中国北方新石器技术内涵的环境因素探究—以西安半坡遗址为例

中国北方新石器技术内涵的环境因素探究——以西安半坡遗址为例

摘要：磨制石器是中国新石器时代考古遗存的主要组成部分，环境演变对其技术内涵的影响在中国环境考古中探讨得却很少。本文以新石器时代的西安半坡遗址为例，选取发掘资料与研究成果、同区第四纪地质的实证研究，参考环境考古理论研究，归纳古环境因素在中国北方新石器技术内涵形成中的作用，并适当发表笔者见解。结果表明：（1）中国北方新石器的技术内涵与环境演变，有时具有良好的时空相关性；（2）环境变迁有时提供了制造新石器进而选择技术特征的主观需求；（3）环境变迁有时为特定技术特征的新石器提供了制造条件；（4）要验证环境变迁对新石器技术内涵的影响，既要提高古环境研究的时空分辨率，又要借助岩石学、科技考古、古人类学、民族学调查、实验考古等手段。因此，从环境角度探究中国北方新石器的技术内涵，是可取的，但要多学科配合。

关键词：中国北方

新石器

环境考古

原料

功能

半坡遗址

1引言

在中国新石器时代考古中，由于磨制石器仅有物理变化，无化学变化，容易制造，且容易保存，出土数量较多，成了中国新石器时代人工遗存的主要组成部分。新石器是全新世早期人为体系下的物质存在，同期的自然环境为全新世环境，是当时自然体系下的物质存在，理论上后者是前者的影响因素之一，这种联系属于人地关系演变，应是环境考古学的内容。但目前中国的环境考古，就古代人类文化而言，多探讨新石器时代的自然遗存，少探讨磨制石器，还多着眼于时空分布的宏观角度，对石器的大小与数量、形制与结构、成分、制作技术、功能、物理性质等技术内涵的微观角度研究得更少，这在学科体系上有局限，对新石器考古而言也制约了对石器成因的研究。因此本文以新石器时代的西安半坡遗址为例，选取发掘资料与研究成果、第四纪地质学在同一区域的研究，参考环境考古学的理论研究，归纳古环境在中国北方新石器技术内涵形成中的作用，并发表笔者见解。

2相关成果归纳

西安半坡遗址是黄河流域新石器时代中期的一个考古遗址，是仰韶文化半坡类型的代表。根据已有发掘资料与测年技术，判定该遗址存在时间为距今六七千年前，位于陕西省西安市半坡村。该遗址的生产工具以磨制石器为主，兼有少量打制石器；石器的材质主要是玄武岩、石英岩、辉绿岩等；石器的器型主要包括斧、铲、锄、刀、石磨盘和石磨棒等。

半坡遗址内也发掘出了动物遗骨，有大量的华北种如斑鹿、野兔，也有大量的南方动物群如竹鼠。这些动物当前分布在我国长江流域和长江以南的竹林中，所以动物遗骨的组合表明当时半坡遗址竹林发育，气候温暖湿润。在西安半坡遗址钻孔的孢粉图谱也显示，草本植物繁茂,中生草本、水生草本植物香蒲繁盛,淡水藻类环纹藻亦有出现，指示出湖沼发育，进而表明温暖湿润的气候。动物遗骨记录的古气候信息与孢粉组合的重建结果可以互相参照。

3影响机制探讨

西安市（含半坡遗址）古气候与遗址内石器的形制，具有时空一致性，前者可能是影响后者的一个环境因素。关于影响机制，目前的一个解释：温暖湿润的气候环境适合农业生产，而农业生产首先需要一片非农作物植被不占生态优势的土地，而当时半坡遗址森林茂密，所以需要砍伐树木以腾出农田，就需要砍伐工具；农业生产的第二个环节是播种，这需要一定深度的土坑来埋放农作物种子，进而需要挖掘工具；农业生产的第三个环节是收获和采集，由于半坡遗址种植的农作物是粟，属于禾本科植物，有挺立的茎秆，果实颗粒较小、量较多，为了便于集中采集，就需要将茎秆切割下来，进而需要切割工具。石斧、石铲与石锄、石刀的形态设计分别符合伐、挖掘、切割的力学原理，可以充当相应行为的工具。由于半坡遗址种植粟，谷物在半坡遗址居民的饮食结构中占有一定比例，就需要石磨盘来放置粟，再利用石磨棒脱粒、碾碎磨粉。

这个解释目前仍只是推测，为验证这个理论，首先得提高古环境重建结果的可靠性。半坡遗址位于今天的西安市，在西安市古环境的相关研究成果里，目前仅有一个是利用紧邻半坡遗址的地层剖面来建立地层系统、进行岩相古地理分析，空间分辨率较高，但古环境代用指标单一；其余的研究虽然代用指标多元，但都建立在西安市其他区域的地层剖面基础上，与半坡遗址相距较远，不能完全代表半坡遗址的古环境。为增强可靠性，就需要在半坡遗址周边的地层剖面，也开展地貌学、沉积学、矿物学、环境磁学、地球化学重建古环境的工作，与利用孢粉、动物骨骼重建的结果对比参照。

