孢粉中的远古世界

兵马俑里的花粉

　　

　　秦始皇陵兵马俑自出土以来，关于其造型、烧制工艺、排列方式等，一直是个谜。实际上，兵马俑究竟在何处烧制，也一直令考古学家和有关学者百般探寻。

　　中国科学院植物所研究人员利用孢粉学的研究，通过分析兵马俑身上的花粉，试图为破解兵马俑的身世之谜提供新线索。

　　研究人员把从兵马俑身上提取出来的花粉放在显微镜下观察，一共识别并复原了32种不同类型的花粉。在武士俑上发现的花粉大多来自于草本植物，以及山艾树、蒿草等植物种类和昆诺阿藜、菠菜、甜菜等开花植物家族。而在陶马俑上发现的花粉则大多来自于松树、粗糠柴、银杏等树种。

　　他们还把从秦始皇兵马俑坑土层中提取出来的花粉和从兵马俑碎片中提取出来的花粉分别进行了对比。结果发现，相比于取自武士俑的花粉，取自陶马俑的花粉与取自兵马俑坑土层中的花粉类型更相似。

　　根据花粉的不同，研究人员得出这样一个结论，陶马俑是在秦始皇陵周围就近取材制作的，武士俑则是在距秦始皇陵较远的地方制作的。由于陶马俑的制作难度更大，腿部也相对脆弱。研究人员推测，之所以选择在靠近秦始皇陵的地方建造陶马俑，是为了缩短运输路程，以减少对陶马俑的意外损坏。

　　

　　孢粉和孢粉分析

　　

　　植物是有机质，因此，不是所有的植物组织器官、在任何条件下都可以长期保存在古遗址中的，目前考古发现的古代植物遗存主要有三种：植物遗骸、孢子花粉和植物硅酸体。

　　在上面的例子中，研究人员就是利用了孢粉学的知识和孢粉分析法。

　　整个植物界，根据繁殖器官的性质可分为两大类，即孢子植物和种子植物。所谓孢子植物，是指通过孢子进行繁殖的植物，包括藻类、菌类、地农、苔藓和蕨类植物等。孢子是其繁殖细胞。种子植物则是通过花粉进行繁殖的，包括裸子植物和被子植物。孢子和花粉常被合称为孢粉。

　　当孢子和花粉在孢子囊和花药中成熟后，依靠风、水或动物等外力脱离植物母体，大部分落在土壤之中，经历漫长的地质年代，土壤变成岩石，而这些保留在岩石之中的孢子和花粉，被称为化石孢子和化石花粉。孢粉具有产量特别大(使保留下孢粉的可能性增大)，质地坚硬、易保存，体积小、重量轻，易于飞扬(在一定范围内的孢粉的成分会发生一定混合，使孢粉组合具有综合的特征，为地层对比提供了条件)，分布广泛等特点。

　　由于植物是环境的标志性生物，通常情况下，植物对某种环境的适应是有一定限度的，环境变化幅度过大，超出了植物适应的限度，必然导致植物群落面貌发生改变，进而影响植物带的分布。孢粉分析即通过对地层中分离出来的植物孢子和花粉进行鉴定，认清它们所归属的植物属种，进而推断出当时当地的古植被、古地理及古气候特征。

　　研究中，一般通过分析不同植被带表土研究孢粉组合与植被的关系确定两者的关系。因为用这种方法所获得的孢粉组合，是多年花粉雨的一个平均值，其误差相对较小，可以较好的反映孢粉组合与植被的关系。而田野考古发掘正是从土层中采集孢粉样，故其具有一定的科学性。

　　

　　孢粉分析与考古

　　

　　在考古发掘中，依据古遗址文化层的堆积序列分别采集孢粉分析样品。由于不同植物孢粉的外表形态不同，故在显微镜下，根据孢粉的形态，对照现有的植物，可以判定出不同时期植物的种类：经过孢粉的定量统计，参考已有的研究成果，根据植物群落的组合特征，依据植物生态学的原理(一定的植物种类需要一定的生态环境)，以植物面貌作为研究的基础，就可以推断古代的地理和气候等自然环境特征，划分对比地层，并进行地质学、考古学的断代研究。

