大連市廣鹿島小珠山遺址出土動物遺骸的鍶同位素比值分析_風聞

前言

小珠山遺址位於遼寧省大連市長海縣廣鹿島的小珠山東坡，考古發掘初步確立了遼東半島的新石器時代文化序列。對小珠山遺址的動物考古學研究發現，史前居民獲取動物資源的方式主要包括家畜飼養、狩獵和漁業等三種，在保持漁撈（捕撈貝類為主、捕魚為輔）為重要方式且在各期無明顯變化的情況下，對哺乳動物的獲取經歷了由以狩獵佔絕對主導轉向家畜飼養為主的過程。在這一過程中，家畜出現的時間及其來源，是值得關注的問題。利用鍶同位素分析技術對小珠山遺址出土動物遺骸進行檢測與研究，可以探索該遺址出土的動物是否為當地出生抑或來源不同，為進一步研究遼東半島新石器時代文化內涵及與其他地區間是否存在交流關係，明確遼東半島在環渤海新石器時代文化中的地位和作用將有所助益。

鍶同位素分析技術應用於考古學研究已有30餘年的歷史，實踐證明這一方法的應用是有前提條件的。首要前提是如何確定某一地區的鍶同位素比值特徵。地質學研究已表明同一地區不同岩石和不同礦物之間的鍶同位素組成可能有顯著差別，而岩石風化形成土壤，導致鍶進入土壤並進入地下水體系，形成了具有不同的鍶同位素特徵的區域。一般以87Sr/86Sr比值作為某一地區的表徵指標。小珠山遺址位於廣鹿島上，四周被海水包圍，與大陸隔海相望，從理論上講遺址具有自己獨特的地區鍶同位素比值範圍。隨之而來的問題是如何確定這一地區的鍶同位素比值特徵。

國外學者對加勒比地區許多島嶼的研究結果顯示，生物可利用鍶同位素比值與地質樣品鍶同位素比值之間存在明顯差異，而且87Sr/86Sr比值數據集之間的巨大差異很可能是多種因素共同作用的結果，其中包括海洋衍生鍶（通過海浪和降雨）輸入陸地島嶼生態系統。因此，不能直接從該地區的相關地質條件中推斷出本地生物可利用的87Sr/86Sr比值的絕對範圍，島嶼環境中更有效的策略是將重點放在生物圈的直接採樣上。這些結果對其他有關87Sr/86Sr比值空間模式研究的潛在重要意義是地質替代數據在島嶼、海岸和羣島環境中的用途可能有限。建議將生物圈樣品直接取樣作為一種更合適的方法。換句話説，地質學上的樣品不能提供加勒比許多地區生物可利用的87Sr/86Sr比值範圍的準確估計。因植物的鍶同位素比值變化範圍小於土壤，動物主要以當地植物為食，導致其機體內鍶同位素水平進一步平均化，鍶同位素比值變化小於植物。因此可以利用當地的動物牙釉質或骨骼的鍶同位素比值確定地區生物可利用的鍶同位素比值特徵。也就是説，生存在同一個地區的動物，其體內的鍶同位素比值是與當地的鍶同位素比值的地區特徵相一致的。而對於生存在不同地區的同一種動物，其體內的鍶同位素比值就可能因地質背景不同而具有差異性。所以，可以通過鍶同位素的地區特徵追溯動物的棲息地。對於出土動物來説，這種區域性指標在易於保存的牙齒、骨骼中可以找到。小珠山遺址出土了多種動物遺骸，為建立當地生物可利用鍶同位素的比值範圍提供了較好的評估標本。如何確認何種動物可以代表當地動物，需要結合研究區域的特定考古學文化、生態和地理環境及動物生活習性等因素加以綜合考慮，必須根據當地情況調整抽樣策略，因為不同種類的動物棲息在不同的區域並且有不同的活動範圍。如小型齧齒類動物相對大型食草類動物而言，其活動範圍相對較小，可能不會攝取一個給定遺址周圍的所有來源的鍶。大型食草動物活動範圍比較大，可能從遺址周圍不同源區的植物中獲取鍶並進入到體內。人類是雜食性的，食物中既包括許多種類的植物，也包括許多活動範圍不同的動物，體內的鍶同位素比值特徵更具有代表性。豬和狗也是雜食性的動物，而且被人類馴養的歷史比較長。史前時期的豬和狗作為家養動物，很可能吃的是人類的生活殘餘，其食物來源與人基本相同。從理論上講，它們體內的鍶同位素比值和人應該是一致的。所以，目前的研究認為，在確認豬和狗是家畜的前提下，可以用考古出土豬和狗的牙釉質樣品建立當地生物可利用鍶同位素的比值範圍。我們在中原地區一系列史前遺址的研究也證實上述認識具有普適性。

