江蘇泗洪韓井遺址水稻馴化的植硅體證據及相關問題

邱振威 莊麗娜 林留根

（1.中國國家博物館 北京 100006；2.南京博物院 江蘇南京 210016）

韓井遺址[1]位于江蘇省泗洪縣梅花鎮韓井村（N33°35 43.20 ，E118°13 4.69 ，海拔20米），南距泗洪縣城約20千米，西距順山集遺址[2]約4千米。遺址的主體屬于順山集文化時期，面積約5萬平方米。2014—2016年，中國國家博物館、南京博物院和泗洪縣博物館合作開展韓井遺址的考古調查、鉆探和發掘工作，確定其為順山集文化時期的一處環壕聚落。揭露的遺跡有順山集文化時期的房址、成組分布的柱洞及灰坑、灰溝、水溝、大范圍碎陶片鋪設的活動面和水稻田等，大汶口文化時期少量灰坑及一些漢代墓葬等遺跡。

在發掘過程中，幾乎所有的堆積單位都采集了浮選和微體植物遺存分析土樣?？紤]較多堆積單位未發現與水稻直接相關的大植物遺存，本文通過微觀視角進行考察，此處以植硅體分析和陶片顯微結構觀察為例進行介紹。

一、樣品采集與實驗

韓井遺址微體植物遺存分析土樣的采集遵循針對性采樣和自然梯度相結合的方法，尤其注意觀察采樣部位的局部堆積形態。部分樣品同步發掘工作及時采集，部分樣品采用“剖面柱”預留方式采集（詳見后文），樣品信息詳見表一。結合出土器物判斷，此次分析的單位均屬于順山集文化一期偏晚和二期偏早階段，絕對年代距今8450—8200年左右。其中僅H114①一個堆積單位來源于順山集文化二期偏早階段，考慮樣品的偶然性和代表性，后文分析時僅以植硅體的百分比和濃度作為參照進行時間序列的比較，其他有關水稻植硅體和水稻馴化方面的討論均系將所有分析單位作為整體考量。T3352k1為近橢圓形坑狀洼地，T3354g1-g8系與洼地連接的水溝，二者是水稻田遺跡的組成部分。H172①層下“生土”（5～10厘米）和T3352k1②層下“生土”（26～30厘米）兩個堆積單位作為實驗參照采集樣品[3]。

植硅體提取參考目前國內外從沉積物中提取植硅體的一般流程[4]，并根據中國南方土壤沉積物性質略有調整。植硅體鑒定與統計參考已發表的一些標準[5]和中國國家博物館田野考古研究中心收集的現代標本。采用加拿大樹膠（沃凱Our?chem，CASNO[8007-47-4]，折光率1.52—1.54）作為觀察介質，在生物顯微鏡（型號：Nikon Eclipse LV100NPOL）下進行鑒定、統計和拍照。選取500個作為單個樣品植硅體統計總量標準。

表一// 韓井遺址部分堆積單位植硅體分析土樣信息

二、實驗結果與討論

（一）植硅體提取情況

實驗提取到的植硅體類型主要包括：扇型、方型、長方型、長鞍型、短鞍型、啞鈴型、多鈴型、橫排啞鈴型、平滑棒型、突起棒型、刺狀棒型、尖型、帽型、齒型、木本型、莎草型、水稻雙峰型等。另有少量導管、海綿骨針和硅藻（圖一）。各分析單元的植硅體組合基本均以扇型、平滑棒型、啞鈴型和帽型為主（表二）。鑒定出的植物種類主要包括：水稻（Oryza sativa）、蘆葦（Phragmites austra?lis）、竹亞科（Bambusoideae）、早熟禾亞科（Pooide?ae）、莎草科（Cyperaceae）。

圖一// 韓井遺址出土植硅體等微體植物遺存

實驗提取到的水稻植硅體較為全面，既有來自稻葉的水稻扇型和橫排啞鈴型，也有源自穎殼的水稻雙峰型，且其含量和濃度普遍偏高，尤其是部分水稻扇型植硅體的濃度甚至達到學者們提出的古水田判別標準[6]。類別上，所有樣品幾乎均是水稻雙峰型占據主體（以T3354g2①、T3352k1②和H172①下“生土”為代表的少數幾個堆積單位的水稻扇型植硅體略多），水稻扇型次之，橫排啞鈴型植硅體則是零星出土。時間上，從順山集文化一期到二期，韓井遺址水稻扇型和橫排啞鈴型植硅體的百分比和濃度（均值）均呈現減小的態勢，而水稻雙峰型則表現出相反的規律（表三）。堆積上，不同類型或同類堆積之間存在一定差異，同一堆積的不同深度（H114①）的百分比有隨深度減少的趨勢（圖二、圖三）。

