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考古2023|科技考古:科技赋能新知

  又是一年“考古时”。即日起,“考古2023”系列稿件将陆续见刊,这是澎湃新闻·私家历史连续第五年与中国社会科学院考古研究所合作,邀请多位学者撰写总结性稿件,对过去一年中国的重大考古发现做全时段、全方位梳理,以飨读者。

  考古学有两把手铲,一把是实际使用的手铲,一把是象征意义的手铲。前者是田野考古发掘的必备工具,后者是分析检测考古遗存潜信息的科技手段。科学技术提供的新手段、新工具应用于考古调查、勘探、发掘和研究,提高了考古工作发现和分析能力,提升了考古学研究的精度,拓宽了考古学研究的领域。如今,在中国的考古学学科分类体系中,科技考古已列为考古学的六个二级学科之一。科技考古内容庞杂,其下又可划分为不同的研究领域,比如年代学、环境考古、人骨考古、动物考古、植物考古、同位素分析、古DNA、冶金考古、陶瓷考古,等等。这些研究领域的方法、材料、思路与问题彼此之间有差异,但研究目标是一致的,即还原古代人类的生活及其社会状况、解析人类文化与社会发展历程、探索社会变化的背景、原因与规律。

  2023年,科技考古学界围绕百万年人类史、一万年文化史与五千多年文明史,发表了一系列精彩的论述,成果丰硕。其中,既有围绕某一问题开展的多视角研究,比如植物考古、动物考古、同位素、古DNA 等多个领域学者发文讨论史前与早期历史石器粟作农业人群沿半月形地带四向扩散的过程与影响,又有新技术、新思路支撑下的创新性认识,比如江汉平原史前聚落水资源管理的揭示及其与早期文明化进程关系的讨论,还有数据库建设与使用带来的系统性认识,比如对先秦时期金属物料来源的探究,等等。这些研究为深入认识中华文明多元一体的形成过程,中国统一多民族国家的发展历程提供了科学证据。下文对2023年中国科技考古领域取得的一些主要进展进行概括性回顾。

  年代是考古学研究的基础,有关人类起源、文化传播、社会演变的考古学理论与假说均需要建立在科学的年代学框架基础之上。

  泥河湾盆地素有“东方人类故乡”之称,对于讨论我国人类的起源与演化具有重要的学术意义。张帆等对泥河湾盆地许家窑-侯家窑遗址的年代学研究工作进行了梳理,发现学术界曾借助地层学、化石动物群、人类化石、光释光、古地磁、碳十四、铀系法、电子自旋共振法、26Al/10Be法等不同方法研究了该遗址的年代,研究结果从距今40多万年至2万多年不等。导致这种情况出现的因素主要有测年材料的选择与测年方法的适用性不同。作者建议今后的工作需要光释光、古地磁、铀系法、电子自旋共振法等多种方法交叉验证。卫俊杰等总结了释光测年技术在陶器研究中的应用进展,重点梳理了不同粒径石英和长石作为测试矿物的优缺点。作者认为,目前陶器释光测年已经由单一释光测定技术发展为多种释光测试技术,通过多种释光的对比验证可提高陶器释光测年结果的准确度和精确度。

  碳十四测年是最为重要、精度最高的绝对年代测定技术。近些年来,国内多个高校与科研机构购买、安装了碳十四测年专用的小型加速器质谱仪。这些设备的正常运转可较大程度解决国内学界对于碳十四测年数据的科研需求。兰州大学与中国海洋大学分别公布了两个单位采购的200KV微型碳十四加速器质谱仪(MICADAS)的实验流程与工作状态。标准样品、本底样品以及跨实验室对比发现,两家单位仪器设备运转良好,数据结果具有较好的一致性。中国社会科学院考古研究所公布了2022-2023年针对山西陶寺遗址、陕西汉长安城北宫遗址、河北古州城遗址与张家洼遗址的年代数据,并对张家洼遗址的测年数据进行了分析,发现该遗址围坊三期文化墓葬的年代为公元前十四世纪至公元前十二世纪。宋殷等对内蒙古喀喇沁旗大山前遗址第一至三组的夏家店下层文化遗存进行了碳十四测年与年代学研究。作者使用贝叶斯模型对碳十四测年数据进行了分析,认为大山前第一、二、三组的年代分别为公元前1738-1682年、公元前1696-前1644年、公元前1662-前1580年,即相当于中原地区二里头文化一二期。李晓健等对陕西枣林河滩遗址开展了高分辨率碳十四测年研究。作者结合碳十四数据与考古类型学认为,枣林河滩遗址的年代跨度较长,其中公元前1300-前1100年是遗址最繁荣的阶段,公元前1100年左右遗址迅速废弃。考虑到枣林河滩遗址的废弃与周原的繁荣可相互衔接,作者认为这一事件可能与文献中古公亶父率领周人由豳迁岐的历史记载有关。

  碳库效应一直是困扰年代学研究的重要因素。曹辉辉等对新疆喀纳斯湖全新世的碳库效应进行了研究,发现距今9700-530年,该湖的碳库效应由0不断增长至2800年。作者认为全新世中晚期降水增加以及距今1500年以来的森林砍伐引起的水土流失使喀纳斯湖泊沉积物中总碳含量逐渐升高,后者又导致碳库效应不断增加。于苗苗等综合现代校正法、线性回归法、地层关联法等方法对云南13个湖泊年代数据所反映的碳库效应进行了评估,发现这些湖泊的平均碳库年龄为1010年,碳库效应介于青藏高原、西北地区和北方地区、南方地区之间。作者认为这种情况与云南地区碳酸盐岩基岩分布广泛但植被密集、湖泊生产力较高有关。

  郭晓娜等利用概率密度法对中亚地区已发表的14C数据进行了分析,重建了中亚地区全新世以来人类活动的时空特征。作者认为,距今一万年以来中亚地区存在连续但时空差异显著的人类活动。其中,全新世早期人类活动强度较弱,遗址主要分布于塔里木盆地和少数山前区域,距今五千年之后遗址数量增加、分布范围扩展,并大约于距今2700年达到顶峰后转而下降。

  2023年,夏正楷先生出版《中国环境考古》。书中囊括了作者关于环境考古理论与方法的深入思考与多个典型研究案例,记录了作者对于更新世以来多个区域与遗址地理地貌与环境背景的重建,收录了作者对人类起源与扩散、农业起源与传播、文明起源与早期发展过程中古人适应环境、改造环境的技术、行为和思想的见解。

  按照定义,环境考古的主要学术目的是在复原古代人类生存环境的基础上探讨人类社会及其演化与自然环境之间的相互关系。古地貌重建是理解聚落布局与人类行为的前提。廖奕楠对王城岗遗址聚落选址的地貌背景进行了重建。他认为王城岗遗址跨越了颍河及其支流交汇处三级阶地与二级阶地,河流既便于人们取水用水,又是天然的自然屏障,遗址周围开阔的空间为王城岗先民的生存与发展提供了理想之地。郑铎结合地理学方法对环太湖流域马家浜文化聚落分布的地貌特征进行了讨论,认为马家浜文化早中期以岗地型为主,聚落较为稀疏,马家浜文化晚期以平地型和台墩型为主,出现多级聚落结构。

  生业变迁、文化兴衰与社会演进并非由环境决定、也并非与环境无关。例如,韩茂利从人地关系的视角讨论了石峁文化的兴衰。她认为社会发展背后交织着人与环境的复杂关系,石峁及其毗邻地区的资源储备与社会支撑是石峁文化兴盛的关键,石峁文化与其社会共同体的崛起导致资源消耗过快、环境加速退化,加剧了群体的竞争,最终造成石峁的衰亡与社会发展的不可持续。类似的案例还有侯居峙对青藏高原吐蕃王朝兴衰的讨论、胡飞对淮河中游史前生业模式动态变化的分析,鲁鹏等对嵩山地区聚落演变的梳理,等等。

  2023年,《江汉平原史前治水文明》出版。刘建国带领本书的作者团队耗费五年时间,运用无人机拍摄与三维重建、地理信息系统等空间信息技术,结合田野考古调查、发掘等资料,从一个全新的角度分析了江汉平原史前聚落的微地貌特征及其形成过程,证明了走马岭、城河、屈家岭、石家河等聚落开挖壕沟、修筑城墙等行为与整治、管理和调配水资源直接相关。作者认为,经过长期实践,古人因地制宜营建聚落、发展农业生产,创造性地把堵水患和引水源相结合,雨季防洪排涝、旱季引水灌溉,从而造就了江汉平原史前农业经济的繁荣景象与和合共生的文化特点。该书是科技考古与田野考古深度融合的结果,书中一系列重要发现与研究认识,必将为理解长江中游地区史前文明化进程带来革命性变化。

  人骨遗存为了解人类行为、疾病、创伤提供了直接的证据,基于人类遗存的人骨考古是讨论人类行为和社会文化发展的重要研究领域。

  本年度人骨研究围绕人类起源、人群结构、生计方式、健康状况,学术界开展了一系列深入的讨论。比如,张亚盟等对河南许昌人2号头骨上的圆枕上凹结构进行了基于CT的精细研究,发现许昌人的圆枕上凹与智人更加接近,而有异于典型尼安德特人。这对于东亚智人演化研究具有重要意义。陈晓颖等对广西扶绥敢造遗址(8488 BC-6492 BC)近千枚牙齿进行观察与研究,从龋齿发病率角度讨论了该遗址的生业,认为龋齿高发病率与食用块茎类植物、螺类、贝类的多寡有关。周亚威等对河南郑州汪沟遗址开展了人口学研究,发现该遗址仰韶晚期人群的寿命(31.06岁)是仰韶时代的高峰。雷帅等讨论了第一臼齿微磨耗形态对食物结构的指示意义,并以河南巩义双槐树为例进行了验证。赵永生等介绍了安徽金寨大汶口文化墓地出土人骨的研究进展,发现大汶口文化较为流行的人工拔牙和枕部变形现象在金寨遗址也有一定比例,认为这是大汶口文化向皖北地区传播的重要证据。张旭等对山东烟台砣矶岛大口遗址先民颅骨进行了测量与分析,认为大口遗址一期居民颅面形态近似先秦时期古华北类型,与山东丁公、呈子组等龙山居民较为接近。杨张翘楚等对滕州市岗上3个瓮棺葬婴儿骨骼开展的年龄鉴定及Micro-CT扫描,确认三例个体死产或出生后很快死亡,随后被装入瓮棺葬于房址附近。孙蕾等对河南郑州站马屯仰韶晚期秦王寨文化人群的颅骨形态进行了观察、测量和种系分析,认为站马屯仰韶晚期居民的颅面形态多源性与融合性并存,并基于此讨论了大汶口文化对中原地区的影响。王明辉等对河南偃师商城遗址出土人骨进行了研究,发现该遗址人群的颅骨特征属于“古中原类型”,并有少量其他类型人群的迁入,作者还发现了“跪踞面”等与跪坐有关的骨骼变异现象。贺乐天等以新疆哈密拉甫却克墓地人骨为研究对象,综合锶、铅同位素与形态学结果认为公元7-12世纪外来人群的比例不断降低,并结合历史学和考古学背景指出地缘政治是人群迁移的重要影响因素。