不過，在一個遺址如何確定所在地生物可利用鍶同位素比值範圍是比較複雜的問題，應根據遺址的具體情況加以分析判斷，不能一概而論。因為考古遺址所在地的生物可利用鍶同位素比值範圍的確定對數據結果的解釋具有舉足輕重的作用，往往微小的變化都可能引起結論的不同。通常情況下，遺址所在地區的地質背景、人類遺骸、動物羣等的同位素比值範圍應保持大體一致，彼此構成一條證據鏈，這是獲得所在地生物可利用鍶同位素比值範圍的相對理想的結果。但是在考古學研究中，往往不能同時具備以上全部條件，通常檢測樣品的選擇要受到田野考古發掘的限制。也就是説，考古發掘出土的標本量是有限的，而且這些有限的標本也不一定完全符合檢測的要求，如有些個體僅存骨骼，缺失牙齒；有些經過長時期的埋藏，骨骼樣品受到埋藏環境污染的問題也要考慮，還需要仔細選擇並經過初步檢測剔除掉一些樣品。所以，有時不能獲得充分的樣品量，所得出的研究結果可能會存在偏差。儘管如此，30多年來，研究者們並沒有停下在這一領域探索的腳步，反而有越來越多的人加入進來，所研究的遺址地理範圍遍及世界各地。小珠山遺址的考古發掘情況比較特殊，迄今為止尚沒有發現人類遺骸，因此只能從動物羣的角度探索所在地生物可利用鍶同位素比值範圍。

小珠山遺址出土動物遺存有腹足綱、瓣鰓綱、甲殼綱、魚綱、爬行綱、兩棲綱、鳥綱和哺乳綱等共計8綱20目33科73種。依據骨骼形態、測量數據、年齡結構和數量比例等，發現小珠山遺址潛在的家畜種類主要是狗和豬，黃牛的數量極少。而且它們出現的時間有早晚之分：小珠山文化第一期已出現家犬，第三期出現家豬，第五期可能出現家養黃牛，但不能確定是否為廣鹿島本地馴養。

針對小珠山遺址出土動物遺骸的具體情況，我們首先選擇遺址出土的齧齒動物、豬及野生的鹿等具有代表性的動物進行了鍶同位素比值測定，並根據測定結果分別計算這幾種動物鍶同位素比值的標準偏差，以此判斷何種動物是當地動物的可能性更大。其次在上述基礎之上，通過計算建立小珠山遺址所在廣鹿島範圍內的生物可利用鍶同位素比值範圍。然後以此範圍探討家畜馴養及來源問題。最後要充分考慮出土動物的考古學背景及食性分析等研究結果，從而使建立在檢測數據基礎之上的推斷與出土動物的考古學研究結果互為驗證並相互呼應。

