【中文摘要】本文對福建閩侯莊邊山遺址剖面的沉積物進行了植硅石、孢粉和炭屑研究。分析發現，曇石山遺址已有稻作農業，但是受到地形的限制，水稻農業没有成爲曇石山文化的主要經濟形式。
　　
　　【關鍵詞】新石器文化　莊邊山遺址　水稻植硅石　孢粉　炭屑　海平面變化
　　
　　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
　　
　　福建閩江下游地區的新石器文化近幾十年來越來越受到了國内外學者的矚目。由於多山、多河流、沿海等特有自由地理條件，閩江下游發展了獨具特色的海洋文化，人們的經濟生活以采集和漁獵爲主；其中曇石山文化是閩江下游最具代表性的新石器文化，具有豐富的文化内涵和鮮明的地域文化特色，是相對獨立於以中原爲中心的大陸性農耕文化的我國東南土著史前文化，與臺灣、東南亞以及大洋洲群島等“南島語系”的土著文化有着密切聯繫。地處大陸新石器文化和海島新石器文化交匯的重要地帶之一，曇石山文化研究的重要性就在於建立了大陸文化和海洋文化之間的一座橋樑〔1〕。
　　
　　水稻農業發展歷史是曇石山文化研究中遺留的一個重要問題。一部分學者認爲由於全新世海侵，福州盆地被淹没，閩江下游缺乏平坦地形發展水稻種植〔2〕；同時也有學者從出土的石器以及當時社會發展水平推測曇石山文化應該已經出現農耕活動〔3，4〕。由於目前没有直接的證據表明曇石山文化是否有水稻種植的發展，曇石山文化的農業發展狀况仍然是不清楚的。
　　
　　在本文中，我們在曇石山文化的重要遺址之一莊邊山遺址進行剖面取樣，通過鑒定和統計水稻植硅體，力圖揭示曇石山文化的水稻農業發展歷史。植物硅酸體是由於土壤中的硅通過植物根係被吸收，經維管束傳送，在細胞内腔或細胞之間以水合硅的形式出現，在植物體内形成難溶的硅酸形態〔5〕。在華南濕熱的氣候條件下，考古遺址中的谷粒難以保存，而植物硅酸體抗腐蝕性强，植物腐爛後，殘留在地層中，且一般在考古遺址層中含量豐富。目前，對於水稻植硅體形態的研究已經十分成熟，并且已經很好地運用到了考古遺址的研究中。另外，本文還對莊邊山遺址剖面進行了孢粉和炭屑研究，試圖進一步分析人類活動與環境之間的關係。
　　
　　二、研究區域概况
　　
　　1.地理位置
　　
　　圖一　福州地區第四紀沉積（白色）及曇石山、莊邊山遺址位置分佈圖
　　福州盆地是閩江入海的的海陸過渡區域，其形成是早更新世周圍山地劇烈上昇而相對下沉的一個山間斷陷，晚更新世盆地的搆造持續下沉，再加上閩江在冰期低海平面時的下切，使得盆地内地勢降低〔6〕。其位於東亞季風區，屬於亞熱帶季風氣候區，由季風控制降水量，夏季高温多雨，冬季温和少雨，植被爲亞熱帶常緑闊葉林。莊邊山是福州盆地中相對孤立的一座低矮丘陵，海拔約25~30米，因形狀像卧牛，而被俗稱爲“卧牛山”，位於閩江下游南岸，閩侯縣竹岐鄉榕岸村之東南，東距福州城約20公里，與位於閩江北岸曇石山的曇石山遺址隔江相望（圖一）。遺址周圍地勢平坦，現爲農田種植水稻，目前遺址上開墾種植了各種果樹、茶樹、及蔬菜等經濟作物。
　　
　　福州沿海地區在全新世早中期經歷了大規模的海侵，海侵開始於9000 cal BP，結束於2000 cal BP。在海平面最高時期，整個福州盆地被淹没，周圍島嶼使之與大海隔離，成爲一個相對封閉的海灣。按現在莊邊山、曇石山的高度來看，這些新石器時代重要考古遺址所在地在當時是海灣中近陸的孤立島嶼，周邊爲淺海灣。
　　
　　2.莊邊山遺址的文化特徵
　　
