摘要:极端气候环境事件及其引起的早期人类经济模式转变是过去全球变化领域的热点问题,然而,目前针对9200 BP气候事件对史前人类行为方式的影响一直缺乏研究。广西是珠江流域的重要区域之一,具有独特的植被、气候和环境背景,既是史前人群迁徙和文化交流的重点地区,也是应对气候突变和气候事件的理想避难所,是人类生存方式和环境适应研究的难得实验场。本文基于AMS 14C年代学以及植硅体与孢粉等微体遗存记录,对广西崇左江西岸遗址新石器时代文化的气候环境背景与生业经济模式进行分析。研究表明,广西江西岸遗址新石器时代地层的年代为9300-9100 BP;在9200 BP气候事件中,该遗址周边环境呈现明显的冷干化趋势;该阶段人类可选择的植物资源较少,而地层中则发现了大量的螺壳、蚌壳和水牛、犀牛、象等水生动物与哺乳动物遗骸以及渔猎工具。上述结果表明,广西江西岸遗址的气候在9200 BP时处于冷干期,导致可采集的植物资源减少,因此,江西岸遗址的人类可能选择渔猎方式适应生存。这一研究为深入理解亚洲季风区早全新世重要气候事件与新石器时代文化发展之间的相互作用关系提供了新的思路和线索。 关键词:气候事件;广西;植硅体分析;孢粉分析;人类生存方式
1.引言
极端气候环境事件的研究一直是过去全球变化领域的热点问题[1]。全新世期间存在一系列千年-百年尺度气候突变事件,不仅在北大西洋,在低纬季风区也是如此[2]。研究表明,全新世早期普遍存在9200 BP和8200 BP等极端气候事件[3-6]。这些气候事件导致生态环境出现显著的变化,从而影响人类的经济生活以及社会的发展。例如在欧洲,8200 BP事件导致区域人口的迁移[5]。人类面对这些气候事件时采取何种适应性策略延续甚至发展文明,这受到了学术界的广泛关注。
在中国,国内外学者已经在黄河和长江流域开展了相关的沉积学、古环境研究[3,4],这些研究表明在这些气候事件过程中,亚洲季风明显衰弱,降雨减少,由此也导致生态环境的改变。这些事件也可能导致人类社会产生重要变化,例如:8200 BP事件对我国农业起源和发展起到促进作用[7,8]。气候变化引起的生存策略转变往往是导致人类活动在不同时空范围上存在差异的重要因素,也有可能催生了人类行为、资源利用强度、技术交流与传播。
全新世早期是人类生业经济转变的一个重要阶段,伴随着环境的强烈波动,人类的生存方式的选择一直是学界关注的重点。古环境研究表明,9200 BP季风突变现象在亚洲季风区普遍存在,包括了中国北部东亚夏季风前缘区、中国中南部热带亚热带地区以及印度夏季风区,并且9200 BP事件有可能是亚洲季风区全新世突变幅度较大的一次季风减弱事件[4,9]。然而,以往的研究重点集中探讨8200 BP事件,并且将黄河流域及长江流域为中心诞生的两大农业中心区作为主要研究区域。在这些突变事件中,9200 BP气候事件的研究较少,而有关此次事件对早期人类影响的研究工作更是非常少。
广西是珠江流域重要区域之一,位于长江中下游和东南亚的中间地带,该地区在史前时期是人群迁徙和文化交流的通道和走廊[10,11]。广西地区拥有独特的地理地貌格局,丰富的动植物资源为史前人类提供了较为优质的生存环境[12]。广西自然环境和人类文化特征与其他区域存在很大差别,也为人类生存策略与环境适应研究提供了良好条件和大量材料。
广西地区湿热气候、酸性土壤等因素,化学风化强烈,遗址中大植物遗存等有机质遗存保存状况不佳。而植硅体形态特征显著,具有耐腐蚀、易保存等重要特性。因此,植硅体分析成为南方酸性土壤环境下获取植物遗存信息的一个重要且有效的研究手段[13]。此外,大量的研究案例已经显示,孢粉分析可以为遗址点环境背景重建提供重要信息,具有不可替代的作用[14,15]。
2.研究材料与方法
2.1 遗址背景
