Archaeol. Res. Asia | 距今4500年前中国西南地区稻作农业的本地化适应

近期，四川大学考古科学中心植物考古团队与成都市文物考古研究院合作在国际知名考古学期刊Archaeological Research in Asia发表题为“Localized adaptations of rice farming in Southwest China 4500 years ago”的论文（图1）。考古科学中心马永超副研究员为论文第一作者，宋吉香副教授和杜战伟副教授为共同通讯作者，合作作者包括成都市文物考古研究院唐淼副研究馆员、姜铭副研究馆员、颜劲松研究馆员，四川大学考古文博学院24级研究生赵贺雪、22级本科生方睿知，考古科学中心张桂英博士等。

图1 论文封面

稻（Oryza sativa）的传播一直是学术界关注的焦点问题，但是其到达传播目的地后的耕作模式鲜被关注。另一方面，植硅体、种子及其同位素分析技术的进步为当前稻作农业形态的探究提供了多样的、可相互验证的研究方案。鉴于此，本研究选择目前已知西南地区史前规模最大的城址——宝墩遗址作为研究对象（图2），对其2013-2015年度田角林地点发掘出土的植物遗存同步开展了多指标的综合分析。

图2 本研究的空间范围及主要遗址分布图

a．本研究提及的主要遗址；b. 成都平原主要史前遗址；c. 宝墩遗址古地貌示意图（修改自黄明，2017）

该批植物的绝对年代为距今4500-4000年，属于宝墩文化。

1、 植硅体

稻扇型植硅体的分析结果显示，其鱼鳞状纹饰≥9个的比例徘徊于31%左右（n=57），此与该遗址同类研究基本一致。此比例高于现代野生稻（wild rice）的均值（17.5 ±8.3%），远低于现代驯化水稻（wet/lowland rice）的均值（57.6 ±8.7%）和同时期长江中下游，甚至不及前者的最低阈值（40%），而与现代旱稻（dry/upland rice）的均值（23.7 ±6.8%）相当。另一方面，宝墩遗址的稻扇型植硅体长、宽也未呈现明显的历时变化，且均小于同时期长江中下游者。

植硅体S/F值虽呈现出较明显的增长趋势，最大值为1.15。若参照Weisskopf等（2015）在长江下游地区对史前稻田、遗址内堆积开展的类似研究，宝墩遗址的S/F略低于同时期（或略早）的茅山遗址的稻田（2.11）、遗址内堆积（1.28）。总之，宝墩遗址的植硅体呈现出不同于同时期长江中下游的本地化特征。

表1 宝墩遗址田角林地点植硅体分析结果

2、 稻米C/N稳定同位素

近几年，该指标才逐渐被国内学者关注。δ¹³C、δ¹⁵N与稻生长过程中的灌溉、施肥等种植行为之间的关系尚处于探索阶段。因此，本研究首先对已有现代种植实验所获得的数据进行了梳理。中国、印度、韩国等现代水稻种植实验显示，δ¹³C与种植水环境呈较明显的负相关，其δ¹³C的均值多小于-26.3‰，现代旱稻则多高于此值。其中，后者个体目前已知最大值为-25.5‰。若将炭化导致的δ¹³C上升（+0.5‰）考虑进去，则可将-25.0‰作为考察古代旱稻的参考线。

参照上述分析和δ¹⁵N数据，目前国内已公布的古代炭化稻米δ¹³C、δ¹⁵N数据可大致分为三组（图3）。长江下游地区（Group A：δ¹³C均值＜-25.0‰，δ¹⁵N均值＜5.00‰）、中原-西北地区（Group C：δ¹³C均值≥-25.0‰，δ¹⁵N均值≥7.00‰）差异明显。宝墩遗址（δ¹³C、δ¹⁵N均值分别处于-24.3‰、6.0‰左右，n=36）和高山遗址介于上述两者之间，且更接近于后者，稻米δ¹³C落入了上述的旱稻范围内。

图3 新石器晚期炭化稻米δ¹³C、δ¹⁵N散点图

3、 农作物组合与稻米粒型

宝墩遗址田角林地点2013年植物大遗存初步分析结果已发表。此次分析共从56份宝墩文化样品中发现485粒稻、118粒粟、12粒黍，此农作物组合与以往分析基本一致。因此次分析并未公布稻米粒型数据，在对完整稻米开展稳定同位素测试前，本研究借机对此进行了补充。16粒完整稻米的长、宽均值分别为4.03±0.41 mm、2.63±0.41 mm。此类粒长较短（均值＜4.2mm）的稻不仅普见于宝墩遗址各地点，而且遍布宝墩文化各期的遗址（图4）。

