【中文摘要】本文对福建闽侯庄边山遗址剖面的沉积物进行了植硅石、孢粉和炭屑研究。分析发现，昙石山遗址已有稻作农业，但是受到地形的限制，水稻农业没有成为昙石山文化的主要经济形式。
　　
　　【关键词】新石器文化　庄边山遗址　水稻植硅石　孢粉　炭屑　海平面变化
　　
　　Abstract：Through studies on the phytolith, sporopollen and carbon dust from the sectional sediment of the Zhuangbianshan site in Fujian, the thesis proves that rice cultivation has begun in Tanshishan site. However, with the restriction of landform, rice cultivation failed to become the major economic form of Tanshishan culture. 
　　
　　Key words:Neolithic culture　Zhuangbianshan Site　rice phytolith　sporopollen　carbon dust　the change of sea level
　　
　　一、引　言
　　
　　福建闽江下游地区的新石器文化近几十年来越来越受到了国内外学者的瞩目。由于多山、多河流、沿海等特有自由地理条件，闽江下游发展了独具特色的海洋文化，人们的经济生活以采集和渔猎为主；其中昙石山文化是闽江下游最具代表性的新石器文化，具有丰富的文化内涵和鲜明的地域文化特色，是相对独立于以中原为中心的大陆性农耕文化的我国东南土著史前文化，与台湾、东南亚以及大洋洲群岛等“南岛语系”的土著文化有着密切联系。地处大陆新石器文化和海岛新石器文化交汇的重要地带之一，昙石山文化研究的重要性就在于建立了大陆文化和海洋文化之间的一座桥梁〔1〕。
　　
　　水稻农业发展历史是昙石山文化研究中遗留的一个重要问题。一部分学者认为由于全新世海侵，福州盆地被淹没，闽江下游缺乏平坦地形发展水稻种植〔2〕；同时也有学者从出土的石器以及当时社会发展水平推测昙石山文化应该已经出现农耕活动〔3，4〕。由于目前没有直接的证据表明昙石山文化是否有水稻种植的发展，昙石山文化的农业发展状况仍然是不清楚的。
　　
　　在本文中，我们在昙石山文化的重要遗址之一庄边山遗址进行剖面取样，通过鉴定和统计水稻植硅体，力图揭示昙石山文化的水稻农业发展历史。植物硅酸体是由于土壤中的硅通过植物根系被吸收，经维管束传送，在细胞内腔或细胞之间以水合硅的形式出现，在植物体内形成难溶的硅酸形态〔5〕。在华南湿热的气候条件下，考古遗址中的谷粒难以保存，而植物硅酸体抗腐蚀性强，植物腐烂后，残留在地层中，且一般在考古遗址层中含量丰富。目前，对于水稻植硅体形态的研究已经十分成熟，幷且已经很好地运用到了考古遗址的研究中。另外，本文还对庄边山遗址剖面进行了孢粉和炭屑研究，试图进一步分析人类活动与环境之间的关系。
　　
　　二、研究区域概况
　　
　　1.地理位置
　　
　　图一　福州地区第四纪沉积（白色）及昙石山、庄边山遗址位置分布图
　　福州盆地是闽江入海的的海陆过渡区域，其形成是早更新世周围山地剧烈上升而相对下沉的一个山间断陷，晚更新世盆地的构造持续下沉，再加上闽江在冰期低海平面时的下切，使得盆地内地势降低〔6〕。其位于东亚季风区，属于亚热带季风气候区，由季风控制降水量，夏季高温多雨，冬季温和少雨，植被为亚热带常緑阔叶林。庄边山是福州盆地中相对孤立的一座低矮丘陵，海拔约25~30米，因形状像卧牛，而被俗称为“卧牛山”，位于闽江下游南岸，闽侯县竹岐乡榕岸村之东南，东距福州城约20公里，与位于闽江北岸昙石山的昙石山遗址隔江相望（图一）。遗址周围地势平坦，现为农田种植水稻，目前遗址上开垦种植了各种果树、茶树、及蔬菜等经济作物。
　　