广西江西岸遗址(107°54'26"E, 22°38'9"N)位于崇左市扶绥县新宁镇城厢居委会江西岸屯东南700 m(图1)。遗址东、南、西三面为左江环绕,形成舌形台地,北面1.4 km为斗帽山、笔架山等山脉,从遗址到山脚之间是一片开阔地(图2: a)。遗址南面被冲刷形成断壁,可见文化堆积厚约2 m;贝壳堆积层明显,东西绵长约50 m。为配合基本建设,广西文物保护与考古研究所于2014年4月至9月对江西岸遗址进行了抢救性考古发掘,揭露面积2000 m2,分为I、II两个区进行[17]。
图1 江西岸遗址位置及周边地形
图2 江西岸遗址位置、地层与出土遗物
Fig.2 Topography, stratum, animal remains and artifacts from the Jiangxi’an site
a.遗址位置Topography of site;b.采样位置地层剖面Stratigraphic profile of sampling area;c.动物骨骼Animal bones;d. 新石器时代重要遗物(1.石斧,来自第5层;2.蚌铲,来自第7层;3.骨锥,来自第7层;4.陶器残片,来自第5层) Important Neolithic relics (1. Stone axe from layer 5; 2. Shell shovel from layer 7; 3. Bone come from layer 7; 4. Pot sherds from layer 5)
广西江西岸遗址含有新石器时代和历史时期的文化遗存,其中新石器时代遗存最为丰富(图2: c, d),包括大量的石器、骨角器、蚌器、陶片等文化遗物以及动物遗骸;初步辨识的动物遗骸有水牛、犀牛、象、鹿、麂、野猪、猴、龟、鱼等。这将为建立西江流域新石器时代的文化序列提供宝贵的材料,也为复原古代左江流域的生态环境和古人的生计模式提供了难得的研究素材。
2.2 研究材料
本文聚焦于江西岸遗址新石器时代文化遗存,采用常规的柱状剖面法(图2: b),从底层向上采集分析样品。
地层堆积表面海拔约为72 m,深度共180 cm,根据土色土质并结合包含的遗物,分为7层,自上而下编号为1~7层,具体描述如下:
1.现代表土层:土质松软,土色呈黑色,距地表40 cm。
2.灰色沙质土:土质较松软,结构较疏松,含风化较严重的螺壳等,厚约15 cm,距地表55 cm。
3.灰黄色沙质土:土质较硬,结构较密,含较少植物根系、红烧土颗粒、较多的螺壳和动物骨等,厚约45 cm,距地表100 cm。
4.灰黄色沙质土:土色较第3层稍深,土质较第3层稍硬,结构较密,含较少植物根系、红烧土颗粒、较多的螺壳和动物骨等,厚约20 cm,距地表120 cm。
5.浅灰黄色沙质土:土质硬,结构密,含少量红烧土颗粒、大量螺壳等,厚约15 cm,距地表135 cm。
6.黄色沙质土:土质硬,结构密,含少量螺壳等,距地表160 cm。
7.黄色沙质土:土质硬,结构致密,距地表180 cm。
2.3 研究方法
2.3.1测年方法
在不同深度选取3个炭屑和1个动物骨头作为测年材料送往北大实验室进行AMS 14C年代测试(表1),使用OxCal 4.4软件[18]进行校正(图3)。
表1 江西岸遗址AMS14C 年代数据
Tab.1 AMS14C Dates of the Jiangxi’an site
图3 AMS 14C日历校正年代[23]
Fig.3 AMS 14C age calibration[23]
2.3.2植硅体提取方法
