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| 末次盛冰期环境恶化对中国北方旧石器文化的影响 人类学学报.第24卷.第4期.2005年11月 吉笃学1，陈发虎1,2，R.L.Bettinger3，R.G.Elston4，耿志强5，L.Barton3，王 辉6，安成邦1，张东菊1 1)中德干旱环境联合研究中心，兰州大学西部环境教育部重点实验室，兰州 730000； 摘 要：末次冰期间冰段时，中国北方地区水热条件普遍较好，旧石器文化也比较发达。然而，进入末次盛冰期后，随着气温的普遍降低和降水量的明显减少，草原和沙漠带急速向南扩张，动物群也大举南迁。对于这种严酷的生存环境，中国北方的旧石器文化是如何响应的呢？本文以宁夏彭阳PY01-02，PY03和PY05等地点的地层剖面和石制品的研究为基础，首先提出彭阳地点群地层沉积相由河湖相沉积迅速转变为黄土堆积说明由末次冰期间冰段到末次盛冰期自然环境发生了剧烈变化。其次，通过对上述两种不同沉积相中出土石制品的大小，重量，原料以及技术上的比较说明随着环境的变化石制品本身也发生了相应的变化。下层河湖相堆积中出土的石制品粗大笨重，主要以各种石英岩为原料，与同期泾水上游旧石器文化的特征相近，应是当地文化特征的一种具体体现。上层马兰黄土中的石制品的普遍较小，主要以石英和燧石为原料，其中用燧石制成的细石器具有宁夏灵武水洞沟下文化层同类制品的特征，而用石英制成的小石器则同海原一带的史前文化有着较为密切的联系，据此作者推测这可能与史前人类在环境日益恶劣的情况下向南迁移有关。山西南部地区的下川和柿子滩遗址的地层和石制品证据亦表明，末次盛冰期前后该地区旧石器文化的明显差异可能也与末次盛冰期环境恶化时人类的迁徙有关。最后，中国北方地区考古遗址的空间分布变化为上述史前人类南迁的推测提供了有力证据。因此，作者认为末次冰期的环境恶化对中国北方旧石器文化的影响具有普遍性。 关键词：彭阳；末次盛冰期；环境变化；细石器 1 前 言 已有研究表明，末次冰期间冰段时期和末次盛冰期环境变化幅度很大。末次冰期间冰段时，气温达到了全新世间冰期的温暖程度[1]，丰富的降水使中国北方很多湖泊相继进入大湖期[2-4]。然而，在末次盛冰期，夏季风明显减弱[5]，冬季风却异常强劲[6]。同时，中国北方地区气温骤降[7]，雨量锐减[8]，草原和沙漠带急速向南扩张[9]，冰卷泥和沙楔广泛发育[10]。随着环境的恶化，动物和植被带的南迁，人类的食物来源不可避免地受到影响，人类文化也可能与之相应地产生一些变化。 2002夏，兰州大学中德干旱环境联合研究中心邀请美国加利福尼亚大学，内华达大学以及美国沙漠所一起从甘肃陇南山地沿陇西黄土高原向北到宁夏河套平原，详细调查旧石器晚期至新石器早期的人类文化遗存，发现了若干文化遗址，由北到南依次有宁夏海原番水遗址(TX03)，海原唐儿坡遗址(TX08)，彭阳县城附近遗址群(PY01-05)，甘肃庄浪苏苗塬头遗址(ZL005)以及东乡下王家遗址(DX01)等(图1)。为了获取精确年代，我们遂将采集到的炭屑送至美国Lawrence Livermore国家实验室进行14C加速器测年分析。结果表明，它们分别处于末次冰期间冰段(相当于深海氧同位素第3阶段，ca.50-24 ka BP)和末次盛冰期(ca.24-14 ka BP)两个时期。末次盛冰期旧石器遗存的发现引起了作者对该时期人地关系问题的关注。