山西襄汾陶寺遗址的植硅石分析

姚政权　吴　妍　王昌燧　何　驽　赵志军

一、遗址背景

1、地理位置及发掘收获

陶寺遗址位于山西省襄汾县城东北约7.5公里的陶寺镇南，平面形状略呈长方形，总面积约300万平方米。除去村庄、沟壑等区域，现存遗址面积约240万平方米。流经遗址北部7公里处的汾河纵贯山西中南部的临汾盆地。横亘于曲沃、翼城、襄汾等县交界地带的崇山（俗称塔儿山，因山顶有三源寺塔故名），将临汾盆地东部分为南、北两个小区。陶寺遗址即位于塔儿山西麓，整个地势原本为相对缓平的大坡地。后由于长期人为开发与破坏，山麓缺少森林覆盖，深厚的黄土堆积被季节性洪水冲出一些沟壑，现代地貌略显破碎。

陶寺遗址是20世纪50年代发现的，1963、1973、1977年，中国社会科学院考古研究所先后进行了三次复查。1978年至1987年进行了9年田野发掘，发掘面积共7100余平方米，其中居址2100余平方米，墓地约5000平方米。(1)(2)陶寺早期大贵族墓地的位置在聚落遗址的东南角，总面积约3万多平方米，是迄今为止龙山时代的规模最大的墓地。已经发掘的墓地面积约5000多平方米，发现了各类墓葬1300多座。陶寺墓地可以分为早、中、晚三期，大致相当于龙山时代的三期。陶寺墓地的墓葬大致可以分为大型、中型（其中又可以分为3个种类）、小型三大类。每一种类型所占总数的比例分别是：5%，8%，87%，从量比关系看是典型的金字塔结构。而且墓地的排列不同，位置稀疏有间，大、中、小墓的随葬物品悬殊，展现出当时社会分化、王权确立和礼乐制度形成等情况，为中原地区由酋邦社会向文明社会转变提供了极具说服力的典型例证，尤其是大墓中出土的陶鼓、特磬、鼋鼓、玉钺、彩绘木器、彩绘盘龙纹陶盘等器物更表明陶寺遗址是都邑性的中心聚落遗址。

在居址建筑方面，陶寺类型房址分台基、平地、半地穴式和窑洞四种。大贵族以台基和平地建筑为主。下层贵族以平地和半地穴式建筑为主。普通人住宅后两种居多。普通房屋不论贵贱，多在室内地面涂草拌泥，经夯实或焙烧，多数再涂一层白灰面，并用白灰涂墙裙。居住面中央有柱洞和灶坑。而大贵族的宫殿建筑的白灰墙皮刻有花纹装饰。李乃胜等(3)对陶寺宫殿区采集的白灰面的分析表明，陶寺的白灰面是由石灰石烧制而成，而且发现陶寺先民已经开始开采和使用石膏作为建材。

从1999年开始，中国社会科学院考古研究所山西队以寻找大型建筑基址和城址为重点，对陶寺遗址再次进行考古发掘，于2001年确定了陶寺文化中期城址的北、东、南三面城墙。大城西墙已有线索但尚未及确定。中期城址平面呈圆角长方形，方向为北偏西45°，长约1800米，宽约1500米，总面积约为280万平方米，由中期大城、中期小城组成，是迄今发现中国史前最大城址。

2002年起，陶寺遗址的考古工作被纳入国家科技部重点攻关项目中华文明探源工程，中国社会科学院考古研究所山西队与山西省考古研究所、临汾市文物局合作，继续对陶寺遗址进行了连续4年8个季度的发掘，累计发掘近3000平方米，钻探50万平方米。通过这些年的工作，确立了陶寺早期城址、宫殿区、中期小城内中期大遗族大墓、观象台兼祭祀基址、大型窖穴仓储区等。(4-9)早期小城位于大城的东北角，南北长约1000米、东西宽约560米，面积约56万平方米。贵族居址在早期小城的南部边缘，紧靠南墙和西墙南段。居址大致分为二个小区：下层贵族居西区；上层贵族居东区，也可称之为宫殿区。中期小城位于大城之南端，平面略呈刀状，面积约10万平方米。另外，中期小城内还发现一座半圆型大型夯土观象台基址，总面积约1700平方米，应以观象授时为主并兼有祭祀功能。这一建造和使用于陶寺文化中期、毁于陶寺文化晚期的建筑，证实了《尧典》中观象授时记载的历史真实背景。(10)(11)