样品分析在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室完成。植硅体提取采用改进的重液浮选法[19]。称取适量样品后,分别用稀盐酸、浓硝酸和双氧水处理样品,以去除样品中碳酸盐、有机物和铁、铝氧化物成分。然后用饱和碳酸氢钠溶液充分分散土壤样品,再根据重力沉降法除去样品中的黏土成分,并将样品过60目筛舍弃其中较大的颗粒成分。之后,用碘化镉和碘化钾配制比重为2.3~2.4 的重液,向样品内加入适量重液,先搅拌,后离心,浮选提取出植硅体。在收集的浮液中加去离子水稀释,离心,回收重液。所得的提取物再用水清洗、离心2~3次,然后用无水酒精清洗,离心甩干后,低温烘干。最后以加拿大树胶为介质进行制片,并置于日本Nikon公司生产的Nikon eclipse LV100P0L显微镜(500×)下进行观察、鉴定、统计和拍照。在国际植硅体命名规则基础上[20],对每一个样品随机统计200粒的植硅体,并运用Tilia软件计算每个类型的百分比含量,绘制图谱[21]。
2.3.3花粉提取方法
3.研究结果
3.1 测年结果
3.2 植硅体鉴定结果
我们按照考古地层从下到上逐个描述植硅体图谱的变化(图4)。
图4 江西岸遗址的主要植硅体与海绵骨针类型
Fig.4 Main types of phytoliths and sponge spicule identified from the Jiangxi’an site
a-b.哑铃型(来自第7层) Bilobate (from layer 7);c-d.扇形(来自第3层) Bulliform flabellate (from layer 3);e-f.棒状(来自第4层) Elongate echinate (from layer 4);g.块状(来自第5层) Blocky (from layer 5);h.刺球形(来自第7层) Spheroid echinate (from layer 7);i.海绵骨针(来自第6层) Sponge spicule (from layer 6)
第7层(9300~9200 BP):距地表180~160 cm。植硅体组合以平滑棒型、方型和扇型为主,该层位出现了热带木本植物棕榈科的刺球形(7.5%)和禾本科哑铃型(3%),为整个剖面最高值。
第6层(9200 BP):距地表160~135 cm,对应遗址第7层。植硅体组合依然以平滑棒型、方型和扇型为主,但扇形植硅体有了大幅度增加,与第7层对比,从23%升至46%。同时,哑铃型大幅度减少,不见热带木本植物棕榈科的刺球形植硅体(图5)。
图5 江西岸遗址植硅体和海绵骨针百分比图
第5-2层(9170~9100 BP):距地表135~40 cm,对应遗址第7层。植硅体组合依然以平滑棒型、方型和扇型为主。与第7层对比,扇形植硅体有了大幅度减少,从46%降至7.5%,而平滑棒形大幅度增加,从23%升至50%,同时,不见热带木本植物棕榈科的刺球形植硅体和哑铃型。
第1层:扰动层。植硅体组合平滑棒型、方型、扇型和球形均匀分布,多种形态都有出现。此外,纵观整个剖面图谱,水环境的海绵骨针都有少量出现。
3.3 花粉分析结果
我们按照考古地层从下到上逐个描述花粉谱的变化(图6)。
图6 江西岸遗址花粉图谱
第7层,根据14C年代数据,该层位的沉积年代大约为9300~9200 BP,花粉的显著特征是松属(Pinus)占绝对优势(85.19%),其他木本植物和草本植物花粉含量很低。草本植物主要有藜科、蒿属等。
第6层底部,根据年代数据,该层位沉积年代在9200 BP,松属含量花粉含量显著降低,木本植物以槭属(Acer)为主,草本植物以菊科紫苑类型(Aster)为主,含量较多的还有胡麻科(Pedaliaceae)。这一层位的花粉浓度较高。
第5层,根据年代数据,该层位大概沉积年代为9170 BP左右,花粉浓度再次降低,松属花粉百分含量显著上升,草本植物花粉依然以紫苑类型为主,蕨类植物含量略微上升。
第4层,松属花粉百分含量继续升高,胡桃属(Juglans)和桦属(Betula)花粉含量也较高。草本植物以中等大小的禾本科和蒿属为主。本带花粉统计数目低于100粒,花粉浓度低。
