全 文 ：植物学报Chinese Bulletin of Botany 2009, 44 (6): 718-724, w w w .chinbullbotany.com
doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2009.06.009
收稿日期 : 2008-12-11; 接受日期 : 2009-03-23
基金项目 : 国家自然科学基金 (No.40572108)、西部重点项目 (No.90102017)和黄土与第四纪国家重点实验室项目(No.LQ0705)
* 通讯作者。E-mail: lxq@loess.llqg.ac.cn
.研究报告.
青铜时代中晚期辽西地区农业活动特征
赵克良 1, 3 , 李小强 1, 2 *, 尚雪 1, 3 , 周新郢 1, 3 , 孙楠 1 , 3
1中国科学院地球环境研究所 , 西安 710075; 2中国科学院黄土与第四纪地质国家重点实验室, 西安 710075
3中国科学院研究生院 , 北京 100049
摘要 辽西地区城子山遗址和夏家店遗址农作物种子遗存研究显示, 城子山地区青铜时代中期以旱作农业种植为主, 粟的栽
培比例要明显高于黍。青铜时代晚期的夏家店地区属半农半牧区, 存在黍与粟为主的旱作农业种植, 但黍的栽培比例要远高
于青铜时代中期的城子山地区。干旱化可能是导致夏家店地区青铜时代晚期黍栽培比例升高的主要原因。城子山和夏家店地
区农业种植结构在青铜时代晚期可能已有所不同, 但这2个地区农业种植的差异究竟从何时开始, 仍是一个需要继续深入研究
的问题。
关键词 农业活动 , 青铜时代 , 黍 , 气候变化 , 粟 , 辽西地区
赵克良 , 李小强 , 尚雪 , 周新郢 , 孙楠 (2009). 青铜时代中晚期辽西地区农业活动特征 . 植物学报 44, 718-724.
农业的出现和发展是人类和环境相互作用的结
果。英国考古学家Childe (1954)认为农业的诞生是新
石器时代的一场革命, 其在人类历史上的重要性完全
可以与近代工业革命相媲美。农业的起源和传播、先
民的农业活动特征与土地利用历史及文化演化与环
境变化的关系等研究, 已成为人类世研究的热点问
题。
古文化遗址地层中保存了大量的植物遗存 , 包括
植物种子、果实、叶、木材、纤维、秸秆、孢粉、淀
粉、植硅体及植物炭屑等(孔昭宸等, 2003; 杨晓燕
等, 2005)。其中最直观可靠的当属种子和果实等大
植物遗存, 它们是研究古环境特征、农业活动以及文
明发展等问题的重要依据(刘长江等, 2004a)。中国是
世界重要的农业起源中心之一, 植物遗存研究在旱作
和稻作农业起源和发展的研究中具有重要作用
(Zhang and Wang, 1998; Li et al. , 2007; 赵志军,
2008)。国内已有较多关于粟和黍起源与传播方面的
研究报道(游修龄, 1993 ; 石兴邦, 2000; 陈文华,
2005)。近年来, 浮选方法的应用和推广 , 为我国旱作
农业的起源与发展及其与环境变迁关系等方面的深
入研究提供了重要手段。本文选择辽西地区辽宁凌
源城子山遗址和内蒙古赤峰三官甸子夏家店遗址进
行了土样浮选 , 通过炭化种子鉴定分析 , 研究辽西地
区青铜时代中晚期农业活动特征。
1 研究区概况和研究方法
辽西考古学文化区包含西辽河流域、大凌河流域、燕
山及其南麓至渤海湾, 行政区划上主要包括内蒙古赤
峰市和辽宁朝阳市、阜新市及锦州市(苏秉琦, 1986;
杨虎, 1994)。该区属半湿润与半干旱、暖温带与中
温带的过渡区 , 也是农业与牧业的过渡带 , 对生态环
境变化反应敏感。区域内年降水量为 300-620 mm,
植被类型属暖温带半干旱半湿润森林草原, 森林植被
主要是油松及栎类林为主的落叶阔叶林, 持续的人类
活动造成海拔 500 m以下以山杏矮林、荆条灌丛和
小灌丛草地为主 , 仅海拔500 m以上的山地才有天然
次生林残存。
已有的研究表明, 辽西地区全新世时期人类活动
十分活跃, 先后出现过新石器时代早期的兴隆洼文化
719赵克良等: 青铜时代中晚期辽西地区农业活动特征
和赵宝沟文化 , 中、晚期的红山文化和小河沿文化以
及青铜时代的夏家店下层文化和上层文化。考古学
研究显示, 辽西地区的青铜时代文化年代范围大致在
距今 4 000-2 400年(孔昭宸等, 1991)。我们选择了
辽西地区青铜时代的城子山遗址和内蒙古赤峰夏家
店遗址(图 1)开展研究。
辽宁三官甸子城子山遗址位于大凌河上游、凌
源县凌北乡三官甸子大队河下村的西山坡上。该遗
址南距凌源 8 km, 地处建平与凌源两县的交界地带 ,
东北行 8 km即是建平县牛河梁红山文化的墓地。目
前该遗址已发掘红山文化期房址 1个、墓葬 3个, 夏
家店下文化期房址 1个、灰坑 3个(李恭笃, 1986)。我
