中國社科院考古研究所昨天 19:37
前言
農業(yè)出現之前，古人類(lèi)主要從自然環(huán)境中獲取食物資源，即狩獵采集經(jīng)濟（Hunter-gather Economy）?？脊刨Y料顯示，舊石器時(shí)代晚期至新石器時(shí)代早期，世界各地的狩獵采集者不斷拓展生存空間，獲取食物資源的種類(lèi)也出現了明顯多元化的趨勢，常被視為狩獵采集社會(huì )向農業(yè)社會(huì )過(guò)渡的必經(jīng)階段。因此，了解狩獵采集者食物資源的多元化特征及其生存策略的變化，對探討狩獵采集社會(huì )的演變歷程和農業(yè)起源具有重要意義。
通常，對遺址動(dòng)植物遺存的分析，是揭示人群狩獵采集對象及探討其生存策略的主要研究方法，已普遍應用于了解世界范圍狩獵采集者生存策略的變遷。研究發(fā)現，更新世晚期至全新世早期，歐洲中高緯度地區，鳥(niǎo)類(lèi)、小型動(dòng)物和水生資源在動(dòng)物遺存中的比例大幅增加；葫蘆科、豆科、木薯等塊莖（根）類(lèi)植物和大型動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)等，成為美洲大陸先民的主要食物來(lái)源；近東地區的大型動(dòng)物普遍減少而小型動(dòng)物、水生資源及禾本科植物種子的利用明顯增加。
考古資料顯示，自舊石器時(shí)代晚期至新石器時(shí)代中期，狩獵采集群體一直活動(dòng)于我國華南及東南亞地區。該區域考古遺址中發(fā)現的大量陸生動(dòng)物遺存、水生動(dòng)物遺存和塊莖類(lèi)植物遺存，說(shuō)明先民食物資源獲取的多元性。目前，華南地區是否存在塊莖類(lèi)植物的原始農業(yè)，學(xué)界仍存在一定爭議，但比較明確的是，新石器時(shí)代晚期（距今5000～3000年）稻、粟等作物可能已進(jìn)入本地區。
毋庸置疑，動(dòng)、植物考古研究成果已為了解華南地區狩獵采集人群的生存策略提供了可靠的實(shí)物證據。然而，需要指出的是，與長(cháng)江流域和黃河流域不同，狩獵采集經(jīng)濟在華南地區自舊石器時(shí)代晚期起一直持續至新石器時(shí)代中晚期。在此漫長(cháng)的時(shí)段內，尤其是新石器時(shí)代早期至中期，先民的生存策略是否存在歷時(shí)性的變化，尚缺乏細致的研究。
人和動(dòng)物骨骼的碳氮（C、N）穩定同位素分析，是當前國際生物考古學(xué)界揭示古代人群食物結構、了解其生存策略的主要研究方法之一。該方法已在揭示歐洲、美洲等地中石器時(shí)代狩獵采集經(jīng)濟的多樣性、了解先民的生存方式等方面取得了重要進(jìn)展。相對而言，近些年來(lái)，國內學(xué)者雖已在華南地區開(kāi)展了相關(guān)研究，但時(shí)段主要集中在新石器時(shí)代中晚期，并未涉及新石器時(shí)代早中期人群生存策略及變遷的探索。有鑒于此，本文擬以華南地區新石器時(shí)代早中期的代表性遺址，即廣西桂林甑皮巖和大巖遺址出土的人和動(dòng)物骨骼為研究對象，開(kāi)展碳氮穩定同位素分析，揭示人與動(dòng)物的主要食物來(lái)源，以此了解先民的生存策略及變遷，并對其產(chǎn)生的機制進(jìn)行進(jìn)一步探討。
一、穩定同位素分析原理
