生膨菲 尚 雪 張鵬程

（1.中國科學(xué)院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)考古學(xué)與人類學(xué)系；3.陜西省考古研究院）

作物選擇（crop choice），主要指農(nóng)業(yè)人群基于歷史、生物和經(jīng)濟(jì)等因素的考慮選擇某些農(nóng)作物作為生產(chǎn)和消費(fèi)的主要對象，諸如飲食傳統(tǒng)、作物產(chǎn)量、口感與價值、加工的難易程度等因素都能對個體和人群的作物選擇產(chǎn)生影響[1-3]。不同農(nóng)業(yè)人群的作物選擇展現(xiàn)了其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與自然環(huán)境、文化交流等因素長期交互作用的歷史過程[4]。植物考古研究將不同時空中人類選擇、利用與開發(fā)的植物遺存重新帶入學(xué)術(shù)研究的視野，為探討先民的作物選擇提供了地理廣度和時間深度[5-7]。目前，對史前人類栽培的作物品種和數(shù)量的了解主要依賴于考古遺址浮選出土的植物遺存的鑒定和量化分析[8]。以往的國內(nèi)學(xué)者主要利用不同作物炭化種子的絕對數(shù)量、出土概率、相對百分比等數(shù)據(jù)來估算不同作物的數(shù)量多少和比例大小，為了解先民的作物選擇奠定了實(shí)證基礎(chǔ)[9-11]。

近些年來，基于逐漸積累的大植物遺存原始資料并以現(xiàn)代農(nóng)學(xué)研究的成果為依據(jù)，學(xué)者為滿足討論不同問題的需要開發(fā)出的大植物遺存新的量化方法能夠?yàn)榭疾觳煌赜蜣r(nóng)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展變化，不同農(nóng)業(yè)人群的作物選擇等涉及多個遺址間長時段的比較研究提供便利[12-14]。到目前為止，張建平[15]和周新郢[16]等學(xué)者依據(jù)不同農(nóng)作物的千粒重量作為換算因子，提供了新的量化分析大植物遺存原始數(shù)據(jù)的方法，如粟黍絕對數(shù)量比和作物重量百分比。他們通過估算關(guān)中盆地、河西走廊等地區(qū)不同農(nóng)作物的相對產(chǎn)量來考察中國北方地區(qū)不同的旱作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在新石器時代晚期的轉(zhuǎn)型與發(fā)展。

但科技史和民族學(xué)研究成果顯示，古人的計(jì)量觀念一般是長度單位和體積單位較早產(chǎn)生，而計(jì)量重量、面積等單位則較晚產(chǎn)生[17-18]。汪寧生在對西南少數(shù)民族的民族學(xué)調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)作物的體積相對于作物的重量更常被人們在日常生活中使用。先民用體積衡量作物數(shù)量大小更合乎其在生產(chǎn)和生活中的計(jì)量習(xí)慣。另外，對于小家庭或小型社會群體的作物種植、收獲、加工和交換而言，人們擁有大量日常器具作為量具使用，使得測量作物的體積比重量更容易操作且直觀，因而用體積衡量作物產(chǎn)量的習(xí)慣普遍存在[19]。因此，本文擬利用考古遺址中浮選出土大植物遺存原始數(shù)據(jù)并根據(jù)田野調(diào)查中獲得的現(xiàn)代農(nóng)作物的千粒體積，推算遺址出土作物的體積百分比和作物間的體積比。為進(jìn)一步研究先民的作物選擇和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)提供有益的探索。