根据城墙夯土中出土的遗物以及遗迹之间的叠压打破关系判断：陶寺城址营建于早期，扩建于中期，平毁于晚期，其使用的绝对年代根据碳14测年估计当在公元前2300年至公元前2150年之间。陶寺城址主要采用夹板石砸夯土的建筑方法，时代虽然没有河南郑州西山仰韶时期的城址时代早，但比长江中游屈家岭文化古城的堆筑法进了一大步，却落后于夏商时期城垣和夯土台基束棍夯法。这说明陶寺城址正向城址发展的高级阶段迈进，对充实我国古城起源与发展的历史研究具有重要意义。(12)

2、考古学文化背景

陶寺遗址，是我国目前已知黄河中游地区唯一的史前城墙、宫殿、大贵族墓葬、观象授时及祭祀遗存俱全的都邑聚落，与古史传说记载的尧舜关系密切。这些重要发现对复原中国古代阶级、国家产生的历史，具有重要的学术价值。(13)1987年，王文清先生从陶寺文化遗存的地望、年代、埋葬习惯、彩绘蟠龙纹陶盘以及其他出土遗物诸方面与文献记载的帝尧陶唐氏的事迹相比照，首先提出了陶寺文化“很可能是陶唐氏文化遗存”的观点。此后多年，陶寺遗址即为唐尧帝都的认识逐渐被学术界广泛接受。(14)

首先，从时间上看，据放射性14C断代并经校正，陶寺的年代约当公元前2300～前1900年(15)，其晚期文化已在夏代纪年的范畴之内，那么早于陶寺晚期的早期和中期文化，显然与我国历史上司马迁《史记·五帝本纪》中的唐尧和虞舜部落的时代是相当的，其晚期则与夏后氏或夏禹的年代相当。

其次，从考古学文化的承继关系上来说，陶寺文化主体由晋南地区庙底沟二期文化发展而来，其早、中、晚三期陶器类型或组合的变化，反映了陶寺龙山文化类型的发生发展是“一个文化一以贯之的三个发展阶段”(16)。

再者，在空间上，陶寺文化遗址的分布地域，正是历史记载唐尧、虞舜和夏禹等的氏族或部落的活动所在。《水经注·汾水》：汾水“又南过平阳县东。……应劭曰：县在平河之阳，尧舜并都之也”。平阳即指今临汾一带。陶寺遗址位于今临汾市东南17公里处。又据《左传·哀公六年》引《夏书》：“惟彼陶唐，帅彼天常，有此冀方”，杜预注曰：“唐虞及夏同处州”，即西周时之“唐”地，为司马迁所指的“唐在河、汾之东”，即今晋南地区。近年来，陶寺文化遗址在晋西南汾河下游和浍河流域已发现80余处，比较集中，反映出“尧都”陶寺城在这为数众多的大型农耕部落聚落群中，不仅具有广泛的社会基础和雄厚的经济基础，而且占有政治统治核心地位。(17-21)

最后，从聚落形态角度看，王级大墓、高规格的宫殿建筑、宗教建筑以及与天文历法有关的建筑设施等“帝都”级聚落所应当具备的标志性建筑物均有所发现。这些新发现从聚落形态、社会形态以及文明化程度等方面证实了陶寺遗址即为“唐尧帝都”的可能性。

二、样品采集和处理

近年来，伴随着陶寺遗址的考古发掘，中国社会科学院考古所山西队和科技中心曾经做过植物孢粉、浮选炭化植物种子、炭块树种等方面的采样分析，但是没有做过植硅石采样分析。本研究旨在填补陶寺遗址植硅石分析项目的空白，一方面看所得到结果是否与孢粉、浮选结果相吻合，另一方面试图寻找陶寺遗址可能存在的农田。根据发掘领队何驽对陶寺聚落形态的分析推测，陶寺城址外西北近郊即中梁村一带，地势比较开阔平缓，可能是大片农田存在地点之一，因此在这里选择中梁村北第Ⅰ、Ⅱ剖面采集植硅石土样。另一处可能的部位在城址外的西南近郊即宋城一带，因此选定宋村一个剖面采样。由于这三个剖面都选择在陡壁上，因此表土层都不是耕土层。

