中国新石器时代考古遗址湿地植物遗存与人类生态环境—兼论马家浜文化发展

中国新石器时代考古遗址湿地植物遗存与人类生态环境—兼论马家浜文化发展内容摘要：

中国新石器时代考古遗址湿地植物遗存与人类生态环境 —兼论马家浜文化发展 孔昭宸 1 刘长江 1 张芸1 杨晓燕 2 1. 2. 中国科学院植物研究所 北京 100093 中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101 被称之地球之肾的湿地，是水域和陆地间过渡的生态系统，它不仅具有涵养水源、调 节河川径流和在区域环境上的巨大生态功能，而且还因其赋存着丰富的生物、水资源和泥 炭，使其湿地与自然景观与人类的生存环境有着密切地联系。因此，无论是对湿地的现在、 过去还是就其未来的研究都具有重要的理论和实际意义（陈宜瑜，1995；中国湿地植被编 辑委员会，1999）。 中国是湿地类型多、面积大、分布广的地区之一，既有由江河、湖海形成的自然湿地， 又有以稻田、池塘为主的人工湿地。而中国的湿地植物不仅具有丰富的多样性，而且还具有 地域上分布的广泛性和在历史地理上的悠久性以及人类对湿地植物应用上的复杂性。因此 通过对湿地植物繁衍过程中所产生的果实、种子、球茎、块茎、根茎、植株乃至孢粉、植硅体 （吕厚远等，1999）、淀粉粒（Yang et al.，2009）等的研究，既可探讨湿地植物的现在、过 去及未来，亦可通过对沉积地层及考古遗址中植物遗存的研究和伴生资料的梳理，从而揭 示出自然环境的变化及其对中国乃至世界古代文明进程上的影响（孔昭宸等，2003；张树 仁，2009）。 1 湿地植物与古代先民的食物结构 在考古遗址见到的湿地植物大多以炭化形式被保存在遗址中的器物、窖穴、灰坑、墓葬、 围沟、古河道乃至邻近自然剖面中，其植物遗存主要是果实和种子，有稻、菱角、莲、芡实、 野大豆、稗子、眼子菜，莹蔺、碎米莎草、繁缕、盒子草、卷耳、筋骨草、龙葵、炸酱草、南赤瓟、 扁蓄、芦苇、紫苏和金鱼藻。而在青藏高原的全新统自然剖面中见到大量菱角，在青海湖近 代沉积物 中见到川蔓藻 （中国科学院 兰州分院和中国科学院 西部资源环境研究中 心 ， 1994），而颐和园昆明湖中见到小茨藻等（黄成彦等，1996），无疑这些遗存对论述湖泊 水质环境变化起着重要作用。 尽管湿地植物的植物体、叶茎等营养器官和根茎、块茎、鳞茎等也可能在考古遗址中保 存，但有关中国的相关报道却较少。 在中国考古遗址中最具代表性的要属地处长江中游的湖南澧县彭头山文化期八十垱遗 址，从聚落外围的古河道内浮选出的植物果实种子计有 34 科、44 属，共 67 种，除水稻外， 沉水植物为眼子菜、浮叶植物菱和芡实，湿生草本有野大豆、紫苏、野薄荷、酸模、苔草、莎草、 藨草、稗子、飘浮草、卷耳、蓼、天胡、草胡椒、反枝苋、牛膝、粟米草和龙葵等。位于淮河上游 舞阳贾湖湿地植物则有稻、菱角、野大豆、香蒲、芦苇和水蕨孢子等植物遗存。位于黄河中游 的三门峡渑池班村遗址裴李岗文化期计有野大豆、葎草、紫苏和黄芪等湿生草本（孔昭宸等， 2004）。桐乡县罗家角遗址的植物遗存中有稻米、葫芦和芦苇。大量稻米出自于第三和第四 文化层，尽管绝大部分籽粒已无胚，但少数保存有颖、芒和护颖脱后的痕迹，从常用籽粒 长宽之比判别当时已有粳和籼之别。