　　在特有的自然地理條件下，閩江下游福建沿海發展了獨具特色的新石器文化。先民經濟生活以采集漁獵爲主，并且極大依賴於海洋資源。先民采食貝殻，形成了許多貝丘遺址，貝殻堆積成爲該地區新石器文化遺址的重要特徵。該地區新石器文化的文化發展序列已大體清楚，爲：殻丘頭文化→曇石山下層文化→曇石山文化→黄瓜山文化。各文化之間具有源流關係，曇石山文化作爲該地區最著名的新石器文化其來源是殻丘頭—曇石山下層文化，曇石山文化之後發展成爲黄瓜山文化〔7〕。
　　
　　莊邊山遺址是曇石山文化遺址中面積最大的遺址，東西長180米，南北寬80米，面積約2萬平方米。1956年文物普查發現後，先後進行過兩次發掘，共開探方114個，揭露面積近3000平方米，發現新石器時代墓葬65座、灰坑72個，戰國末至西漢早期墓葬9座，以及大量石、骨、陶、貝質生産工具和生活用具。第二次發掘報告將遺址的新石器時期文化堆積分爲上、下兩大文化層。下文化層是以蛤蜊殻爲主的堆積，共發現65個蛤蜊殻坑，從出土物特徵來看與附近的曇石山遺址中下層、溪頭遺址下層爲同一類文化含義，屬於曇石山文化。上層文化只發現蛤蜊殻6個，文化内涵相對單純且明顯有别於曇石山文化遺存，搆成了一個文化内涵相對單純的獨立的文化層次，始先被命名爲“莊邊山上層文化類型”，隨後在黄瓜山遺址發現了這類更具代表性的文化遺存，因此又被命名爲“黄瓜山文化”〔8，9〕。
　　
　　三、研究材料和方法
　　
　　圖二　莊邊山遺址剖面及地層描述
　　
　　1.研究材料
　　
　　本研究所挖掘的遺址剖面位於遺址南部考古挖掘附近的原始沉積地帶，遺址剖面深195cm，樣品按每5~10cm間距共取樣34個。根據遺址剖面沉積物和出土物特徵，結合莊邊山考古發掘報告，把剖面分成5層，其中的貝殻層認爲是曇石山文化層（圖二）。另外在剖面深度110-115cm處取完整貝殻，測得AMS14C年齡（測年由Beta實驗室完成），校正後年齡爲4500-4230aBP，因此更爲確定貝殻層屬於曇石山文化時期。
　　
　　2.研究方法
　　
　　由於植硅石和孢粉的物理化學屬性不同，我們利用兩種不同的實驗處理方法分别提取植硅石和孢粉，并且在孢粉提取實驗流程中同時提取炭屑。孢粉提取流程包括：酸處理去鈣、碱處理去有機質、1.8g/cm3重液提取，制片。植硅石提取流程包括：酸處理去鈣、H2O2處理去有機質，2.3g/cm3重液提取，制片。所有鑒定在光學顯微鏡下完成，並同時統計計數跟踪劑。每個樣品鑒定孢粉不少於100粒，鑒定孢粉同時統計炭屑數量。每個樣品所提取的植硅石制成一張玻片，每張玻片鑒定植硅石不少於300粒。由於植硅體含量十分豐富，爲了更爲精確計算水稻植硅體濃度，每張玻片鑒定300粒植硅體後，仍繼續統計整張玻片的水稻植硅體。濃度計算公式（以孢粉爲例）：孢粉濃度(粒/克)=(鑒定的孢粉數量x加入的跟踪劑)/(鑒定的跟踪劑數x樣品取樣重量)
　　
　　四、分析結果
　　
　　1.植硅體分析
　　
　　(1)植硅體組合分析
　　
　　莊邊山遺址剖面中植硅體含量十分豐富，絶大多數産自草本植物。鑒定出的植硅體主要形態爲:長方形、方形、扇形、棒形、鞍型、啞鈴型、帽型、尖形、齒形、導管型等。其中絶大多數形態不具備屬種的鑒定意義，但剖面的植硅體形態組合對環境有一定的指示作用。如，長方形、方形、扇形主要分佈於濕熱地區，帽形、齒形主要分佈於寒冷地區，棒形、尖形主要分佈於相對乾冷地區〔10-12〕。根據植硅體組合特點，把剖面分成四帶：
　　
　　圖三　莊邊山遺址剖面植硅石百分含量
　　
　　Ⅳ帶（145~195cm）：以長方形、棒形爲主，兩者之和達到80%，其次爲扇形和正方形，另外有少量尖形、啞鈴形、帽行，没有水稻植硅體。
　　