2004年4月15日，我们采集了中梁Ⅰ、中梁Ⅱ和宋村三个剖面共个20样品进行植硅石分析。中梁的两个剖面位于陶寺城址北面、中梁村塔以北约300米处的三角形塬上，紧贴宋村沟东壁上，彼此间相距约30米，中梁Ⅱ剖面包含一个开口于②层下的陶寺文化灰坑。宋村剖面位于宋村东南梨园沟东侧的陡坎上，有早期人工垫土堆积，怀疑是陶寺时期平整土地的堆积，故采样以供参考（见图1）。

A.中梁村第Ⅰ、Ⅱ采集点B.宋村采集点

土样的采集方法是，先用铁锨铲出柱状剖面，然后按照考古地层学的方法划分地层，再按照水平深度考虑地层采样。我们认为比较重要的层位通常在该层的偏上和偏下两处各采一个土样。样品处理采用经赵志军(22)先生改进的重液浮选法提取植硅石，植硅石提取物自然晾干后制成载玻片，在高倍显微镜下观察、鉴别，并作数量统计。形态统计一般每玻片随机统计200粒左右，唯芦苇扇型是对整个载玻片进行统计的。样品描述和数量统计结果如下表：

三、植硅石形态分析

1、遗址环境

植硅石分析是一种比较重要的古环境研究方法。“每一地层中的植硅石组合都反映出土壤剖面所代表的时间跨度中不同的文化事件和环境要素。”(23)考古学家们越来越倾向于结合孢粉和植硅石组合来复原考古遗址的古环境。植硅石记录在分析考古遗址的植物历史，特别是禾草类，较之其它环境分析载体更为精细和稳定。以对应不同气候条件的C3和C4类植物来说，Page C. Twiss(24)对世界范围内C3和C4禾草植硅石的分布进行了系统研究，他发现，C3和C4植物的植硅石同样存在明显差别，如：适宜在温暖湿润环境下生长的黍亚科（Panicoideae, C4植物的典型代表）主要发育哑铃型和十字型植硅石；画眉草亚科（chloridoideae,C4植物的典型代表）的代表性植硅石为短鞍型；而主要分布在我国北方干旱或寒冷地区的早熟禾亚科（Festucoideae, C3植物的典型代表）则主要发育齿型和帽型植硅石；至于主要分布在热带—亚热带地区、要求有较高的温度和降水的竹亚科（bambusoideae），其代表性植硅石为长鞍型。因此，根据剖面地层中植硅石组合的变化情况，即可获得有关陆地植被和气候环境变化的信息。(25)(26)

尽管黄土的PH植在7.4-8.3之间，呈微碱性(27)(28)，不利于植硅石的保存，我们在陶寺三个剖面样品中还是鉴别出大量的植硅石形态，三个剖面的植硅石组成变化趋势也比较一致。陶寺遗址三个剖面样品中可鉴别的植硅石类型以发育不甚完全的扇型以及方型、长方型为主，还有少量落叶阔叶类木本植硅石，指示偏暖湿的气候类型。孔昭宸等(29)（1992）对陶寺遗址孢粉分析显示，乔木花粉占60%，主要由油松（Pinus tabulaeformis）、桦（Betula）、鹅耳枥（Carpinus）、栗（Castanea）、栎（Quercus）、椴（Tilia）、榆（Ulmus）和榛（Corylus）所组成；灌木及草本次之（占38.7%），主要有杜鹃（Rhododendron）、蒿以及个别的山萝卜（Scabiosa）、聿荩℉umulus）、毛莨（Ranunculus）和禾本科（Graminea）；蕨类孢子含量不高，仅见个别的水龙骨（Polypodium）。气候温暖偏湿，植被为暖温带落叶阔叶林。由此可见，孢粉和植硅石分析所展示的结果基本一致。

同时，在陶寺遗址的植硅石组合中，指示干冷气候的植硅石类型，如齿型、帽型等亦有相当数量。究其原因，一方面是因为龙山的时期气候与仰韶暖期相比已有向干冷转变的趋势，与之相适应的旱生草本植物比例将相应增加，因此必然有一定数量的指示干冷气候的植硅石形态出现。另一方面则可能是缘于原生黄土沉积的影响，来自内陆的黄土是产生于干旱环境的。中梁第Ⅱ地点灰坑第①层和第②层上部样品干冷气候植硅石偏少，而上述3个地点的其他各层包括生土和源自生土的人工垫土都包含较多干冷气候植硅石的迹象，暗示早于陶寺城址之前的风成黄生土来自干冷的环境。