在上述发现中，彭阳遗址包含的地点较多，年代跨度较大，包含深海氧同位素第3172阶段，末次盛冰期以及末次冰消期三个时期的遗存。以高星博士为首的研究小组也曾对宁夏中南部旧石器遗址做了考察，并简要报道了宁夏灵武市边沟流域和固原市彭阳遗址诸地点的发现情况[11]。作者进一步研究发现，彭阳地点的石制品不仅与其北部灵武水洞沟和海原一带的旧石器文化关系密切，而且这些石制品在形态，技术和原料等方面产生的一系列变化与地层中反映出的环境恶化有较好的相关性。 2 位置及地层堆积情况 彭阳县位于六盘山的东麓，宁夏回族自治区之东南隅(图1)，介于东经106°32′-106°58′，北纬35°40′-36°17′之间，海拔1248-2461m，是典型的温带半干旱季风气候类型。这里四季分明，年均温712℃，年平均降雨量在350-500mm之间。茹河是彭阳县的第一大河，它自西北向东南横穿彭阳全境，最后注入泾河。由茹河和清水河侵蚀而成的河流谷地，一直就是南来北往的重要通道。同时，彭阳也是穿越六盘山的重要驿站。姚河村岭儿队小河子沿岸遗址分布相对密集，先后共发现7处旧石器地点。其中，PY01-03和PY05地点的地层堆积相变明显，年龄可靠，文化遗物也比较丰富，因而是本文研究的重点。PY01地点位于一座陋桥畔，同PY02地点只有50m的距离。这两个地点的剖面底部均为一层巨厚的河湖相堆积物，都出土了粗大笨重的石制品。后经开挖两个地点之间的堆积物，发现两地点的河湖相堆积为同一地层，因而后文常记做PY01202。PY05地点位于上述地点的上游，与PY06地点分居一小冲沟的两侧。该地点的马兰黄土层的近底部发现了2件石制品和大量零碎的骨屑。PY03位于小河子下游转弯处，离现在茹河河口约015km。这里的马兰黄土层的底部也发现细小石器和骨头残骸。这些地点彼此相差不远，地层堆积基本相同，并且同层旧石器遗物文化面貌接近，因而具有可比性。如果不考虑个别地层的细部特征，这几个地点的地层剖面大致可分为5部分(图2左)： 1.耕土层，厚30-40cm，含大量现代植物根系和虫孔。 3 石制品及制作技术 三个典型剖面中出土的人工制品多寡不一。PY03地点的灰色泥炭层没有遗物出土，但下川遗址的年代均为传统14C数据，柿子滩遗址除年龄16 630系用内插法求得外，其余均为加速器14C年龄。14C年代半衰期为5 730年。PY01和PY02地点相同层位石制品却异常丰富，我们仅随机采集了45件石制品。PY03和PY05地点的马兰黄土层中共发现了23件石制品(表1)，而PY01地点地层出露很高，不易接近，故文化遗物情况不明。在灰色泥炭层出土物中，刮削器和普通石片各占31.11%，断块和废石片占17.14%，石核占10.19%，其它类型的石制品只占极少数。石制品主要是由各种石英岩制成的，占64.14%，其次是变质灰岩和砂岩，均占13.13%，石灰岩占6.17%，最少见的是黏土岩，仅占2.12%。石制品一般不修整台面，仅利用原有的砾石面用锤击法直接单面打击剥片，因此石制品上的疤痕清晰，剥落的石片也较粗大。砍砸器是其中个体最大的，一般长7-9cm，重180-230g(图3，9)。刮削器数量最多，以弧刃刮削器最为常见。有两件石片酷似刀片，均系锤击法打制。相反，马兰黄土层中发现的石制品数量较少。在所有石制品中，废片和断块占绝对多数，达65.12%，其次是普通石片，占17.14%，而比较典型的漏斗状石核和细石叶总共只发现4件，分别占8.16%。