杜乃秋和孔昭宸曾分析过 T114 探方第四层的孢粉样， 统计结果表明禾本科植物孢粉占孢粉总数的 97%，认为这层禾本科植物花粉应是当时先民 们栽培农作物水稻的花粉，由于在第三和第四层中找到大量炭化稻米，在第四、三层夹碳  基金项目： 国家自然科学基金项目（批准号：40771205, 40601104） 通讯作者 Email: zhangygl@ibcas.ac.cn  1 陶的胎壁中还见到夹杂大量稻壳碎片，因此宏观和微观植物遗存相互佐证，可判定当时栽 培的主要农作物——水稻，应是当时先民经济生活中的主要饮食结构。此外，还在第三层 H13 中找到葫芦，在第四层 H16 中的上端见有芦苇和芦根（罗家角考古队，1987）。经过梳理， 在中国考古遗址中记载的湿地植物有 26 属种（刘长江等，2008），它们是果实、种子，从 而知道稻、菱角、芡实、莲、野大豆等是先民食用的重要组成，而从八十垱、城头山、舞阳贾湖 以及马家浜文化期的遗址中丰富的湿生植物遗存有助于阐述先民们的生存环境及其影响。 在自然环境变化的同时，古代先民亦注意到因地制宜地选择对水热因子适合的农作物品种 和采集野生可食的植物果实和种子，通过对这些植物遗存的研究无疑会有助于对不同文化 期人类生存环境的恢复。 2 湿地植物孢粉和古环境恢复 生命起源于水中，最古老的植物最初也生存于水中。因此湿地植物与水密不可分，并 且与地球沧海桑田的变迁相关联。而孢粉，因形体微小、形态各异、广泛分布、易于保存的特 点，从而有助于研究史前时期较广范围的区域性植被的植物组成，探讨人类经济和文化活 动及其与环境相关联的有价值信息。同时亦可结合植硅体分析、淀粉粒资料以及炭屑鉴定和 含量统计，从而成为恢复古代先民生存自然环境的重要依据。在中国全新世自然剖面和新 石器考古遗址中报道的湿地植物孢粉计有种子植物20属、蕨类2属、藓类2属和藻类7属（图 1）。 图 1 中国北方晚更新世和全新世沉积物中的部分湿地植物的孢粉 图版说明 1,2菱Trapa sp. 3,4 香蒲Typha sp. 5,6 黑三棱Sparganium sp. 7,8 眼子菜Potamogeton sp. 9-11,31狐尾藻 Myriophyllum sp. 12,13 转板藻Mougeotia sp. 14 水绵Spirogyra sp. 15-20 双星藻Zygnema sp. 21 环纹孢 Concentrisystes sp. 22 睡菜Menyanthes trifoliate 23-26 水蕨Ceratopteris thalictroides 27荇菜Nymphoides sp. 28 莎草Cyperus sp. 29 双棘盘星藻Pediastrum duplex 30 短棘盘星藻Pediastrum boryanum 颐和园昆明湖剖面钻孔揭示的具有测年数据和历史记载予以支持的较高时间分辨率的 孢粉分析提出 3500a BP 以来具有时间序列的水生植物演替序列，认为昆明湖是在自然水体 基础上形成的人工湖。3500a BP 以前，缺少水生维管束植物孢粉及藻类孢子，而到了约 3500-3000aBP 期间，昆明湖尚未形成自然湖体，2700-2500aBP，水生和沼生植物增加，水 体向富营养化水体发展，2300-1500aBP 期间，水生沼生植物的种类增加，并出现了漂浮水 面的槐叶萍、浮水的莲、沉水的眼子菜、挺水的黑三棱等水生维管束植物，同时还出现了较 多的盘星藻、水绵，表明水体加深和湖面扩大，在 1500-240aBP，是湖区水生、沼生植物种 类最为丰富的时期，如沉水植物中有狐尾藻、眼子菜和荇菜，浮水植物有睡莲和萍，并出 现了有可能为人工栽培的莲，挺水植物则有黑三棱、香蒲，绿藻中有转板藻、双星藻、水绵 和鼓藻，这表明了从湖缘至湖心深处各水生植被带的特征，进而说明是湖域扩张的时期 。 