第3层,松属花粉百分含量降低,胡桃属含量依然较为丰富,榆属(Ulmus)花粉含量增加;草本植物花粉中禾本科(Poaceae)、菊科蒲公英类型(Taraxacum)和蒿属(Artemisia)含量相对较高。与第4层相比,第3层蕨类植物孢子含量明显增加。花粉浓度低。
第2层,根据年代数据,该层位沉积年代为9100 BP,与其他层位相比,本层位破布叶属 (Microcos)在木本植物花粉中含量最高,草本植物花粉含量的特征与3层基本类似,但是蒲公英属消失。蕨类孢子含量进一步增加,花粉浓度低。
第1层为近代扰土层,以高含量松属花粉为特征,草本植物较少,蕨类植物孢子含量与2层相近。
4.讨论
4.1 江西岸遗址植被和古环境信息
从植硅体分析结果来看,江西岸遗址(9300~9100 BP)时期植硅体形态种类不多,较为单一,平滑棒型始终占主导地位。从第6层到第2层,热带木本植物棕榈科的刺球形消失,扇型逐渐减少,哑铃型更是逐渐减少至消失,这种变化反映出气候越来越干冷。整个剖面并没有出现北方寒冷地带典型的示冷型的植硅体(如帽型和齿型植硅体)[24],当时气候和现代暖温带气候相似。虽然剖面样品中海绵骨针的相对含量较少,但是其出现表明当时遗址周边存在水体,这和目前遗址地理环境相符,即遗址东、南、西三面为左江环绕,形成舌形台地。
花粉数据显示,在9300 BP前后(7层),松属花粉百分含量超过80%,表明有松属生长,不过,花粉浓度较低,考虑到松属花粉的超代表性,当时植被可能覆盖度较低。草本植物以温带耐旱类型(藜科和蒿属)为主,这表明当时气候温和干旱。9200 BP(6层),较高含量的草本植物说明森林覆盖度不高,槭属含量较高,说明当时植被中阔叶落叶树种依然占有较高的比例,而这一结果与最新亚热带古田、水竹洋岩芯花粉记录一致[25]。与现代相比,气候温凉,这与植硅体反映的植被状况相符;与9300 BP相比,有效湿度增加。此外,这一时期胡麻科含量较高,表明当时植被有热带成分存在。较高含量的胡麻科出现,有可能指示当时人类利用这种植物资源。
9200~9100 BP(5-2层),花粉统计粒数低于100粒,花粉浓度非常低且草本植物花粉含量较高,反映植物覆盖度低,表明气候较为干旱。这几个时期,木本植物中温带类型较多且含量较高,亚热带和热带类型云实亚科(Caesalpiniaceae)、羊蹄甲属(Bauhinia)等也经常出现但是含量较低,这说明当时温度可能开始上升。9100 BP后,松属花粉百分含量达到最高,花粉浓度较高,说明当时生长以松为主的针叶林,气候相对上个阶段湿度增加,但是和现在相比依然较为冷干。花粉数据和植硅体数据结果较为一致,反映了9200 BP左右,其植被和环境变化特征从温干环境转向冷干。
“9200 BP事件”存在于北半球中高纬度地区的湖泊、泥炭、石笋及其他古气候地质载体记录中,如格陵兰冰芯、阿拉斯加亚Arolik湖指示了气候变冷的事实[26,27]。欧洲中部Ammersee湖介形虫研究显示在9180 BP发生了一次明显的气候异常[28]。亚洲夏季风地区的大九湖、落水洞等古气候地质载体记录也显示,在早全新世的降温事件研究中,在9200 BP时存在一个显著的冷干事件[4,9]。在东亚低纬度地区,董歌洞和莲花洞石笋记录显示,与8200 BP事件相比,9200 BP事件期间亚洲夏季风减弱的幅度可能更多[29,30]。9200 BP左右大九湖盆地泥炭花粉记录表明湖泊发育中断,乔木植物减少,草本植物增加,森林系统更加开放,东亚夏季风降水显著减少[31]。可见,由于北大西洋温盐环流减弱,导致北半球变冷,亚洲季风衰弱,温凉干旱的环境不利于植物生长。我们的研究结果一定程度上验证了该时期研究区存在气候恶化的现象。
4.2 江西岸遗址史前人类生存方式的选择
从大范围来说,更新世最后冰期过后,全球气候变暖,海平面上升,河湖增多,水域变宽,水生资源更加丰富。在这样的气候环境下,史前人类的生业经济发生改变,由狩猎采集为主的经济模式转变为狩猎采集与渔猎并举,甚至在海边和河湖岸边生活的人群的经济活动是以渔猎为主,因而产生了许多贝丘遗址。