该层中发现的石制品主要以石英为原料，占73.19%；其次是燧石，占21.17%；而红色砂岩的仅有1件，占4.13%。石制品普遍都比较小，大多数长度在1-2cm，重量在8-10g之间。在技术上，主要分为两类：第一类是以石英为石料两极剥片。以白色石英岩为原料的石制品达73.19%，所以两极剥片法在这一时期居于主导地位。但是，石英硬度高，易开裂，剥落的石片很难满足要求，因此，石制品中废片和断块的比例就比较高，占到65.12%。第二类是以燧石为原料的锤击和压制法。漏斗状石核，PY05地点出土，在两个基本平行的台面的边缘有软锤打击的痕迹(图3，1)。楔形石核，PY03地点出土，台面很小，几乎成脊。脊部有明显的打击点，两侧共有3块椭圆形的石片疤痕。在另一侧则有两三道压剥而成的平行片疤(图3，2)。另在PY03地点还发现有两件细石叶。其中一件为梯形，长而薄，略扭曲。台面极小，半锥体突出，可能系软锤打击而成(图3，3)。这几件以燧石为原料的石制品基本奠定了典型细石器工业的雏形，所不同的这里石叶剥制法还是以锤击法为主，压制法的使用还极为有限。这与水洞沟下文化层发现的细石器极为相似。关于技术方面的差别，在中国北方有近20年工作经验的Madsen和他的同事有独到的见解，他们认为这种技术的变化与社会经济的变化紧密相关。"细石叶数量的增加和个体的变小与人类食物结构的改变相适应，这是人类适应生物个体变小而做出的相应变化"[12]。生物个体大小的变化与植被带的南移可能有很大的关系，因而石器技术的变化归根到底是人类对环境变化做出的积极响应。 注：下川和柿子滩遗址中的"上层"和"下层"分别指上文化层和下文化层，而彭阳地点则是指马兰黄土层和灰色泥炭层。下川和柿子滩遗址的石器比例和数量是作者对报告中石器进行重新分类后统计的。 4 人类文化对环境的响应 毗邻彭阳的甘肃东部地区是我国旧石器文化比较发达的地区之一。据不完全统计，仅泾河上游就发现旧石器文化遗址达14处，其中更新世中晚期的遗址有10处之多[13]。庆阳楼房子[14]，镇原黑土梁[15]，环县巨家塬[16]和刘家岔[17]等遗址中，石制品和动物化石均出于一套灰褐或灰蓝色的黏土层中。从地层堆积来看，该层相当于彭阳剖面底部的灰色泥炭层。在年代上，刘家岔遗址铀系法测定结果为大约40kaBP)。尽管该遗址未给出测年样品的具体位置，但可以说明此层堆积的形成于末次冰期间冰段。这一结果可以与彭阳PY01地点该层近顶部的年代相印证，也同各地广泛报道的高湖面相对应[18]。在文化面貌上，刘家岔为代表的同时期遗址具有较为一致的特点。刘家岔遗址的石制品有以下特征：原料以各种石英岩为主；锤击法是主要剥片方法，并且以单面加工为主；石器中各种刮削器占大多数；石器刃口厚而陡，多以厚石片加工。这与彭阳地点灰色泥炭层出土物的特征几乎完全一致。可见，彭阳地点灰色泥炭层的出土物具有当地旧石器文化的特征，代表了这一时期甘肃东部和宁夏南部一带旧石器考古学文化的总体面貌。 同灰色泥炭层相比，马兰黄土层中的遗物在原料，技术和个体大小方面均显示出迥然而异的文化特征，所以它不是由本地文化逐渐发展起来的，很可能来源于周边地区。宁夏灵武水洞沟遗址(106°29′E，38°21′N)下文化层以勒瓦娄哇石核和长石片为特色。同时，又出土有139件细石器，占下文化层石器总数的416%，显然不占主导地位。并且"细石器虽以燧石为原料的共有65件，占46.17%，但还有一半多的原料仍然采用了白云岩，石英岩……。