一、研究區(qū)域

圖一 本文研究區(qū)域與遺址位置示意圖

榆林地區(qū)位于黃土高原的北部，緊鄰毛烏素沙地，處于中國北部的季風(fēng)區(qū)和西北內(nèi)陸干旱區(qū)的過渡地帶，氣溫和降水年際變率大（圖一）。全新世中期之后，人類活動對該地區(qū)的影響急劇增強(qiáng)[20-22]。榆林新機(jī)場火石梁遺址（109°35′E，38°26′N，1162.2-1178.8 m a.s.l.）位于榆林市榆陽區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)昌漢界村。該遺址處于現(xiàn)今毛烏素沙地東南緣，文化層位于斷續(xù)分布于沙地中的黑色砂層之上，厚度約0.5 米，總面積約10 萬平方米[23]（圖一）。其文化面貌與神木新華遺址接近，屬于龍山晚期至夏代早期。本文中我們結(jié)合榆林地區(qū)已有的龍山晚期至夏代早期的植物遺存原始資料，嘗試通過作物體積百分比和體積比來了解不同等級聚落中先民作物選擇的具體內(nèi)涵，并對其生態(tài)和文化意義略作推測。

二、材料與方法

2.1 碳14 測年

選取榆林新機(jī)場火石梁遺址M1、M2 的人骨樣品，送交北京大學(xué)加速器質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行碳14 測年。

2.2 浮選工作

火石梁遺址發(fā)掘過程采用小水桶浮選法，在發(fā)掘地進(jìn)行了采樣和浮選工作，選取了3 個單位的土樣：T21 ②、H3、Y1，每份土樣約10升。浮選后所得物在當(dāng)?shù)仃幐珊笏徒恢袊茖W(xué)院古脊椎動物與古人類研究所人類演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類、鑒定和量化分析。

2.3 大植物遺存分類鑒定

首先去除輕浮物中的現(xiàn)代雜質(zhì)，將可鑒定的木炭、蝸?；c炭化植物種子分開，并用1mm 和0.5mm 網(wǎng)眼的篩子將炭化種子篩分，分組樣品在體視顯微鏡下進(jìn)行分類挑選，鑒定依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代植物種子標(biāo)本及相關(guān)種子鑒定圖鑒分類統(tǒng)計(jì)，并使用Nikon SMZ1000 對重要植物種屬進(jìn)行拍照。

表一 榆林新機(jī)場火石梁遺址出土人骨的碳14 測年結(jié)果

2.4 粟、黍體積百分比計(jì)算方法

2.4.1 現(xiàn)代粟和黍單位體積的粒數(shù)統(tǒng)計(jì)

我們在神木市高家堡鎮(zhèn)附近農(nóng)村調(diào)查時，從當(dāng)?shù)卮迕窦抑惺占罅慨?dāng)?shù)厣a(chǎn)的未施加化肥的粟和黍的種子，全部脫去外稃。用標(biāo)準(zhǔn)容量為5ml 塑料管為容器將粟填裝其中，倒出全部粟粒，計(jì)算單位體積（5ml）粟的粒數(shù)；之后再裝填新的粟粒，反復(fù)計(jì)算十遍（黍也依據(jù)相同方法計(jì)算）。記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算平均值。

2.4.2 出土作物的體積百分比計(jì)算

根據(jù)周新郢利用作物千粒重計(jì)算不同作物產(chǎn)量百分比的公式[24]，我們擬用粟和黍的千粒體積數(shù)據(jù)替換兩者的千粒重數(shù)據(jù)，計(jì)算粟和黍的體積百分比。計(jì)算公式如下：

2.4.3 粟黍體積比

依據(jù)粟和黍的體積百分比數(shù)據(jù)計(jì)算粟黍體積比。本研究中，除火石梁遺址之外，我們還選擇榆林地區(qū)已發(fā)表的龍山晚期至夏代早期的植物遺存原始資料，據(jù)公式計(jì)算粟和黍的體積百分比（公式如上）和粟黍體積比，計(jì)算公式如下：

表二 榆林新機(jī)場火石梁遺址浮選炭化植物種子統(tǒng)計(jì)表

三、結(jié)果

3.1 火石梁遺址碳14 測年結(jié)果

樹輪校正所用曲線為IntCal13[25]，所用程序?yàn)镺xCal v 4.3.2[26]

火石梁遺址兩處墓葬出土人骨的碳14 測年結(jié)果如表一所示，其大致的年代范圍為2000 ～1700 cal BC，為榆林地區(qū)龍山晚期至夏代早期的人類文化遺存[27]提供了新的絕對年代數(shù)據(jù)。