值得注意的是，堆積單位T3352k1②（19～26厘米）的植硅體樣品中可見大量炭屑和個別禾本科花粉，較之其他單位水稻扇型相對多于雙峰型，而且雙峰型大多破碎較甚，難以測量。

T3354g3①、T3354g5①、H172①和H173①出土水稻雙峰型植硅體尤多，平均百分比和濃度分別達到了18.5%（11.6%～21.4%）和89274個/克干 樣（56290～162614個/克干樣）。水稻扇型植硅體濃度方面，順山集文化一期的T3354g5①、H172①和H173①均達到甚至遠高于5000個/克干樣（5733～11119個/克干樣）；順山集文化二期H114①堆積的三個不同采樣梯度均值達到了4318個/克干樣（3336～4928個/克干樣），而且呈現出濃度隨堆積深度遞減而降低的趨勢。

橫排啞鈴型植硅體在假稻屬（Leersia）、菰屬（Ziza?nia）等植物葉片中也普遍存在，所以其單獨出現一般不能作為水稻遺存存在的證據[7]，但其與水稻扇型和雙峰型植硅體共存則強化了順山集文化時期韓井遺址或周邊有水稻生長的證據。

（二）水稻植硅體形狀參數分析

針對水稻扇型植硅體尺寸參數的考察，一定程度上也可以反映水稻馴化過程。如長江下游馬家浜文化至良渚文化時期水稻扇型植硅體長（VL）、寬（HL）值漸增[8]。順山集遺址水稻扇型植硅體的長（VL）、寬（HL）均值在順山集文化一期和二期分別達到了39.16μm和40.17μm（統計數量均為50個）[9]，而同一階段的韓井遺址出土水稻扇型植硅體呈現偏小的特點（表四、圖四）。同屬順山集文化的這兩個距離很近的遺址，水稻扇型植硅體尺寸上的差異是水稻馴化早期的不穩定性使然還是分析對象來源偶然反映，抑或其他原因所致，尚需進一步討論。

表二// 韓井遺址部分堆積出土植硅體鑒定、統計表（深度單位：厘米；其他單位：個）

圖二// 韓井遺址部分堆積單位水稻植硅體百分比

圖三// 韓井遺址部分堆積單位水稻植硅體濃度

目前，學界一般采用水稻雙峰型植硅體形狀參數[11]或水稻扇型植硅體魚鱗狀紋飾[12]對水稻的野生與馴化類型進行判別。但是，囿于多種主客觀因素，這兩種方法很少被同時應用于同一批樣品的分析，容易造成交互驗證的缺失。韓井遺址出土的水稻植硅體提供了這樣一個研究契機。然而，基于以上分析單位的水稻扇型、雙峰型植硅體反映的韓井遺址水稻野生與馴化情況存在一定非協同性（圖五、圖六），即水稻扇型植硅體魚鱗狀紋飾給出的野生與馴化類型比例幾乎均達到水稻雙峰型判別結果的兩倍。我們注意到，后者有接近45%的比例系介于野生與馴化之間的“中間類型”。因此，究竟是“中間類型”使然還是兩種判別方法的問題尤為值得關注。

表三// 水稻植硅體百分比和濃度均值、范圍的分期對比

表四// 韓井遺址水稻扇型植硅體尺寸參數

圖四// 韓井遺址和順山集遺址不同階段水稻扇型植硅體尺寸對比

結合淮河下游順山集，浙江錢塘江流域上山、荷花山、跨湖橋、田螺山等遺址的植硅體分析（圖五、圖六），水稻扇型植硅體魚鱗狀紋飾和水稻雙峰型植硅體總體指向馴化長程于波動中進步，但兩者同樣呈現出非協同性現象。前者指示與錢塘江流域相比，淮河下游以韓井和順山集遺址為代表的水稻馴化節點更具“進步性”；后者似乎支持相左的指征。

一般我們傾向將造成這些差異或異常的可能原因歸于水稻馴化早期過程的不穩定性。但樣品自身可能存在的問題以及觀察、測量過程中的偶然因素以及統計分析的方法選擇和主體誤差均需要給予足夠的關注。尤其需要注意不同遺址統計分析的過程，如用于統計分析的植硅體總量、出土單位的代表性和多樣性等。

浮選、植硅體和淀粉粒等多指標[17]表明，采集是順山集遺址先民獲取植物性食物資源的主要方式，水稻生產是生業結構的有效輔助[18]，而這或與全新世早期的氣候壓力有關[19]。此類現象在淮河下游甚至長江下游地區是否具有普適性和時效性，尤為值得探究。