　　福州沿海地区在全新世早中期经历了大规模的海侵，海侵开始于9000 cal BP，结束于2000 cal BP。在海平面最高时期，整个福州盆地被淹没，周围岛屿使之与大海隔离，成为一个相对封闭的海湾。按现在庄边山、昙石山的高度来看，这些新石器时代重要考古遗址所在地在当时是海湾中近陆的孤立岛屿，周边为浅海湾。
　　
　　2.庄边山遗址的文化特征
　　
　　在特有的自然地理条件下，闽江下游福建沿海发展了独具特色的新石器文化。先民经济生活以采集渔猎为主，幷且极大依赖于海洋资源。先民采食贝殻，形成了许多贝丘遗址，贝殻堆积成为该地区新石器文化遗址的重要特征。该地区新石器文化的文化发展序列已大体清楚，为：殻丘头文化→昙石山下层文化→昙石山文化→黄瓜山文化。各文化之间具有源流关系，昙石山文化作为该地区最著名的新石器文化其来源是殻丘头—昙石山下层文化，昙石山文化之后发展成为黄瓜山文化〔7〕。
　　
　　庄边山遗址是昙石山文化遗址中面积最大的遗址，东西长180米，南北宽80米，面积约2万平方米。1956年文物普查发现后，先后进行过两次发掘，共开探方114个，揭露面积近3000平方米，发现新石器时代墓葬65座、灰坑72个，战国末至西汉早期墓葬9座，以及大量石、骨、陶、贝质生产工具和生活用具。第二次发掘报告将遗址的新石器时期文化堆积分为上、下两大文化层。下文化层是以蛤蜊殻为主的堆积，共发现65个蛤蜊殻坑，从出土物特征来看与附近的昙石山遗址中下层、溪头遗址下层为同一类文化含义，属于昙石山文化。上层文化只发现蛤蜊殻6个，文化内涵相对单纯且明显有别于昙石山文化遗存，构成了一个文化内涵相对单纯的独立的文化层次，始先被命名为“庄边山上层文化类型”，随后在黄瓜山遗址发现了这类更具代表性的文化遗存，因此又被命名为“黄瓜山文化”〔8，9〕。
　　
　　三、研究材料和方法
　　
　　图二　庄边山遗址剖面及地层描述
　　
　　1.研究材料
　　
　　本研究所挖掘的遗址剖面位于遗址南部考古挖掘附近的原始沉积地带，遗址剖面深195cm，样品按每5~10cm间距共取样34个。根据遗址剖面沉积物和出土物特征，结合庄边山考古发掘报告，把剖面分成5层，其中的贝殻层认为是昙石山文化层（图二）。另外在剖面深度110-115cm处取完整贝殻，测得AMS14C年龄（测年由Beta实验室完成），校正后年龄为4500-4230aBP，因此更为确定贝殻层属于昙石山文化时期。
　　
　　2.研究方法
　　
　　由于植硅石和孢粉的物理化学属性不同，我们利用两种不同的实验处理方法分别提取植硅石和孢粉，幷且在孢粉提取实验流程中同时提取炭屑。孢粉提取流程包括：酸处理去钙、碱处理去有机质、1.8g/cm3重液提取，制片。植硅石提取流程包括：酸处理去钙、H2O2处理去有机质，2.3g/cm3重液提取，制片。所有鉴定在光学显微镜下完成，并同时统计计数跟踪剂。每个样品鉴定孢粉不少于100粒，鉴定孢粉同时统计炭屑数量。每个样品所提取的植硅石制成一张玻片，每张玻片鉴定植硅石不少于300粒。由于植硅体含量十分丰富，为了更为精确计算水稻植硅体浓度，每张玻片鉴定300粒植硅体后，仍继续统计整张玻片的水稻植硅体。浓度计算公式（以孢粉为例）：孢粉浓度(粒/克)=(鉴定的孢粉数量x加入的跟踪剂)/(鉴定的跟踪剂数x样品取样重量)
　　
　　四、分析结果
　　
　　1.植硅体分析
　　
　　(1)植硅体组合分析
　　
　　庄边山遗址剖面中植硅体含量十分丰富，絶大多数产自草本植物。鉴定出的植硅体主要形态为:长方形、方形、扇形、棒形、鞍型、哑铃型、帽型、尖形、齿形、导管型等。其中絶大多数形态不具备属种的鉴定意义，但剖面的植硅体形态组合对环境有一定的指示作用。如，长方形、方形、扇形主要分布于湿热地区，帽形、齿形主要分布于寒冷地区，棒形、尖形主要分布于相对乾冷地区〔10-12〕。根据植硅体组合特点，把剖面分成四带：
　　
　　图三　庄边山遗址剖面植硅石百分含量
　　
　　Ⅳ带（145~195cm）：以长方形、棒形为主，两者之和达到80%，其次为扇形和正方形，另外有少量尖形、哑铃形、帽行，没有水稻植硅体。
　　
　　Ⅲ带（105~145cm）：棒形、尖形增加，而长方形、方形扇形减少。水稻植硅体开始少量出现。
　　