们在该遗址选取一处厚 210 cm的剖面(图2)。根据沉
积物颜色和结构特征将含文化层剖面分为 5层: (1)
0-20 cm, 为耕土层, 深褐色黄土, 质地疏松, 含炭屑
和陶片; (2) 20-60 cm, 为红褐色粉砂质黏土层, 含
有炭屑、陶片和烧土等 ; (3) 60-100 cm, 为深灰色土
层, 含大量炭屑, 为一灰层; (4) 100-130 cm, 为棕黄
色黄土层, 含有粗沙及炭屑; (5) 130-210 cm, 为浅
灰色黄土层, 含炭屑及陶片。210 cm以下为生土层。
自上而下以 20 cm 间距采样, 每层取土样约 60
kg, 共获得 7个样品。用筛析浮选法提取考古遗存
图 1 辽西地区及城子山遗址和夏家店遗址在区域中的位置
1: 城子山遗址 ; 2: 夏家店遗址
Figur e 1 Western Liaoning Province and the location of Chengzishan s ite and Xiajiadian site
1: Chengzishan site; 2: Xiajiadian site
720 植物学报 44(6) 2009
(Tsuyuzak i, 1994)。在城子山剖面15、55、135和195
cm 处直接取 4个炭屑样品用于 AMS 14C测年(表 1)。
夏家店遗址位于赤峰市东15 km, 老哈河上游支
流英金河北岸 3个相连的黄土山冈上。遗址内有夏
家店下、上两期文化堆积(中国科学院考古研究所内
蒙古工作队, 1974)。在第 2山冈的东坡选取 4个厚
400 cm含文化层的剖面(图 3): (1) 0-30 cm, 为现代
耕土层, 植物根系发达, 可见陶片; (2) 30-130 cm, 为
浅灰色粉砂质土 , 可见炭屑和陶片 ; (3) 130-340 cm,
为棕黄色粉砂质土层, 含较多的炭屑及陶片; (4) 340-
400 cm, 为浅黄色黄土层 , 炭屑含量减少。400 cm
以下未见生土。
夏家店剖面以 10 cm 间距浮选种子样品 17个,
在 20、100、200、300和 400 cm处分别取炭屑样品
5个用于 AMS 14C测年(表 1)。
测年结果显示出城子山剖面恰好处于夏家店下
层文化时期(距今约 4 000-3 500年), 这与试掘报告
中城子山遗址含有该文化层的结论相符 (李恭笃 ,
1986); 本文所研究的时段(距今 3 550-3 660年)对应
于辽西地区青铜时代的中期。夏家店剖面的5个年代
都集中在距今2 430-2 730年之间, 处于夏家店上层
文化时期(距今约 3 500-2 400年), 对应于青铜时代
晚期。
2 结果与讨论
2.1 结果
采用浮选法获得研究点的植物遗存有粟 (S e t a r i a
italica (L. ) P. Beauv)和黍(Panicum miliaceum L.)(图
4)的种子及其成熟小花, 还有榛壳和狗尾草种子等,
其中以黍和粟炭化种子为主。城子山剖面检出黍和
粟种子共计 412粒, 其中黍 98粒、粟 314粒。夏家
店剖面中检出黍和粟炭化种子共计 308粒, 其中黍
157粒、粟151粒。粟和黍的籽粒都比较小且形状相
近。经过几千年埋藏后 , 籽粒炭化很容易发生变形 ,
因此粟和黍炭化籽粒需在实体显微镜下仔细鉴定。
近年来, 我国考古遗存中粟与黍的形态比较研究
取得了很大进展 (孔昭宸等, 1999; 刘长江和孔昭宸 ,
图 2 城子山剖面及出土黍和粟的浓度
Figur e 2 The section of Chengz ishan and the concentration
of broomcorn millet and fox tail millet
图 3 夏家店剖面及出土黍和粟的浓度
Figur e 3 The sec tion of Xiajiadian and the concentration of
broomcorn millet and fox tail millet
721赵克良等: 青铜时代中晚期辽西地区农业活动特征
表 1 城子山剖面和夏家店剖面加速器 14C测年
Table 1 A ccelerator mass spectrometry (A MS) dates from Chengz ishan site and Xiajiadian site
Depth (cm) Site Laboratory code Dated material Age(14C a BP) cal. a BP
15 Chengz ishan OZK410 Charcoal 3 335 3 553-3 632
55 Chengz ishan OZK411 Charcoal 3 360 3 553-3 648
135 Chengz ishan OZK413 Charcoal 3 340 3 550-3 638