  许昌人2号头骨枕骨圆枕上凹处骨壁厚度,矢状切面(a,b,c)与水平切面(d,e)

  骨骼古病理研究是人骨考古近年来的热点领域。周亚威等公布了河南郑州双槐树遗址儿童的古病理学研究结果,综合骨骼病理、创伤与龋齿等现象认为双槐树儿童死亡年龄高峰为5-10岁,并推测生存压力大及遭受暴力可能是儿童死亡的主要原因。对比发现,双槐树墓葬I区儿童生存压力指标较II区高,这或与不同人群对儿童的喂养和照顾方式不同有关。头骨钻孔、头骨变形、口颊含球、牙齿的人工改形、缠足等古代先民遗骸人工改形对于认识古代文化习俗、审美取向、医疗技术、人群互动等具有重要参考意义。李海军等对近些年国内有关人骨人工改形的主要类型、特点以及相关学术争论进行了梳理和总结,讨论了民族学对于讨论人工改造痕迹的借鉴价值,并对人工改形的研究意义进行阐释。宋美玲等以人群龋病、牙釉质发育不全、牙周炎、多孔性骨肥厚及骨膜炎等古病理现象为指标,对山东高青县胥家村南遗址北朝至隋唐时期人群的生存压力进行了分析,认为随着农业发展水平,人群营养水平和健康状况逐渐下降、生存压力逐渐增大。此外,傅家钰等公布了陕西旬邑枣树沟脑遗址商周时期人群上颌窦炎的研究成果,周亚威等介绍了河南荥阳官庄东周1例女性肱骨发育不全的现象,郭林介绍了山东平度西周李家遗址灰坑葬1例成年女性难产而死的案例,赵东月等梳理了筛状眶和多孔性骨肥厚的骨骼病理改变现象,高国帅等介绍了陕西西安幸福林带遗址麻风个体的古病理学研究结果,孙蕾等介绍了明代晚期开封城御龙湾出土人骨的创伤等。

  方法论的建设是人骨考古研究的基础。本年度有多篇文章围绕性别年龄鉴定方法、人骨数据分析方法等进行讨论,既有对传统方法的反思,又有新方法的探索。比如,李楠介绍了基于贝叶斯统计的人骨年龄鉴定转换法,认为该方法有效规避了“年龄模仿”效应,对老年个体具有很好的适用性,构建出的人群死亡结构更加合理。陈靓等以江苏扬州市第三布厂东汉J66为例,对比了传统最小个体数(MNI)、分区法最小个体数(MNI)和林肯指数(LI)三种方法的优缺点。张旭对古代人群生物距离研究方法中的多元统计方法进行了比较与评估,包括以颅骨各测量性状平均值计算人群间欧氏距离、标准化欧氏距离、马氏平方距离与利用个体测量进行修正马氏平方距离。赵永生等讨论了骨化甲状软骨形态特征在判断个体的性别、年龄的意义。张保帅等介绍了牙釉原蛋白氨基酸序列对于性别的指示意义,并用杨官寨、下靳等遗址的人骨进行了验证性实验。侯侃对古人口学研究早期常用的生命表法进行了回顾和总结,重点讨论了生命表在古人口学发展历程中受到的质疑,在简要介绍古人口学研究方法的发展和改革之后呼吁学术界不仅要重视材料外,还要更多关注理论与方法的建设。聂颖撰文讨论了埋藏学对于人骨遗存标本形成的影响,认为埋藏学研究有助于理解墓葬等遗迹形成过程,提醒大家注意结合发掘记录资料分析不同部位骨骼保存的状况与保存比率。赵永生等总结了海岱地区人骨材料的研究历程,认为近年来“生物考古学”逐渐取代了“体质人类学”的思维模式成为古代人骨研究的主流。张立莹采用人脸识别技术对秦始皇兵马俑的面部特征进行了定量分析,通过热力图分析了秦俑面部的相似度,发现了10个特征鲜明的秦俑和10个大众脸的秦俑。此项研究为进一步研究秦俑的面部特征等提供了参考。

  袁靖先生指出,动物考古的目标是认识古代各个地区的动物种类及遗址周围的自然环境特征、探讨古代人类与动物的相互关系及古代人类涉及动物的行为,主要目标是探讨人与环境,特别是人与动物的关系。

  野生动物资源开发利用为理解人与动物的关系提供了重要视角。高瑶等从年龄结构、季节性特征等角度对山东距今万年前后小高遗址发现獐的骨骼进行了较为系统的研究。他们发现小高遗址大多数獐是在接近或达到最大体重后被猎杀的,未成年个体所占比例呈逐渐升高之势,猎杀活动以冬季及春季为主。作者认为这与全新世早期动物资源广谱性和强化利用的背景相吻合。受限于收集方法、鉴定对比标本等问题,古代鱼类资源的开发利用目前国内开展工作较少。余翀等对广东高明古椰遗址距今5900-5400年出土鱼骨的鉴定与研究工作,对于认识珠三角地区新石器时代的渔猎行为提供了重要参考。通过与现生材料对比,作者在古椰遗址中确认了19种鱼类,并认为当时可能存在渔网、竹篾、舟船、徒手等捕鱼法。陈曦等对江苏沭阳吕台井出土水獭标本进行研究,并综合出土材料和文献记录复原江獭的历史地理分布,探讨了江獭在我国区域性灭绝的原因。作者认为更新世中晚期江獭已见于长江与珠江流域,并广布于黄淮平原及其以南地区,宋代之后随着人类活动对大型水体环境的影响,江獭逐渐灭绝。

  新石器时代以来,家畜逐渐成为动物资源开发利用的主要对象。猪是东亚农耕人群最重要的家畜。吕鹏通过对中国古代家猪的起源和早期发展、家猪的饲养技术、家猪的用途、家猪的仪式和文化内涵的梳理,介绍了中国先民驯化和饲养猪的历史,阐释了猪的实用价值和文化内涵。梁瑞娟等对山东曲阜林家遗址岳石文化晚期至中商时期的动物骨骼进行了研究,发现动物群中家养动物为主,野生动物仅作补充。其中,家养动物包括黄牛、羊、猪、狗。作者认为黄牛是岳石文化晚期最为重要的家畜,当时可能还存在以黄牛为对象的次级产品开发。李志鹏等介绍了河南安阳殷墟孝民屯遗址动物考古的工作进展,发现猪、黄牛、羊、狗等家养动物数量较多,另有少量鹿、鸟等野生动物。通过肉量估计,作者认为猪是殷墟一期肉食消费的主要对象,但二期晚段至四期孝民屯随着铸铜工匠及管理人员的大量出现,黄牛的重要性超过了猪,肉食资源获取方式可能也由自给自足转变为主要依靠外来供应或“赞助者”的再分配。武庄等对河南洛阳朱仓M722东汉陵园出土动物遗存进行了研究,经鉴定并量化统计,作者发现陵园内居住人员的肉食主要来自于黄牛、家猪和羊。成都文物考古研究院与山东大学历史文化学院合作编写的《成都东华门明代蜀王府遗址出土动物遗存研究》详细介绍了明蜀王府遗址动物遗存出土背景、种属分布、死亡年龄、病理现象、数量统计、测量数据、保存部位、表面痕迹,并结合相关历史文献等综合分析了动物消费的情况。作者发现相比鸡、鹅、猪、兔的比例最高,且相比哺乳动物,禽类更被偏爱。这些案例对于了解古人动物资源消费的时空特点提供了重要资料。

  边疆地区动物考古可为探讨跨区域文化互动的重要参考。王清等总结了青藏高原鱼类、鸟类和哺乳类等动物遗存季节性利用的分析方法,认为以往有关史前人类定居青藏高原的研究侧重于农作物扩散,而对动物资源利用关注不够。吕鹏对云南先秦至东汉时期湖滨型贝丘遗址动物资源获取和利用方式进行梳理,认为距今5000-4000年前猪和狗开始出现,距今3500-2400年前家畜饲养的重要性逐渐提升,种类包括狗、猪、牛,可能还有羊和马,但渔猎仍是主要的动物资源获取方式。战国至东汉初年,狩猎方式逐步衰退,动物资源获取方式以渔捞方式为主,辅以家畜饲养。孙阳等对吉林德惠揽头窝堡金代遗址出土的动物遗存进行了鉴定与研究,发现家畜数量最多,包括猪、牛、马、羊、狗、骆驼,野生动物则以鹿为代表。根据死亡年龄结构结果,作者认为饲养猪和羊主要是为了肉食消费,而马和牛则以畜力开发为主。云南与东北地区几种家畜的出现与开发利用方式事实上是中华文明共同体内部文化交流的重要表现。

  有关动物驯化的研究,以往主要关注猪、狗、牛、羊、马、鸡等常见家畜。王娟对中国家兔起源的讨论丰富了我们对动物驯养历史的认识。作者从古生物学、动物考古学、分子生物学出发,结合历史文献,对家兔的起源进行了梳理,发现中国家兔的起源通常有本土说和欧洲起源说两种假说。她认为,中国家兔明代中期方才由西方传入,我国史前与历史时期出土的兔类骨骼基本可归入兔属下的各种旷兔,而与家兔无关。

  将今论古是动物考古重要的方法论。王一如等对青藏高原东北部藏系羊、半细毛羊、细毛羊和寒羊牧羊业的民族学调查,重点记录了传统牧羊社群牧养的羊群数量、品种构成、生态特点、采食习性、管理方式、宰杀年龄、次级产品利用情况以及家羊种群和野生羊亚科的关系。这些材料对于解释不同生态与文化区羊群的开发利用、饲养方式、遗传谱系、驯化与传播等具有重要启示意义。