一、材料與方法

（一）  考古背景與樣品選擇

小珠山遺址所在的廣鹿島為遼東半島東側黃海上的一個小島，長約10.1、寬約2.68公里，陸域面積約26.39平方公里，海岸線長約40.2公里，距大陸最近處約12.4公里。歷史上廣鹿島曾與遼東半島相連，故形成之初，野生動植物資源可能與半島大體相同。島上曾經野鹿成羣，故名廣鹿。廣鹿島現今陸域的形成大體在距今8500年左右。小珠山遺址位於廣鹿島中部的吳家村西，是一處新石器時代中晚期的貝丘遺址。1978年遼寧省博物館等單位曾對該遺址進行了小規模的試掘，並將遺址分為小珠山下層、中層和上層文化，初步確定了遼東半島新石器時代文化序列。2006～2008年，中國社會科學院考古研究所對遺址進行了發掘，出土了較多的考古遺蹟和遺物，發掘者將遺址文化堆積分為五期：第一期年代為距今6500年左右，第二期年代為距今6000年左右，第三期年代為距今5500年左右，第四期年代為距今5000年左右，第五期年代為距今4500年左右。

本次研究選擇了小珠山遺址出土的5份齧齒動物骨骼、47份豬和19份鹿的牙齒作為檢測樣品（表一）。根據考古學研究，本次檢測的小珠山遺址動物遺存均出自小珠山文化第一至五期。此外，嚴格説來，動物牙齒的M1或M2的鍶同位素比值應更具代表性，所以選擇了鹿和豬的M1或M2牙齒作為標本。

（二）  樣品的預處理與鍶同位素比值測定

樣品的預處理是在中國社會科學院考古研究所超淨實驗室內進行。首先用工具打磨每一個樣品表面，除去任何可見的污垢或雜色物質，之後用純淨水超聲清洗三次，每次20分鐘；再加入MilliQ超純水，超聲清洗三次，每次20分鐘。之後加入MilliQ超純水，超聲清洗20分鐘，將洗液轉移至樣品瓶中，上機檢測離子含量，直至清洗液中離子含量不再發生變化而止。清洗後的樣品加入百分之五稀醋酸（優級純），超聲清洗30分鐘，浸泡7小時，將稀醋酸倒掉，再加入MilliQ超純水，超聲清洗三次，每次20分鐘。然後樣品放入恆温乾燥箱乾燥後，於825℃下灼燒8小時。灰化後的樣品進行鍶同位素比值的測定，所用儀器為ISOPROBE-T熱電離質譜儀，單帶，M+，可調多法拉第接收器接收。質量分餾用86Sr/88Sr=0.1194校正，標準測量結果是NBS987為0.710250±0.000007。

二、結果與討論

（一）  檢測結果

小珠山遺址出土動物牙釉質的鍶同位素分析結果列於表一。

（二）  小珠山遺址當地生物可利用鍶同位素比值範圍的建立

前面我們已經提到，若要探索遺址出土動物的來源，首先必須建立當地的生物可利用鍶同位素比值範圍，這必須確定何種動物是當地動物。根據國外學者的研究結果，一般依據計算所有動物鍶同位素比值的標準偏差結果來確定。相對其他動物，某種動物鍶同位素比值的標準偏差越小，是當地動物的可能性越大。依據此次對小珠山遺址出土動物遺骸的鍶同位素比值的測定結果，經過計算得出各種動物的標準偏差列於表二。從表二的數據可以看出，齧齒動物的鍶同位素比值的標準偏差小於鹿，而鹿的標準偏差小於豬，可以推斷齧齒動物是當地動物的可能性最大，其次是鹿。