三个剖面的植硅石组合图式显示，陶寺遗址随着地势的变化，微环境也有所不同。最为明显的例证是中梁Ⅰ、中梁Ⅱ两个剖面样品中的发育于芦苇的扇形植硅石，大量的芦苇扇形显示在陶寺文化时期，取样点应该比较靠近低隰之地。陶寺遗址南高北低，南部难以存水呈现偏旱的微环境，北部积水呈现出偏湿的微环境，因而西北部的中梁取样剖面有大量的芦苇扇形植硅石；位于西南的宋村剖面则因地势高亢只有极少量的芦苇扇形植硅石能够进入统计。

2、农业生产

考古发掘资料显示，山西省粟的栽培历史距今至少已在5000年以上，夏县西阴村、万荣县荆村和陶寺遗址均有粟的炭化籽实出土，侯马乔山底龙山文化遗址更有两座容积为25m3和40m3的大型谷仓出土，仓库还堆积有炭化谷子(30)。陶寺遗址已浮选出大量炭化谷子，个别窖穴也发现有谷子的朽壳。现今陶寺居民所种的作物中仍有一种立夏或芒种时播种的“小谷”。

大家知道，与水稻和玉米不同，粟的植硅石形态研究至今尚未有突破，即尚没有建立根据植硅石形态有效鉴别粟的方法。尽管如此，陶寺样品中如图g、h所示形态规则的植硅石，与发育自现代谷子颖壳的植硅石形态极为相似，也与喇家遗址出土面条中鉴别出的谷子颖壳植硅石形态(27)几乎完全一致，若据此判别粟的存在，尽管不够严谨，但毕竟是一个重要的线索。而且蔡莲珍等（1984）测定陶寺遗址出土的炭化谷子的δ13C值为-11.8%，与小米的δ13C平均值相近。“对墓葬人骨与猪骨的δ13C测定，反映陶寺人食谱中4C植物占70%，说明小米在食物中占有很大的比例。而猪显然是人工饲养，喂食了小米或谷糠的缘故。”(31)如果再结合在遗址中出土的石锄和在一些灰坑窖穴上所遗留下来的“单齿”、“双齿”的木耒或骨耜痕迹，说明当时陶寺居民的农业生产已经是以石锄、石铲、木耒、骨耜为主要工具的“耜耕”农业。陶寺遗址出土的大量矩形双孔石刀，便是最适于收割谷穗的“爪镰”或称“掐刀”。这些证据都表明：陶寺存在粟的栽培当在情理之中。

在分析过程中，我们分别在中梁Ⅱ剖面的2号和5号样品（2号样品距地表82cm，出于近代层第②层；5号样品距地表155cm，出于陶寺文化灰坑第②层的上部）中各见到一例发育于水稻颖壳的双峰型植硅石和发育于水稻叶片的扇形植硅石。近代陶寺一带早已不种水稻，而在陶寺遗址的发掘过程中却曾于贵族居住区周围的灰坑内浮选出少量炭化大米，结合当时暖湿的气候大环境和中梁村一带多芦苇扇形植硅石的低隰微环境，似乎有理由推测在陶寺遗址北部的低洼湿地可能存在少量的水稻种植，收获的稻谷也主要是供给贵族们享用。这便意味着陶寺城址外西北部低隰之地有可能在陶寺文化时期是潜在的水稻田之所在。同一剖面第②层里的水稻植硅石有可能是从陶寺时期灰坑中扰乱上来的。

四、小结

陶寺遗址植硅石分析虽然是尝试性的，但是取得了一些可喜的收获。陶寺遗址植硅石初步分析结果展现出来的陶寺文化时期温暖偏湿的大环境背景与孢粉分析大致吻合。而中梁一带大量芦苇扇形植硅石则印证了陶寺遗址南高旱、北低湿的微环境差别，进而指示出陶寺遗址水稻田潜在的位置，对孢粉分析结果又是一大出乎意料的突破，同时又进一步确证遗址内浮选出来的炭化大米是当地出产的判断，改变了发掘者原以为从外地“进口”的推测。植硅石分析仍无小麦的踪影，这与以往陶寺孢粉和浮选结果相呼应，陶寺遗址没有小麦种植很可能是实事。然而不无遗憾的是，尽管此次我们找到了粟的植硅石，有希望印证陶寺遗址浮选出的粟是当地生产的结论，但是尚不能肯定陶寺遗址的主要粮田（粟或黍田）的大致区域，这将是我们陶寺遗址植硅石分析今后致力解决的大问题。陶寺遗址粟或黍田的寻找，对理解陶寺遗址聚落形态和人口规模具有极为重点的意义。