　　Ⅱ带（25~105cm）：棒形明显减少，而方形、长方形显着增加。另外，水稻双峰植硅体在该带底部突然增加，达到20%，高峰值保持30cm厚，之后水稻双峰植硅体大量减少。
　　
　　Ⅰ带（0~25cm）：棒形增加，正方形、长方形减少。水稻植硅体消失。
　　
　　整个剖面以代表湿热气候的方形、长方形、扇形为主，表明遗址所处地区气候温暖湿润、降雨丰沛。另外代表湿热气候的方形、长方形、扇形硅酸体与代表相对乾冷气候的棒形硅酸体，有明显相反的变化趋势，如，Ⅲ带带棒形显着增加，则方形、长方形、扇形明显减少，而Ⅱ带棒形大量减少，方形、长方形、扇形却显着增加。植硅体组合的变化暗示了气候在小范围内的波动。
　　
　　（2）水稻植硅体分析
　　
　　一般认为，水稻具有3种特征型植硅体，可以很好地与其他植物区别开来，即水稻扇形植硅体、双峰形植硅体和平行哑铃形植硅体〔13-15〕。三种形态植硅体在庄边山遗址剖面都有大量发现，其中尤以水稻双峰植硅体特别丰富，幷且在某些层位出现异常丰值。
　　
　　图四　水稻植硅体浓度
　　
　　由图4可见，水稻植硅体出现的层位跟贝殻层对应。水稻植硅体在贝殻层底部开始出现，之后骤增，百分含量达到20%，絶对含量达到1600粒/g，并在贝殻层一直保持高峰值。剖面上部，随着贝殻的减少，水稻植硅体逐渐消失。
　　
　　2.孢粉和炭屑分析
　　
　　图五　庄边山遗址剖面孢粉百分含量以及孢粉、炭屑絶对浓度
　　文化遗存剖面的孢粉组合不仅反映了自然植被覆盖状况，还可以反映人类活动造成的遗址周围植被与生态环境的改变，幷且可以很好地揭示先民土地利用情况和农业的发展情况。遗址剖面的炭屑主要来源于人类活动用火，因此炭屑浓度可以直接表示人类活动强度。
　　
　　该遗址剖面鉴定出蕨类孢子、木本花粉、草本花粉共16属/科。其中蕨类孢子有：芒萁属、凤尾蕨属、海金沙属、单缝孢、紫萁属。木本花粉有：松属、栎属、栲属、柏科、槭属、木兰科。草本花粉有：禾本科、十字花科、石竹科、莎草科、蒿属。整个遗址剖面以蕨类孢子为主，芒萁属含量很高（40%-95%），其次是凤尾蕨和单缝孢，表现出考古遗址受人类干扰大的特征。根据孢粉和炭屑的含量变化，把剖面分成三个带：
　　
　　Ⅲ带（125-195cm）：孢粉和炭屑浓度极低，常緑栎和栲相对丰富，可见常緑阔叶林茂密。
　　
　　Ⅱ带（75-125cm）：炭屑浓度突增，加上贝殻层突然出现，表明人类活动开始。另外，禾本科有所增加，说明农业发展。
　　
　　Ⅰ带（0-25cm）：孢粉浓度大量骤增。单缝孢、松属、禾本科、十字花科明显增加，同时栲属和常緑栎属比例降低，表明整个福州盆地地区农业大量发展，人类活动显着增加，原始森林遭到破坏。与之相反的是炭屑浓度稍有减少，暗示庄边山上人类活动的减弱。
　　
　　五、讨　论
　　
　　1.昙石山文化时期水稻种植的证据
　　
　　一般认为，三种形态水稻植硅体在遗址中同时发现，可以证明水稻的存在。庄边山遗址剖面中，三种形态水稻植硅体均有发现，且双峰植硅体含量在特定层位占到所有植硅体含量的20%。由于双峰植硅体只产自水稻的谷殻中，如此大含量的双峰植硅体无疑表明瞭谷殻的集中堆积，说明水稻已经成为新石器时期先民的食物来源之一。另外，水稻植硅体和贝殻同时出现，这可能是由于贝殻层实为先民堆积食物残渣的地方，在华南湿热环境下谷殻极易腐烂，只有大量贝殻得以保留下来。
　　
　　本研究认为庄边山遗址发现的水稻植硅体来自栽培稻。首先，庄边山遗址剖面发现的水稻植硅体可以直接证明水稻农业的发展。遗址发现的厚达近40cm的稻谷堆积，表明瞭稳定的水稻供给，而这无疑是需要依赖于水稻农业的发展。其次，昙石山文化所反映的较大规模的定居生活，石斧、石锛、牡蛎殻等农垦工具以及石刀、石镰形器和牙刀等收割工具的出土，再加上家畜饲养的萌芽，都表明昙石山文化已经具备农业社会的特征。再次，华南地区在全新世冰消期到来之后首先转暖，同时东亚夏季风的出现带来丰沛降水，为华南水稻的种植提供了得天独厚的气候条件。另外，昙石山文化所处的新石器晚期，水稻种植已经在中国大陆高度发展了，其中位于浙江太湖流域的良渚文化，更有了犁和灌溉系统的出现〔16，17〕。由于地理位置上的毗邻，昙石山文化和良渚文化呈现出许多文化上的相似性，表明两者之间的交流〔18〕；不仅如此，比较昙石山文化与周邻新石器文化，发现昙石山文化与广东的石峡文化和江西的山背文化（两者都有已证明有水稻种植）都有一定程度的交流〔19〕。由此可见，昙石山文化必然受到了其他种植水稻的农业文明的影响，昙石山先民也无疑习得了水稻种植的技术。