3.2 火石梁遺址浮選結(jié)果

火石梁遺址3 份浮選土樣中發(fā)現(xiàn)炭化植物種

圖二 榆林新機(jī)場火石梁遺址浮選所獲種子照片

表三 現(xiàn)代粟和黍單位體積（5ml）粒數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖三 榆林地區(qū)遺址出土粟，黍的體積百分比與粟黍體積比柱狀圖

子共計(jì)262 粒（表二；圖二）。經(jīng)鑒定歸屬于4 個科：禾本科、藜科、莧科和莎草科。其中農(nóng)作物有粟（Setaria italica）50 粒、黍（Panicum miliaceum）44 粒。粟的籽粒小，形狀近圓球形，胚部炭化爆裂后呈深溝狀，約占種子長度的2/3；黍的籽粒較粟大，形狀圓球形；背部較鼓，胚部較短，炭化爆裂后呈V 狀。其他非農(nóng)作物植物種子還包括：藜科的豬毛菜（Salsola collina），僅鑒定到科的還有禾本科、藜科、莧科和莎草科的植物種子。另外，有少量因炭化變形失去鑒定特征導(dǎo)致無法鑒定的炭化植物種子。

3.3.1 現(xiàn)代作物種子單位體積（5ml）的粒數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

根據(jù)5ml 現(xiàn)代去外稃后粟，黍粒數(shù)的平均值分別計(jì)算作物的千粒體積（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）。結(jié)果如下：現(xiàn)代粟的千粒體積為2.9 ml；現(xiàn)代黍的千粒體積為5.6 ml。

3.3.2 粟、黍體積百分比與粟黍體積比結(jié)果

本研究中，龍山晚期至夏代早期的火石梁遺址出土粟的體積百分比為37%，黍的體積百分比為63%，粟黍體積比為0.59（表三；圖三）。同時期的寨峁梁、神圪垯梁、木柱柱梁三處遺址出土粟黍的體積百分比和粟黍體積比與火石梁的數(shù)值接近，均表現(xiàn)出黍占據(jù)多數(shù)的情形（表四）。然而，石峁遺址在龍山晚期的粟黍體積比為0.89；到夏代早期，粟黍比體積比增加至2.57，粟占據(jù)多數(shù)。

表四 榆林地區(qū)考古遺址浮選出土粟、黍的體積百分比與粟黍體積比統(tǒng)計(jì)表

四、討論

人類從制作最簡單的工具開始，就逐步產(chǎn)生了量的概念，與此同時也開始了測量活動。以歷史發(fā)展的眼光看，人類的測量范圍逐步擴(kuò)大，精度逐步提高，專用的測量單位和器具也逐步產(chǎn)生[32-34]。古代中國人稱這種測量為“度量衡”，即計(jì)量。“度”是關(guān)于長短的量；“量”是關(guān)于多少的量；“衡”則是關(guān)于輕重的量。與長度和容量相比，古人對重量大小的認(rèn)識可能是通過手提肩挑所感受的“力”的大小來區(qū)別的，而關(guān)于長短和體積大小則可以通過身體、量具或其他參照物較為直觀地測量和認(rèn)識[35]。在史前人類的采集經(jīng)濟(jì)中，如收集野果、野菜或堅(jiān)果等植物資源時，人們對其收獲量多少的計(jì)量應(yīng)該較多地依賴于對其體積大小的了解來獲知。農(nóng)業(yè)誕生和發(fā)展之后，先民在對作物的加工、儲藏、分配到食用的過程中也主要依據(jù)作物體積來衡量其數(shù)量多少，如“曾孫之稼，如茨如梁，曾孫之庾，如坻如京。乃求千斯倉，乃求萬斯箱（《詩經(jīng)·小雅·甫田》）[36]。另外，在秦安大地灣遺址F109中曾出土有陶抄，四柄深腹罐等量器也為此提供了實(shí)物證據(jù)[37]。古文獻(xiàn)中也記載了古人對于作物產(chǎn)量的計(jì)量多以石、鐘等為單位，如《漢書·食貨志》有：“今一夫挾五口，治田百畝，歲收畝一石半，為粟百五十石……”[38]的記錄，《史記·河渠書》也有記載“渠就，用注填閼之水，溉澤鹵之地四萬余頃，收皆畝一鐘。”[39]