  制骨手工业是动物考古研究的重要领域。根据冯维伟等的梳理,骨器的研究内容主要包括分类、功能、原料选择、制作工艺、生产管理,研究方法则分为痕迹分析、实验考古、动物考古、民族学、对比研究和统计分析等。目前来看,旧石器时代古人已经开始制作和使用骨器。张乐等利用体视显微镜、扫描电镜能谱和激光元素仪等对四川资阳人遗址早年出土一件骨锥进行了研究,认为该骨锥大型鹿类胫骨骨干、主要采用刮削技术制作而成,锥尖部的微痕与赭石粉末残余显示其长期作为兽皮等软性材料的穿孔工具使用,且当时人们已经掌握了利用赭石处理皮毛及缝制衣物的技术。为了进一步探讨旧石器时代骨器判定标准,马舒文等使用扫描电镜与共聚焦显微镜记录模拟实验的使用磨损情况,并利用机器学习定量分析表面粗糙度以推断骨器的功能。温睿等对骨针的起源、发展、制作工艺与功能等研究进行了评述。目前,世界范围内最早的骨针见于距今49000-4000年的俄罗斯阿尔泰山斯特拉什纳洞穴,中国最早的骨针出自距今30000年左右的辽宁小珠山与宁夏水洞沟第2地点。进入新石器时代之后,骨针的数量增多,距今4000年前后的石峁遗址还发现了以骨针为主要产品的制骨作坊。作者认为,骨针制作工艺与功能的研究还需进一步细化,骨针的生产、分配、消费、使用的产业链也需要更深入的综合研究。王华等结合制骨模拟实验,对山东济南大辛庄遗址的制骨工艺进行了讨论,结合模拟实验认为制骨所用切割工具材质应为青铜工具,骨料上的痕迹与铜刀锯最为相近。侯富任等对秦咸阳城官署制骨作坊废弃堆积2014NNK1进行了研究,发现该坑制骨所用骨料以黄牛骨骼为主,取料部位多为肢骨。作者据此推测该坑的制骨原料是异地收取的,当时可能形成了骨料收集和初期加工相分离的产业链。冯维伟等对先秦时代骨器的研究内容与方法进行了梳理。

  工欲善其事,必先利其器。随着学科交叉融合的不断推进,中国的动物考古研究的方法不断丰富,这些新方法推动了动物考古的发展。比如,王春雪等翻译了《鸟类骨骼标本制作与鉴定指南》,张红玉等介绍了耳石生长环的纹理在鉴定鱼类死亡年龄方面的应用情况,赵春燕等则利用X射线荧光光谱和X射线件环状饰品与该遗址出土的丽蚌进行了对比分析,刘理等与李怡君等分别介绍了ZooMS鉴定动物遗存种属的基本原理、研究现状与发展潜力,李冀等结合碳十四测年、DNA与形态学结果介绍了西安北郊高陵渭河沙坑出土唐代双峰驼的骨骼标本。

  动物考古是考古学一个分支,也可以是理解中华优秀传统文化一个视角。袁靖先生的科普著作《动物寻古:在生肖中发现中国》,首次尝试从动物考古学者的视角,以十二生肖为经,以考古出土动物遗存、动物形象以及文献记载为纬,生动活泼又科学系统地讲述了古代十二种动物或动物形象的原型、主要特点、艺术表现与象征意义,从中华文明文化基因的角度阐述了十二生肖的历史内涵与当代价值。

  植物考古是科技考古研究从业人员最多、研究成果最为丰富的领域之一。本年度学术界围绕作物驯化、农业起源与传播、农业经济复杂化、历史时期植物利用等问题开展研究。考虑到内容较多,本文选取部分代表性工作进行介绍。

  粟、黍与稻米的驯化与传播是中国农业起源与早期发展研究的核心问题。近年来,坝上地区的一系列考古发现使得人们开始反思北方旱作农业起源的地域与机制。比如,邱振威等对河北康保兴隆遗址出土植物遗存进行了研究,发现了新石器时代中期的粟、黍等农作物以及藜科、蒿属与山杏等野生植物。尤为值得注意的是,炭化黍的碳十四测年结果校正后可至距今7700-7500年,是目前发现的经过直接测年的最早的炭化黍之一。这一发现为探讨北方旱作农业起源的时间与空间提供了非常重要的线索。

  长江下游是稻作农业起源的核心区之一。夏秀敏等对浙江宁波鱼山遗址进行了高精度的植硅体分析,根据扇形植硅体的鱼鳞状纹饰等特征认为河姆渡文化晚期该遗址已经基本完成水稻驯化、驯化稻以植粳型化为主,良渚晚期稻作农业快速发展、并出现水田耕作系统,商周时期稻作农业向集约化发展,成为古越国兴起的生业基础。邱振威综合孢粉、植硅体和大植物遗存,对太湖流域马家浜文化至良渚文化时期的植物资源利用方式进行了讨论。作者认为,距今7000年前后驯化稻已经出现,马家浜文化晚期水稻栽培技术明显进步;此后至良渚文化时期,以水稻种植为主体的谷物农作体系逐渐形成,成为太湖流域史前文明化进程的物质保障。

  淮河流域与江淮地区新石器时代中晚期至早期历史时期是典型的稻旱混作区,也是讨论稻作农业起源的关键区域之一。张敏对“栽培稻”与“栽培的稻”进行了区分、对稻米驯化和稻作农业的发展过程进行了归纳。他认为“栽培的稻”是介于野生稻和栽培稻之间、处于驯化过程中的稻,比如彭头山和八十垱、贾湖、上山、罗家角与河姆渡皆是“栽培的稻”,“栽培稻”是驯化种,淮河下游以龙虬庄遗址稻米遗存呈现了由栽培的稻向栽培稻逐渐发展的过程。韩莹莹等对江淮东部新石器时代晚期至末期的生业方式进行了研究,认为龙虬庄文化时期江淮东部最终形成以稻作农业为主、辅以渔猎采集、兼以家畜饲养的生业经济。张炼等以顺山集与石山孜遗址为重点对淮河中下游农业状况进行了分析,认为生业受社会、环境等多种因素的影响,虽然整体上农业经济不断强化,但在微观层面农耕与渔猎采集之间的此消彼长共同构成了新石器时代生业模式的螺旋式发展进程。邱振威等对安徽泗县于庄遗址开展了植硅体与孢粉等植物微体化石取样与研究,在顺山集文化时期发现了少量水稻植硅体,其中水稻扇形植硅体鱼鳞状纹饰上的驯化类型占比54%。顾纯光等在安徽蚌埠禹会村双墩文化时期的植物植硅体样品中发现了大量驯化程度较高的粳型稻,并据此认为该遗址双墩文化时期延续了顺山集文化时期以来以粳稻为主要作物的农业结构传统。李魏同欣等则根据禹会村龙山文化时期的植硅体组合推测当时的农作物以稻米为主,稻米的收割方式为连秆收割,随后带入音质完成脱粒、脱壳。相比稻米,粟重要性较低。

  程至杰等在淮河上游4处龙山晚期遗址的炭化植物遗存中发现粟、黍、稻米、大豆属和小麦五种农作物,认为淮河上游南部龙山晚期的作物结构以粟为主、黍为辅,兼以少量稻米和大豆。汪启航等通过对既有动植物考古研究成果的梳理认为,青铜时代淮河流域先民(淮夷)的生业模式是以稻作农业为主,同时种植少量小麦和小米。吴文婉等对江苏西周时期新沂聂墩遗址、西周中期至春秋晚期镇江孙家村遗址的植物考古研究均发现了粟、黍、稻、小麦和大豆等农作物。其中,聂墩遗址小麦的重要性较高、稻米和粟作为补充,孙家村遗址整体上稻米的重要性呈现出逐渐下降的趋势。王晓静等在江苏仪征联营汉墓M77随葬的植物遗存中分别发现了数万粒稻米、粟、、豆科及一些黍子,这些农作物与墓葬出土木牍墨书恰可对应。

  随着发表资料的增多,中原地区早期农业的发展过程逐渐清晰。钟华等结合双槐树、班沟等遗址植物遗存的新发现对中原地区仰韶文化晚期的农业生产模式进行了讨论,认为仰韶晚期以粟为主的旱作农业生产模式在耕作制度上相对粗放,稻米的重要性相比庙底沟文化时期明显提升,有些遗址甚至形成了稻旱混作的农业生产模式。在此基础上,钟华又结合已发表资料归纳了新石器时代中期至东周时期中原腹地农业耕作由粗放到集约的几次重大转变。其中,裴李岗文化至仰韶早期农业生产水平较低,黍是最重要的农作物;庙底沟文化开始,粟取代黍成为主要作物,农业经济走向成熟;龙山时代之后稻米和大豆的逐渐普遍,二里岗文化时期小麦的重要性开始提升;东周时期则发展出了“两年三熟轮作制”,红小豆被纳入轮作。作者认为,这一系列转变是人口-资源矛盾作用下,土地利用效率逐渐提升,土地利用方式则由“长期休耕”或“森林休耕”到“灌木休耕”,进而转变为“短期休耕”或“草地休耕”、再到复种的发展过程。

  农业生产与农田管理的时空特点是植物考古研究的重要议题。比如,张飞等对河南殷墟大司空遗址出土的植物大遗存进行了研究,证实殷墟内部存在一定规模的农业生产,生产对象以粟为主、黍为次,兼有少量稻米和小麦。这对于理解早期文明发展背景下城市化进程中大型都邑的功能布局具有启示意义。金丹等以陕西延安觉德遗址为切入点,根据农作物与非农作物种子比例,讨论了不同区域农业开发范围与农田管理水平,并认为两周时期觉德遗址介于关中与陕北之间。农业经济的繁荣为人类社会的发展提供了经济基础,也深刻地影响了野生动物的栖息环境。生膨飞等对陕西横山杨界沙仰韶晚期托氏兔牙结石植物微遗存进行的研究,发现了包括小麦族、粟与相关农田杂草的淀粉粒以及一些阔叶树种的纤维素,作者推测这些野兔的食物受到了人居环境的影响。