1750-1966AD 期间，昆明湖是在瓮山泊的基础上，开拓为清代皇家的园林后，由于某些地 区的疏浚扩展，改变了瓮山泊的天然湖泊属性而成为人工湖。至 1966 年以来，由于当时为 解决昆明湖湖水源的不足，引密云水库和官厅水库的水入湖，湖中生长有菱角、荇菜、莲、 槐叶萍、狐尾藻、眼子菜、香蒲等水生维管束植物和盘星藻、双星藻、水绵等自养性的绿藻， 但却未见前一时期出现的黑三棱、转板藻、鼓藻和萍（表 1）（黄成彦等，1996）。在晋北的 阳高、浑源，冀北地区的围场，迁安、卢龙等埋藏泥炭中取得的较高时间分辨率的孢粉分析 资料，亦表明当时曾分布着暖温性的针阔叶混交林，反映当时气候温暖，降水量增加, 当时 华北地区河湖、沼泽纵横，海面、湖面升高，水温也较高，使得现生亚热带湖沼水体的水蕨 2 曾一度扩展到河北白洋淀、宁晋泊、渤海湾、甚至黄河中下游。也正因为当时所处较今优越的 自然环境，才有助于中原地区的早期仰韶文化、山东北辛文化至大汶口早期文化以及内蒙 古东部和沈阳新乐赵宝沟文化的发展，使其聚落扩大、增多（孔昭宸等，2004）。 根据崧泽（王开发等，1980）、圩墩（王开发，1983）、草鞋山（王开发等，1981）和 青墩（南京博物院，1983）等遗址的孢粉资料分析，尽管常绿阔叶林的青冈栎和栲属花粉 含量较多，并有阔叶的栎、榆、桑和针叶的松等（林承坤，1977），然而孢粉均以草本植物 为主，其中又以水生植物花粉占优势，见有眼子菜、黑三棱、香蒲、蓼和水鳖属等，故反映 遗址附近应有湖沼等大面积水域，在江苏吴江龙南遗址中，木本植物花粉虽占一定比例， 但在 5360±120a BP（14C 年代）以后的文化层中常见眼子菜、狐尾藻等水生草本花粉，反映 水域面积在此时是扩张期（萧家仪，1991）。 表 1 颐和园昆明湖剖面 3500 年以来湿地植物演变序列（黄成彦等，1996） 孢粉带 种类 带 I（3500- 带 II（3000- 带 III（2300- 带 IV 带 V（1750- 带 VI 3000aBP） 2300aBP） 1500aBP） （1500-240aBP） 1966AD） （1966-1990a） 菱角 + + 荇菜 + + + 莲 + + + 狐尾藻 + + + + + + + + + + + + 眼子菜 + 萍 + 槐叶萍 鼓藻 + 转板藻 + + + + + + + + + 水绵 + + + + 黑三棱 + + 盘星藻 + 双星藻 香蒲 + + + + + + 环纹藻 + + + + + + 水生植物序 植物种类单调 植物种类增加， 具有沉水、 水生植物最为丰富，尤其 水生植物丰富， 水生植物丰富 但 在 2700 和 浮水、漂浮 在 IV 的顶布水生植物浓度 并出现了可能为 2800aBP 缺 少 水 和挺水植物 极 高 ， 但 在 1082~923aBP 人工引种的莲和 水生植物缺失 菱 列 生浮游藻类 3 长江中下游马家浜文化与自然环境（湿地）有着密切联系 被称之“马家浜文化期”的时段相当于仰韶文化早期（7000－6000aBP），当时正处于 全新世大暖期的鼎盛阶段，由于海面升高，夏季风增强，稳定温暖潮湿的季风气候曾带给 长江中下游乃至黄淮流域充沛的降水、因此湖沼湿地发育，植被空前繁盛（施雅风等 ， 1992）。如归纳长江三角洲有关马家浜文化期 14C 测年数据，参照考古地层学、器物类型研 究的相关成果，可大体得知马家浜文化仅见于 7000－6500aBP 高海岸线以西的范围，遗址 集中分布于两大区域