因此，我們認(rèn)為要考察古代農(nóng)業(yè)的作物相對產(chǎn)量以及先民的作物選擇應(yīng)該放在古人對農(nóng)作物的計(jì)量習(xí)慣和觀念的歷史發(fā)展脈絡(luò)中進(jìn)行。此次我們選擇現(xiàn)代粟、黍千粒體積替代千粒重作為換算因子來計(jì)算粟、黍體積百分比并求得粟黍體積比來對粟和黍相對產(chǎn)量與先民對粟黍的選擇進(jìn)行考察，主要依據(jù)以下情況的考慮：首先，體積是了解作物產(chǎn)量的重要指標(biāo)，但以千粒體積作為參考來考察古代作物相對產(chǎn)量的研究還未開展。更重要的是，考古遺址中出土的農(nóng)作物遺存主要以炭化種子為主。在一些相對特殊的遺跡單位如窖藏或灶坑中，炭化種子的外部形貌保存相對更好[40]。種子炭化后，其重量損失極大，而體積的改變則相對較小。當(dāng)出土農(nóng)作物種子數(shù)量較多時，對其體積的測量具有較高的學(xué)術(shù)價值，但目前對其研究仍不充分。另外，相同種類的農(nóng)作物在不同地區(qū)生長條件、品種等的差異，使得其千粒體積和千粒重均存在差別[41-42]。因此，我們認(rèn)為依據(jù)具體地區(qū)出土作物的千粒體積可以獲得對具體地區(qū)作物相對產(chǎn)量的認(rèn)識。需要指出的是，由于火石梁遺址出土炭化種子數(shù)量極少，我們通過采集神木市的現(xiàn)代粟和黍的種子并利用其千粒體積為換算因子重新量化已有的植物遺存，僅是利用作物體積百分比來考察作物相對產(chǎn)量和作物選擇的一次初步嘗試。

圖四 a.火石梁遺址周邊景觀 b.圓形房址F1 平面圖 c.出土青銅刀T12 ②:3

此次，榆林新機(jī)場火石梁遺址浮選出土的炭化農(nóng)作物為粟和黍?，F(xiàn)今，這兩種小米是榆林地區(qū)常見的旱地小雜糧，生長習(xí)性具有很多相似之處[43]。但粟和黍分別屬于不同類型的C4植物，生物學(xué)特性存在差異[44]。黍相對于粟的優(yōu)勢在于擁有較多的早熟品種，生長期最短的僅需要52 天，且更加耐瘠耐旱[45-46]。在相同的條件下，黍發(fā)芽時僅需吸收種子本身總量25%的水分；其蒸騰系數(shù)為88.63 ～101.26，而粟則為138.16 ～210.13[47]。另有資料報道，在干旱出現(xiàn)時，黍的葉片氣孔自動關(guān)閉，減緩蒸騰，體內(nèi)水分保持相對穩(wěn)定因而旱象較輕[48]。目前，在我國黍的種植面積年度之間的變化較大，特別是在干旱年份，在其他作物無法種植的情況下，農(nóng)民仍選擇大量種植黍來度荒[49]。但是黍的種植與管理相對粗放[50]。與黍相比，粟的種子小，播種前需要精細(xì)整地，做好保墑工作；粟在播種時，還要保證不能過密，否則難以獲得好的收成[51]；在撥節(jié)至灌漿期，粟的水分需求量大，同期對溫度的要求也相對較高[52]。除此之外，粟的苗期生長慢，容易發(fā)生草荒，對除草和間苗的勞動需求量大[53]。但在黃土高原熱量條件較好的地區(qū)，水分相對充足的情況下，農(nóng)民強(qiáng)化管理生產(chǎn)可以使粟的產(chǎn)量提升[54]，粟的單產(chǎn)量普遍可達(dá)到黍的2 倍以上[55]。