  本年度,有关早期农业传播的研究亮点纷呈。东北地区,孙永刚等对辽宁建平水泉遗址的植物考古研究发现夏家店下层文化农作物组合以粟黍为主,另有少量大豆,对黑龙江洪河遗址植物考古的研究则发现了昂昂溪文化时期的粟、黍、小麦、大麦这四种农作物。其中,洪河遗址黍的碳十四年代校正结果是距今4286-4084年,这为讨论粟黍北向传播提供了重要证据。西北地区,郭荣臻对青海化隆沙隆卡(安达其哈)遗址进行了植物考古研究,发现仰韶文化时期沙隆卡遗址农业有了一定发展,农作物可见粟、黍;齐家文化至卡约文化粟和黍的比例大大提升,还发现有一些小麦、青稞、燕麦、大豆等农作物,谷物农业发展为植物性食物资源获取与利用的主要方式。韩斐等对青海民和喇家遗址辛店文化早期植物遗存的研究发现了大量的粟、黍以及少量大麦和小麦。作者结合动物考古结果提出辛店文化早期黍的重要性显著提升可能是先民为了适应移动性较强的畜牧业而对农业结构进行调整后的结果。刘嘉祺等对甘肃甘谷毛家坪遗址西周至战国时期相关单位开展了植物考古研究,发现了粟、黍、大麦、小麦、大豆五种农作物,根据量化比例和千粒重推测毛家坪先民应从事粟麦并重的旱作农业。

  西南地区,宋吉香对西藏出土粟类作物进行了系统梳理,认为粟类作物西藏始见于距今4800-4600年,以藏东地区以卡若遗址为最早。大约距今3500-3000年雅鲁藏布江中游地区形成了麦作农业为主、兼有粟作农业的格局,其中粟类作物的栽培或与牧业的兴起有关。阿里地区粟类作物集中出现于公元2-3世纪,作者推测可能仅为少数地位高的人享用。邓振华结合考古学文化跨区域互动总结了金沙江流域早期农业的发展过程。他认为,距今5000年前后的人群迁徙与文化传播为金沙江南北两岸带来了粟、稻米、黍等农作物,大约在4500-3700年稻粟黍混作的农业模式快速扩张,麦类作物大概青铜时代沿着横断山区南传入,金沙江流域逐渐形成以稻米、粟与小麦为主的多样化作物结构。郜媛媛从植物考古的角度对云贵高原早期农业发展进程进行了梳理,并根据19处遗址植物大遗存的统计发现,至迟在公元前2650-前2300年的白羊村晚期稻粟黍混合型农业已经出现;公元前1400-前1200年前后是云贵高原作物组合由稻米为绝对主导的稻粟黍混合型农业向稻粟麦混合型农业转变;公元前1200年之后小麦成为先民首选,稻、麦等大粒型作物成为先民的首选。作者认为,新石器时代至青铜时代稻与粟的组合是云贵地区相对稳定的作物组合,但整体上当地的生计方式是以农作物为主的“多资源”模式,植物资源利用呈现出规模小、种类多的特点。王潇滨等在四川大邑高山古城发现了稻、粟、黍、大豆4种农作物,其中稻最为重要且比例逐渐升高,其次是粟和黍。杨薇等以云南河泊所遗址植物遗存为对象,讨论了滇至汉文化过渡时期滇池盆地植物资源利用,发现汉代与滇文化时期相比农业生产方式得以强化变化不大,虽然农作物结构均是以稻、小麦和粟为主,大豆、荞麦等为辅。其中,稻米可能由旱田种植转为水田种植。东南地区,陈秋荷等对福建南山4号洞穴进行了植硅体鉴定与研究,认为距今7500年左右已出现水稻,距今5000-3500年粟、黍与水稻被同时利用。作者推测,农作物传入南山遗址的时间虽然很早,但直到距今5500年之后原来以渔猎采集为主的生计模式才开始在长江中下游古文化的南向影响下逐渐向混作农业过渡。

  方法论建设方面,王欣等结合模拟实验探讨了高温对黍植硅体形态的影响。作者发现,与粟相比黍的植硅体受热之后数量更易减少,因此后者在考古遗址中保存下来的概率可能比粟更低。这一发现对于解释大植物遗存与植硅体分析结果之间的矛盾提供了参考。刘洋探讨了炭化过程对五谷形态的影响,发现炭化对粟、黍重量和体积的影响很小,据此认为体积或重量比数量更适合跨时空比较同一谷物的重要性。张予南等总结了真菌、藻类、无脊椎生物等来源的非花粉类微体化石在考古学研究的应用情况,并以浙江余姚井头山为例讨论了毛壳菌类、小荚孢腔菌类、粪壳菌类等粪生与纤维素分解型真菌孢子对于不同类型生计方式和人类活动的指示意义。

  此外,还有郭荣臻等山东济南玉林大汶口文化至东周时期植物遗存的考古学研究、宋阿倩等对陕西旬邑西头遗址殉人牙结石中包裹淀粉粒的鉴定和研究,任文洁等对先秦时期春小麦向冬小麦的转变进行了综合分析,蓝万里等对河南南阳府衙新莽铸币遗址石器表面残留淀粉粒的分析以及有关高粱传播问题的讨论,李昱珩等对陕西旬邑上庙遗址南北朝至初唐时期马具鞦中所用织物的研究,安婷等从全球视角对葫芦起源与传播过程的梳理,陈涛等有关植物遗存、吐鲁番文书与传世文献的对照研究,刘洋等对山东寿光林场东周和宋元时期盐业遗址与制盐生产有关的植物利用的研究等。

  郑云飞先生出版了《郑云飞植物考古论文集》。书中收录了作者从事学术研究以来关于农业史、植物考古、环境考古的主要论述,展现了作者关于栽培植物起源和驯化、稻作农业起源与发展等方面的诸多探索。

  碳、氮、锶稳定同位素分析是研究先民饮食、人群迁徙、家畜饲养与流通的重要研究。本年度学术界围绕粟作农业的起源与传播、家畜驯化、生业经济复杂化、食物结构与社群分层、文化交流与族群融合等问题开展了一系列研究。

  新石器时代中期是早期农业形成的关键阶段。张国文等综合植物考古与稳定同位素数据对淮河流域新石器中期先民生计方式进行了讨论,认为淮河上游与中下游地区距今9000-7000年先民生计方式各地区虽然稻米与粟黍的比例略有不同,但整体而言农业与家猪饲养的重要性居于次要地位差异不大,渔猎采集是先民获取食物资源的主要方式。侯亮亮等对河北武安磁山遗址动物遗存的研究揭示了距今8000年左右磁山遗址狗和部分猪的食物中已经包含一定量的粟黍等C4类食物,这为讨论早期粟作农业的发展提供了线索。戴玲玲等对安徽蚌埠禹会村遗址动物遗存的研究发现,距今7500-7000年双墩文化时期的猪骨遗存中同时有家猪、野猪和返野的家猪,但它们的食物与鹿科动物相似。通过比较作者认为,双墩文化时期家猪的饲养管理较为松散,食物以C3植物为主。

  新石器时代晚期,粟作农业经济在黄河流域最终确立并向周围传播。雷帅等对河南郑州青台与双槐树仰韶晚期先民饮食结构生命史进行了研究。针对这两个典型的粟作农业社群,作者通过牙齿、骨骼等不同代谢周期人体硬组织的同位素比较,发现两遗址人群2.5-3.8岁断奶后,食物消费略有差异,虽然大部分居民一直以C4等粟类食物为食,但仍有一部分个体逐渐由C3与C4混食逐渐粟类食物为主。孙语泽等对青海民和阳山墓地人骨的分析,发现半山文化时期粟作农业已经成为遗址先民的主要食物来源。刘化石等人的研究则发现,大约距今4800-3800年前后四川凉山地区河东田、河头地两个遗址的先民均消费了一定比例的粟黍类食物,作者认为粟作农业的出现可能是受到了马家窑文化南下的影响。

  新石器时代末期至青铜时代,黄牛与绵羊传入,不同区域人群生业经济特点逐渐鲜明。杨柳红等对山西太原西殿南的研究则揭示出,龙山时代该遗址粟黍农业经济较为发达,不仅为人们提供主要的口粮,也为家猪饲养提供了充裕的饲料。侯亮亮等对山西大同吉家庄遗址的研究也发现类似的情况,但吉家庄黄牛食物中C3植物的比例明显高于前者,与绵羊不相上下。李唯等对河南漯河沟李、皇寓遗址人与动物骨骼的研究揭示出,二里头文化时期当地先民主食以粟为主、黍为辅,家畜中猪和狗主要喂以人类残食,牛羊则被投喂了不同比重的C4植物。陈相龙等对河南洛阳皂角树的研究发现该遗址二里头文化时期黄牛的饲养基本依赖粟作农业产品,并认为黄牛饲养已经成为粟作农业的衍生产业,黄牛饲养的强化可能与其被用于跨遗址、跨区域之间的资源运输有关。李楠等对陕西周原贺家北、齐镇东、齐家村东三个地点殷遗民的研究发现,三地居民食物来源均以粟黍等C4类食物为主导,仅有少数个体使用了较多C3类食物。其中,高等级人群消费动物性资源的比重高于小贵族与平民,身份地位较低的平民或奴隶消费肉食资源的机会非常少。蔡慧娉等对陕西西安马腾空遗址春秋时期秦人食物结构进行分析后认为,西周至战国秦人东迁过程中粟作农业的重要性不断增强。

  中华文明起源、形成与发展过程中,食物不仅是人们生存的营养之源,也是各民族交往交流交融的重要媒介。陈相龙等介绍了西藏阿里故如甲木与曲踏遗址的研究结果,认为公元前一千纪晚期阿里地区先民饮食以动物产品为主,当地出土的粟、稻米、茶叶等生业资源应与跨区域的文化互动有关。作者还从机制上探讨了西部早期金属时代文化繁荣的原因,即畜牧业为主的生业经济天然的结构性缺陷要求牧业社会必须通过不断的移动拓展资源边界、通过贸易与交换获取社会发展所需要的物资。侯亮亮对内蒙古准格尔旗福路塔秦汉墓地动物骨骼的研究发现,秦汉时期福路塔墓地先民的生业经济以农耕为主、畜牧业为辅,并推测这种生业经济可能与当时黄河流域农耕居民大量北迁有关。生膨飞等介绍了陕西长安北周武帝宇文邕、阿史那皇后等皇室、贵族人群以及部分平民的同位素研究进展,发现宇文邕为代表的高等级整体上比平民阶层消费了更多动物性蛋白,食物结构来源也更加复杂。除了部分个体消费了较多C3食物外,其他皇室与贵族成员食物中有较高比例与黍粟有关的C4类食物。张国文较为系统的讨论了拓跋鲜卑立国前后先民的食物结构与生计方式。作者对呼伦贝尔、内蒙古中南部、山西大同、陕西西安等地鲜卑墓地出土人骨开展了同位素分析,分析了草原人群与农耕人群互动与交融的过程,揭示了北方民族生业经济层面的汉化之路。胡耀武则从更加宏大视角,梳理了前仰韶至北魏时期黄河流域与中国北方地区人骨的同位素数据,分析了粟作农业起源与发展的基本脉络以及粟黍之于古代游牧民族的重要性。作者提出,粟作农业是古代民族交流融合的“粘结剂”,是中华文明与中华民族共同体形成与发展的物质基础。这些研究为讨论中华文明多元一体、统一多民族国家的形成与发展提供了重要视角。

