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植物考古探秘

花匠小妙招
2024-08-17 13:16

考古遗址的土壤中有很多我们肉眼无法看到的植物遗存，植物考古就是把土壤进行浮选或对土壤样品进行实验室处理以获得数据，进行相关的考古学研究。

在世界范围内，利用考古遗址出土的植物大遗存研究古代农业在19世纪就已开始。在中国，以20世纪50年代西安半坡遗址的发掘和研究为标志，对考古遗址植物遗存的研究正式开展起来。当时的研究包括对遗址出土植物种子的鉴定、文化层土壤中孢粉含量和种类的分析，为认识仰韶文化的食物结构和生态环境提供了重要依据。

很多人会产生疑惑，上千数万年过去了，土壤中还会有植物遗存遗留下来吗？当然有，只是不再那么鲜活，植物是有机质，因此不是任何植物或植物器官、在任何条件下都可以长期保存在考古遗址中。到目前为止，常见的用于植物考古研究的古代植物遗存主要有两大类：植物大遗存和植物微体遗存。

植物大遗存

植物大遗存包括种子、果实、木炭、茎杆和纤维等，其中种子和果实是植物大遗存中主要的研究对象。根据保存形式和条件，大遗存可以分为炭化类、干燥类、浸水类和印痕类，考古遗址中发现的植物大遗存多以炭化形式保存下来，北方地区的炭化遗存尤其丰富。通过对考古遗址采集的土样进行浮选、过筛、鉴定、分析，可以得到一些有价值的数据信息。

小水桶浮选

实验室拣选、鉴定与拍照

农作物炭化的种子是很多植物考古学家尤其感兴趣的部分，我们可以在年代不同的遗址中发现粟、黍、水稻、小麦、大豆或大麻等作物的种子，进而可以研究古人的食物结构、农作物的栽培和驯化。通过全球植物考古学家的努力，我们可以构建一张全球作物起源地的图景，粟黍的栽培和驯化最早发生在中国黄河流域，水稻在长江流域，小麦起源于西亚，玉米起源于南美洲，小小的种子告诉我们，全球化进程早在史前时期就已经拉开帷幕。

图①炭化粟图②炭化小麦图③炭化水稻图④炭化大豆

全球作物起源地示意

木炭主要来自树木，是木材经不完全燃烧或在隔绝空气的条件下热解所残留的深褐色或黑色多孔的固体燃料。通过对木炭不同切面上细胞与组织的宏观和微观结构特征分析，确定木本植物种属。有的木炭可以鉴定到属，甚至可以鉴定到种，从中可以了解古人对木材的利用，及当时的自然环境状况。

植物微体遗存

植物微体遗存主要包括植硅体、孢粉和淀粉粒，在植物考古中应用广泛。孢粉分析在考古学中应用最早，而目前植硅体研究应用最好，其次是淀粉粒，淀粉粒在中国考古学中的应用起步较晚。

植硅体

植硅体又称植硅石或植物硅酸体、植物蛋白石，植物死后这种硅质颗粒仍然能保存在土壤中，不同植物的不同部位所产生的植硅体类型和特征是不同的，我们从土壤样品中提取植硅体然后进行鉴定和统计。

剖面采样

到目前为止鉴定比较成熟的是水稻植硅体，水稻扇型、哑铃型、多峰型植硅体的特征是学者判定水稻野生或驯化的关键。粟与黍的植硅体有太多相似之处，近来学者们总结出了粟、黍稃壳植硅体的差异，为之后的鉴定提供很大帮助，著名的青海喇家遗址的面条成分便是用植硅体的方法鉴定到种属的。

水稻扇型植硅体

淀粉粒

淀粉是农业最重要的产品之一，也是人类主要的食物来源，与人类生活密切相关，不仅可以做食物，还有很多其他方面的用途。在显微镜下观察，淀粉是由很多大小在几微米甚至是几十微米的淀粉粒组成。淀粉以淀粉粒的形式储存在植物的根茎及种子等器官的薄壁细胞细胞质中。不同的植物淀粉粒在形态、类型、大小、层纹和脐点等方面各有特征，因此可以将淀粉粒的形态特征作为鉴定植物种类的依据之一。很多植物种类的淀粉粒可以达到种一级的分辨率，它比只能鉴定到科或属级的孢粉和植硅体在鉴定植物种属时具有更大的优势。

图①偏光下的小麦淀粉粒图②明场下几种豆类淀粉粒图③④偏光和明场下淀粉粒

淀粉粒可以在考古遗物和地层中长期保存，而且它的数量极其丰富，为研究和提取淀粉粒提供了便利。人类在加工植物或准备食物以及进行其他相关活动时使用的工具及器物的表面有些缝隙，往往可以保留下淀粉粒。但是淀粉粒保存时易受环境的影响而遭受破坏，受持续高温易糊化，影响数据分析。

淀粉分析在考古学中的应用主要是石制品功能分析和农业考古，如农业的起源与传播、古代人类食谱分析、植物加工过程和食物准备等的研究。

孢粉

孢粉即孢子和花粉，是与植物繁殖有关的器官，分别来自孢子植物和种子植物。

孢粉植物化石具有个体小、重量轻、产量大、易飞翔、形态可识别等特征。因为不同种属植物的孢粉具有不同的形态，所以根据孢粉分析可以判断种属，进而恢复古植被状况及气候特点。孢粉有坚硬的外壁，可以抵抗强烈的酸碱而不被破坏，化石孢粉经过长时间仍能保存完好。孢粉在考古学中的应用较多，可以利用没有被人类干扰的样品分析孢粉组合，进而研究古人生存的环境及其当时的气候状况，也可以根据人类遗址中的孢粉组合，研究古人对植物的利用选择。

但孢粉长时间暴露在空气中会被氧化，容易腐烂，样品不能正确反映古代植被状况和环境信息。而且孢粉一般传播较远，遗址的孢粉组合并不代表本地的植被状况，而是一个大范围的整体概况，所以孢粉分析的结果不能准确断定遗址的植被，只能大概地分析附近存在这样的种属，得到的结果不够精确。再者，利用孢粉研究古代环境有一定不足，在遗址周围，就算没有人类活动的干扰，也会存在一些人类活动产生的孢粉飘散，所以要充分考虑人类活动的影响因素。

由此可见，不管是植物大遗存还是微体遗存，各个研究方法都有一定局限性，在真正的植物考古研究中应该各个方法结合起来，充分利用它们的互补性。

植物考古的研究内容相当广泛，考古学家关注的许多重大问题都可以通过对植物遗存的研究得以解决。发现的农作物遗存可以反映古人的食物结构，也可以知道某些工具的使用功能；它可以帮助我们认识古人与植物的关系及对植物的利用，了解植物对考古学文化形成和发展所起的作用；探讨农业起源、发展和传播及其与文明起源的关系；一定程度地复原周围的古植被和古环境，认识人类与自然环境的相互作用和影响，借以研究现代的人地关系及其演变。

责编：花花

审核：郑媛