个别标本外形呈楔状和柱状，(但)这与典型细石器中石核多为锥状，柱状，尖锥状有明显的差别。打片方法仍以锤击法为主，只有少数采用砸击法和压剥法"[19]。最新的测年和研究结果表明，水洞沟下文化层的年代约为29500-23800a BP，并且很可能从西欧经西伯利亚和蒙古戈壁传播过来的[20-21]。因而有学者推测，这种先进的石叶技术与中国北方砸击技术相融合便孕育和产生了细石器文化[22]。目前，彭阳马兰黄土层中出土的细石器制品在宁夏南部和甘肃东部地区属首次发现，其在年代上晚于水洞沟下文化层的同类石制品，在技术特征上与水洞沟下文层发现的石制品颇为相似，因此，彭阳的这类石制品可能与水洞沟文化的传播有关。而末次盛冰期时期北方环境的恶化很可能是促成这次文化传播的主要因素。然而，除细石器制品外，彭阳马兰黄土层还有大量以白色石英为原料的石制品，它们是两极剥片法产品，与水洞沟文化的细石器技术无关。2002年，考察组在甘肃庄浪县苏苗塬头也发现了一处相同文化性质遗址，加速器14C年龄为18 920±70a BP，同彭阳PY03地点年代基本相同。 目前，我们尚无法在当地找到PY03和ZL005地点旧石器文化的来源，但宁夏海源县的两处旧石器地点可能会为之提供一点线索。位于关桥村的TX03地点和干盐池附近唐儿坡村的TX08地点黄土层中都发现了同彭阳和庄浪苏苗塬头类似的人工制品，它们的加速器14C年龄分别为25030±80和24760±220a BP，明显早于彭阳马兰黄土层人工制品的年代(另文待刊)。因此，可初步推断，彭阳地点以石英为原料的石制品可能与海原一带的史前人群有着较为密切的关系。海原县和灵武县都位于彭阳以北，而且两者的年龄均早于彭阳，所以我们有理由认为彭阳马兰黄土层人工制品的双重文化特征可能是更北侧的旧石器文化在末次盛冰期时传播影响的结果。无独有偶。在旧石器文化同样比较发达的山西省，沁水下川和吉县柿子滩也记录到相同的文化突变现象。下川遗址(112°02′E，35°27′N)位于中条山东麓的小盆地边缘。该遗址地层下部微红色黏土层和上部灰褐色黏土层中出土的石制品差异明显，因此发掘者分别称之为上文化层和下文化层。下文化层几乎是粗大石器。上文化层仅有41.72%的粗大石器，其余均为细小石器，而且细小石器在此层中由下而上逐渐增多，同粗大石器刚好相反。据王建等报道，上，下文化层间有一层褐红色亚黏土层不出任何文化遗物[23]。后来，中国社会科学院考古研究所对该遗址再次进行发掘，并且做了相关的年代测定和自然环境分析[24]。不同的是，后者将无遗物的褐红色亚黏土层和出土粗大石器的微红色黏土层合二为一，称作红色亚黏土层，而其上灰色亚黏土层与王建等的灰褐色黏土层相当[25]。这说明，在剖面图上指示的21 700之前的一段时间里下川遗址当地已经无人生活(图2)。与此相对应，该遗址后继者所经营的石器工业从技术到原料也完全与前人不同。上文化层中的细石核(12.12%)，细石叶(10.13%)和端刮器(2.2%)为代表的细石器工业出现之后便迅速成为下川文化的主体，这同下文化层以一般石核(29.11%)和普通石片(6.7%)占多数的文化面貌形成强烈的对比(表1)。另外，石器形态的差异，也说明上，下文化层的缔造者可能是不同的人类群体柿子滩遗址(110°32′E，36°02′N)位于吉县清水河畔，西距黄河仅2公里。这里也因遗物形态和技术的差异被分作上，下文化层[26]。