火石梁位于現(xiàn)今的毛烏素沙地之中，較低的粟黍體積比顯示黍在作物產(chǎn)量中的比例較高。其他同時期的植物考古資料來自榆陽區(qū)的寨峁梁[56]、神木市的神圪垯梁[57]、木柱柱梁[58]、石峁[59-60]。以上的低等級聚落中均存在較低的粟黍體積比和黍相對較高的體積百分比（表四，圖三），顯示出黍占主要的地位。對神圪垯梁出土植硅體的研究也獲得了相同的結(jié)論[61]。我們還發(fā)現(xiàn)越靠近現(xiàn)今的毛烏素沙地的遺址，黍的體積百分比越高，粟黍體積比的數(shù)值越低。榆林處于東亞夏季風(fēng)影響的邊緣地帶，季風(fēng)對降水量的影響較大[62]?，F(xiàn)今的年均降水量由東南向西北逐漸減少[63]，神木市為441.2 mm/年，而榆陽區(qū)則為413.9 mm/年[64]。同時，神木市≥10℃積溫為3369.9，而榆陽區(qū)則為3217.6[65]。另外，越接近毛烏素沙地，風(fēng)砂土在土壤類型中的比例越高，神木市的風(fēng)砂土占當(dāng)?shù)赝寥李愋偷?9%，榆陽區(qū)的則高達(dá)65%[66]。風(fēng)砂土屬于沙土類土壤，黏性小，氣孔多，通氣透水性強(qiáng)，保水保肥能力差，溫度變化劇烈[67]。綜上所述，降水量、溫度和土壤類型的差異，是造成五處遺址粟黍體積比差別的原因之一。仰韶晚期楊界沙的先民已經(jīng)選擇抗逆性強(qiáng)的黍來降低生產(chǎn)中的風(fēng)險[68]?；鹗旱冗z址的先民持續(xù)選擇黍作為主要的農(nóng)作物并可能根據(jù)自然條件的差異對粟黍的比例略作調(diào)整。

考古研究顯示，龍山晚期至夏代早期，榆林地區(qū)的人類文化空前繁榮，聚落等級差異加劇，社會復(fù)雜化程度提高[69-70]。處于該時期的“石墻聚落”如寨峁梁[71]和石峁[72-73]，以及“無城聚落”如木柱柱梁[74]、神圪垯梁[75]等遺址階段性研究成果的陸續(xù)公布為探討不同聚落先民的作物選擇提供了基礎(chǔ)（圖一）。將以上火石梁等面積小等級低的聚落遺址出土的炭化作物遺存的分析結(jié)果與龍山晚期至夏代早期榆林地區(qū)的面積大等級高的聚落—石峁遺址的植物遺存研究結(jié)果比較后會發(fā)現(xiàn)前者與后者較為明顯的區(qū)別。若依據(jù)尹達(dá)[76]和高升[77]的分期，石峁龍山晚期的植物遺存顯示出與鄰近小型聚落相同的較低粟黍體積比和黍較高的體積百分比（表四）。而夏代早期的植物遺存分析結(jié)果顯示，粟黍比體積比由0.89 大幅度提升至2.54（表四），粟的體積百分比由47%增長至72%（表四）。若將石峁遺址出土的龍山晚期和夏代早期的植物遺存合并，則粟和黍的絕對數(shù)分別為3812 粒和910 粒，那么石峁遺址粟和黍的體積百分比分別為68%和32%（圖二），粟黍體積比為2.13。這同樣暗示石峁先民擁有與小型聚落的先民相當(dāng)不同的作物選擇。石峁遺址（110°273′E，39°043′N）處于禿尾河及其支流洞川溝交匯處[78-79]，其農(nóng)業(yè)氣候與土壤資源相對較好，因此石峁遺址中粟占據(jù)主要地位，文化層也相對較厚。而火石梁遺址文化層較淺，且處于流動沙層之上，農(nóng)作物數(shù)量極低。