其次六种石器的功能，迄今仅是根据形态设计符合功能需要来推测的，也缺乏证据支撑。目前兴起了器物的残留物与微痕分析，在揭示器物的功能上作用重大。据此可以对半坡遗址出土的六种石器提取残留物，鉴别出是否有树木与粟的碎屑残留，碎屑残留所属的树种与作物在年代上是否与半坡遗址测年结果大体一致，是否与半坡遗址植物化石重建的植被类型与作物类型一致。残留物分析只能解释哪些物体被石器施加了作用，而石器功能的另一层含义是石器如何对物体施加作用，施加作用的方式与强度存在差异，则该物体不仅会使石器产生轻微变形，而且变形的类型与程度也不同，所以还需要结合微痕观察。在这两个基础上，结合遗址内出土的粟种子，就可以验证半坡遗址的生业模式是否为粟作农业。

至于半坡居民食用粟，迄今也只是根据遗址内出土了粟的种子来推测的，也缺乏直接证据。目前兴起了骨骼同位素分析，提供了古代人类饮食结构的直接证据。可以对半坡遗址出土的古代人骨制备骨胶原，测定δ12C和δ13C值的高低，若δ12C偏重，则表明半坡居民食物来源以C4类植物为主，符合粟作农业的特点。

古环境重建、石器功能与生业模式的耦合、饮食结构经测定，若时间上一致，则古气候通过影响相关行为、进而影响石器功能的选择，在实证上是成立的。至于石器功能约束着石器形制的选择，则依靠实验考古来验证：磨制出同样形态的石制品，用于发挥经证明了的石器功能，观察是否有利于特定功能的行使。

前面的工作如果都符合预期，则半坡遗址石器形制的环境成因过程在于：古气候影响生业模式的选择，生业模式导向石器的功能，石器的功能塑造了石器的形制。不过这无法解释遗址内石器的原料组合，故而下面归纳半坡遗址附近岩石分布的相关成果，探讨二者联系。

4影响机制探讨续

据区域地质调查，西安及其附近分布有玄武岩、石英岩、辉绿岩等的岩类。对比半坡遗址石器的分布范围以及西安岩类的分布，可以发现二者的空间分布具有高度的相关性，二者之间的距离较小，应当在半坡居民日常活动的平均半径范围内（这个推测的论证在下文说明）。将半坡遗址石器的岩石组合与西安市的岩石组合对比，可以发现二者的成分、结构、构造一致，也就是说属于相同的岩石组合。由于石器在打制过程中不发生化学变化，所以二者的共地性与同一性，表明半坡遗址内至少存在部分石器，其原料可能来自遗址附近的山坡、河滩等地貌部位。

由于二者成分、结构、构造的鉴别结果代表的都是当前的，所以它们的相似程度并不能完全代表半坡时代的情况，而二者岩石组合在当时的相似度才可以用来反演遗址附近在当时提供原料这一现象。因此需要研究二者所处的自然环境自全新世早期以来的变化，对应的地质作用，对二者岩石组合的改变。如果二者改变程度相当，则当前的相似程度可以代表当时的相似程度。如果二者改变程度明显不同，那么这部分改变中属于物理变化的，需要从二者岩石组合的鉴别结果中扣除或增加，属于化学变化的，需要反向沿着化学反应的路径，尽量还原出二者岩石组合在全新世早期的情况。据笔者所知，目前这类岩石学研究还较少，在考古学石器上的应用就更少了，这依赖于地质科技手段的进步。

以上是从半坡遗址石器原料来自遗址附近这一现象发生后的结果来反推的，还要考虑此现象是否具有发生的可能性。遗址附近虽然离遗址很近，但石器原料从前者进入后者仍然需要人为携带，这可能会在当时的地表留下深浅不一的痕迹。所以可以参照古生物学中遗迹化石的研究，依靠科技手段的进步从半坡遗址的考古地层中识别出古代人类的足迹，然后与半坡居民的遗骸对比。如果据此判断出足迹是半坡居民留下的，则观察足迹在地层中是否呈线条状分布于遗址和遗址附近之间。如果成立，则表明半坡居民在二者之间存在短距离的迁移，那么遗址附近提供石器的原料就具有发生的条件。

由于半坡遗址从遗址附近获取石器原料的现象已经不存在于当下了，所以不论是从现象的发生后果反演还是从现象发生的可能性来推测，都无法验证结论是否符合当时的实际情况。而部分原始土著可能仍以石器为工具，与半坡遗址的情况可能存在类似。所以可以考察当前他们石器原料产地对石器分布与特点的影响，通过类比增加半坡遗址石器原料取自背后山坡这一结论的可靠性，这依赖于民族学调查资料。