下文化层是粗大石器，其中一般石核，砍砸器，尖状器和普通石片比例分别为33.13%，25%，16.17%和8.13%。而上文化层主要是细石器，细石核，细石叶和端刮器各占11.19%，30.14%和13.16%(表1)。可见，上，下文化层石制品中的主体文化因素在类型和数量上存在较大差异。形态和技术上的强烈反差也揭示与下川相同的事实(图4)。因上，下文化层连接处没有理想的测年样品，所以其年代主要靠上文化层中的14C年龄和计算沉积速率进行年龄内插方法获取。经推算，上下文化层的临界年龄大约为16 630a BP[27-28]。这样，大约在同一时期柿子滩遗址旧石器文化面貌也发生了巨大变化。两个地点都不约而同发生了文化突变现象，那么追踪上文化层的石制品的技术来源问题就显得尤为必要。关于这里细石器技术的来源，许多学者认为其与北部的周口店-峙峪为代表的小石器有着较多的联系[29-30]。然而两者之间还有大约七，八千的时间缺环。襄汾丁村77：01地点河流阶地底砾层中发现了技术较为成熟的细石器[31]，并且学者们倾向于将26400±800a BP作为该地点细石器制品的年代[32-33]。这样，为探讨下川和柿子滩遗址的细石器来源提供了年代依据。同时，有学者研究发现，丁村77：01地点的出土物要比下川遗址上文化层的石制品略原始一些[34]。襄汾丁村77：01地点的位置在下川之北，年代也较早，石器又略为原始，因而它很可能是下川文化的来源之一。柿子滩遗址与丁村77：01地点基本处于同一纬度，南传之说未免有点牵强。丁村77：01地点和柿子滩之间的汾河在末次冰期间冰段时可能水位较高，因而可能很难逾越。但在末次盛冰期，情况可能会有所不同。由此可见，山西南部的文化变化也与末次盛冰期时的环境恶化时人类南迁有密切关联。 如果说上述东西两个地区关于旧石器文化变化原因的解释还仅限于推测的话，那么中国北方地区末次盛冰期前后人类文化的空间变化将是人类南迁的最有力证明(图5)。末次冰期间冰段时期的遗址数量很多，仅有14C年代数据的遗址就达30处。这一时期旧石器遗址分布位置也相对靠北。以前曾把北纬50°左右作为这一时期人类分布的北界，但是最近在北纬71°附近发现人类文化的遗址，完全改变了已有的认识[35]。然而，到了末次盛冰期，文化遗址数量急剧减少，目前仅发现11处，而且位置一般靠近黄土高原南部边缘地带。在辽宁南部地区，末次盛冰期史前人类选择近海的地方作为生活的栖息地，可能是他们万般无奈之下的选择，因为南部已无路可走。同样，柿子滩和下川地区的史前人类选择山西南部，可能也与黄河这一地理屏障有关。 5 结 语 在末次盛冰期的环境压力下，生活于北部地区的人类被迫向南迁移。迁移导致了新的文化因素的介入，从而使甘宁地区和山西南部地区原有的旧石器文化面貌发生了很大改变。末次盛冰期前后中国北方东西部地区旧石器文化变化的地层证据和史前人类遗址的时空分布特点说明，末次盛冰期的环境恶化对北方人类文化的影响具有普遍性。 致谢：本项研究得到了宁夏文物考古所，固原博物馆以及彭阳县文管所的大力支持。在野外调查中，甘肃文物考古研究所王辉，固原县博物馆杨明，兰州大学饶志国和王琳等付出了辛勤的劳动，作者在此深表谢意。本文石制品的原料鉴定由兰州大学地质系博士研究生范育新完成，在此亦表谢忱。 参 考 文 献： [1]姚檀栋.末次冰期青藏高原的气候突变--古里雅冰芯与格陵兰GRIP冰芯对比研究[J].中国科学(D辑)，1999，29(2)：175-184。 |