参考文献：

(1)中国社会科学院考古研究所山西队：《山西襄汾县陶寺遗址发掘简报》，《考古》1980年1期。

(2)中国科学院考古研究所山西工作队：《1978～1980年山西襄汾陶寺墓地发掘简报》，《考古》1983年1期。

(3)李乃胜、何努、毛振伟、冯敏、王昌燧、陶寺：《尉迟寺白灰面测试研究》，《分析测试学报》，2005年第5期：9-13。

(4)中国社会科学院考古研究所山西第二工作队、山西省考古研究所、山西省临汾市文物局：《2002年山西襄汾陶寺城址发掘》，《中国社会科学院古代文明研究中心通讯》，第5期。

(5)何努：《山西襄汾陶寺城址祭祀区大型建筑基址2003年发掘简报》，《考古》2004年第7期：9-24。

(6)何努、严志斌：《黄河流域史前最大城址进经一步探明》，《中国文物报》2002年2月8日，第1版。

(7)何努、严志斌：《襄汾陶寺城址发现暴力色彩》，《中国文物报》，2003年1月31日，第1、2版。

(8)何努、严志斌、宋健忠：《陶寺文化发现重启墓葬》，《考古》2003年9期：3.6。

(9)何努：《陶寺文化遗址——走出尧舜禹“传说时代”的探索》，《中国文化遗产创刊号》2004年3月：59-63。

(10)王晓毅：《古城·宫殿·大墓·观象台——唐尧帝都考古新进展》，《文物世界》2004年第3期：43-47。

(11)何驽、严志斌、王晓毅：《山西襄汾陶寺城址发现大型史前观象祭祀与宫殿遗迹》，《中国文物报》2004年2月20日。

(12)张德光：《再论陶寺城址发现的意义》，《文物世界》2003年第3期：24-28。

(13)黄石林：《陶寺遗址乃尧至禹都论》，《文物世界》，2001年第6期：21-22。

(14)王文清：《陶寺遗存可能是陶唐氏文化遗存》，《华夏文明（Ⅰ）》，北京大学出版社，1987年。

(15)何驽：《陶寺文化谱系研究综论》，《古代文明》第3卷，文物出版社，2004年：54-86。

(16)张童心、贾志强：《中国文明起源中的唐尧文化——以陶寺遗址为中心》，《忻州师范学院学报》2004年第6期（vol.20）：1-5。

(17)王克林：《陶寺文化与唐尧、虞舜——论华夏文明的起源（下）》，《文物世界》2001年第2期：18-23。

(18)王克林：《陶寺文化与唐尧、虞舜——论华夏文明的起源（上）》，《文物世界》2001年第1期：9-17。

(19)王克林：《陶寺晚期龙山文化与夏文化——论华夏文明的形成（上）》，《文物世界》2001年第5期：17-23。

(20)王克林：《陶寺晚期龙山文化与夏文化——论华夏文明的形成（上）》，《文物世界》2001年第6期：23-31。

(21)卫斯：《“陶寺遗址”与“尧都平阳”的考古学观察——关于中国古代文明起源问题的探讨》，中国考古网。

(22)Zhijun Zhao Deborah M. Pearsal Experiments for Improving Phytolith Extraction from Soils Journal of Archaeological Science(1998)25,587-598。

(23)Dolores R. Piperno Phytolith Analysis:an Archaeological and Geological Perspective. Academic Press, Inc.(USA)。

(24)Phytolith Systematics: Emerging Issues/edited by Susan C. Mulholland, George Rapp Jr. Kluwer Academic/Plenum Publisher May,1992。

(25)王永吉、吕厚远：《植物硅酸体研究及应用》，海洋出版社，1993。

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(27)郭正堂、刘东生、安芷生：《渭南黄土沉积中十五万年来的古土壤及其形成时的古环境》，《第四纪研究》1994年03期。

(28)刘东生、郭正堂、吴乃琴、吕厚远：《史前黄土高原的自然植被景观——森林还是草原？》，《地球学报——中国地质科学院院报》1994年22期。

(29)孔昭宸、杜乃秋：《山西襄汾陶寺遗址孢粉分析》，《考古》1992年第2期：178-181。

(30)Houyuan Lu et al Culinary archaeology: Millet noodles in Late Neolithic China Nature 437,967-968(13 October 2005)。

(31)蔡莲珍、仇士华：《碳十三测定和古代食谱研究》，《考古》1984年第10期：949-955。