國際上一般是以遺址出土的當地動物牙釉質鍶同位素比值的平均值及兩倍標準偏差來確定當地的生物可利用鍶同位素比值範圍。因此，根據小珠山遺址出土齧齒動物的鍶同位素比值測定結果，經過計算得到5個齧齒動物的鍶同位素比值的平均值為0.710949，將該平均值增加兩倍或減少一半標準偏差可以得到其鍶同位素比值範圍在0.710609～0.711289之間。再依據19個鹿牙釉質的鍶同位素比值，經過計算可以得到其鍶同位素比值範圍為0.710600～0.711516。雖然二者之間的數值範圍略有不同，但反觀齧齒動物鍶同位素比值均在鹿牙釉質的鍶同位素比值範圍之內，二者互為驗證，彼此構成證據鏈。前已述及，確認當地的動物需要結合考古學背景。具體到小珠山遺址所在的廣鹿島，在距今8500年左右，隨着海平面上升，廣鹿島從大陸板塊脱離，從而導致以鹿科動物為代表的野生哺乳動物滯留在島上，所以鹿應是當地動物。其次，齧齒動物的活動範圍相對鹿而言比較小，可能不會攝取一個給定遺址周圍的所有來源的鍶。而鹿作為大型食草動物，活動範圍比較大，可能從遺址周圍不同源區的植物中獲取鍶並進入到身體組織中。而且，本次研究是以廣鹿島作為建立當地生物可利用鍶同位素比值範圍的地理邊界，因此，選擇活動範圍比較大的野生哺乳動物鹿應該比活動範圍較小的齧齒動物更具有代表性。最後，考慮到鹿的檢測樣品為牙齒，比齧齒動物所用的骨骼樣品受到污染的可能性更小，而且鹿的檢測樣品為19份，大於齧齒動物的5份樣品，從統計學角度來説選擇鹿更具有代表性。所以，選擇以鹿牙釉質的鍶同位素比值建立當地的生物可利用鍶同位素比值範圍也是更恰當的。

（三）  小珠山遺址不同時期出土豬和鹿的鍶同位素比值分析

小珠山遺址共分五期，年代跨度大約為兩千年，現將每個時期豬和鹿的鍶同位素比值分析結果分別進行討論。根據小珠山遺址不同時期豬和鹿的鍶同位素比值分析數據，通過計算獲得各個時期豬和鹿的鍶同位素比值平均值和標準偏差，列於表三。

從表三的數據可以看出，第一期的豬與鹿無論是鍶同位素比值平均值或者標準偏差數值之間的差距均不大；第二期的豬與鹿鍶同位素比值平均值之差不大，但標準偏差數值之間差距加大；從第三期開始，豬的鍶同位素比值的標準偏差數值突然增大，到第四期和第五期，一直居高不下。

將不同時期豬與鹿的鍶同位素比值平均值及標準偏差分別做成曲線圖（圖一；圖二），可以更直觀地説明二者的不同。從圖一和圖二可以清楚地看出，小珠山遺址出土鹿牙釉質的鍶同位素比值的平均值及標準偏差曲線從早期到晚期一直比較平穩。相對鹿而言，豬的牙釉質鍶同位素比值平均值或者標準偏差的曲線起伏較大，關鍵節點出現在第三期。

（四）  小珠山遺址家豬出現的時間

為了更清晰地顯示小珠山遺址不同時期動物遺骸的鍶同位素比值分析結果，以探討小珠山遺址家豬出現的時間。根據小珠山遺址出土動物遺骸的保存狀況，在條件允許的情況下，每一期都分別採集了一定數量的豬和鹿牙釉質樣品。將所測定的71份動物遺骸樣品的鍶同位素比值繪製在圖三中。由圖三結合表一數據可以看出，小珠山文化第一、二期的豬牙釉質的鍶同位素比值全部在遺址當地的生物可利用鍶同位素比值範圍之內，説明這些豬可能全部屬於當地。至小珠山文化第三期，出土豬的牙釉質的鍶同位素比值開始出現高於或低於遺址當地的鍶同位素比值範圍的現象，説明小珠山文化第三期的豬可能有外來個體。再至小珠山文化第四期和第五期，出土豬的牙釉質的鍶同位素比值又出現高於遺址當地的鍶同位素比值範圍的個體，而且數值與前期的異常個體數值相差較大，推測後期的豬的來源可能與前期不同。

根據小珠山遺址出土動物遺骸的碳同位素值分析結果可知，野生動物鹿的碳同位素值表明其食物基本來自C3類食物，意味着島上自然環境中基本為C3植物。因此，野豬以及放養情況下的家豬也應表現出與鹿類似的同位素特徵。從小珠山遺址第三期開始，部分豬的食物中有了C4類食物，同時從小珠山遺址第三期開始，豬骨的數量大幅度增加，小珠山遺址出土豬的牙釉質的鍶同位素比值也在第三期開始呈現出高於或低於遺址當地的生物可利用鍶同位素比值範圍。綜合以上因素，推測至少在小珠山遺址第三期時，廣鹿島已經出現了家豬。