195 Chengz ishan OZK414 Charcoal 3 400 3 583-3 695
20 Xiajiadian OZK426 Charcoal 2 435 2 358-2 496
100 Xiajiadian OZK427 Charcoal 2 525 2 501-2 595
200 Xiajiadian OZK428 Charcoal 2 495 2 490-2 643
300 Xiajiadian OZK429 Charcoal 2 490 2 488-2 623
400 Xiajiadian OZK430 Charcoal 2 560 2 698-2 751
AMS年代测定在澳大利亚 ANSTO实验室完成 , 校正年龄采用 Calib Rev 4.4软件(Stuiver et al., 1998)
All the charcoal samples w ere measured at ANSTO, A ustralia. Calibrations w ere run w ith radiocarborn Calibration Program Calib
Rev 4.4(Stuiver et al., 1998)
图 4 黍与粟的扫描电镜照片
(A) 黍(夏家店遗址) ; (B) 粟(夏家店遗址) ; (C) 黍(城子山遗址) ; (D) 粟(城子山遗址)
Figur e 4 The scan electronic photos of broomcorn millet and fox tail millet
(A) Broomcorn millet (Xiajiadian site); (B) Foxtail millet (Xiajiadian s ite); (C) Broomcorn millet (Chengz ishan site); (D) Fox tail millet
(Chengzishan site)
722 植物学报 44(6) 2009
2004; 刘长江等, 2004b)。黍和粟的籽粒经炭化后 , 其
长度、宽度和厚度以及胚区的长度和宽度都会发生
不同程度的变化。但是, 二者胚的区别明显 : 粟的胚
为窄卵形, 长宽比约为2; 黍的胚为宽卵形 , 长宽比约
为 1。此外二者的胚区长度与颖果长度之比亦不相
同: 粟约为 5/6, 而黍约为 1/2。粟和黍的这 2个性状
较为稳定, 可作为区分粟与黍的标准(刘长江和孔昭
宸, 2004)。本文在实体显微镜下用测微尺对种子的
形态进行了测量 , 主要根据种子胚区长宽比 , 同时结
合籽粒的长宽比和籽粒长与胚区长之比对黍和粟种
子进行区分。按照最小值 -多见值 -最大值的表示方
法(刘长江等, 2004a), 从黍和粟的测量数据(表2)可以
看出两遗址出土的炭化黍和粟粒各比值指标变化比
较大, 但是其胚区长宽比与常见值相符合(黍约为 1,
粟约为 2)。
在城子山剖面 7个层位中都发现有黍和粟(图 2),
两者数量比约为1:3.2, 黍的数量仅占粟的1/3左右。
夏家店剖面中出土黍与粟数量的比值约为 1:0.96,
与城子山遗址剖面相比, 黍的数量明显增多, 而粟
的数量大致相当。同时, 夏家店剖面17个层位中有
16个出土了炭化黍(图3), 占总层位数的94%; 12个
层位有粟出土, 占总层位数的 71%, 黍在剖面中出
现的频率要大于粟。两遗址出土的炭化黍和粟粒均
比现代黍和粟颗粒小。如城子山黍粒长 1.3-1.8-2.2
mm, 夏家店黍粒长1.4-2.0-2.2 mm, 现代黍粒的长度
为2.9-3.2-3.4 mm; 城子山粟粒长1.1-1.5-1.7 mm, 夏
家店粟粒长 1.2-1.5-1.6 mm, 现代粟粒长为 1.4-1.7-
1.8 mm。
2.2 讨论和结论
粟俗称为谷子 , 属禾本科一年生草本作物 , 从野生的
狗尾草驯化而成 , 是我国北方主要的旱作农作物。黍
俗称糜子, 为禾本科一年生草本作物, 生育期短, 喜
温暖, 抗旱能力极强 , 特别适合在我国北方尤其是干
旱 -半干旱过渡区种植(陈文华, 2005)。中国有粟和
黍出土的遗址分布比较广泛 , 年代跨越也比较大(安
志敏, 1988; 游修龄, 1993)。据报道, 在辽西地区有
黍和粟出土的遗址也很多, 其年代大致从兴隆洼文化
到夏家店下层文化时期(孔昭宸等 , 1991; 游修龄,
1993; 石兴邦, 2000; 赵志军, 2008)。但至今尚未见
夏家店上层文化时期黍和粟出土的正式报道。
城子山遗址中黍和粟均连续出现, 但粟的数量为
黍的 3倍左右, 说明城子山地区在距今 3 550-3 700
年间, 粟在农业生产中占有较高的种植比例 , 这一结
果支持夏家店下层文化时期的经济结构是以农业为
主的观点(孔昭宸等, 1991; 胡金明等, 2002; 孙永刚,
