自编实验指导书之植物大遗存分析与鉴定方法靳桂云陈雪香山东大学历史文化学院考古系2006年5月
自编实验指导书之—— 植物大遗存分析 与鉴定方法 靳桂云 陈雪香 山东大学历史文化学院考古系 2006 年 5 月
目录3一、概论6二、植物大遗存处理和鉴定方法14三、植物大遗存数据的分析与解释2
2 目 录 一、概论 3 二、植物大遗存处理和鉴定方法 6 三、植物大遗存数据的分析与解释 14
一、概论（一）植物大遗存的种类大植物遗存包括种子、果实、木材、块茎、根茎、球茎、茎秆和纤维等，对这些植物遗存的观察，一般用肉眼、手持放大镜或低倍解剖镜即可进行。据不完全统计，我国考古遗址出土的大植物遗存约为176种，隶属70科。其中，粮食作物类18种，蔬菜及调味品类33种，可食果类植物37种，纤维植物类3种，药用植物类14种，油料作物类2种，绿肥植物类2种，林木类15种，野草类52种。卜慕华将我国史前或土生栽培植物列出237种。其中已在我国考古中发现的植物遗存有64种，仅占总种类数的27%。这些已发现的遗存种类，无论从发现的地域或是次数，都远远不能满足对该种栽培植物研究的需要。而大多数种类，：即占73%的种类还没有任何遗存发现，这就预示着在未来考古工作中，植物遗存的发现将有很大的潜势。只要考古工作者在发掘过程中对植物遗存给予充分的关注，并采用先进的收集方法，就有可能获得包括种子、果实类在内的更为丰富的植物遗存材料。特别需要指出的是在上述统计的植物遗存中，其遗存物为种子或果实（整粒或残粒）的种类约占遗存种类总数的95%，其他器官，如根状茎（姜、藕）、块茎（芋）、鳞茎（荸荠、葱、蒜）、纤维（麻、棉）、叶和茎秆等约占5%。因而种子、果实成为植物遗存中的主要研究对象。究其较多的原因，主要因为：1.我国植物种类丰富，植物产生大量的种子并广泛传播。根据《中国植物志》，我国现存种子植物有28592种，是世界上植物资源最丰富的国家之一。在种子植物发生以来的2亿多年的历史长河中，做为植物生活周期最终产物的种子，会以化石（古植物学研究对象）、炭化粒（考古学研究对象）或现代新鲜状态（种子生物学及相关应用领域的研究对象）被保存下来。植物为繁衍本物种，而产生大量种子以传宗接代。野生稻（OryzarufipogonGriff）单穗有50-100粒，药用稻（OryzaoficinalisWall.exWatt.）一般200-300粒，多者达2000余粒，梗稻（Oryzasativasubsp.japonica)可达95-189粒，普通小麦（TriticumaestivumL.）70-100粒（中国农学会遗传资源学会编,1994）。野生草本植物的繁衍能力更强，黎（ChenopodiumalbumL.）单株结种子2700粒、狗尾草(Setariaviridis（L.）Beauv）则为3375粒。人类可食用或不可食用的野生植物的种子和果实，借助风、水等自然力（即所谓种子雨(Seedrain)）或人、动物的携带，使产生的大量种子和果实被传播到尽可能远的距离和更大的范围，散落在房址，聚落、围沟、墓穴及至灰坑中。因此，种子和果实存于巨大的时间和空间范围之中，从而成为不同时代、不同地域的历史遗迹。2.种子、果实是人类直接或间接的生活资源。首先，种子、果实本身直接被先人利用：（1）最主要的食物，如稻、栗、黍（PanicuinmiliaceumL.）和大豆（GlycinemaxMerr，）等，在野外采集或原始栽培收获后携回并贮存手遗址内备用或散落在遗址附近3