大约同时期的长江中、下游地区可见粒长差异明显的两类炭化稻米，粒长较长者（均值≥4.5mm）多见于位于平原腹地等水热条件较好的遗址，位于山地、丘陵地区的遗址多出土粒长较短者（均值＜4.2mm）。两类稻米的明显差异为宝墩文化先民的选择偏好阐释提供了重要线索。

图4 新石器晚期长江流域稻米粒型

图5 宝墩遗址田角林地点稻米粒型与δ¹³C、δ¹⁵N的相关性分析

因稻米粒型易多种因素影响，其中生长过程中的灌溉、施肥等是最重要的因素之一。因此，本研究尝试开展了完整稻米长、宽、厚与其δ¹³C、δ¹⁵N相关性分析。如图5所示，它们两两之间均无明显的相关性。换言之，稳定同位素（乃至植硅体）展示出的耕作方式细微调整并未对稻米粒型产生直接的影响。

由此可知，较短粒型稻米（粒长均值＜4.2mm）在新石器时代晚期长江流域似乎有着广泛的分布。这一模式超越了考古学文化传统、地貌和气候带的差异，暗示着一种独特的人类选择偏好。宝墩遗址的居民便是这种偏好的典型例证。参照历史文献，郑云飞、游修龄等认为，此类稻可能属于已经被古代农民淘汰的密穗型。该品种的特点是稻穗上籽粒排列紧密，千粒重低，耐贫瘠、耐干旱，适宜在山地、丘陵或其他低肥力环境中种植。总之，短粒型稻米可能是长江流域新石器晚期先民为适应不稳定的水资源、新开辟土地做出的选择。

4、 杂草种子生态特征

杂草种子的生态特征常被认为是揭示农作物生长环境的一个重要指标。为增加新旧数据分析结果的可比性，本研究将各遗址杂草统计类别进行了统一。湿地杂草（wetland weed）主要包括莎草科（Cyperaceae）的飘拂草属（Fimbristylis）、薹草属（Carex）、莎草属（Cyperus）和藨草属（Scirpus），以及有稗属（Echinochloa）和眼子菜属（Potamogeton）。旱地杂草主要包括禾本科的狗尾草属（Setaria）、马唐属（Digitaria）、求米草属（Oplismenus）和穇属（Eleusine），以及藜属（Chenopodium）、拉拉藤属（Galium）和马鞭草属（Verbena）。这些杂草总和约占杂草总数的80%以上，可代表出土杂草的总体样貌。

宝墩遗址各地点和宝墩文化各时期遗址的杂草统计显示（图6），虽它们的稻在农作物组合中多占据绝对优势，但湿地杂草并非如此，且无明显的时空差异规律可循。

图6 宝墩文化农作物和杂草组合的统计图

5、 成都平原混作农业适应性耕作策略与展望

由上述各指标的分析可知，来自稻自身的三项直接指标——稻扇型植硅体形态特征、稻米粒型、稻米C/N稳定同位素在宝墩文化存续期间均呈现出较稳定的演化趋势。相较于此，两项间接/伴生指标——植硅体S/F比和杂草种子生态特征的演变较杂乱。遗址堆积内的杂草来源的多样性和复杂性、与粟黍伴生的杂草的混入等均可能对后两个指标的准确性产生影响。

尽管如此，源自稻遗存自身的三项指标均展示出了西南史前稻作农业的地域特色。具体而言，稻作农业传入成都平原后，古蜀先民并未采取其来源地的耕作策略——高劳动投入的集约化湿地稻作农业，而是根据自身社会组织水平、不稳定的地貌条件（尤其是水源），采用了低劳动投入的耕作粗略，稻的种植可能依赖于河水和降雨；宝墩遗址古地貌复原、四川盆地西部的古气候重建均可以支撑此结论。此外，为降低食物风险，粟和黍也被纳入生业活动中。

当然，以上结论仅是当前的阶段性认识，尚有很多改进之处，包括但不限于稻米δ¹³C、δ¹⁵N的多重影响因素探究、跨区域/遗址分析的古气候影响考量、距今5000前后西南地区稻种植策略的辨析、东南亚地区旱稻的来源等。