　　Ⅲ帶（105~145cm）：棒形、尖形增加，而長方形、方形扇形减少。水稻植硅體開始少量出現。
　　
　　Ⅱ帶（25~105cm）：棒形明顯减少，而方形、長方形顯著增加。另外，水稻雙峰植硅體在該帶底部突然增加，達到20%，高峰值保持30cm厚，之後水稻雙峰植硅體大量减少。
　　
　　Ⅰ帶（0~25cm）：棒形增加，正方形、長方形减少。水稻植硅體消失。
　　
　　整個剖面以代表濕熱氣候的方形、長方形、扇形爲主，表明遺址所處地區氣候温暖濕潤、降雨豐沛。另外代表濕熱氣候的方形、長方形、扇形硅酸體與代表相對乾冷氣候的棒形硅酸體，有明顯相反的變化趨勢，如，Ⅲ帶帶棒形顯著增加，則方形、長方形、扇形明顯减少，而Ⅱ帶棒形大量减少，方形、長方形、扇形却顯著增加。植硅體組合的變化暗示了氣候在小範圍内的波動。
　　
　　（2）水稻植硅體分析
　　
　　一般認爲，水稻具有3種特徵型植硅體，可以很好地與其他植物區别開來，即水稻扇形植硅體、雙峰形植硅體和平行啞鈴形植硅體〔13-15〕。三種形態植硅體在莊邊山遺址剖面都有大量發現，其中尤以水稻雙峰植硅體特别豐富，并且在某些層位出現异常豐值。
　　
　　圖四　水稻植硅體濃度
　　
　　由圖4可見，水稻植硅體出現的層位跟貝殻層對應。水稻植硅體在貝殻層底部開始出現，之後驟增，百分含量達到20%，絶對含量達到1600粒/g，並在貝殻層一直保持高峰值。剖面上部，隨着貝殻的减少，水稻植硅體逐漸消失。
　　
　　2.孢粉和炭屑分析
　　
　　圖五　莊邊山遺址剖面孢粉百分含量以及孢粉、炭屑絶對濃度
　　文化遺存剖面的孢粉組合不僅反映了自然植被覆蓋狀况，還可以反映人類活動造成的遺址周圍植被與生態環境的改變，并且可以很好地揭示先民土地利用情况和農業的發展情况。遺址剖面的炭屑主要來源於人類活動用火，因此炭屑濃度可以直接表示人類活動强度。
　　
　　該遺址剖面鑒定出蕨類孢子、木本花粉、草本花粉共16屬/科。其中蕨類孢子有：芒萁屬、鳳尾蕨屬、海金沙屬、單縫孢、紫萁屬。木本花粉有：鬆屬、櫟屬、栲屬、柏科、槭屬、木蘭科。草本花粉有：禾本科、十字花科、石竹科、莎草科、蒿屬。整個遺址剖面以蕨類孢子爲主，芒萁屬含量很高（40%-95%），其次是鳳尾蕨和單縫孢，表現出考古遺址受人類干擾大的特徵。根據孢粉和炭屑的含量變化，把剖面分成三個帶：
　　
　　Ⅲ帶（125-195cm）：孢粉和炭屑濃度極低，常緑櫟和栲相對豐富，可見常緑闊葉林茂密。
　　
　　Ⅱ帶（75-125cm）：炭屑濃度突增，加上貝殻層突然出現，表明人類活動開始。另外，禾本科有所增加，説明農業發展。
　　
　　Ⅰ帶（0-25cm）：孢粉濃度大量驟增。單縫孢、鬆屬、禾本科、十字花科明顯增加，同時栲屬和常緑櫟屬比例降低，表明整個福州盆地地區農業大量發展，人類活動顯著增加，原始森林遭到破壞。與之相反的是炭屑濃度稍有减少，暗示莊邊山上人類活動的减弱。
　　
　　五、討　論
　　
　　1.曇石山文化時期水稻種植的證據
　　
　　一般認爲，三種形態水稻植硅體在遺址中同時發現，可以證明水稻的存在。莊邊山遺址剖面中，三種形態水稻植硅體均有發現，且雙峰植硅體含量在特定層位占到所有植硅體含量的20%。由於雙峰植硅體只産自水稻的谷殻中，如此大含量的雙峰植硅體無疑表明瞭谷殻的集中堆積，説明水稻已經成爲新石器時期先民的食物來源之一。另外，水稻植硅體和貝殻同時出現，這可能是由於貝殻層實爲先民堆積食物殘渣的地方，在華南濕熱環境下谷殻極易腐爛，只有大量貝殻得以保留下來。
　　