2007)。关于夏家店上层文化时期农业经济状况, 比
较一致的看法是畜牧业发达, 农业水平较低(邓辉,
1997), 然而对农业存在的推断仅建立在考古出土的
生产工具上, 未有农作物遗存的报道。内蒙古赤峰地
区夏家店上层文化中大量粟和黍等农业遗存的发现 ,
为这一时期旱作农业的存在提供了直接证据。夏家
店上层文化中黍与粟的数量相当, 但黍在剖面中的出
现频率大于粟, 表明夏家店先民对黍的种植和利用可
表 2 城子山和夏家店遗址出土黍和粟的形态测量结果 (单位 : 毫米)
Table 2 The measured results of broomcorn millet and foxtail millet collected f rom Chengzishan and Xiajiadian site (unit: mm)
Species Broomcorn millet Fox tail millet
Site Indexes Chengz ishan Xiajiadian Chengz ishan Xiajiadian
Caryops is Length1 (L1) 1.3-1.8-2.2 1.4-2.0-2.2 1.1-1.5-1.7 1.2-1.5-1.6
Breadth1 (B1) 1.3-2.0-2.2 1.2-1.9-2.3 0.8-1.4-1.6 0.9-1.4-1.6
L1/B1 0.7-1.0-1.2 0.8-1.0-1.5 0.9-1.1-1.9 0.8-1.1-1.6
Embryonic Length2 (L2) 0.3-0.8-1.1 0.3-0.6-1.1 0.5-1.0-1.3 0.8-1.0-1.4
area Breadth2 (B2) 0.5-1.0-1.0 0.5-1.0-1.2 0.3-0.5-0.7 0.3-0.5-0.8
L2/B2 0.4-0.8-1.3 0.3-0.8-1.1 1.0-1.9-3.6 1.3-2.0-4.3
L1/L2 1.8-2.3-6.0 1.9-2.5-7.0 1.0-1.3-2.2 1.1-1.4-2.0
723赵克良等: 青铜时代中晚期辽西地区农业活动特征
能要多于粟。黍的种植比重明显升高的原因 , 可能与
3 000年来气候环境的变化有关。赤峰地区夏家店下
层文化时期气候温湿, 而上层文化时期温性森林减
少, 草原面积扩大 , 气候温干(孔昭宸等, 1991)。科尔
沁沙地的第 2次收缩出现在 4 000-3 300 a BP的夏
家店下层时期, 而在 3 300-2 800 a BP夏家店上层
时期则出现沙地的第 2次扩展。夏家店下层发达的
农业文化被夏家店上层的畜牧业文化所取代的事件 ,
主要应归结于气候的恶化和沙地的扩展 (夏正楷等 ,
2000)。赤峰七锅山剖面花粉记录显示 , 近3 000年以
来蒿属花粉明显增多, 耐旱的藜科花粉占一定优势,
反映当地气候温干(许清海等, 2002)。老哈河流域的
王祥沟剖面花粉、炭屑以及氮元素分析显示 , 距今
2 900-2 600年由于气候干旱造成农作物停止生长, 并
建立了以游牧业为基础的经济(李宜垠等, 2003; Li et
al., 2006)。3 400 a BP时浑善达克沙地东段的大水诺
尔湖面开始缩小, 3 000 a BP时风沙活动大大加强, 原
始农业文化让位于半农半牧文化, 完成了本区第1次考
古文化特征的跃变(杨志荣, 2000)。上述的证据表明夏
家店上层文化时期基本属于气候较为干旱的一个时期。
黍生长期短, 分蘖力强, 耐旱、耐瘠且耐盐碱 , 在
杂草丛生、粗放耕作的条件下, 比粟或其它农作物更
容易栽培(何德亮, 2004)。黍类作物对生长条件的要
求不高, 而且其生长期也短于粟 , 每年最先播种和收
获的就是黍(杨钊, 2001)。例如在气候较干旱的吐鲁
番洋海墓地出土的农作物中 , 只见黍未见粟(蒋洪恩
等, 2007)。龙山时代伊洛河流域在气候比较温暖湿
润时期以种植粟为主 , 但黍也一直存在 , 而气候转为
干旱时, 黍就可能替代粟成为主要作物(Lee et al. ,
2007)。 因此, 在气候环境条件较差的夏家店上层文化
时期, 黍的成活率高于粟 , 夏家店先民栽培了更多对
生长条件要求相对较低的黍, 黍的比例增加可能主要
是气候转为干旱的直接结果。黍的高比例也与现在
内蒙古半农半牧区糜子种植较多的现状相符(王建革,
2003)。夏家店地区在距今 2 750-2 360年间的夏家
店上层文化时期很可能属半牧半农地区。
从现代种植结构来看 , 老哈河下游、西拉木伦河
及其上游以种植糜子、荞麦(Fagopyrum esculen-
tum)、裸燕麦(Avena sat iva)和玉米(Zea mays)为主;
大凌河上游及老哈河上游以种植谷子 (粟类)、高粱
(Sorghum vulgare)和玉米较多, 现代两地黍和粟的种