除了自然環(huán)境的塑造之外，社會經(jīng)濟(jì)因素可能先民的作物選擇產(chǎn)生了較大影響。石峁遺址包括“皇城臺”、內(nèi)城和外城，總面積超過400 萬平方米。如此規(guī)模的石城址，在其建筑和使用時應(yīng)聚集起較大的人口規(guī)模[80-81]。一方面，大量的人口需要充足的食物作為物質(zhì)保障；另一方面，人口較多，也成為強(qiáng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。一般而言，當(dāng)氣候和生產(chǎn)條件較優(yōu)時，粟的產(chǎn)量比黍的產(chǎn)量高。這對需要支持較大人口規(guī)模的石峁先民可能具有極大的吸引力。因此，粟黍體積比數(shù)值升高,是夏代早期人口規(guī)模膨脹之后，石峁先民為滿足食物需求而強(qiáng)化粟作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個結(jié)果。另外，石峁被認(rèn)為是中國北方地區(qū)龍山晚期至夏代早期的核心聚落和政治經(jīng)濟(jì)中心[82]?；食桥_遺址區(qū)發(fā)現(xiàn)有類似“金字塔”形的護(hù)坡墻體、池苑、房址、路堤、墩臺、柱礎(chǔ)等遺跡，銅器、石范、玉器、骨器等遺存[83]。這顯示出石峁遺址的統(tǒng)治階層在調(diào)動社會物質(zhì)資源中具有較強(qiáng)的能力。石峁先民相比于同時期小型聚落先民有了更多的選擇，多樣化的選擇可能與可調(diào)動的人力物力相對較多有關(guān)。粟比黍的適口性更好，營養(yǎng)更豐富[84]。粟的增加可能也是先民對優(yōu)質(zhì)食物追求的直接結(jié)果。而本研究中的火石粱遺址僅出土4 個中心立柱的圓形房址和27 個包含有大量動物骨骼的灰坑遺存，文化層為0.5m 左右，發(fā)掘者推測該遺址可能僅為先民在沙地中的季節(jié)性營地（圖四）。火石梁遺址出土的動物遺存中牛，羊動物占比例（MNI）為67.96%[85]，也發(fā)現(xiàn)有草原風(fēng)格的青銅小刀（圖四）[86]，顯示畜牧經(jīng)濟(jì)的比重相對較高，農(nóng)作物僅僅作為食物的補(bǔ)充，先民農(nóng)產(chǎn)品的獲取方式不排除與其它農(nóng)業(yè)人群交換的可能。

五、結(jié)論

本研究通過對2006 年度榆林新機(jī)場火石梁遺址植物遺存的鑒定與分析，進(jìn)一步豐富了榆林地區(qū)龍山晚期至夏代早期的植物遺存原始資料。我們通過搜集整理該地區(qū)已有的同時期的大植物遺存資料，嘗試?yán)盟?，黍的體積百分比以及粟黍體積比來研究該地區(qū)不同聚落等級下先民的作物選擇。結(jié)果顯示，榆林地區(qū)生活于以火石梁遺址為代表的小型聚落的先民在龍山晚期至夏代早期仍保持了該地區(qū)至少從仰韶晚期便出現(xiàn)的以黍?yàn)橹饕魑锏暮底鬓r(nóng)業(yè)，并根據(jù)自然條件略作調(diào)整。但大型核心聚落—石峁遺址則顯示出以粟為主的農(nóng)業(yè)特征。這暗示石峁先民與鄰近小型聚落先民在作物選擇中的明顯差異，可能呈現(xiàn)出多樣化趨勢。我們從粟，黍的不同生物屬性，遺址所在地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件和不同等級聚落間的社會經(jīng)濟(jì)需要的角度，對不同作物選擇的原因給予了一定程度地解釋與說明。

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