　　本研究認爲莊邊山遺址發現的水稻植硅體來自栽培稻。首先，莊邊山遺址剖面發現的水稻植硅體可以直接證明水稻農業的發展。遺址發現的厚達近40cm的稻穀堆積，表明瞭穩定的水稻供給，而這無疑是需要依賴於水稻農業的發展。其次，曇石山文化所反映的較大規模的定居生活，石斧、石錛、牡蠣殻等農墾工具以及石刀、石鐮形器和牙刀等收割工具的出土，再加上家畜飼養的萌芽，都表明曇石山文化已經具備農業社會的特徵。再次，華南地區在全新世冰消期到來之後首先轉暖，同時東亞夏季風的出現帶來豐沛降水，爲華南水稻的種植提供了得天獨厚的氣候條件。另外，曇石山文化所處的新石器晚期，水稻種植已經在中國大陸高度發展了，其中位於浙江太湖流域的良渚文化，更有了犁和灌溉系統的出現〔16，17〕。由於地理位置上的毗鄰，曇石山文化和良渚文化呈現出許多文化上的相似性，表明兩者之間的交流〔18〕；不僅如此，比較曇石山文化與周鄰新石器文化，發現曇石山文化與廣東的石峽文化和江西的山背文化（兩者都有已證明有水稻種植）都有一定程度的交流〔19〕。由此可見，曇石山文化必然受到了其他種植水稻的農業文明的影響，曇石山先民也無疑習得了水稻種植的技術。
　　
　　綜上所述，曇石山文化已經開始了水稻種植，水稻已經成爲曇石山先民的食物來源之一。
　　
　　2.人類文明對自然環境變化的響應
　　
　　盡管曇石山先民已經開始種植水稻，但是水稻農業並没有成爲曇石山文化的主要經濟形式，對比莊邊山遺址周圍鑽孔研究〔20〕可知曇石山文化時期，正處於全新世高海平面時期（約距今7000-3000年），整個福州盆地被淹没成爲海灣，因此極其缺乏平坦寬闊的地形發展水稻農業。而福州盆地在當時是相對封閉的海灣，位於近陸的莊邊山遠離了大洋中狂風巨浪的危險，因此漁業得以發展；再加上閩江帶來的豐富營養物質，海洋生物大量生長，爲曇石山先民提供了十分充足的食物來源。事實上，水稻可能僅僅作爲食物的補充，從莊邊山遺址剖面可以看出，水稻植硅石的大量出現滯後於貝殻層，由此推測，隨着文化的發展，海洋資源無法哺育快速增加的人口，曇石山先民不得不利用莊邊山周圍小範圍的平坦地形種植水稻作爲食物補充。
　　
　　前人的多個鑽孔研究揭示出〔21-24〕，全新世高海平面之後，晚全新世閩江下游快速淤積，福州平原逐漸擴大，海洋環境在閩侯-福州一帶退出，使閩江河水爲主導，距今3000-2000年前後該地區表現爲海陸過渡環境。隨着海平面下降，海洋資源大幅减少，平坦的福州平原出現，與此對應的是海洋文化的消失和農耕文化的興起，這也是適用自然環境的必然選擇。閩江下游新石器時代的海洋文化，需要逐海而居，隨着海水退出後，無力在當地繼續發展。從曇石山遺址剖面上部可以看出，隨着海平面的下降，貝殻逐漸消失，表明海洋資源的枯竭以及新石器文化在莊邊山的衰落。同時炭屑濃度和水稻植硅石减少，反映出人類生活和農業活動在莊邊山的减弱。與之相反的是，福州盆地的出陸，使得發展農業的優勢條件顯現出來。遺址剖面孢粉含量的變化表現出海退後整個閩江下游地區農業活動的快速發展，原始森林遭到破壞。此時閩江下游福州盆地開始進入農耕時代，平原成爲人們生活和發展的主要區域，而處於小山丘上的莊邊山遺址人類生活和農業的痕迹减少。
　　
　　六、結　論
　　
　　對莊邊山遺址剖面的植硅石與孢粉等研究證明，新石器曇石山文化期地層堆積首次發現多種形態水稻植硅體，並屬於栽培稻。這一結果表明，雖然福建沿海山區大規模稻作農業發展較晚，新石器時期的經濟形態雖然以漁獵爲主，但並非不存在成熟的水稻種植農業與相關技術。本研究爲華南地區新石器時代的稻作農業歷史提供了直接的證據。
　　