植存在明显的差异。目前, 全面了解辽西地区青铜时
代农业活动特征仍然需要更多的材料证据。本文的
研究表明, 城子山和夏家店地区农业种植结构在青铜
时代晚期的夏家店上层文化时期可能已有所不同, 这
2个地区农业种植的差异究竟何时开始 , 仍是一个需
要继续深入研究的问题。
致谢 感谢中国科学院植物研究所刘长江高级工程
师在种子测量方面给予的指导。
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Liaoning Province
Keliang Zhao1, 3, Xiaoqiang Li1, 2*, Xue Shang1, 3, Xinying Zhou1, 3, Nan Sun1, 3
1In sti tute of Ea rth Enviro nme nt, Chi nese Acade my of Scie nce s, Xi’a n 7 100 75, Chi na
2State Key La borato ry o f L oess a nd Quatern ary Geo log y, Chin ese Acade my o f Scie nce s, X i’a n 7 100 75, Chi na
3Gradu ate Uni versity of Ch ine se Acad emy of Sci ences, Bei jin g 1 000 49, Chi na
Abstract Study of charred cereal seeds collec ted by sieving and f loating f rom Chengzishan and Xiajiadian sites in Wes tern
Liaoning Province indicated that the agr iculture w as dominated by rain- fed crops in the Middle Bronze Age in the Chengzishan site;
as w ell, the proportion of cultivated foxtail millet w as higher than that of broomcorn millet. The Xiajiadian site w as a mixed economy
of agriculture and pastoralism in the Late Bronze Age. The agr iculture in the Xiajiadian s ite w as also dominated by rain-f ed crops
of foxtail and broomcorn millet, but the proportion of cultivated broomcorn millet w as higher than that in the Chengzishan s ite (Middle
Bronze Age) . Drought may be responsible for the increase in broomcorn millet during the Late Bronze Age in the Xiajiadian area. The
agriculture system may have differed in the Chengzishan and Xiajiadian s ites during the Late Bronze Age, but more w ork is needed
to determine the exac t t ime of this diff erentiation.
Ke y words agricu lture a cti vit y, Bronze Ag e, bro omcorn mil let , c lim ate cha nge , foxtail mi llet , Western Li aon ing Pro vin ce
Zhao KL, Li XQ, Shang X, Zhou XY, Sun N (2 009). Agricul tura l ch aracteri stics of Midd le-l ate Bron ze Age in Western Lia onin g Provin ce.
Ch in Bull Bo t 44 , 71 8-72 4.
* Author for correspondence. E-mail: lxq@loess .llqg.ac.cn (责任编辑: 白羽红)
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