　　孢粉分析的方法在20世纪初期已经在考古研究中得到了广泛的应用。首先，通过对考古遗址中的孢粉进行分析，可以了解当时古人类生活的环境以及当时的古环境对古人类的生活、生产活动所产生的巨大影响。其次，运用这些分析资料，可以了解当时古人类社会文化的发展。

　　目前，不少国家在考古研究中已广泛运用孢粉分析这一方法，如在我国及英、美、德、法、意、俄、日等国家，都对许多考古文化层进行了详细的孢粉分析，并且取得了重要的研究成果，尤其是日本，该工作不仅遍及全国，而且分析了新石器时代各期的植被演替情况，详细研究了各遗址人类活动与自然环境的相互关系。在考古中应用孢粉分析也同时把传统考古推向科技考古、环境考古的新时代。

　　

　　认识古人类生活环境

　　

　　研究原始社会与原始人类生活的古环境是揭开古人类生活真面目的关键，对古环境进行详细探查的有效方法，就是对考古遗址中的孢粉进行研究。

　　由于古代人类的生活、生产水平低下，他们所赖以生存的自然环境往往会对其生产、生活起着决定性作用。另一方面，古人类长期的生产、生活活动也会对自然环境产生反作用。如日本考古学家安田喜宪对日本大阪市弥生时代前后(距今约2400多年)瓜生堂遗址的花粉进行分析，结果表明，在弥生时代人类在此生活前，遗址的四周生长着以青冈和栗树等为主的森林：到弥生时代人类居住时，由于古人类的活动，大肆砍伐森林，遗址四周变成了以禾本科和水龙骨为主的草原：弥生时代末期，遗址被放弃后，四周森林再度恢复，但这时的森林与弥生人类居住前以青冈、栗树为主的常绿阔叶林有所不同，林中除青冈以外，还增加了柳树、松树等再生能力很强的树种。由此可见，古人类的生产和生活，大大改变了自然环境。

　　

　　诠释古代文明

　　

　　在人类社会发展的过程中，通过对遗址内孢粉的研究，可以推断出人类如何从采集和狩猎的游牧生活发展为以农耕为主的定居生活。

　　北京大学考古系与美国考古学会于1993～1995年组成中美农业考古队，对江西省万年县仙人洞古人类遗址进行了水稻起源的研究。笔者参与了此次考察。我们运用花粉分析法，成功完成了对我国水稻起源的研究。

　　根据考察，在遗址的最下部文化层(据今约1.2万年)中发现了零星的水稻花粉，不但数量少，而且个体小(约为30微米)。而在距今约1万年的上部文化层中则发现大水稻花粉，不仅花粉个体明显增大(约30～40微米)，而且水稻花粉的含量也大大高于最下部文化层中的水稻花粉，这一‘变化充分证明了由野生稻向人工栽培水稻的演变过程，并为综合研究中的其他研究成果所证明。最终，考察研究认定，江西万年仙人洞遗址中发现的水稻人工栽培时间在距今1万年左右，从而把世界水稻起源的研究推向了一个新水平，水稻起源的历史也被再次向前提。这又是一次考古学上的重大发现，充分说明了中华民族的文明是在以黄河中下游的旱作物农业和长江中下游的水田作物农业共同交织发展起来的，两者共同形成了中华文明古国的基础。

　　

　　打开一扇窗

　　

　　回到文章开头提到的例子，通过花粉研究确定了兵马俑的烧制地点不同，那么孢粉研究还能不能破解烧制过程中的其他谜团，比如推测出烧制兵马俑的温度、原材料取自何处等等?

　　研究者称，目前的研究结果还仅仅是一种尝试。他们希望能利用孢粉学的研究找到更多的答案。“最理想的状况是，可以在野外找到一个地方，从土层里面提取出花粉，然后与兵马俑碎片中提取出的花粉进行对比，如果类型相似，极有可能就是当年烧制兵马俑的地方。”

　　对于该研究成果，国外的专家认为，它可能为考古学研究打开一扇新的窗户，“因为花粉可以向我们讲述一些人们梦寐以求、但尚不知道的故事”。(文章代码：0906)

　　

　　责任编辑　赵菲