為圓形、卵圓形,具多角形輪廓,多為單管孔及短徑列復管孔2~4個,偶呈管孔團,散生,管孔數多略小,侵填體未見,軸向薄壁組織量少,木射線密度中至密,極細至略細;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個細胞。榆樹屬的顯微結構特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,早材管孔略大,導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,常與晚材導管一起排列成弦向帶或波浪形,木射線密度稀至中,極細至中;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個細胞或以上,多列射線通常寬2~7個列細胞,多高5~50個細胞。樸樹屬的顯微結構特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,早材管孔略大,導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,晚材導管常具多角形輪廓,多呈管孔團,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,極細至中;徑切面螺紋加厚僅存在于小導管管壁上,單穿孔,射線組織異形Ⅱ型;弦切面單列射線高1~18個細胞,多列射線多寬4~9個細胞,多高12~53個細胞,部分射線具有鞘細胞。未知1的顯微結構特征:橫切面上生長輪明顯,環(huán)孔材,導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,較細至極細;徑切面小導管螺紋加厚,射線組織同形單列及多列;弦切面多列射線,多寬3~6個細胞,多高15~30個細胞。未知2的顯微結構特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,導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個細胞或以上,多列射線多寬2~4個細胞,多高9~30個細胞。未知3的顯微結構特征:橫切面生長輪明顯,環(huán)孔材,導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,短徑列復管孔(2~3個)及少數管孔團,散生,軸向薄壁組織在晚材中分布較多,木射線稀至中,甚細至略細;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個細胞,多高10~30個細胞。2.種高度生長情況炭化種子和果實鑒定結果見表2。共發(fā)現約10種植物的果實和種子,包括山杏(Armeniacavulgarisvar.ausu)的內果皮、胡桃屬(Juglanssp.)的內果皮、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,稍殘。略呈扁球體,7.5×9.5毫米。果肉內部可見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棱紋和網紋。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)豆科種子根據種子形態(tài)特征和大小,27粒豆科種子可細分為豆科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,外稃帶細點狀皺紋,內附帶細顆粒狀突起,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,內稃不明顯,外稃膜質,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行選擇的結果,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果顯示,遺址中發(fā)現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,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果相同9。興隆洼10和小山遺址中都發(fā)現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,表現出落葉闊葉林為主的植被特征,結合炭化植物中發(fā)現了櫟的葉痕及種實、榛的果實,杏和棗的果核、山楂和山荊的果實,懸鉤子的葉痕及榆古木遺存等,研究者認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。根據這些遺址中植物遺存的研究結果,我們發(fā)現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系。約在11.5kaBP時,新仙女木事件結束,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,孔昭宸等在內蒙古地區(qū)所作的孢粉分析也發(fā)現,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)也應該更加溫暖濕潤,而7000aBP查海遺址的發(fā)現恰好證實了該時期的氣候狀況。對比研究結果,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)現了針葉樹種,距今11460±230aBP的扎賚諾爾地區(qū)發(fā)現了樟子松和冷杉的孢粉,分別占該層花粉總數的2.6%和2.3%16,平谷上宅遺址發(fā)現8粒6340±200aBP松屬的孢粉,占該層花粉總數的15%20,但是到目前為止,查海遺址并沒有發(fā)現針葉樹種,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量就相應較少,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果顯示,查海遺址乃至冀北遼西地區(qū)的廣大范圍內,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致原生植被減少,也可能反映出7000aBP年前后比現在更加溫暖濕潤,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)現針葉樹種,可能與采樣數量少和采樣不系統(tǒng)有關,也可能與人類對森林資源的選擇利用有關,只有開展多遺址、系統(tǒng)科學采樣,才可能準確回