　　
　　综上所述，昙石山文化已经开始了水稻种植，水稻已经成为昙石山先民的食物来源之一。
　　
　　2.人类文明对自然环境变化的响应
　　
　　尽管昙石山先民已经开始种植水稻，但是水稻农业并没有成为昙石山文化的主要经济形式，对比庄边山遗址周围钻孔研究〔20〕可知昙石山文化时期，正处于全新世高海平面时期（约距今7000-3000年），整个福州盆地被淹没成为海湾，因此极其缺乏平坦宽阔的地形发展水稻农业。而福州盆地在当时是相对封闭的海湾，位于近陆的庄边山远离了大洋中狂风巨浪的危险，因此渔业得以发展；再加上闽江带来的丰富营养物质，海洋生物大量生长，为昙石山先民提供了十分充足的食物来源。事实上，水稻可能仅仅作为食物的补充，从庄边山遗址剖面可以看出，水稻植硅石的大量出现滞后于贝殻层，由此推测，随着文化的发展，海洋资源无法哺育快速增加的人口，昙石山先民不得不利用庄边山周围小范围的平坦地形种植水稻作为食物补充。
　　
　　前人的多个钻孔研究揭示出〔21-24〕，全新世高海平面之后，晚全新世闽江下游快速淤积，福州平原逐渐扩大，海洋环境在闽侯-福州一带退出，使闽江河水为主导，距今3000-2000年前后该地区表现为海陆过渡环境。随着海平面下降，海洋资源大幅减少，平坦的福州平原出现，与此对应的是海洋文化的消失和农耕文化的兴起，这也是适用自然环境的必然选择。闽江下游新石器时代的海洋文化，需要逐海而居，随着海水退出后，无力在当地继续发展。从昙石山遗址剖面上部可以看出，随着海平面的下降，贝殻逐渐消失，表明海洋资源的枯竭以及新石器文化在庄边山的衰落。同时炭屑浓度和水稻植硅石减少，反映出人类生活和农业活动在庄边山的减弱。与之相反的是，福州盆地的出陆，使得发展农业的优势条件显现出来。遗址剖面孢粉含量的变化表现出海退后整个闽江下游地区农业活动的快速发展，原始森林遭到破坏。此时闽江下游福州盆地开始进入农耕时代，平原成为人们生活和发展的主要区域，而处于小山丘上的庄边山遗址人类生活和农业的痕迹减少。
　　
　　六、结　论
　　
　　对庄边山遗址剖面的植硅石与孢粉等研究证明，新石器昙石山文化期地层堆积首次发现多种形态水稻植硅体，并属于栽培稻。这一结果表明，虽然福建沿海山区大规模稻作农业发展较晚，新石器时期的经济形态虽然以渔猎为主，但并非不存在成熟的水稻种植农业与相关技术。本研究为华南地区新石器时代的稻作农业历史提供了直接的证据。
　　
　　对庄边山遗址文化层和临近钻孔资料对比发现，昙石山文化时期尽管已发现水稻的证据，但水稻农业仍不是新石器时期主流的经济形态，其原因是自然地理环境不利于发展农业和原始灌溉技术有关。由于全新世高海平面时期（约距今7000-3000年），整个闽江下游（包括现在的福州盆地）处在高海面时期的海湾环境，渔业资源相当丰富。相反，当时闽侯和福州并未出露或淤积为平原，从而缺乏有利于水稻种植的高于河漫滩的平原，使水稻农业种植与灌溉受到地形的限制，难以成为新石器晚期的主要经济形式。
　　
　　结合前人多个钻孔揭示，晚全新世闽江下游快速淤积，福州平原逐渐扩大，海洋环境在闽侯-福州一带退出，海洋资源大幅减少，使闽江河水为主导，海陆环境过渡主要发生在距今3000-2000年前后，由海洋向陆地环境过渡是导致依赖海洋资源的昙石山文化快速衰落的主要原因之一。
　　
　　注释：
　　〔1〕 钟礼强：《 昙石山文化研究》， 长沙：岳麓书社，2005年。
　　〔2〕 Rolett B V, Zheng Z, Yue Y. Holocene sea-level change and the emergence of Neolithic seafaring in the Fuzhou Basin (Fujian, China)\[J\]. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(7-8):788-797.