　　對莊邊山遺址文化層和臨近鑽孔資料對比發現，曇石山文化時期盡管已發現水稻的證據，但水稻農業仍不是新石器時期主流的經濟形態，其原因是自然地理環境不利於發展農業和原始灌溉技術有關。由於全新世高海平面時期（約距今7000-3000年），整個閩江下游（包括現在的福州盆地）處在高海面時期的海灣環境，漁業資源相當豐富。相反，當時閩侯和福州並未出露或淤積爲平原，從而缺乏有利於水稻種植的高於河漫灘的平原，使水稻農業種植與灌溉受到地形的限制，難以成爲新石器晚期的主要經濟形式。
　　
　　結合前人多個鑽孔揭示，晚全新世閩江下游快速淤積，福州平原逐漸擴大，海洋環境在閩侯-福州一帶退出，海洋資源大幅减少，使閩江河水爲主導，海陸環境過渡主要發生在距今3000-2000年前後，由海洋向陸地環境過渡是導致依賴海洋資源的曇石山文化快速衰落的主要原因之一。
　　
　　注釋：
　　〔1〕 鐘禮强：《 曇石山文化研究》， 長沙：嶽麓書社，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〕 林公務：《福建沿海的史前考古與早期海洋文化》，《 福建文博》2012年1期。
　　〔4〕 鐘禮强：《曇石山文化原始居民的經濟生活》，《厦門大學學報(哲學社會科學版)》1986年1期。
　　〔5〕 王永吉、吕厚遠：《植物硅酸體研究及應用》， 北京：海洋出版社，1993年。
　　〔6〕 鄭榮章、陳桂華、徐錫偉等：《福州盆地埋藏晚第四紀沉積地層劃分》，《地震地質》2005年4期。
　　〔7〕 同注〔1〕。
　　〔8〕 林公務：《福建閩侯莊邊山遺址發掘報告》，《考古學報》1998年2期。
　　〔9〕 陳仲光、林登翔等：《閩侯莊邊山新石器時代遺址試掘簡報》，《考古》1961年1期。
　　〔10〕 吴乃琴、吕厚遠、孫湘君等：《植物硅酸體-氣候因子轉换函數及其在渭南晚冰期以來古環境研究中的應用》，《第四紀研究》1994年3期。
　　〔11〕 吕厚遠、王永吉：《晚更新世以來洛川黑木溝黄土地層中植物硅酸體研究及古植被演替》，《第四紀研究》1991年1期。
　　〔12〕 吕厚遠、王永吉：《植物硅酸體的研究及在青島三千多年來古環境解釋中的應用》，《科學通報》1989年19期。
　　〔13〕 王燦、吕厚遠：《水稻扇型植硅體研究進展及相關問題》，《第四紀研究》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：《中國史前稻作農業的成就》，《農業考古》2005年1期。
　　〔17〕 吴詩池、魏露苓：《淺談稻作農耕文化的内涵》，《農業考古》2005年1期。
　　〔18〕 鐘禮强：《略論曇石山文化與良渚文化的關係》，《東南文化》2005年6期。
　　〔19〕 鐘禮强：《曇石山文化的生産方式與鄰省區同期原始文化的异同》，《南方文物》1993年1期。
　　〔20〕 同注〔2〕。
　　〔21〕 藍東兆、於永芬、陳承惠等：《福州盆地晚更新世海侵及全新世海面波動的初步研究》，《海洋地質與第四紀地質》1986年3期。
　　〔22〕 吴立成、楊蕉文、華棣：《閩江河口第四紀地層劃分和地質年代研究》，《華東師範大學學報(自然科學版)》1987年4期。
　　〔23〕 楊蕉文、華棣、吴立成：《閩江口第四紀地層中的孢粉、有孔蟲、硅藻組合及其古地理意義》，《海洋地質與第四紀地質》1991年3期。
　　〔24〕 韓書華、張静：《福州市馬尾地區第四紀地層劃分及海相層分析》，《海洋地質與第四紀地質》1992年1期。

　　（馬婷、鄭卓、萬秋池，中山大學地球科學係；Rolette Barry，美國夏威夷大學；林公務，福建博物院，研究員。）