3 一、概论 （一）植物大遗存的种类 大植物遗存包括种子、果实、木材、块茎、根茎、球茎、茎秆和纤维等，对这些植物遗 存的观察，一般用肉眼、手持放大镜或低倍解剖镜即可进行。据不完全统计，我国考古遗址 出土的大植物遗存约为 176 种，隶属 70 科。其中，粮食作物类 18 种，蔬菜及调味品类 33 种，可食果类植物 37 种，纤维植物类 3 种，药用植物类 14 种，油料作物类 2 种，绿肥植物 类 2 种，林木类 15 种，野草类 52 种。 卜慕华将我国史前或土生栽培植物列出 237 种。其中已在我国考古中发现的植物遗存有 64 种，仅占总种类数的 27%。这些已发现的遗存种类，无论从发现的地域或是次数，都远 远不能满足对该种栽培植物研究的需要。而大多数种类，即占 73%的种类还没有任何遗存 发现，这就预示着在未来考古工作中，植物遗存的发现将有很大的潜势。只要考古工作者在 发掘过程中对植物遗存给予充分的关注，并采用先进的收集方法，就有可能获得包括种子、 果实类在内的更为丰富的植物遗存材料。 特别需要指出的是在上述统计的植物遗存中，其遗存物为种子或果实（整粒或残粒）的 种类约占遗存种类总数的 95%，其他器官，如根状茎（姜、藕）、块茎（芋）、鳞茎（荸荠、 葱、蒜）、纤维（麻、棉）、叶和茎秆等约占 5%。因而种子、果实成为植物遗存中的主要研 究对象。究其较多的原因，主要因为： 1. 我国植物种类丰富，植物产生大量的种子并广泛传播。根据《中国植物志》，我国现 存种子植物有 28592 种，是世界上植物资源最丰富的国家之一。在种子植物发生以来的 2 亿多年的历史长河中，做为植物生活周期最终产物的种子，会以化石（古植物学研究对象）、 炭化粒（考古学研究对象）或现代新鲜状态（种子生物学及相关应用领域的研究对象）被保 存下来。植物为繁衍本物种，而产生大量种子以传宗接代。野生稻（Oryza rufipogon Griff.） 单穗有 50-100 粒，药用稻（Oryza officinalis Wall. ex Watt.）一般 200-300 粒，多者达 2000 余粒，粳稻(Oryza sativa subsp. japonica)可达95-189粒，普通小麦（Triticum aestivum L.）70-100 粒（中国农学会遗传资源学会编,1994）。野生草本植物的繁衍能力更强，藜（Chenopodium album L.）单株结种子 2700 粒、狗尾草(Setaria viridis (L.) Beauv.)则为 3375 粒。人类可食用 或不可食用的野生植物的种子和果实，借助风、水等自然力（即所谓种子雨 (Seed rain)）或 人、动物的携带，使产生的大量种子和果实被传播到尽可能远的距离和更大的范围，散落在 房址，聚落、围沟、墓穴及至灰坑中。因此，种子和果实存于巨大的时间和空间范围之中， 从而成为不同时代、不同地域的历史遗迹。 2. 种子、果实是人类直接或间接的生活资源。首先，种子、果实本身直接被先人利用： （1） 最主要的食物，如稻、粟、黍（Panicuin miliaceum L.）和大豆（Glycine max Merr,） 等，在野外采集或原始栽培收获后携回并贮存于遗址内备用或散落在遗址附近；