  资源流通、文化互动一定伴随着人群的交融。吴小桐等对山西临汾靳墓地陶寺文化人群开展了碳、氧和锶同位素分析,发现较高比例其他地区迁入的个体。其中,外来女性的数量明显高于男性,且来源地可能远至山东沿海、西北内陆等地区。作者认为,这与公元前三千纪末、二千纪初跨区域的文化互动背景下以女性远距离迁徙为主要特色的外婚政治结盟有关。何晓歌等对湖北随州叶家山西周墓地出土牙齿与骨骼进行了锶同位素分析,发现叶家山墓地外来人群比例高达55%。综合墓葬位置、形制与随葬品、墓主人年龄与锶同位素结果等相关信息,作者认为M111时代最早、M28次之,代表了西周初年分封时来到随州的曾侯家族。通过与最新锶同位素比值地质分布图的对比,作者推测曾侯及其直系亲属可能来自郑洛地区,墓地其他外来人群来自关中平原东部或晋南地区的可能性较大。

  近年来,植物同位素逐渐成为稳定同位素研究的一大热点。陶大卫等对河南开封虎丘岗龙山至东周时期出土炭化植物进行了综合研究。根据植物碳同位素结果,作者认为遗址先民为了提高农业收成,在推行多品种谷物栽培的同时,还增加了施肥等农田管理的强度。王欣从植物同位素的角度探讨了黄河中游地区史前施肥等农田管理的行为。作者结合模拟实验,具体以陕西白水河流域、河南环嵩山地区仰韶至龙山时代炭化植物为案例,分析了仰韶晚期以来黄河流域施肥的可能性与表现。作者认为,仰韶晚期关中地区、龙山晚期中原腹地多个遗址已经出现了施肥,并推断施肥等农田管理加速了新石器时代晚期以来黄河中游地区粟作农业扩张、人口增加、文化繁荣。

  本世纪以来,稳定同位素生物考古快速发展,从业人员与学生逐年增加,数据解释、认知误区等问题也逐渐显现。面对这种现状,胡耀武基于研究实践和思考撰文阐述了包括术语、实验与测试在内的稳定同位素生物考古的学科规范,重点聚焦和澄清同位素生物考古研究的8个认知误区,并建构来了科学诠释同位素数据的分析模型。该文章对中国稳定同位素生物考古学的学科建设具有重要的指导意义。

  近年来,古DNA研究为学术界讨论现代人起源与演化、新石器时代以来人群之间的基因交流提供了独特视角,相关研究成果极大更新了我们对人类起源、文化互动与族群融合等相关问题的认识。

  现代人起源方面,张明等以末次盛冰期的结束时间(19kaBP)为界,分两个阶段梳理了欧亚大陆东部地区45-10kaBP史前现代人古基因组研究成果。作者认为,末次盛冰期结束之前欧亚大陆存在若干个古人群,彼此间或发生过基因交流;末次盛冰期结束之后,欧亚大陆各地区的现代人进入快速发展期,不同地域现代人群体人口的增加、迁徙与基因交流奠定了现今人类的遗传结构和分布格局。

  青藏高原及其邻近地区是最近几年古DNA研究者关注的热点区域。汪鸿儒等对青藏高原29处遗址人骨开展了基因组研究,旨在重建距今5100年青藏高原人群演化与互动的历史过程。作者认为青藏高原古今人群遗传成分总体上比较连续,其中高原适应基因EPAS1等特有遗传成分大约在5100年前已经形成。距今2800年左右以来携带EPAS1基因的人群急剧增加。通过对不同时空人群遗传成分的分析,作者认为距今4700年左右高原东北部的共和盆地北方粟作农业人群的遗传成分迅速提升,距今3400年以前高原南部与西南部雅鲁藏布江流域人群已经呈现出高度的遗传相似性;距今700年之后,来自东亚低海拔地区人群的大量流入又进一步影响了青藏高原人群的遗传结构。张淦宇等介绍了距今4000年以来西藏37个遗址人群线粒体基因组研究结果。通过对多个单倍体类群开展系统发育分析,作者认为全新世早中期西藏与黄河中上游人群有共同的祖先。距今4000年以来,西群的母系遗传关系整体上呈现出长期的连续性,与东亚其他地区北方人群的母系遗传联系在不同时期有所差异。其中,距今约4000-3000年联系较为密切,距今约3000-1100年呈下降趋势,距今约1100年以后又有所加强。地理、气候变化和历史事件同时影响了西藏地区人群的遗传结构。

  陶乐等应用捕获测序技术成功提取并对新石器时代四川宝墩文化高山古城与青铜时代云南剑川海门口遗址人骨样本的古DNA进行了测序和分析。作者认为,两遗址人群与新石器时代黄河流域粟黍农业人群关系非常紧密,同时有少量和平文化狩猎采集人群的遗传贡献,稻作人群对横断山区藏彝走廊人群产生的基因影响并不明显。郭建新等基于古基因组学讨论了“南岛-壮侗一体”考古学发现与南岛语人群的遗传连续性,认为北方粟黍农业人群、南方稻作农业人群以及亚洲东南海岸线渔猎采集人群共同塑造了南岛-壮侗人群。

  动物古DNA研究本年度取得的成果也刷新了我们对家畜驯化与传播的认识,代表性的工作包括牛、马与狗的古DNA研究。赵欣等对河南登封王城岗遗址龙山晚期至夏初的黄牛遗存进行线粒体DNA分析,发现了分属于单倍型类群T3和T4的4个单倍型。通过比较,作者认为中原地区龙山时期普通牛的母系遗传结构具有相似性。张乃凡等对黑龙江洪河遗址牛骨遗存开展了线粒体DNA研究,发现距今大约4000年前嫩江流域已经出现了驯化黄牛,当地黄牛以中国古代常见的T3世系为最多。该团队又对比了石峁、陶寺、二里头、大山前等遗址黄牛的线粒体DNA,发现从新石器时代末期至秦汉时期黄牛母系单倍体型以T3为主、兼有少量T2和T4,呈现出高度的连续性。陈宁博等结合形态学与古DNA研究在西藏琼结县邦嘎遗址(3000BP-2200BP)鉴别出了普通黄牛、牦牛及它们杂交的后代犏牛。其中,古DNA研究发现邦嘎黄牛与距今4000年左右的石峁黄牛以及现代青藏高原黄牛的基因组具有极高的相似性,并推测青藏高原黄牛可能是由我国西北地区传入。李畅等对家马起源的古DNA研究进展进行了综述,认为家马的驯化过程非常复杂,单倍体类型指示家马的母系来源广泛、父系来源相对单一。就其驯化区域而言,欧亚大陆西部伏尔加河下游地区最有可能是家马的起源地,中国家马则由欧亚草原引入同时还受到本地驯化因素的影响。王兴成等对家犬起源的古DNA研究进展进行了综述,发现虽然目前学术界均同意家犬由灰狼驯化而来,但对驯化的地点存在争议,有欧洲或东亚起源说,中亚、中东和西伯利亚北部起源说等。就驯化的时间来看,不同学者看法不同,从距今33000年至距今16000-11000年,不一而足。

  此外,顾政权以西藏廓雄遗址为对象,尝试从沉积物中提取古DNA,以期为理解古代动植物资源利用与人类行为提供借鉴。研究者在遗址堆积中检测到了大麦、绵羊与粟的DNA以及多种与农作物相伴的微生物。沉积物古DNA提取技术的成功对于揭示古人动植物利用、复原古植被具有重要意义。

  残留物分析是近年来科技考古发展迅猛的研究领域。本年度,学术界围绕陶器、石器、青铜器等器物内及土壤中残存的有机大分子与无机物等开展的提取分析与研究阐释工作,使得我们对于古代社会的艺术审美、医疗卫生、技术工艺生业经济等多个方面又有了新的认识。

  吴朦等对山东济南一座汉代平民墓出土梳妆用具内盛的白色粉末和肉色膏状物进行了综合分析,发现了前者可能是作为美白用品的羟基碳酸铅、后者可能是作为遮瑕膏的混油动物脂与植物提取物。作者结合相关资料推测,汉代化妆品已是成熟的商品类型,化妆品的使用已由贵族扩散到平民阶层,化妆品工业或已形成了区域性的“原料-作坊-商品-消费者”完整链条。丁莉等介绍了山西垣曲北白鹅两周墓地M4铜盒残留物分析的结果,推测铜盒残留物可能是药品,主要成分为朱砂、重金石以及植物甾醇、脂肪酸、多酚类物质等植物残留物。任萌等对云南师宗大园子出土多件珠、镯等饰品的材质进行了分析,发现均为桦树皮焦油制作而成。王桢等对蜂蜡类残留物分析方法进行了梳理和综述,对比了包括傅里叶变换红外光谱法、X射线衍射法、气相色谱-质谱联用技术、热裂解气相色谱-质谱连用技术、同位素质谱技术、核磁共振技术、紫外-可见吸收光谱法等分析方法的适用性,认为色谱-质谱联用技术是目前鉴定蜂蜡类残留物最高效的方法。

  吕楠宁等对北京上宅遗址(7500-6000BP)出土陶片进行了脂质分析,发现了黍的生物标记物以及以C3植物为食的野生反刍动物的体脂。吕楠宁等对江苏宜兴下湾遗址崧泽文化时期至良渚早期陶器内壁炭化残留物进行了脂质分析和蛋白质组学分析,检测出了大黄鱼和鳜鱼的肌肉蛋白以及野生羊亚科和某种奇蹄目等哺乳动物的胶原蛋白,并通过现代样品验证提出γ-生育酚和α-生育酚这两种维生素E族化合物可作为水稻的生物标记物。刘晓迪等对广西大岩和顶蛳山遗址陶片吸附脂类残留物分析发现了大量植物和动物脂类化合物及其热加工和降解产物,是探讨华南史前先民生计方式的有益尝试。张予南等利用气相色谱质谱联用技术结合同位素质谱分析方法对海拔约4000米的西藏日喀则共塘遗址剖面采集陶片开展了脂质残留物分析,检测到了奶制品、反刍动物与非反刍动物体脂。结合陶片光释光测年,作者认为距今约3000年本地已经出现了奶制品利用,为理解人类长期定居青藏高原高海拔地区提供重要的参考。孙诺杨等对宁夏姚河塬西周遗址出土陶器吸附的脂质残留物进行了分析检测,发现了小米、反刍动物肉和乳制品的信号。作者根据定量统计结果推测姚河塬遗址乳制品消费占比较低,反刍动物饲养的主要目的应是肉食消费。