三、陶胎摻入稻殼反映的水稻栽培與馴化實踐

在韓井遺址陶器整理過程中發現部分陶片內外壁、陶胎斷面有不同程度的疑似稻殼羼和物或印痕存在，而且在夾植物陶器和泥質陶器上尤為明顯，初步觀察順山集文化一期的堆積單位有T3350④、T3350⑤、H122①、H128①和H135①等。進一步通過微觀結構觀察與局部點位的植硅體分析，驗證確系制陶過程中摻入的來自水稻秸稈與穎殼的植物殘留。現以灰坑H135①出土具有較典型特征的陶片為例分別介紹陶片內外壁、剖面的顯微觀察和局部植硅體提取情況。

本分析的主要理論依托和技術手段是：顯微觀察可以初步判定水稻穎殼對應印痕的存在，再對疑似水稻穎殼的局部殘留進行植硅體提取與分析，實現交互驗證。

圖五// 水稻扇型植硅體魚鱗狀紋飾個數視野下的水稻馴化過程

圖六// 水稻雙峰型植硅體形態測量視野下的水稻馴化過程

H135①出土的一件夾植物陶片，呈現外灰內紅的特征，質地疏松，多孔結構。陶片外壁多見明顯的稻殼印痕（彩插四），內壁和陶胎斷面除此以外又見印痕處填充白色半透明狀殘留物。手術刀片刮取此白色物質并在生物顯微鏡下直接辨識出全部為水稻雙峰型植硅體（彩插五），或大或小碎片狀。

目前的定性觀察與分析，基本可以認定稻殼破碎后被作為羼和料用于韓井遺址的陶器制作。結合以上對順山集文化一期和二期階段韓井遺址水稻馴化程度的分析，這種有意識的人類行為應是建立在水稻的栽培實踐過程中對水稻認識程度提高的基礎上。至于韓井遺址出土陶器的稻殼羼和料是否具有階段性發展特征，要進一步增加觀察單位、擴大統計基數，同時還要考慮夾砂陶與夾植物陶的本身屬性區別、順山集一期到三期夾砂陶向夾植物陶的演變以及稻殼羼和料與制陶業的關系等。

四、幾個問題

（一）韓井遺址的生業形式

韓井遺址三十余個單位出土了炭化水稻，個別灰坑內發現了馴化類型水稻小穗軸，是水稻栽培和馴化的直接證據。在T3352③層和T3354③層疊壓的水溝和洼地組合遺跡的填土（即S1①）中出土了較多的水稻植硅體，而且不乏馴化類型，結合這組遺跡的結構特點，筆者推測此組遺跡與人類栽培與馴化水稻的行為有關，很可能是當時的水稻田。目前發現中國新石器時代水稻田分布于長江下游、長江中游、淮河下游和黃河下游地區，涵蓋了距今七千年到四千年的時間范疇，其中淮河中下游的史前水田僅見距今四千年前的藤花落遺址。因此，韓井遺址發現的水稻田，很可能是目前發現的最早與人類馴化水稻相關的遺跡。出土動物骨骼的初步整理表明，哺乳動物以豬的比例最高、鹿次之，還有較多以魚鱉類為主的水生動物。初步看來，水稻栽培和野生動物的利用在韓井遺址長期共存。

表五// “生土”堆積出土水稻扇型植硅體測量數據

中國的稻作農業在距今10000—9000年前起源于長江中下游地區[20]。賈湖一期的賈湖遺址[21]和八里崗遺址[22]浮選出土的炭化水稻和一定比例馴化類型水稻小穗軸表明，距今8500年左右淮河上游已經存在馴化程度較高的水稻[23]。地處淮河下游的順山集遺址和韓井遺址出土距今8500—8000年前的炭化水稻、馴化類型水稻小穗軸和一定比例的馴化類型水稻植硅體，指示水稻栽培行為和馴化進程。結合黃河下游地區后李文化的月莊遺址[24]和西河遺址[25]出土距今8000年左右的炭化水稻，再次印證了全新世大暖期以來的稻作農業由長江流域北擴的過程[26]。這一過程或與氣候環境的有利因素、文化傳播以及人群遷移有關[27]。順山集和韓井遺址出土了水稻田、炭化水稻、水稻小穗軸、水稻植硅體、稻殼羼和料等水稻遺存，表明順山集文化時期的淮河下游處于這次稻作農業北擴的關鍵時空位置上。