（2）食用果实的肉质部分后，而将不可食的果核、种子丢弃，如桃核、梅核、梨籽等：（3）宗教或药用，如大麻（CannabissativaL.）：shg图一济南大辛庄遗址发现的炭化大麻籽（4）做人的饰物或器物的装饰，如将白色的小花紫草(LithospermumoficinaleL.）果粒粘贴在小木桶外壁上（照片），以及带总苞的薏苡果粒串成的项练。其次，先人使用其他植物材料后被沉积下来的种子、果实。如茅草屋顶上落下的草籽：带有种子的枝、秆或食草动物的粪便等做为燃料被烧后，在炉灶或灰燃的沉积物中常发现炭化种子。3.果核及种皮具有保护性组织结构，果核及种皮之所以具有保护其内幼小生命一胚免受外界侵害的功能，是因为其外壳多为木质、骨质或革质等厚而坚硬的保护性结构。而种皮表面又具有蜡质层、角质层等。它们与以软组织为主的叶片、花、果肉、草质茎杆等相比，在长期埋藏沉积中不易腐烂而被保存在泥炭、淤泥、煤系甚至被夹带在河床中，即使种子内部的胚乳被消耗或腐烂掉，但外壳仍会完整的或部分的保留下来，故仍可作为种类识别的形态学依据。（二）植物大遗存类型遗址中的种子、果实遗存受到埋藏环境的长期影响而发生不同程度的变化。鉴定者需要了解遗存在不同保存条件下引发的相应的形态变化特点，复原其新鲜时的状况，并与现代种子、果实相比较，才可能做出正确的名称鉴定。最常见的种子、果实遗存形式是：炭化类、干燥类、受浸类和印痕类。1.炭化类（Carbonization）考古遗址中出土的大量植物遗存多是以炭化形式被保存下来。常见于富含淀粉的谷物籽粒，如稻、黍、栗、麦等。还见于富含蛋白质和油脂的大豆及梅、桃、山茱英等果树或药用植物的果核。炭化粒的特点是：黑色，断面呈多孔状，触之易碎。尽管炭化粒的形成原因有多种说法，但一般认为，炭化粒的形成与火有关，是受高温烤4
4 （2） 食用果实的肉质部分后，而将不可食的果核、种子丢弃，如桃核、梅核、梨籽等； （3） 宗教或药用，如大麻（Cannabis sativa L.）； 图一 济南大辛庄遗址发现的炭化大麻籽 （4） 做人的饰物或器物的装饰，如将白色的小花紫草(Lithospermum officinale L.)果粒 粘贴在小木桶外壁上（照片），以及带总苞的薏苡果粒串成的项练。其次，先人使用其他植 物材料后被沉积下来的种子、果实。如茅草屋顶上落下的草籽；带有种子的枝、秆或食草动 物的粪便等做为燃料被烧后，在炉灶或灰烬的沉积物中常发现炭化种子。 3. 果核及种皮具有保护性组织结构，果核及种皮之所以具有保护其内幼小生命—胚， 免受外界侵害的功能，是因为其外壳多为木质、骨质或革质等厚而坚硬的保护性结构。而种 皮表面又具有蜡质层、角质层等。它们与以软组织为主的叶片、花、果肉、草质茎杆等相比， 在长期埋藏沉积中不易腐烂而被保存在泥炭、淤泥、煤系甚至被夹带在河床中，即使种子内 部的胚乳被消耗或腐烂掉，但外壳仍会完整的或部分的保留下来，故仍可作为种类识别的形 态学依据。 （二）植物大遗存类型 遗址中的种子、果实遗存受到埋藏环境的长期影响而发生不同程度的变化。鉴定者需要 了解遗存在不同保存条件下引发的相应的形态变化特点，复原其新鲜时的状况，并与现代种 子、果实相比较，才可能做出正确的名称鉴定。最常见的种子、果实遗存形式是：炭化类、 干燥类、受浸类和印痕类。 1. 炭化类（Carbonization） 考古遗址中出土的大量植物遗存多是以炭化形式被保存下来。常见于富含淀粉的谷物籽 粒，如稻、黍、栗、麦等。还见于富含蛋白质和油脂的大豆及梅、桃、山茱萸等果树或药用 植物的果核。炭化粒的特点是：黑色，断面呈多孔状，触之易碎。 尽管炭化粒的形成原因有多种说法，但一般认为，炭化粒的形成与火有关，是受高温烤