根据遗址文化内涵、微体遗存和年代性质的结果来看,广西江西岸遗址属于左江流域新石器时代贝丘遗址。不过,人类也可能采集植物作为食物。研究剖面的第7层处于遗址使用初期,发现了棕榈植硅体。棕榈科植物是热带、亚热带气候条件下最具多样性和重要经济价值科之一,也是最古老的单子叶开花植物之一,全球共2500种[32]。棕榈类植物可以用作食物资源和其他制绳等实用目的[33]。广西是棕榈植物的理想生长环境。而之前邕江流域豹子头(距今12000~11130年前)[33]、石船头(距今11250~10500年前)[30]、那北咀(距今11060~9560年前)[33]三个贝丘遗址1)也均在底部地层发现了棕榈植硅体[28]。这表明不论是左江流域还是邕江流域贝丘遗址人群可能都存在有意识的棕榈资源强化利用行为[34]。基于遗址三面环江舌形台地的地形地貌,江西岸遗址人类很有可能利用棕榈在主动地改造贝丘环境,为其进一步降低流动性创造了条件。
贝丘遗址作为广西新石器时代的一种重要文化遗址类型,目前对其具体的生业形态和定居模式的研究还较少。已经发表的论文显示,广西邕江流域豹子头、石船头、那北咀等贝丘遗址发现了野生稻植硅体,出土了块茎(根)类、坚果类等植物遗存以及陆生、水生动物遗存,反映了多元的生态系统[33,35,36]。而广西左江流域江西岸遗址发现了胡麻科植物花粉,暗示了史前人类有可能利用这一植物资源。但是广西江西岸遗址与这个地区其他遗址存在明显的不同,江西岸遗址没有浮选出大植物遗存,植物资源的植硅体如棕榈植硅体仅在剖面的第7层发现,没有发现其他常见可利用的植物资源植硅体如稻属植硅体。因此,植硅体证据表明广西江西岸遗址9200 BP气候事件前后,人类或许并没有过多的利用植物资源。
与此相反,江西岸遗址9200 BP时期地层中含有大量的动物遗存,包括大量的螺壳、蚌壳和水牛、犀牛、象等动物骨骼,证明了当时人类主要利用动物资源,特别是水生动物资源占了很大比重,而植物资源利用比例可能相对较少。另外,从出土的生产工具看,该遗址这一时期除了磨制石斧等石器,还出土比较丰富的渔猎工具如鱼钩等,还发现用蚌壳制作的蚌铲、蚌刀等,这表明渔猎是江西岸新石器早期人类的主要生计方式。
江西岸遗址独特的生业模式可能与9200 BP气候事件有关。此外遗址所在区域为石漠化分布区,水资源的减少可能进一步促进土壤的石漠化,土壤水分减少导致植被覆盖度降低,也减少了人类可使用的植物资源。在此气候和生态环境下,渔猎可能是更好的选择。
综上所述,9200 BP左右,可能冷干的气候特征加剧广西喀斯特地区石漠化程度。广西这种特殊的地质地貌区域特征,导致当时人类不能以采集为主,这样的生态环境可能会促使采食者改变其生业模式,减少对采集、狩猎的依赖,而转向渔猎。新石器时代早期人群生存策略的变化,可能与环境适应和活动范围的转变密切相关。我们的研究结果为深入理解亚洲季风区早全新世季风演化的重要气候事件与新石器时代文化发展之间的相互作用关系提供了一个有价值的案例。
1)三个遗址测年样品均为螺壳,而螺壳测年结果偏老,实际年龄应至少晚1000年。
5.结论
发生在9200 BP的气候事件是否对珠江区域史前人类的行为方式产生影响,一直缺乏相关研究。本文基于AMS 14C测年年代框架,对广西崇左江西岸遗址新石器时代文化遗存进行了植硅体和孢粉分析,发现广西崇左江西岸遗址(9300~9100 BP)时期环境冷干,这与9200 BP气候事件之间的同步性得到了一定的检验。这一环境特征对广西新石器时代人类生存方式产生重要影响,人类可选择的植物资源减少。结合在地层中发现了大量的螺壳、蚌壳和水生动物遗骸,说明9200 BP气候冷干时期,渔猎是当时生活在江西岸人类的主要生计方式。可见,新石器时代早期人群生存方式的选择与环境适应密切相关。