如果复原后的岩石组合对比、迁移路线重建、民族学调查类比都支撑半坡遗址磨制石器的原料源自遗址附近，则进一步提出如下假说：由于石器在磨制过程中不发生化学变化，所以遗址内石器的物质组成和原料的物质组成一致，为玄武岩、石英岩、辉绿岩等。这一假说需要实验考古来验证：在遗址附近选取上述岩类，同样用磨制法制作，观察磨制后的石器成分有无变化，并与遗址内的石器对比相似度，若成分无变化且相似度高则假说成立。

如果前述假说都通过了上述工作的验证，则西安半坡遗址石器的环境成因，可以归结为两方面：岩石资源的分布，制约了石器原料的选择；温暖湿润的气候，影响到粟作农业与饮食结构，二者对工具功能的需求，引发了石器的形制。由于西安半坡遗址属于中国北方新石器时代的考古遗址，因此环境影响中国北方新石器技术内涵的一种模式在于：环境演变通过原料类型，以及生业模式导向下的功能，这两大途径对新石器技术特征产生影响。

5结论

以新石器时代西安半坡遗址为例，剖析石器技术特征与环境的关系，可以得出如下结论：

（1）中国北方新石器的技术内涵与环境演变，有时具有良好的时空相关性，因此前者可能是由后者导致的。

（2）环境变迁有时会制约中国北方新石器时代人类的行为模式，为满足行为的需要，新石器就要承担特定的功能，因而就要呈现出若干技术特征，即环境变迁有时提供了磨制石器进而选择技术特征的主观需求。

（3）中国环境变迁也会制约制造新石器的劳动要素，石器作为劳动的产品，也就呈现出部分技术特征，即环境变迁有时为特定技术特征的新石器提供了制造条件。

（4）要验证环境变迁对新石器技术内涵的影响，一方面需要提高古环境研究的时空分辨率，增加对遗址域尺度上的研究；另一方面需要借助岩石学、科技考古、古人类学、民族学调查、实验考古等手段，将新石器的研究内容从类型学扩大到技术学、功能学。

（5）综合上述分结论，从环境角度研究中国北方新石器的技术内涵，可以很好地解释新石器技术内涵的来龙去脉，是可取的做法。不过需要借助相关学科领域的理论与方法，将影响路径论证清楚。

6参考文献

[1]刘文红.关于地理环境因素对农业发生与文化发展问题的研究[D].长安大学,2006.[2]柯曼红,孙建中.西安半坡遗址的古植被与古气候[J].考古,1990,(01):87-90+93.[3]李根蟠,卢勋.我国原始农业起源于山地考[J].农业考古,1981,(01):21-31.[4]颜誾,吴新智,刘昌芝,顾玉珉.西安半坡人骨的研完[J].考古,1960,(09):36-44+47+61-64.[5]西安半坡遗址第二次发掘的主要收获[J].考古通讯,1956,(02):23-30+4-11.[6]李秉成,李正泽.西安狄寨塬全新世的古气候环境[J].华中师范大学学报(自然科学版),2016,(05):758-763.[7]李秉成,温金梅.一万年以来西安鱼包头黄土剖面磁化率的古气候环境再讨论[J].干旱区资源与环境,2009,(06):58-63.[8]李秉成,王燕娟,胡培华.西安地区泾阳南塬全新世黄土剖面磁化率反映的古气候[J].干旱区资源与环境,2008,(08):133-138.[9]王世尧.西安地区近10000年以来气候变化特征[D].长安大学,2008.[10]李秉成,雷祥义,李正泽,王世尧,温金梅,王艳娟,胡培华.西安白鹿塬全新世黄土剖面磁化率的古气候特征[J].海洋地质与第四纪地质,2008,(01):115-121.[11]庞奖励,黄春长.一万年以来西安地区古土壤特征与气候波动变化研究[J].高原气象,2003,(01):79-83.[12]曹兵武.环境考古学论纲[J].东南文化,2001,(01):25-30.[13]杨晓燕,夏正楷,崔之久.第四纪科学与环境考古学[J].地球科学进展,2005,(02):231-239.[14]易诗雯,张萌.考古学思想史背景下的中国环境考古学[J].南方文物,2012,(02):62-73.[15]索秀芬.环境考古学导论[J].内蒙古文物考古,1994,(02):88-104.[16]陈报章,周昆叙,王宪曾.环境考古学刍议[J].徐州师范学院学报(自然科学版),1993,(04):55-58.[17]周昆叔.开拓环境考古学新领域[J].中国科学基金,1993,(04):266-269.[18]玛莎·朱可斯卡,许忆先.环境考古学[J].东南文化,1988,(06):36-40.