因此，韓井遺址水稻田等遺存的揭露有助于分析淮河中下游早期稻作農業的形式與內容，為探討中國水田稻作農業體系提供了更早的關鍵資料，更為研究東亞地區稻作農業起源和傳播，以及中國淮河流域和長江流域新石器時代文化跨區域的交流和互動提供了珍貴的材料。此外，為了系統研究韓井遺址的生業模式，動物考古、環境考古、有機殘留物分析等多方面研究工作正在開展。隨著生業經濟研究的逐步深入，對了解八千多年前的淮河中下游的社會以及淮河流域在中國古代文明形成過程中的角色和地位都有重要的意義。

（二）田野考古發掘與微體土樣采集的協調

微體植物遺存分析土樣的采集往往因較低普及性（遠低于浮選土樣的采集）和易污染性不易為一般田野發掘工作者所掌握，加之田野考古現場的發掘工作涉及一系列操作規程，故此一般微體土樣的采集需要相對專業的人員進行操作。這樣就容易產生田野發掘進度的要求與微體土樣采集不及時之間的矛盾。結合韓井遺址的田野考古工作和微體土樣采集的實際操作，我們提出“剖面柱”的概念與嘗試。具體來說，在某一遺跡（如灰坑）內的堆積清理過程中，隨著1/2或1/4方式清理的完成，完整暴露出整個遺跡的堆積構成后，選擇其中代表性較強的堆積部分保留下來，形成20～30厘米見方的“剖面柱”（彩插六︰1），其余堆積完成清理和浮選樣品等的采集工作。這樣一方面對整個遺跡的文字記錄、繪圖、照相等田野操作基本沒有影響或影響很小，另一方面給微體分析工作所需樣品提供了采集的緩沖時間。需要注意的是，在開展采樣工作前最好用封口袋或保鮮膜一類介質將“剖面柱”部分暫時“封存”，待采樣工作完成后再進一步完善相應的堆積記錄工作。

表六// “生土”堆積出土水稻植硅體判定情況

這種方式可以較為有效地解決田野發掘完整性與微體取樣科學性之間的矛盾，實際操作性較強，可以嘗試推廣。

（三）“生土”與水稻植硅體的“矛盾”

兩個作為實驗參照的初步判定為“生土”的堆積單位 H172①下“生土”（5～10厘米）和T3352k1②下“生土”（26～30厘米）（彩插六︰3）中提取到含量較高的水稻雙峰型和水稻扇型植硅體。H172①出土的水稻雙峰型植硅體的含量和濃度顯著高于其下部的“生土”堆積，除此以外，這兩個“生土”堆積中出土的水稻植硅體與其上部人為堆積的情況并無明顯差異。

從水稻扇型植硅體形態上看，H172①下“生土”（5～10厘米）出土可供測量者（8個）的長、寬平均值略高于本次分析人為堆積的對應值，而T3352k1②下“生土”（5～10厘米）出土者（3個）的測量值均偏低（表五）。

值得注意的是，“生土”堆積中出土的“馴化型”水稻雙峰型和扇型植硅體均有很少量存在（表六），盡管數量很少但一定程度上卻指示田野發掘現場對“生土”堆積性質的判定存在問題，或許將其定為“次生土”更合適。結合發掘過程中觀察到發掘區局部剖面堆積的“裂隙”現象（彩插六︰2），應系土壤中的植物根系、蟲洞或地質作用等所致，上部晚期堆積極易混入下部早期堆積。若是二者土質土色較為接近或者“裂隙”較小，在取樣過程中不易發現也屬常態。此處兩個在發掘和取樣過程中判斷為“生土”堆積的植硅體情況，給我們今后的田野發掘和樣品采集提供了借鑒與參考。

[1]中國國家博物館、南京博物院、泗洪縣博物館：《江蘇泗洪韓井遺址2015—2016年發掘簡報》，《東南文化》2018年第1期。

[2]南京博物院、泗洪縣博物館編：《順山集——泗洪縣新石器時代遺址考古發掘報告》，科學出版社2016年。

[3]這兩個遺跡內的填土清理完畢后在其底部暴露出黃色黏土，發掘現場判斷為生土或次生土沉積，即為此處表述的“生土”。本文以此兩個樣品為例，嘗試對考古發掘過程中一般認定為生土或次生土堆積的性質與判斷作一些論證或討論。

[4]Lentfer C.J.， Boyd W.E.A comparison of three methodsfortheextraction ofphytolithsfrom sedi?ments.Journal of Archaeological Science， 1998， 25（12）；Pearsall D.M.Paleoethnobotany：A Handbook of Procedures.Academic Press，2000；王永吉、呂厚遠：《植物硅酸體研究及應用》，海洋出版社1993年；Piper?no D.R.：《植硅石分析──在考古學和地質學中的應用》，北京大學出版社1994年。

