植物考古探秘

文 圖/孫澤娟

考古遺址的土壤中有很多我們肉眼無法看到的植物遺存，植物考古就是把土壤進行浮選或對土壤樣品進行實驗室處理以獲得數據，進行相關的考古學研究。

在世界范圍內，利用考古遺址出土的植物大遺存研究古代農業在19世紀就已開始。在中國，以20世紀50年代西安半坡遺址的發掘和研究為標志，對考古遺址植物遺存的研究正式開展起來。當時的研究包括對遺址出土植物種子的鑒定、文化層土壤中孢粉含量和種類的分析，為認識仰韶文化的食物結構和生態環境提供了重要依據。

小水桶浮選

實驗室揀選、鑒定與拍照

很多人會產生疑惑，上千數萬年過去了，土壤中還會有植物遺存遺留下來嗎？當然有，只是不再那么鮮活，植物是有機質，因此不是任何植物或植物器官、在任何條件下都可以長期保存在考古遺址中。到目前為止，常見的用于植物考古研究的古代植物遺存主要有兩大類：植物大遺存和植物微體遺存。

植物大遺存

植物大遺存包括種子、果實、木炭、莖桿和纖維等，其中種子和果實是植物大遺存中主要的研究對象。根據保存形式和條件，大遺存可以分為炭化類、干燥類、浸水類和印痕類，考古遺址中發現的植物大遺存多以炭化形式保存下來，北方地區的炭化遺存尤其豐富。通過對考古遺址采集的土樣進行浮選、過篩、鑒定、分析，可以得到一些有價值的數據信息。

圖① 炭化粟

圖② 炭化小麥

圖③ 炭化水稻

圖④ 炭化大豆

全球作物起源地示意

農作物炭化的種子是很多植物考古學家尤其感興趣的部分，我們可以在年代不同的遺址中發現粟、黍、水稻、小麥、大豆或大麻等作物的種子，進而可以研究古人的食物結構、農作物的栽培和馴化。通過全球植物考古學家的努力，我們可以構建一張全球作物起源地的圖景，粟黍的栽培和馴化最早發生在中國黃河流域，水稻在長江流域，小麥起源于西亞，玉米起源于南美洲，小小的種子告訴我們，全球化進程早在史前時期就已經拉開帷幕。

剖面采樣

水稻扇型植硅體

木炭主要來自樹木，是木材經不完全燃燒或在隔絕空氣的條件下熱解所殘留的深褐色或黑色多孔的固體燃料。通過對木炭不同切面上細胞與組織的宏觀和微觀結構特征分析，確定木本植物種屬。有的木炭可以鑒定到屬，甚至可以鑒定到種，從中可以了解古人對木材的利用，及當時的自然環境狀況。

植物微體遺存

植物微體遺存主要包括植硅體、孢粉和淀粉粒，在植物考古中應用廣泛。孢粉分析在考古學中應用最早，而目前植硅體研究應用最好，其次是淀粉粒，淀粉粒在中國考古學中的應用起步較晚。

植硅體

植硅體又稱植硅石或植物硅酸體、植物蛋白石，植物死后這種硅質顆粒仍然能保存在土壤中，不同植物的不同部位所產生的植硅體類型和特征是不同的，我們從土壤樣品中提取植硅體然后進行鑒定和統計。

到目前為止鑒定比較成熟的是水稻植硅體，水稻扇型、啞鈴型、多峰型植硅體的特征是學者判定水稻野生或馴化的關鍵。粟與黍的植硅體有太多相似之處，近來學者們總結出了粟、黍稃殼植硅體的差異，為之后的鑒定提供很大幫助，著名的青海喇家遺址的面條成分便是用植硅體的方法鑒定到種屬的。

淀粉粒

淀粉是農業最重要的產品之一，也是人類主要的食物來源，與人類生活密切相關，不僅可以做食物，還有很多其他方面的用途。在顯微鏡下觀察，淀粉是由很多大小在幾微米甚至是幾十微米的淀粉粒組成。淀粉以淀粉粒的形式儲存在植物的根莖及種子等器官的薄壁細胞細胞質中。不同的植物淀粉粒在形態、類型、大小、層紋和臍點等方面各有特征，因此可以將淀粉粒的形態特征作為鑒定植物種類的依據之一。很多植物種類的淀粉?？梢赃_到種一級的分辨率，它比只能鑒定到科或屬級的孢粉和植硅體在鑒定植物種屬時具有更大的優勢。

淀粉?？梢栽诳脊胚z物和地層中長期保存，而且它的數量極其豐富，為研究和提取淀粉粒提供了便利。人類在加工植物或準備食物以及進行其他相關活動時使用的工具及器物的表面有些縫隙，往往可以保留下淀粉粒。但是淀粉粒保存時易受環境的影響而遭受破壞，受持續高溫易糊化，影響數據分析。

圖① 偏光下的小麥淀粉粒

圖② 明場下幾種豆類淀粉粒

圖③ 偏光和明場下淀粉粒

圖④ 偏光和明場下淀粉粒

淀粉分析在考古學中的應用主要是石制品功能分析和農業考古，如農業的起源與傳播、古代人類食譜分析、植物加工過程和食物準備等的研究。

孢粉

孢粉即孢子和花粉，是與植物繁殖有關的器官，分別來自孢子植物和種子植物。

孢粉植物化石具有個體小、重量輕、產量大、易飛翔、形態可識別等特征。因為不同種屬植物的孢粉具有不同的形態，所以根據孢粉分析可以判斷種屬，進而恢復古植被狀況及氣候特點。孢粉有堅硬的外壁，可以抵抗強烈的酸堿而不被破壞，化石孢粉經過長時間仍能保存完好。孢粉在考古學中的應用較多，可以利用沒有被人類干擾的樣品分析孢粉組合，進而研究古人生存的環境及其當時的氣候狀況，也可以根據人類遺址中的孢粉組合，研究古人對植物的利用選擇。

但孢粉長時間暴露在空氣中會被氧化，容易腐爛，樣品不能正確反映古代植被狀況和環境信息。而且孢粉一般傳播較遠，遺址的孢粉組合并不代表本地的植被狀況，而是一個大范圍的整體概況，所以孢粉分析的結果不能準確斷定遺址的植被，只能大概地分析附近存在這樣的種屬，得到的結果不夠精確。再者，利用孢粉研究古代環境有一定不足，在遺址周圍，就算沒有人類活動的干擾，也會存在一些人類活動產生的孢粉飄散，所以要充分考慮人類活動的影響因素。

由此可見，不管是植物大遺存還是微體遺存，各個研究方法都有一定局限性，在真正的植物考古研究中應該各個方法結合起來，充分利用它們的互補性。

植物考古的研究內容相當廣泛，考古學家關注的許多重大問題都可以通過對植物遺存的研究得以解決。發現的農作物遺存可以反映古人的食物結構，也可以知道某些工具的使用功能；它可以幫助我們認識古人與植物的關系及對植物的利用，了解植物對考古學文化形成和發展所起的作用；探討農業起源、發展和傳播及其與文明起源的關系；一定程度地復原周圍的古植被和古環境，認識人類與自然環境的相互作用和影響，借以研究現代的人地關系及其演變。

（作者為山東大學歷史文化學院碩士研究生）