  除了器物本身储存或吸附的残留物,一些特殊单位的填土也值得学术界关注。比如,温睿等对国内外土壤沉积物的研究进展进行梳理时便指出,土壤沉积物中蕴含着大量人类活动的残留物信息,实际工作中可通过对蛋白、脂质与其他生物标记物等有机残留物的分析检测重建古代饮食、祭祀等人类活动中的动物资源利用情况。

  2023年冶金考古成果丰富,研究内容涉及铜、铁等金属制品的矿料来源与金属工艺分析、相关研究方法与数据分析技术的探索等。

  铜冶金考古方面,围绕着文明起源与早期发展进程中的青铜冶铸技术、金属物料流通等问题,学术界刊布了诸多新发现与新观点。金属物料流通是冶金考古讨论的热点问题。刘建宇分析了陕北地区商周时期与殷墟的铜器与冶铸遗物,总结了两地区各阶段不同风格的器物的合金材质、铸造与加工工艺、微量元素特点等,并通过考察铅同位素比值的重叠情况,论述了陕北与殷墟青铜器的金属资源往来情况,以及陕北与周边不同文化之间的关系。刘思然等对湖北盘龙城小嘴遗址的浮渣、铜块、铜爵残片进行微量元素与铅同位素检测后,同时发现了高放射性成因铅与普通铅。作者结合以往研究推断部分青铜器的物料产地指向太行山东麓北段以及太行山与大兴安岭交界地区的成矿带。孙振飞等分析了河南郑州商城遗址二里岗上层阶段坩埚与铜渣,根据A类坩埚上挂渣的普通铅特征推测其所用部分铜矿矿源与瑞昌地区有关。铜器高放射性成因铅是商代青铜器的特点之一,但迄今关于高放射性成因铅的具体矿料来源说法多样。王庆铸等人在山东莱芜赢城遗址发现了商代中期的高放射性成因铅炉渣,其比值与遗址附近的吕祖洞、埠口矿山铜矿石相重合。这是首次在商代冶炼渣内发现高放铅,为讨论大辛庄等遗址商代铸铜作坊的铜料资源供应地提供了线索。

  三星堆祭祀坑内出土的青铜器饱受学界与公众的关注。黎海超等人对三星堆一、二号祭祀坑出土的15件青铜器进行了分析,发现三星堆祭祀坑中本地式和外来式铜器使用了相同类型的原料,其来源与殷墟、汉中、新干等铜器群所用原料关系密切,认为部分祭祀坑铜器的原料是外来的。肖红艳等人则通过宏观观察,对三星堆出土铜神器和铜容器的成型、连接、开孔方式的特点进行总结,认为三星堆祭祀坑青铜器群是包括中原系、南方系在内多组工匠组织分工协作的产物,随后本地工匠基于实际需要又进行了铸后切割、穿孔。

  两周时期,青铜铸造技术高度发达,金属物料流通网络日趋复杂。胡毅捷等人分析了湖北随州义地岗枣树林墓地春秋中期M190出土的青铜器与锡器,根据部分器物的铅同位素比值推断其矿源分别与鄂东南-赣西北地区与湖南地区有关。郁永彬等人对湖北随州叶家山墓地西周早期高等级贵族墓中青铜容器的分析表明,这批器物使用的部分铜料、铅料与曾国铜器和殷墟四期铜器相同,暗示商代晚期的部分物料网络西周早期还在使用。洛阳北窑西周墓地青铜器的研究中,郁永彬等发现器物多为铅锡青铜与锡青铜,且均属于普通铅范畴。研究者认为西周早期北窑墓地的周人贵族能控制与使用稳定的锡料矿源,且开始大规模开采商晚期殷人开发利用的铜矿资源。谈金卓等综合铅同位素与微量元素分析结果讨论了山西闻喜邱家庄墓地战国早期三晋大墓M5001青铜器的矿料来源,认为青铜器的铅矿料很可能来自豫西地区,铜料产地可能也从南方楚地转移到了豫西地区。王晓婷等结合考古类型学对四川成都双元村青铜器进行了元素分析与铅同位素比值测试,讨论了其制造工艺与物料流通网络。作者认为,战国中期以前蜀文化以吸纳楚式青铜礼器、共享楚国金属资源的方式与楚地交流;战国中期以来,交流模式逐渐转向于蜀楚之间对于金属资源、铸铜技术和器用制度的深层次相互作用;楚文化对蜀文化的影响走向衰落,并随着秦统一进程的推进逐渐公海赌赌船jcjc710消失。此外,还有研究人员基于数据特征,论证了豫西、南岭地区、长江下游地区古代多金属矿料资源开发与利用。如湖南邵阳东周青铜器、安徽阜阳储台墓地青铜器、湖南郴州窖藏开元通宝假币、陕西刘家洼西区墓地出土铜翣材质与成分的分析、陕西韩城梁带村芮国墓地部分青铜器材质与成分的分析等。

  张吉等曾对铅同位素比值进行了分组,以考察两周各时段青铜器的物料类型及其历时性变化。胡毅捷等对陕西澄城刘家洼遗址东Ⅰ区墓地青铜器开展的研究显示其铅同位素数据特征支持张吉总结的西周末至春秋中期的演变模式,即由使用中原地区的A类矿料到兼用A类矿料与汉淮地区B类矿料分组,作者在此基础上还对各组矿料的铅同位素进行了细化。此外,该研究揭示出锡含量与墓葬等级正向关系。

  重熔现象一直是困扰古代矿料来源研究的关键问题之一,盘龙城小嘴遗址与郑州商城遗址的研究例证了二里岗文化时期已出现青铜重熔现象。两周时期,金属贸易网络日益复杂,青铜混熔问题成为金属物料溯源研究必须要解决的难点。孙振飞等人通过结合流形学习方法,将我国316处铜、锡、铅金属矿床降维至五种潜在矿料来源类型,用以作为研究周代青铜器混熔问题的先验性端元,后结合贝叶斯模型处理以往分析的周代铜器的铅同位素数据,构建了周代复杂金属重熔体系,给出了公元前11世纪-前3世纪青铜金属矿料利用的历史变化。结果显示,5类潜在矿源类别具有多源性特征,并非指向某一特定矿床。研究者综合考古研究新进展,对5类矿源的具体指向给出了见解:西周早期可能承自商代主要使用A类矿源,该类矿源指向华北陆块北部、山东半岛、河北北部;随后,长江流域与秦岭山脉(B、C类)成为周人的主要金属来源地;春秋中期见证了B类向C类矿源的重大转变,表明金属流通系统发生了根本性的转变;华南金属资源(E类)的开发贯穿了整个周期,可能与南岭地区的多金属矿床有关。

  成分分析是研究中国古代青铜器最基本的方法。迄今,我国学者已应用了多种检测手段来获取了大量有关古代青铜器的成分数据。林俊伶等人强调了青铜器成分分析数据评估的重要性,并利用10种青铜标样,对中国16家实验室的成分分析数据进行评估研究,发现Cu、Sn、Fe、Ni含量测定的精确性与重复性较好,但Pb、Sb、Bi、Ag、Zn、Co、As、Mn、Al、Cd元素的评估结果不理想。作者认为,有必要通过标准物质的检测结果来明确分析仪器的误差范围,以便在开展对比研究前进行数据再校正。这些尝试为建立青铜制品成分分析的测试标准提供了重要参照。

  除铜矿与铅矿的物料来源问题,锡矿冶炼活动也有一些新进展。比如,李辰元等对内蒙古克什克腾旗哈巴其拉遗址夏家店下层文化至喜鹊沟类型时期炉渣、矿石等进行科学分析,发现一部分遗物与利用多金属铜矿石冶炼砷青铜有关,一部分遗物则与冶锡活动有关,而多金属矿中的伴生锡石可能是遗址锡料的补充矿源。

  陶范是中国金属铸造生产的重要成型工具,也是冶金考古的重要研究对象。本年度,多位学者对宁夏姚河塬遗址、河南安阳殷墟、山西侯马遗址、山东邹城邾国遗址、河南荥阳官庄遗址所用陶范进行了分析。研究问题大体分为两类——陶范的烧成温度与测定方法、脱模剂即涂层材料的种类和使用情况研究。红外光谱被应用于山西侯马、河南安阳和宁夏姚河塬3处遗址出土的陶范温度的对比研究,发现侯马模具一般在800°C以上烧制,安阳模具的烧制范围分为500°C以下、500-800°C,以及800°C以上三种,姚河源模具的烧制温度低于500°C,这表明公元前14-前5世纪不同区域的模具生产存在区域性差异。官庄遗址的研究发现陶范制作过程中会加入少量草木灰、钙结核粉末作为羼合料以增加耐高温性能。另一个研究问题是脱模剂的使用。东周时期,山东邹城和山西侯马两处遗址均使用了骨灰、方解石等作为脱模剂,使铸件更容易从模具脱落且保持表面完整。对山西侯马遗址陶范的研究还发现虫蜡和动物脂肪可能被涂在了模芯用以脱模。另外,孙振飞等使用显微CT技术对台家寺遗址中商时期的陶范进行了无损分析,成功区分了三类陶范和四种范料。这一研究揭示出了中商时期以台家寺遗址为代表的铸铜工业在细致复杂的陶范材料选择模式方面的关键技术创新。