穩定同位素分析原理認為生物體（人、動(dòng)物）身體組織的穩定同位素組成直接取決于其攝取食物的穩定同位素組成。根據植物不同的光合途徑，可分為C3、C4和CAM類(lèi)型。C3植物和C4植物的δ13C平均值分別為-26.5‰和-12.5‰。在食物被生物體消化吸收并轉化為其組織的過(guò)程中，將發(fā)生穩定同位素的分餾。一般認為，自食物至生物體的骨膠原，δ13C值約富集5‰，沿營(yíng)養級上升時(shí)約富集1～1.5‰。對于氮穩定同位素而言，δ15N值沿營(yíng)養級上升約富集3～5‰。在實(shí)踐中常以3‰作為區分營(yíng)養級的指標。此外因水生環(huán)境（淡水或海水）比陸地環(huán)境具有更長(cháng)的食物鏈，同營(yíng)養級的水生動(dòng)物通常比陸地動(dòng)物的δ15N值更高，而海生生物的δ15N值則最高。由此，根據生物體組織的碳氮同位素數據，即可估計其主要的食物類(lèi)型和營(yíng)養級別。需要指出的是，因不同生態(tài)系統中動(dòng)植物的同位素數據可能存在一定的差異，若緊密結合當地生態(tài)系統中不同營(yíng)養級的動(dòng)物同位素數據，并將其作為同位素背景值（Isotopic Baseline），便可依據自食物至生物組織的同位素分餾效應，進(jìn)一步揭示其主要的食物組成。
二、材料與方法
（一） 遺址的考古背景
甑皮巖遺址和大巖遺址均位于廣西桂林市，是華南地區重要且相對較早的洞穴遺址，時(shí)代為舊石器時(shí)代晚期至新石器時(shí)代早中期。
甑皮巖遺址位于桂林市南郊獨山西南麓一座石灰巖孤峰的腳洞，東距漓江約4公里，總面積約260平方米。遺址發(fā)現于1965年，1973～1979年和2001年，廣西壯族自治區文物管理委員會(huì )和中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所等單位分別對遺址進(jìn)行了多次發(fā)掘，發(fā)現有史前時(shí)期的石器加工場(chǎng)所、用火遺跡和墓葬，出土遺物有陶器、石器、蚌器、骨角器和大量水陸生動(dòng)植物遺存。遺址主體遺存的年代為距今12000～7000年，分五期（表一）。墓葬的葬式均為屈肢葬，少數墓坑中放置了石塊或以蚌殼覆蓋頭骨，可能源于特殊的埋葬習俗。人骨的體質(zhì)特征為古華南類(lèi)型，屬于當地居民。人牙齒普遍具有較高的齲齒率，可能與食用富含淀粉類(lèi)或螺蚌類(lèi)（螺蚌類(lèi)食物含有大量泥沙，長(cháng)期食用會(huì )導致齲齒率的升高）的食物有關(guān)。此外，在甑皮巖遺址第一至五期出土石器和蚌器上發(fā)現的淀粉粒，以及遺址出土的炭化塊莖（根）類(lèi)植物遺存，均說(shuō)明人群存在長(cháng)期利用塊莖類(lèi)等植物的現象。
大巖遺址位于桂林市臨桂區下巖門(mén)山北麓，東距甑皮巖遺址約4公里，1999年由中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所等單位進(jìn)行發(fā)掘。遺址主體遺存的年代為距今15000～5000年，分六期（見(jiàn)表一）。大巖遺址發(fā)現的遺跡有灰坑、用火遺跡和墓葬（表二），出土遺物有大量的陶器、石器、骨器和蚌器等。大巖遺址發(fā)現墓葬10座，均屬于大巖第五期（新石器時(shí)代中期），葬式以蹲踞葬和屈肢葬為主，人骨體質(zhì)特征見(jiàn)表三，墓內隨葬有石器、骨器和穿孔蚌器，反映出先民已存在埋葬習俗和死亡觀(guān)念。經(jīng)北京大學(xué)黃蘊平教授和張穎老師鑒定，出土的動(dòng)物種屬包括鹿科、豬、水牛、食肉類(lèi)、龜鱉類(lèi)、少量魚(yú)骨等。目前，該遺址尚未發(fā)表文化遺存、動(dòng)植物遺存分析的資料。
（二） 樣品選擇