　　〔3〕 林公务：《福建沿海的史前考古与早期海洋文化》，《 福建文博》2012年1期。
　　〔4〕 钟礼强：《昙石山文化原始居民的经济生活》，《厦门大学学报(哲学社会科学版)》1986年1期。
　　〔5〕 王永吉、吕厚远：《植物硅酸体研究及应用》， 北京：海洋出版社，1993年。
　　〔6〕 郑荣章、陈桂华、徐锡伟等：《福州盆地埋藏晚第四纪沉积地层划分》，《地震地质》2005年4期。
　　〔7〕 同注〔1〕。
　　〔8〕 林公务：《福建闽侯庄边山遗址发掘报告》，《考古学报》1998年2期。
　　〔9〕 陈仲光、林登翔等：《闽侯庄边山新石器时代遗址试掘简报》，《考古》1961年1期。
　　〔10〕 吴乃琴、吕厚远、孙湘君等：《植物硅酸体-气候因子转换函数及其在渭南晚冰期以来古环境研究中的应用》，《第四纪研究》1994年3期。
　　〔11〕 吕厚远、王永吉：《晚更新世以来洛川黑木沟黄土地层中植物硅酸体研究及古植被演替》，《第四纪研究》1991年1期。
　　〔12〕 吕厚远、王永吉：《植物硅酸体的研究及在青岛三千多年来古环境解释中的应用》，《科学通报》1989年19期。
　　〔13〕 王灿、吕厚远：《水稻扇型植硅体研究进展及相关问题》，《第四纪研究》2012年2期。
　　〔14〕 Jiang Q. Searching for evidence of early rice agriculture at prehistoric sites in China through phytolith analysis: an example from central China\[J\]. Review of Palaeobotany and Palynology,1995,89(3-4):481-485.
　　〔15〕 Pearsall D, Piperno D, Dinan E, et al. Distinguishing rice (Oryza sativa Poaceae) from wild Oryza species through Phytolith analysis: Results of preliminary research\[J\]. 1995,49(2):183-196.
　　〔16〕 吴耀利：《中国史前稻作农业的成就》，《农业考古》2005年1期。
　　〔17〕 吴诗池、魏露苓：《浅谈稻作农耕文化的内涵》，《农业考古》2005年1期。
　　〔18〕 钟礼强：《略论昙石山文化与良渚文化的关系》，《东南文化》2005年6期。
　　〔19〕 钟礼强：《昙石山文化的生产方式与邻省区同期原始文化的异同》，《南方文物》1993年1期。
　　〔20〕 同注〔2〕。
　　〔21〕 蓝东兆、于永芬、陈承惠等：《福州盆地晚更新世海侵及全新世海面波动的初步研究》，《海洋地质与第四纪地质》1986年3期。
　　〔22〕 吴立成、杨蕉文、华棣：《闽江河口第四纪地层划分和地质年代研究》，《华东师范大学学报(自然科学版)》1987年4期。
　　〔23〕 杨蕉文、华棣、吴立成：《闽江口第四纪地层中的孢粉、有孔虫、硅藻组合及其古地理意义》，《海洋地质与第四纪地质》1991年3期。
　　〔24〕 韩书华、张静：《福州市马尾地区第四纪地层划分及海相层分析》，《海洋地质与第四纪地质》1992年1期。

　　（马婷、郑卓、万秋池，中山大学地球科学系；Rolette Barry，美国夏威夷大学；林公务，福建博物院，研究员。）