  2023年关于青铜器材质与工艺考察的文章较多。李曼等人分析了郑州商城书院街2号墓出土金属器的制作工艺,认为青铜器均采用块范法铸造,铜芯撑技术的使用比较普遍、规范,实用器可见补铸及锡焊修补痕迹,合金成分可分锡青铜和铅锡青铜两种,配比较为稳定且锡含量较高。作者认为书院街金覆面使用了模压、锤揲等多种工艺加工而成。张颖等人对偃师商城出土的铜器与冶铸遗物进行了金相显微观察与扫描电镜能谱分析,发现容器皆为铸造成型,工具与兵器铸造与锻造皆有,一些器物还出现了铸后热锻、冷加工等工艺技术。作者还根据冶铸遗物推测偃师商城遗址存在铸铜行为,小件铜器在本地制作的可能性较大。林永昌等人分析了湖南郴州地区70多件汉代铜器,发现这些器物锡含量较低且铅含量波动较大,还较多出现砷、铁、硫和锑杂质元素,据此认为汉代铜器在原料来源、精炼加工方式上出现了较大转变。此外,还有关于山西浮山南霍春秋晚期墓、甘肃礼县博物馆、山东青岛城阳财贝沟东周墓、甘肃漳县墩坪墓地、广东省物资局西汉墓、云南昆明石寨山出土的青铜器,徐阳墓地出土青铜器焊料、四川绵竹市博物馆藏红铜铸镶青铜器、广西馆藏古代含砷麻江型铜鼓、广西民族博物馆馆藏铜鼓、川陕省苏维埃铜元铸造工艺与材质的研究工作。

  相较于铜冶金考古,2023年铁冶金考古成果十分有限,比较有代表性的是围绕判断炒钢与块炼铁开展的研究。张昕瑞等对新疆托里县那仁苏墓地两件铁刀进行了科技分析,根据检测到的铁纹石、镍纹石、合纹石以及副矿物陨磷铁镍石判定两件铁刀均为陨铁制品。考虑到两个墓葬的形制、随葬器物与阿凡纳谢沃文化遗存相近,碳十四测年校正可至公元前3000年前后,作者认为这两件铁刀为我国目前发现最早的陨铁制品。张周瑜则以模拟实验为主,结合古文献、考古资料、铁质文物分析等,针对地炉炒钢工艺进行研究,对炒钢过程的脱碳行为、夹杂物类别及其形成过程、成渣过程进行阐述,总结了炒钢制品的夹杂物类型及其特征,并给出不同钢铁技术的理论判定依据。卢欣彤等人系统梳理了非金属夹杂物分析在国内外铁冶金考古中的应用,针对铁质文物夹杂物的表征方法进行归纳,并进一步总结了非金属夹杂物在铁质文物工艺判定及其产地溯源问题上的应用情况。此外,河南郑韩故城仓城铸铁遗址出土陶范的研究,则确定了范面上红色层的显色成分为赤铁矿,黑色层的显色成分为炭黑,且黑色层叠压于红色层之上,两种表面层的使用是为了便于脱模。

  2023年,多个矿冶遗址田野工作与实验室检测成果陆续刊布。比如,山东邹城市邾国故城遗冶铸区2019年度发掘资料的发表、湖北黄石市阳新县金盆垴遗址调查资料与炉渣测试结果的公布,安徽南陵县大工山南麓七星河流域10处先秦时期的矿冶遗址调查概况的总结等。类似的工作还有广东罗定船步铁炉村古代冶金遗址、黑龙江阿城易小岭地区西川冶铁遗址等。

  2023年,我国古代陶瓷制品的科技考古研究继续快速推进,众多学者在海内外出版物发表了相关研究。研究时段从史前到清代均有涉猎,分析方法既有成熟技术的应用也有新技术的探讨,样品种类囊括了陶和瓷的许多产品。研究对象既有考古出土的陶瓷制品,也有实验室模拟制备的样品。技术手段既有成熟的成分分析、显微结构表征等方法,也有对新方法新技术的探索。探讨的问题非常多样,从产地工艺、技术起源,到社会复杂化等均有涉及。

  按照研究时段,本年度陶瓷科技考古的研究可划分为史前至前秦和历史时期两个部分。史前至先秦时期遗址出土陶器的科技考古研究包含了以下地区与遗址,分别是湖北宜昌中堡岛遗址、叶家山遗址、杨家湾遗址、关庙山遗址、陕西神木石峁遗址、蓝田新街、辽宁阜新地区两个遗址(贾家沟西和塔尺营子)、山东丹徒遗址、邾国遗址、河南偃师商城遗址、安阳殷墟遗址、山西侯马遗址、宁夏姚河源遗址、福建葫芦山遗址与猫耳山遗址、昙石山遗址等。分析技术以无损或微损技术为主,进行主量、微量成分分析,显微结构与物相分析、烧成温度测试等为主。这些研究发现,史前至先秦时期,陶器的选材制作方面有两个特点。第一,本地材料制作。例如陆青玉等对山东丹徒遗址大汶口晚期(公元前4100-2600年)至龙山晚期(公元前2600-1900年)陶器的研究表明,大多数陶器都是就地取材来进行生产,且在不同阶段,即使陶器形制发生了重大变化,其胎体的原料配方依然存在连续性。第二,外部输入。例如,贺黎民等对陕西石峁遗址陶鹰的成分开展对比分析后发现,陶鹰所用原料与本地所收集土壤样本呈现出了显著差异,这说明其原料可能来自石峁附近的其他生产单位,制作完成后输入至此。

  陶器的生产组织方式呈现出“一对多”“多对一”的特点。“一对多”指的是一个地区或一个文化区域内,有多个作坊生产同类产品。例如郁永彬等对湖北宜昌地区的大溪文化彩陶研究发现,中堡岛遗址、杨家湾遗址、关庙山遗址均有生产,由多个作坊制作;王文婧等对福建的葫芦山和猫耳山窑址的研究发现,两地虽然相距150公里,但共享了陶器的制作技术使得产品体现出同质性。“多对一”指的是多个作坊同时服务于同一遗址,最显著的例子就是石峁遗址陶器的研究。在本地作坊生产实用器的同时,石峁附近的多个作坊可能生产了陶鹰等特殊产品,共同服务同一聚落。除了陶器的生产相关的研究,陶器的使用也为我们揭示了古代社会的很多信息。例如,石峁陶鹰的使用可能和某种宗教仪式或者社会政治活动有关。

  此外,也有多位学者从不同角度对陶器的技术细节、不同时期技术变动的原因等问题进行了探究。比如,高雅云将陶片印痕法应用于福建昙石山遗址陶土孱和料的研究,认为水稻稃壳的残损状态表明当时的人类对脱壳后的副产品进行加工再利用以充当陶土孱和料的情形。Goren等对辽宁阜新两个不同时期遗址出土陶器的对比研究揭示了狩猎-采集的半定居社会和后来定居的粟作农业社会不同的陶器生产技术和使用的器物组合,这种“不同”产生的原因可能就是食物获取与加工方式的改变。

  不同于以上史前至先秦侧重陶器研究,随着瓷器的大量生产,对于历史时期陶瓷制品的研究涉猎的样品种类更为丰富。2023年发表的关于历史时期陶瓷制品的研究,时段从汉代至清代,样品包括彩绘陶、釉陶等陶器以及白瓷、青瓷、彩瓷等。白瓷起源,包括青瓷向白瓷的转变一直是瓷器研究的一个热点问题。本年度,多位学者从两个时段的两个地区的产品进行了分析与研究。一是北朝至隋代初年的河北邢窑,二是隋唐时期的洛阳。这些研究共同揭示了白瓷的起源历程。北朝时期,中国北方的窑工在青瓷的基础之上,通过有意识地降低呈色剂含量来提高白度,创造性生产出了早期白瓷,但是这类器物的生产非常短暂。隋朝初年,高铝低铁低钛的黏土被特意选用来制作胎体,提升胎色白度。尤其是长石和石英的引入使得白瓷更为精致。隋唐时期,白瓷在北方大量生产,虽然地区之间产品质量有所差异,例如洛阳地区的白瓷不如邢窑白瓷精致,但产量的增加满足了各阶层的消费者的需求。除了起源问题,白瓷在各地各时期的生产和使用也有研究发表,例如广西北部湾英罗窑唐代白瓷、四川广元窑唐宋时期白瓷、辽宁辽阳冮官屯窑址辽金时期白瓷、山西河津固镇瓷窑金代白瓷等。

  青瓷的研究主要分为两个方向,一是对之前学界发表较少的窑口产品的工艺研究,例如广东曾边窑、雷州窑、广西雅子冲窑、河南汝窑、陕西耀州窑等,时段集中在唐宋时期。二是基于实验室考古,对特殊青釉进行模拟制备研究,以探究其配方、烧成技术和呈色机理,模拟对象为青釉乳浊釉、龙泉窑粉青、梅子青釉、越窑秘色瓷等。同样,模拟制备也被应用于彩瓷的研究,例如CaO/MgO对黄兔毫釉毫纹的影响研究、高温褐彩瓷的施彩工艺研究等。彩瓷方面,对于考古出土遗物的研究也有所进展。唐代长沙窑铜红釉和红绿彩瓷样品的呈色元素分布与机制、元代河南鹤壁前嘴及崔村沟窑钧瓷的呈色机制、明清时期景德镇瑶里和海南澄迈、儋州青花瓷的材料与工艺,也见诸多篇论文。

  陶器方面,科技分析主要涉及了三个方面:一是彩绘陶的制作方法研究。彩绘陶诞生于新石器中晚期,从史前至历史时期均有大量生产和使用,其中最著名的例子即秦始皇兵马俑。先秦之后,彩绘陶俑依然作为随葬品出现。本年度的科技考古研究对这类陶器也有所涉猎,例如唐代苏同家族墓出土的彩绘陶俑的工艺分析。二是釉陶的原料、工艺等问题的探究,其中关于新疆额敏也迷里故城遗址出土彩釉砖的来源研究较为新颖,温睿等人通过装饰技法与制作工艺的比较研究,并结合成分分析,确定其为伊尔汗国生产的拉杰瓦迪纳(Jâjvardina)釉砖,这种釉砖生产于13世纪末-14世纪,由此推断也迷里故城遗址的年代为宋元时期,且也迷里故城遗址应该就是窝阔台汗国的都城也迷里。这也是首次在中国境内发现拉杰瓦迪纳釉砖,为以后新疆地区的考古发现提供了更广阔的借鉴。三是砖及砖瓦窑的建造研究,在该研究中,一种新方法——流体软件FLUEN,被引入用以窑炉结构和功能研究。FLUENT可用来模拟砖瓦窑内流场和温度场,从流体力学和热力学的角度分析汉代砖瓦窑内烟气的流动情况,发现汉代砖瓦窑烧成温度为1000℃,且多烟道窑较单烟道窑更具保温的优势。希望未来这项研究可推广至更多大尺寸复杂结构的窑炉,在陶瓷的烧造技术研究上提供更多新的发现。