焙的结果。这可能是谷物在脱粒前加热干燥，籽粒散落在灶坑旁或灰中，或粮堆遭火烧等外部火源烘烤造成的。这可以从甘肃泰安大地湾遗址出土的泰、栗炭化粒是与碎炭块或木炭屑混在一起得到证明。这种烘烤不是籽粒直接被火烧，否则就会被烧成炭末或全部烧掉。而没有炭化的籽粒在长时间的潮湿环境埋藏下便会腐烂。除认为受火烤焙而炭化外，还可能是积存的谷粒层在正常温度下发生缓慢的自然炭化过程；或者是由于厌氧细菌活动的结果；或者是谷粒堆积产生升温自燃的结果等。河北宣化辽墓大安九年（1093年）在陶仓内有带荐栗粒，呈暗褐色，籽粒外形饱满，内存物已干癌，谷粒易碎，但并未炭化，河北磁山粮仓中贮存大量粟粮，距今约8000年，亦未炭化，开仓后不久即呈碎屑状。一些种类种子由于长期埋藏使表面变乌暗，甚至黑色，但并非炭化。这说明年代久远不是形成炭化的主要原因。北京老山汉墓中在黑色炭化栗粒块中分散有黄褐色未炭化栗粒，这可能是不同形成过程的两种籽粒掺和在一起的。2.干燥类（Desiccatedmaterial）这类遗存是新鲜的果实或种子经过自然而缓慢地降低自身含水量后而形成的，如河北宣化墓内桌上盘中，竞有葡萄（VitisviniferaL.）、梨（PyrusussuriensisMaxim.）、枣（ZizyphusjujubeMill）和板栗（CastaneamollissimaBlume）等干鲜果品和作为香料、药用的肉豆蔻(MyristicafragransHoutt)种子；又如长沙马王堆一号汉墓中出土的枣、梨、梅和杨梅(MyricarubraS.etZ.)等。而在新疆吐鲁番洋海墓(距今约2500年)中发现的大麻、小紫草等遗存，由于该地区气候干燥少雨，这些遗存保存完好，几乎形色如初；在干燥类种子、果实遗存中由软组织组成的胚乳和胚等部分，在长期埋藏条件下，被缓慢地生命代谢活动所消耗变质、干缩变小或被细菌活动腐烂掉，仅留残迹。3.受浸类（Waterloggedmaterial)此类植物遗存是在缺氧的环境中，长期受水浸并在泥炭土或其他腐植质沉积中受到多酚类物质的作用而形成的。在湖南长沙马王堆一号汉墓保存完好的女户肠胃食道里见有138.5粒甜瓜籽（CucumismeloL.），其外形和其内的胚根、胚轴、胚芽和子叶都保存完整，细胞结构清晰。在辽宁大连普兰店已干洞的湖中挖出的莲籽（NelumbomuciferaGaertn.），由于其外壳（果皮）结构特殊，在其栅栏细脆层中有一条“明线”（lightline）阻隔外界水分和空气进入种子内部，不仅外形不变且内部的胚亦保持完好。经*C测定年龄，最长的距今1350±220年，这些古莲籽在经过技术处理后仍能发芽、开花结实。4.籽粒印痕（Grainimpressions）由于先人们有意或无意的将米粒或带壳的谷粒混入灶壁的泥土中或压入陶器表面，或掺入建筑物泥士中，经火烧后的粘在其与米粒或谷壳紧贴的士面上便形成与实物表面凹凸相反的纹饰。印痕以负相复现了米粒或谷壳表面的形态详情。因此印痕是在没有实物的情况下植物遗存的证据。如河南舞阳贾湖遗址红烧土上的稻壳印痕，有的印痕上还留有稻壳残片：湖南汨罗黄家园遗址出土11块碎陶片上有大小不同的稻壳印痕35个，印痕上可见由稻壳表面乳突状植硅体细胞压入土面而形成的相应大小的小凹坑。5