本研究挑選兩個(gè)遺址出土的人和動(dòng)物骨骼樣品共68例，包括甑皮巖遺址人骨18例、動(dòng)物骨骼42例，大巖遺址人骨8例。所選取人骨樣品多屬甑皮巖遺址和大巖遺址第五期，即新石器時(shí)代中期，少部分屬甑皮巖遺址第三期，即新石器時(shí)代早期。為進(jìn)一步明確人骨年代，挑選了部分樣品進(jìn)行加速器質(zhì)譜碳十四（AMS-14C）測年。樣品的出土單位、人骨的性別和年齡、動(dòng)物種屬等見(jiàn)表四。
（三） 骨膠原制備
骨膠原的提取主要根據理查德（Richard）等的提取方法并略作修改。機械去除骨樣內外表面的污染物質(zhì)；稱(chēng)取約2克骨樣，置于0.5摩爾/升的鹽酸溶液中，于4℃下浸泡脫鈣，每隔兩天更換新鮮酸液，直至樣品松軟，且溶液無(wú)明顯氣泡；蒸餾水洗至中性后在0.125摩爾/升的氫氧化鈉溶液中浸泡20小時(shí)以去除腐殖酸；洗至中性，置于0.001摩爾/升的鹽酸溶液中在70℃下明膠化48小時(shí)，濃縮熱濾，冷凍干燥獲得骨膠原，稱(chēng)重并計算骨膠原的產(chǎn)率。
（四） 樣品測試
骨膠原碳氮元素含量及穩定同位素比值在中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類(lèi)學(xué)系穩定同位素考古實(shí)驗室測試，儀器為元素分析儀（Vario Pyro Cube）聯(lián)用的同位素質(zhì)譜儀（IsoPrime-100IRMS）。測試的膠原蛋白質(zhì)量為0.5～1毫克。碳氮穩定同位素比值分別表示為相對于國際標準VPDB和AIR的δ13C和δ15N值。測試中的國際標準樣品包括乙酰苯胺（Acetanilide）、IAEA-600、IAEA-N-2、IAEA-CH-6、USGS40和USGS41，用于元素含量和穩定同位素值的校正。標準物質(zhì)的δ13C和δ15N值，分析精度低于±0.2‰。此外，每測試10個(gè)樣品中插入一個(gè)實(shí)驗室自制膠原蛋白標樣（δ13C值為-14.7±0.2‰，δ15N值為7.0±0.2‰），以監測儀器的穩定性。測試數據見(jiàn)表四。
（五） 加速器質(zhì)譜碳十四測年
根據樣品重量及保存狀況，選取甑皮巖遺址出土的6例骨骼樣品（4例人骨和2例鹿骨），在美國貝塔（Beta）實(shí)驗室進(jìn)行加速器質(zhì)譜碳十四測年。6例樣品中僅有2例得出可用的骨膠原，測年結果見(jiàn)表五。
三、分析結果
（一） 甑皮巖遺址人骨的年代
僅存的2例甑皮巖人骨樣品，碳十四校正年代為距今8327～8180年（2σ，95.4％）和距今9471～9367年（2σ，65.6％），屬于新石器時(shí)代中期早段，與表一所列的年代范圍基本一致。
（二） 骨膠原的保存狀況
骨膠原為骨中的有機基質(zhì)，在長(cháng)期的埋藏過(guò)程中受溫度、地下水侵蝕、酸性土壤及微生物活動(dòng)等因素的干擾，易發(fā)生降解或流失，導致骨膠原原初化學(xué)成分的喪失。本研究中，68例樣品骨膠原含量介于0.1～1.5％之間，均值為0.7±0.3％（n=67），遠低于現代樣品（約含20%骨膠原）；1例未提取出骨膠原，說(shuō)明絕大部分的骨膠原已流失。根據未受污染骨膠原的元素指標，即碳含量在15.3～47％之間，氮含量在5.5～17.3％之間，及碳與氮摩爾比為2.9～3.6。其余67例樣品中僅有37例的碳與氮含量及碳與氮的摩爾比符合要求，可以開(kāi)展穩定同位素分析。
（三） 動(dòng)物群的δ13C和δ15N值分析
甑皮巖遺址動(dòng)物群的δ13C值分布范圍為-23.8～-10.2‰，δ15N值介于3.4～8.2‰（n=20）之間，說(shuō)明不同種類(lèi)動(dòng)物的食物結構和生存環(huán)境存在較大差異（圖一）。此外，由圖一和表四可以看出，不同時(shí)段的同種動(dòng)物，其同位素數據較為相似，說(shuō)明新石器時(shí)代早中期的生境較為穩定，食物來(lái)源未發(fā)生較大變化。這為了解甑皮巖遺址新石器時(shí)代早中期生態(tài)系統的同位素背景值奠定了基礎。