  玉石器方面,本年度关于石器手工业、玉器与绿松石的制作与使用研究等问题又取得了新进展。翟少冬对晋南至嵩山地区庙底沟二期文化至二里头文化时期多个遗址的石器进行了综合分析,发现石器组合特征的变化与遗址性质关系密切。中小型聚落农作工具数量最多,大型遗址中除了农具外,还常见土作工具。翟少冬结合陶寺、二里头、殷墟等遗址早期城市化的发展进程,讨论了磨制石器生产的地位及其变迁,认为随着城市化程度的加深,磨制石器生产逐渐被精英阶层所忽视,威望产品的生产则多聚集于都邑核心区。作者提出磨制石器生产在城市布局中地位的变化说明中国早期城市发展中的经营战略。鲍怡等对河南三门峡上村岭虢国国君虢仲墓M2009出土的395件(组)玉器进行了综合研究,认为部分玉料可能来自新疆与辽宁。作者还对比了社会地位与玉器组合的关系,认为组玉佩的玉璜数量与墓主人身份地位有关,玉覆面与带纹饰的玉璋则仅见于国君墓。陈典等使用多光谱成像技术对殷墟晚商M54号墓出土1件玉柄形器和2件玉镞形器的亚微米结构进行了无损分析,通过与现代样品的比较对其来源进行了判读,认为可能与辽宁岫岩玉有关,该方法为探讨玉器产地提供了新的视角。先怡衡等对新疆史前考古遗址出土绿松石器进行了系统梳理,认为绿松石制品最早则可追溯于公元前二千纪前期新疆东部天山北路文化,整体上大致沿天山分布,呈现出自东向西时代逐渐变晚的规律。作者认为新疆地区绿松石制品的出现可能与甘青等东部地区考古学文化影响有关。绿松石的产源与矿料流布则较为复杂,部分绿松石应来自新疆天湖东和黑山岭两处商周至春秋时期绿松石采矿遗址。

  玻璃质材料是不同于陶瓷的另外一种硅酸盐制品。与陶瓷相比,玻璃质制品古代较为珍贵,考古遗址出土数量较少。尽管如此,由于玻璃质材料本身就是早期东西方文明互鉴、技术交流的产物,因此被学术界广为关注。下文举3例具有代表性的工作予以介绍。

  王宜飞等利用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪和三维数字显微系统,对湖南出土的11颗战国时期蜻蜓眼进行科学分析,根据化学成分、显微形貌等信息认为这些蜻蜓眼制品既有埃及或东地中海地区起源的泡碱型钠钙玻璃、植物灰钠钙玻璃,又有中国本土起源的铅钡玻璃。刘念等对新疆出土的古代玻璃制品进行了系统梳理,认为新疆是我国目前考古发现玻璃质遗存年代最早的地区。公元前1800-前1500年的青铜时代中期,新疆先民开始使用费昂斯制品,公元前1000年开始出现玻璃。战国之后,新疆地区玻璃制品的种类与来源越来越复杂,产品几乎包含了钠钙玻璃、钾玻璃、铅钡玻璃以及混合碱玻璃四大类玻璃。新疆地区玻璃质遗物的来源可能与中国内陆、西亚、中亚、南亚、东南亚以及欧洲等多个地域有关,不同区域玻璃制品的流入与技术交流造就了新疆地区古代玻璃产品的多样性。田兴玲等对南海Ⅰ号150多件玻璃制品进行了研究。结合形制、颜色、孔洞大小、孔洞与截面的形态,作者将它们主要区分为珠状、环状等玻璃制品,颜色主要分为黑色、白色、黄色、蓝色和绿色等。作者认为,这批玻璃器的制作工艺以模压法和缠绕法为主,成分上多属于铅硅酸盐玻璃。这些发现为研究海洋丝绸之路上的商贸活动提供了重要参考。

  新疆出土的汉晋时期部分特殊器型玻璃制品与域外相似玻璃制品对比(1.山普拉墓地出土绞胎玻璃珠;2.古印度Bara遗址出土绞胎玻璃珠残片;3.营盘墓地M45出土人面纹玻璃珠;4.泰国空统遗址出土人面纹玻璃珠;5.扎滚鲁克墓地M49出土磨面纹玻璃杯;6.营盘墓地M9出土磨面纹玻璃杯;7.黑海北岸切尔尼霍夫文化磨面纹玻璃杯)

  古代的颜料使用非常普遍。2023年度,学术界围绕各类建筑、壁画等开展了颜料和制作工艺分析,重现了五彩斑斓的古代社会。代表性研究案例包括甘肃敦煌莫高窟北魏壁画、天水麦积山131号窟壁画、永靖炳灵寺171窟大佛发髻彩绘颜料与制作工艺的研究,以及陕西西安雁塔区新发现元墓中壁画、西安南郊唐墓壁画、靖边唐杨会墓石棺、甘肃天祝县慕容智墓葬壁画、内蒙古多伦县清代山西会馆壁画颜料与制作工艺的研究。综合以上的研究结果可知,壁画、彩塑的白色底色层所用颜料有方解石、石膏、滑石、蛇纹石等,红色颜料多使用铅丹、朱砂、铁红,铅白与炭黑通常被用作白色与黑色颜料使用,绿色颜料为石绿,蓝色颜料为石青和靛蓝。多位学者在黑色颜料中检测到了氧化铜,学者推测它可能是蓝铜矿等含铜矿物的次生矿。为了增强附着力,有些颜料使用过程中还加入了动物胶等生物制品进行调和。

  颜料不仅体现了古人的艺术追求,一些颜料的使用也蕴含着技术、物品与文化的交流与传播。例如,张文元等综合敦煌莫高窟第257、259窟的时代与壁画彩塑的颜料组合推测,第259窟的颜料使用承自北凉、多为就地取材,而时代略晚的第257窟所用原料大大丰富。其中,第257窟中青金石、朱砂两种颜料的出现可能是受到了巴米扬与克孜尔石窟的影响,这一工艺随后在莫高窟等丝绸之路沿线石窟中得以传承。

  王青对有关古代煮盐活动的考古遗存与文献资料进行了系统梳理,探讨了东南沿海古代竹盘煮盐的问题。竹盘是以竹篾编制成盘状,盘外涂以蜃泥、草拌泥等作为保护层,盘中加卤水,煮烧之后获取粗盐。王青认为,竹盘煮盐至少可追溯至东晋时期,主要流行于钱塘江迤南的沿海地区,直至清代晒盐兴起时仍有存续。王青结合元代文献《熬波图》,从操作链的角度把古代的制盐工艺总结为四大环节,即团城建设、摊场建设、淋卤环节、煮盐环节。随后,作者辑证了南河崖、双王城、大左庄、军粮、九母丘、尹家窝铺等商周至元明时期遗址与盐业生产有关的考古遗存,并梳理了盐业生产各工艺环节由粗陋简略至精密系统的发展过程。

  《熬波图》制盐工艺流程图(1.起盖灶舍图 2.开辟摊场图 3.淋灰取卤图 4.上卤煎盐图)

  对距今2600-2400年新疆吉尔赞喀勒墓地出土的毛织物残片进行了研究,发现这些织物中除了有常见的羊毛织物外,还发现了骆驼毛织物和羊毛与骆驼毛混织或混纺的织物。目前所知,新疆吐鲁番、蒙古等地也曾发现过使用战国至东汉时期骆驼纤维的毛布和毛毡,但吉尔赞喀诺墓地无论是出土数量如此之多、年代如此之早,实属罕见。宋会宇等对新疆尼雅一号墓地出土的短靿毡靴的材质及染色颜料进行了分析检测。红外光谱与显微形貌分析显示,靴面红色织物及内衬毛毡为动物毛纤维外,其余靿口织物、绣线、缝线等纤维与蚕丝蛋白的特征一致。研究者采用高效液相色谱-质谱联用分析对红、黄、蓝、绿四种颜色的颜料进行了分析,认为红色织物可能与茜草染色有关,黄色可能使用了黄檗与含有木犀草素的荩草染色,靛蓝则是蓝色织物的主要染色剂,绿色可能是黄檗和靛蓝套染所得。

  针对文物表面文字褪色、模糊不清的问题,王诗涵等利用高光谱图像的空间信息与光谱技术,尝试对山西云冈石窟第38窟雕像表面文字进行了分析,得到了字迹增强图像。此项工作为从文物表面提取文字信息提供了有效的技术手段。

  高光谱成像技术是无损的成像技术,光谱范围广、分辨率高,具有图谱合一的特点,非常适用对于较为脆弱的文物表面开展图像分析。近年来,该技术开始中国古代书画研究方面发挥作用。丁莉等撰写综述介绍了高光谱成像的原理、特点,梳理了高光谱技术在书画、档案及相关彩绘文物的增强显示、物质识别、虚拟修复方面应用情况。

  此外,王昌燧先生作为国内第一代科技考古界的学者,数十年来瞄准学术前沿,以筚路蓝缕、孜孜以求之创业精神,坚韧不拔、锲而不舍之意志品格,在陶瓷、冶金、玉器、建材、生物、农业、残留物和盐业等领域不断“开疆拓土”、培养新人。《科技考古掠影》汇编了王昌燧先生治学以来的随笔、综述、著作序言、纪念文章等,对于科技考古专业的年轻教员和研究生,一定会有着切实的启示和借鉴。

  回顾过去,科技考古的形成与快速发展是自然科学技术与考古学交叉融合的产物,是百年来中国考古学学科体系建设的关键成果与重要内容。从学术体系与话语体系建设的角度来看,科技考古已经摆脱了作为考古报告“科学主义”花瓶的角色,不断助力中国考古学展示中国经验、彰显中国智慧,丰富对人类社会发展过程及其规律的认识,总结提出的中国方案为世界文明研究作出了原创性贡献。展望未来,随着学科交融的日益深入、相关自然科学技术的应用推广与科技考古专业规范的逐渐加强,科技考古必然会不断拓展考古学研究领域、增强考古学研究信度,进而继续推动中国特色、中国风格、中国气派的考古学“三大体系”建设,为人类文明新形态的实践提供理论支撑。

  (科技考古文献庞杂,作者团队翻阅了中外期刊论文、著作等600余篇/册。但因时间仓促、学识有限,仍不免举一废百。即便是辑入的论著,料定亦无法短时间内理解诸位学者之深意,相关概括亦有坐井观天之嫌。笔者不揣谫陋,试图对2023年科技考古之进展加以概括,不当之处,请读者批评。)


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