[5]Pearsall D.M.Paleoethnobotany：A Handbook of Proce?dures.Academic Press，2000；王永吉、呂厚遠：《植物硅酸體研究及應用》，海洋出版社1993年；Piperno D.R.Phytolith Analysis：An Archaeological and Geological Per?spective.Academic Press，1988；Piperno D.R.，Pears?all D.M.The Silica Bodies of Tropical American Grasses：Morphology，Taxonomy，and Implications for Grass Sys?tematics and Fossil Phytolith Identification.Smithsonian Institution Press， 1998；Twiss P.C.， Suess E.，Smith R.M.Morphological classification of grass phy?toliths.Soil Science Society of America Proceedings，1969，33（1）；王才林、宇田津郎、湯陵華等：《植物蛋白石分析法及其在考古學上的應用》，《東南文化》1997年第3期；呂厚遠、賈繼偉、王偉銘等：《“植硅體”含義和禾本科植硅體的分類》，《微體古生物學報》2002年第19卷第4期。

[6]宇田津徹郎、湯陵華、王才林等：《中國的水田遺構探查》，《農業考古》1998年第1期；靳桂云、燕生東、宇田津徹郎等：《山東膠州趙家莊遺址4000年前稻田的植硅體證據》，《科學通報》2007年第52卷第18期。

[7]Yost C.L.，Blinnikov M.S.Locally diagnostic phyto?liths of wild rice （Zizania palustrisL.） from Minneso?ta， USA： comparison to other wetland grasses and usefulness for archaeobotany and paleoecological recon?structions.Journal of Archaeological Science，2011，38（8）.

[8]Fuller D.Q.，Harvey E.，Qin L.Presumed domestica?tion？Evidence for wild rice cultivation and domestica?tion in the fifth millennium BC of the Lower Yangtze region.Antiquity，2007，81（312）.

[9] Luo W.，Yang Y.，Yao L.et al.Phytolith records of rice agriculture during the Middle Neolithic in the middle reaches of Huai River region，China.Quater?nary International，2016,426.

[10]同[9]。

[11]Zhao Z.，Pearsall D.M.，Benfer R.A.et al.Distin?guishing rice（Oryza sativaPoaceae）from wildOryzaspecies through phytolith analysis，II Finalized meth?od.Economic Botany，1998，52（2）.

[12]Fujiwara H.Fundamental studies in plant opal analy?sis（1）：on the silica bodies of motor cell of rice plants and their near relatives，and the method of quantitative analysis.Archaeology and Nature Science，1976，（9）；Lu H.，Liu Z.，Wu N.et al.Rice do?mestication and climatic change：phytolith evidence from East China.Boreas，2002，31（4）；Huan X.，Lu H.，Wang C.et al.Bulliform phytolith research in wild and domesticated rice paddy soil in South China.PLoS ONE，2015，10（10）.

[13]同[9]。

[14]Wu Y.， Jiang L.， Zheng Y.et al.Morphological trend analysis of rice phytolith during the early Neo?lithic in the Lower Yangtze.Journal of Archaeological Science，2014，49.

[15]同[9]。

[16]同[14]。

[17]a.同[9]；b.吳文婉、林留根、甘恢元等：《泗洪順山集二期聚落環境與生業的植硅體證據》，《中國農史》2017年第1期；c.楊玉璋、Li WeiYa、姚凌等：《淀粉粒分析揭示的江蘇泗洪順山集遺址古人類植物性食物來源與石器功能》，《中國科學：地球科學》2016年第7期。

[18]同[17]c。

[19]同[17]b。

[20]趙志軍：《栽培稻與稻作農業起源研究的新資料和新進展》，《南方文物》2009年第3期；嚴文明：《中國稻作農業的起源》，《農業考古》1982年第1期。

[21]程至杰：《淮河上、中游地區新石器時代植物性食物資源利用研究》，中國科學技術大學博士論文，2016年。

[22]鄧振華、高玉：《河南鄧州八里崗遺址出土植物遺存分析》，《南方文物》2012年第1期。

[23]張弛：《論賈湖一期文化遺存》，《文物》2011年第3期。

[24]Crawford G.W.、陳雪香、欒豐實等：《山東濟南長清月莊遺址植物遺存的初步分析》，《江漢考古》2013年第2期；Crawford G.W.、陳雪香、王建華：《山東濟南長清區月莊遺址發現后李文化時期的炭化稻》，《東方考古》2006年第3期。

[25]吳文婉：《中國北方地區裴李崗時代生業經濟研究》，山東大學博士論文，2014年。

[26]秦嶺：《中國農業起源的植物考古研究與展望》，《考古