5 焙的结果。这可能是谷物在脱粒前加热干燥，籽粒散落在灶坑旁或灰烬中，或粮堆遭火烧等 外部火源烘烤造成的。这可以从甘肃泰安大地湾遗址出土的黍、粟炭化粒是与碎炭块或木炭 屑混在一起得到证明。这种烘烤不是籽粒直接被火烧，否则就会被烧成炭末或全部烧掉。而 没有炭化的籽粒在长时间的潮湿环境埋藏下便会腐烂。除认为受火烤焙而炭化外，还可能是 积存的谷粒层在正常温度下发生缓慢的自然炭化过程；或者是由于厌氧细菌活动的结果；或 者是谷粒堆积产生升温自燃的结果等。河北宣化辽墓大安九年（1093 年）在陶仓内有带稃 粟粒，呈暗褐色，籽粒外形饱满，内存物已干瘪，谷粒易碎，但并未炭化，河北磁山粮仓中 贮存大量粟粮，距今约 8000 年，亦未炭化，开仓后不久即呈碎屑状。一些种类种子由于长 期埋藏使表面变乌暗，甚至黑色，但并非炭化。这说明年代久远不是形成炭化的主要原因。 北京老山汉墓中在黑色炭化粟粒块中分散有黄褐色未炭化粟粒，这可能是不同形成过程的两 种籽粒掺和在一起的。 2. 干燥类（Desiccated material） 这类遗存是新鲜的果实或种子经过自然而缓慢地降低自身含水量后而形成的，如河北宣 化墓内桌上盘中，竟有葡萄（Vitis vinifera L.）、梨（Pyrus ussuriensis Maxim.）、枣（Zizyphus jujube Mill.）和板栗（Castanea mollissima Blume）等干鲜果品和作为香料、药用的肉豆蔻 (Myristica fragrans Houtt.)种子；又如长沙马王堆一号汉墓中出土的枣、梨、梅和杨梅(Myrica rubra S.et Z.)等。而在新疆吐鲁番洋海墓(距今约 2500 年)中发现的大麻、小紫草等遗存，由 于该地区气候干燥少雨，这些遗存保存完好，几乎形色如初；在干燥类种子、果实遗存中由 软组织组成的胚乳和胚等部分，在长期埋藏条件下，被缓慢地生命代谢活动所消耗变质、干 缩变小或被细菌活动腐烂掉，仅留残迹。 3. 受浸类（Waterlogged material） 此类植物遗存是在缺氧的环境中，长期受水浸并在泥炭土或其他腐植质沉积中受到多酚 类物质的作用而形成的。在湖南长沙马王堆一号汉墓保存完好的女尸肠胃食道里见有 138.5 粒甜瓜籽（Cucumis melo L.），其外形和其内的胚根、胚轴、胚芽和子叶都保存完整，细胞 结构清晰。在辽宁大连普兰店已干涸的湖中挖出的莲籽（Nelumbo nucifera Gaertn.）,由于其 外壳（果皮）结构特殊，在其栅栏细脆层中有一条“明线”（light line）阻隔外界水分和空气 进入种子内部，不仅外形不变且内部的胚亦保持完好。经 14C 测定年龄，最长的距今 1350±220 年，这些古莲籽在经过技术处理后仍能发芽、开花结实。 4. 籽粒印痕（Grain impressions） 由于先人们有意或无意的将米粒或带壳的谷粒混入灶壁的泥土中或压入陶器表面，或掺 入建筑物泥土中，经火烧后的粘土在其与米粒或谷壳紧贴的土面上便形成与实物表面凹凸相 反的纹饰。印痕以负相复现了米粒或谷壳表面的形态详情。因此印痕是在没有实物的情况下 植物遗存的证据。如河南舞阳贾湖遗址红烧土上的稻壳印痕，有的印痕上还留有稻壳残片； 湖南汩罗黄家园遗址出土 11 块碎陶片上有大小不同的稻壳印痕 35 个，印痕上可见由稻壳表 面乳突状植硅体细胞压入土面而形成的相应大小的小凹坑