由圖一可以看出，不同種類(lèi)的鹿科動(dòng)物，其同位素數據存在明顯的差異。大型鹿的δ13C和δ15N平均值分別為-21.5±1.6‰（n=3）和3.6±0.3‰（n=3），而中小型鹿則為-21.9±1.4‰（n=5）和6.4±0.3‰（n=5）。這說(shuō)明兩者雖主要攝取C3植物，但棲息環(huán)境和食物來(lái)源皆有所差異。與鹿科動(dòng)物不同，水牛的δ13C和δ15N平均值分別為-12.8±3.7‰（n=2）和5.2±0.2‰（n=2），說(shuō)明其食物中包含了大量的C4植物。以上動(dòng)物的δ15N平均值為5.3±1.3‰（n=10），可視為食草類(lèi)動(dòng)物營(yíng)養級的δ15N值。
作為雜食動(dòng)物，豬的δ13C和δ15N平均值分別為-21.9±0.1‰（n=3）和4.9±0.7‰（n=3），說(shuō)明其主要以C3植物為食。
陸生食肉類(lèi)及小型食肉類(lèi)動(dòng)物的δ13C和δ15N平均值分別為-17.2±2.4‰（n=5）和7.3±0.5‰（n=5），說(shuō)明其攝取了一定量的C4類(lèi)食物。其δ15N值較以上食草類(lèi)動(dòng)物高2‰，說(shuō)明其食物主要來(lái)自陸生生態(tài)系統。
與陸生動(dòng)物不同，淡水魚(yú)的δ13C和δ15N平均值分別為-22.5±0.2‰和7.0±0.0‰（n=2）。其δ15N值明顯高于陸生食草類(lèi)動(dòng)物而與食肉類(lèi)動(dòng)物相近，體現了淡水生態(tài)系統的同位素特征。
（四） 人骨的δ13C和δ15N值分析
甑皮巖遺址第一至五期和大巖遺址第三至五期同處于新石器時(shí)代早中期（見(jiàn)表一）。鑒于二者的時(shí)空范圍及主體文化面貌均較為一致，故將二者出土人骨的同位素數據一并進(jìn)行分析。
如圖二所示，人骨的同位素數據明顯異于動(dòng)物。其δ13C值分布范圍為-22.6～-20.6‰，平均值為-21.2±0.6‰（n=17）；δ15N值的范圍為7.5～11.6‰，平均值為10.2±1.2‰（n=17）。由此可以看出，先民的食物來(lái)源非常多樣，動(dòng)物蛋白的攝取差異明顯。此外，其δ15N平均值遠高于陸生的食草類(lèi)動(dòng)物（5.3±1.3‰）和食肉類(lèi)動(dòng)物（7.3±0.5‰），差值分別為4.9‰和2.9‰，說(shuō)明其攝取的動(dòng)物蛋白并非主要來(lái)自陸生系統。由圖二可以看出，人的同位素數據更接近于淡水魚(yú)，兩者的δ13C和δ15N平均值差分別為1.3‰和3.2‰，接近于營(yíng)養級間的富集效應（約1‰和3‰）。由此可說(shuō)明先民攝取了大量的淡水類(lèi)動(dòng)物資源。
此外，人骨碳氮同位素數據的統計分析表明，不同性別人群的δ13C值（P=0.2）和δ15N值（P=0.3）以及不同年齡人群的δ13C值（P=0.3）和δ15N值（P=0.3）均無(wú)明顯差異，說(shuō)明其對食物資源的獲取較為一致。然而，人群在不同時(shí)段內（新石器時(shí)代早期和中期）卻存在明顯的同位素數據差異（見(jiàn)表四），其原因將在后面進(jìn)行詳細討論。
四、相關(guān)討論
（一） 新石器時(shí)代早中期的古環(huán)境與先民生存策略
近期的古環(huán)境研究可知，新石器時(shí)代早中期（距今12000～7000年）華南地區處于全新世升溫期，氣候溫暖濕潤。甑皮巖和大巖遺址出土了大量可食用的植物種子以及塊莖（根）類(lèi)、堅果類(lèi)、十字花科等植物遺存以及陸生、水生動(dòng)物遺存，反映了多元的生態(tài)系統。動(dòng)物群的同位素數據說(shuō)明，其生境以C3植物為主，兼有少量C4植物。C4植物的存在可能與末次冰期至全新世早期華南地區的溫度升高及降雨量的季節性變化有關(guān)。尤為重要的是，同種動(dòng)物群在不同時(shí)段的同位素數據（見(jiàn)圖一；表四）較為相近，說(shuō)明當時(shí)的生境較為穩定，存在豐富的陸生及淡水類(lèi)動(dòng)植物資源。
總體上，甑皮巖和大巖遺址人骨的碳氮同位素數據說(shuō)明其食物中應包含大量的淡水類(lèi)資源，如淡水魚(yú)、貝類(lèi)等。這一結果與兩個(gè)遺址考古發(fā)現的大量貝類(lèi)堆積以及出土的漁獵工具（魚(yú)鉤、魚(yú)鏢等）等證據相一致。此外，不同性別和年齡的人群在食物資源的分配上無(wú)明顯差異，反映了新石器時(shí)代早中期華南地區狩獵（漁獵）采集社會(huì )成員的平等地位。然而，不同時(shí)段內先民的同位素數據卻發(fā)生了顯著(zhù)的改變（見(jiàn)表四），說(shuō)明先民的生存策略發(fā)生了歷時(shí)性變化。
（二） 先民生存策略的變化
如前所述，在生態(tài)環(huán)境較為穩定的情況下，不同時(shí)段內先民的生存策略卻發(fā)生了明顯的變化。在此，通過(guò)圖三和表六可以更為深入地分析不同時(shí)段內先民食物來(lái)源的差異。
如圖三和表六所示，新石器時(shí)代早期人群與中期人群的δ13C值，盡管平均值較為相似，且無(wú)顯著(zhù)差異，但早期明顯趨同，中期則較為分散。這種趨勢更為突出地體現在早期、中期人群δ15N值的差異上。早期人群的δ15N平均值為11.5±0.1‰（n=6），與淡水魚(yú)（7.0±0.0‰，n=2）和陸生食肉類(lèi)動(dòng)物（7.3±0.5‰，n=5）之差分別為4.5‰和4.2%，已遠超氮同位素在營(yíng)養級間的富集效應（3‰）。這說(shuō)明其主要的食物來(lái)源應具有更高的δ15N值（本研究并未分析到的動(dòng)物樣品），如具有更高營(yíng)養級的淡水類(lèi)資源。此外，早期人群的δ13C值和δ15N值高度集中，標準差均僅為0.1‰，說(shuō)明人群食物來(lái)源高度接近。這可能反映了新石器時(shí)代早期人群平等分配和分享食物資源，以應對日益增長(cháng)的人口壓力。反觀(guān)中期人群，同位素數據的差異極大，δ13C值為-22.8～-20.8‰，平均值為-21.4±0.6‰（n=11）；δ15N值范圍為7.5～10.4‰，平均值為9.5±0.9‰（n=11），說(shuō)明先民的食物來(lái)源更加廣泛和多元，而中期人群的δ15N值較早期顯著(zhù)下降，說(shuō)明其增強了對陸生資源的利用。
（三） 人群組成與生存策略演變動(dòng)因
自末次冰期之后，隨著(zhù)氣溫的不斷上升，人類(lèi)在全球的生存空間不斷拓展。然而，現有考古證據顯示，全新世早期的遺址和人類(lèi)遺存均相對較少，反映了此時(shí)人群仍然存在較大的生存壓力。本研究中新石器時(shí)代早期（距今12000～9500年）人群（n=6）的食物來(lái)源高度集中，反映了當時(shí)的群體應遵循食物的平均分配方式，人群的組成也較為單一，狩獵和采集的范圍也相對有限。至新石器時(shí)代中期（距今9500～7000年），全球范圍內考古遺址的數量急劇增加，占據了不同的生境。本研究中，新石器時(shí)代中期的人群組成（n=11）較為離散，獲取食物的種類(lèi)明顯多樣且陸生資源顯著(zhù)增加。
植物考古證據顯示，塊莖（根）類(lèi)植物遺存最早出現在甑皮巖遺址第一期（新石器時(shí)代早期），至甑皮巖遺址第四、五期（新石器時(shí)代中期）數量顯著(zhù)增加。大巖遺址第五期還出土了少量的炭化稻遺存。盡管這些證據尚需進(jìn)一步分析證實(shí)，但新石器時(shí)代中期人們已逐漸重視對陸生資源的開(kāi)發(fā)利用。此外，雖然目前尚不明確甑皮巖和大巖遺址的人群是否存在定居，但從制陶技術(shù)的發(fā)展以及生活用具如骨針、骨錐以及飾品在甑皮巖遺址第四、五期逐漸增多，也可反映出這一時(shí)期人群逐漸形成了穩定的居住方式，降低了人群的流動(dòng)性，從而為后期向農業(yè)社會(huì )的過(guò)渡提供了保障。
綜上所述，新石器時(shí)代早中期人群生存策略的變化，可能與人群組成、環(huán)境適應和活動(dòng)范圍的轉變密切相關(guān)。加強全球范圍內狩獵采集人群的生存策略與人群組成及演變過(guò)程的比較分析，可深入了解狩獵采集人群的社會(huì )結構與生存策略，進(jìn)一步揭示狩獵采集經(jīng)濟向農業(yè)經(jīng)濟過(guò)渡和轉變的動(dòng)因。
結語(yǔ)
華南地區新石器時(shí)代早中期人群生存策略及其演變軌跡一直缺乏細致的研究。本文對廣西桂林甑皮巖和大巖遺址出土的人骨、動(dòng)物骨骼進(jìn)行了碳氮穩定同位素分析和加速器質(zhì)譜碳十四測年，可得出如下結論。
1.不同時(shí)段動(dòng)物群的同位素數據相近，反映出新石器時(shí)代早中期廣西地區的生態(tài)環(huán)境較為穩定。
2.甑皮巖和大巖遺址人群（n=17）的食物來(lái)源中，包含大量淡水類(lèi)動(dòng)物資源及一些陸地C3類(lèi)植物資源。不同性別和年齡的人群在食物資源的分配上無(wú)明顯差異。
3.新石器時(shí)代早期人群（n=6）的食物來(lái)源高度集中。新石器時(shí)代中期人群（n=11）獲取食物的途徑較早期廣泛，并增加了對陸生資源的利用。
4.結合考古資料和兩例人骨的碳十四校正年代（距今8327～8180年和距今9471～936年），甑皮巖和大巖遺址新石器時(shí)代早期階段（距今12000～9500年）人群組成較為單一，其生存策略為食物資源的平均分配。新石器時(shí)代中期（距今9500～7000年）的人群組成趨于復雜，其生存策略也發(fā)生明顯改變，漁獵采集減少而陸生資源的利用顯著(zhù)增加。這反映了新石器時(shí)代中期華南地區人群組成、環(huán)境適應和活動(dòng)范圍的較大改變。
附記：本研究得到國家自然科學(xué)基金項目“步氏巨猿的攝食行為及對其演化和滅絕的潛在影響”（項目編號：41773008）、“多穩定同位素示蹤黃牛家養化的文化特征：以陜西關(guān)中地區為例”（項目編號：41373018）的資助。廣西桂林甑皮巖遺址博物館周海、韋軍，中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所傅憲國、付永旭、黃超，中山大學(xué)社會(huì )學(xué)與人類(lèi)學(xué)學(xué)院李法軍，北京大學(xué)考古文博學(xué)院黃蘊平、何嘉寧、張穎，中國國家博物館張昕煜等諸位學(xué)者在樣品選取、骨骼鑒定及論文寫(xiě)作過(guò)程中給予了熱忱幫助并提出寶貴意見(jiàn)，謹致謝忱。
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