（五）  小珠山遺址家豬來源試析

進一步考察小珠山文化第三期的13頭豬的牙釉質的鍶同位素比值可以發現，僅有6頭豬牙釉質的鍶同位素比值在遺址當地生物可利用鍶同位素比值範圍之內，其他7頭豬牙釉質的鍶同位素比值均在遺址當地的生物可利用鍶同位素比值範圍以外，推測它們至少有一部分可能是外來的。

這7頭豬中有4頭的牙釉質的鍶同位素比值高於遺址當地的生物可利用鍶同位素比值範圍；還有3頭的牙釉質的鍶同位素比值低於遺址當地的生物可利用鍶同位素比值範圍。其中2009LCXT1313⑧豬的牙釉質鍶同位素比值是0.709416，較為特殊，需要單獨討論。現代海水的鍶同位素比值為固定值，該值為0.70920。研究表明渤海灣南部6000多年來海水鍶同位素變化範圍在0.709215±12～0.709489±15之間，平均值為0.709360，明顯高於同期大洋海水的87Sr/86Sr比值0.70920，主要原因是渤海灣緊接大陸，陸源物對渤海灣的大量輸入，是其海水鍶同位素87Sr/86Sr比值增高的原因。上面提到的編號為2009LCXT1313⑧具有特殊鍶同位素比值的豬，其牙釉質的鍶同位素比值恰在渤海灣海水的鍶同位素比值變化範圍內，但因為目前沒有小珠山遺址周圍所在黃海海域的鍶同位素比值變化範圍進行對比，所以尚不能確定這頭豬來自渤海灣地區。但可以確定的是這頭豬牙釉質的鍶同位素比值均在海水的鍶同位素比值變化範圍內，而不在廣鹿島陸地鍶同位素比值範圍。豬是雜食性陸地動物，體內的鍶同位素比值卻呈現出海洋生物特徵，説明這頭豬可能是人工飼養的。無獨有偶，根據小珠山遺址出土動物骨骼的碳氮穩定同位素研究，發現從小珠山遺址第二期開始，遺址的狗就以海洋性食物為主食了。豬和狗作為家養動物，可能是以人類的生活殘餘為食，因豬的生長週期較短，牙齒的鍶同位素比值代表的是個體幼年棲息地的飲食，從食物吸收轉化至牙齒內也需要一定的時間。所以，小珠山文化第三期的這頭豬若以海產品為主食也就不足為奇了。此外，經過研究還發現，小珠山史前居民獲取動物資源的方式中，漁業捕撈（捕撈貝類為主、捕魚為輔）歷來是一種重要方式且在各期無明顯變化，這也從側面證實當時居民用海產品飼養家豬。

動物考古學研究結果證明豬在我國很早就進行飼養，是最重要的家畜之一。袁靖提出的判別標準有測量豬的牙齒和骨骼、判斷它的年齡結構、計算其在全部動物中所佔的比例及參照考古學文化背景等。根據家畜的判別標準，早在公元前6600年的賈湖遺址就已有人工飼養的家豬。

因小珠山遺址與遼東半島隔海相望，直線距離為12.4公里左右。小珠山遺址小珠山文化第三期的年代為距今5500年左右，此時的大連地區已經出現了家豬飼養，證據是大連北吳屯遺址出土的豬下頜牙齒排列緊密，犬齒不發育，第三臼齒尺寸與家豬無異，且出土了相當數量肢骨骨骺未癒合的標本。小珠山遺址與遼東半島大致在同一時期出現家豬飼養，而且小珠山遺址家豬存在較高比例異地輸入的可能，這應該不是偶然現象，背後的原因值得進一步探討。

結語

為了解小珠山遺址史前居民在獲取動物資源的過程中家畜出現的時間及其來源，本文對小珠山遺址出土動物遺存進行了鍶同位素比值分析，並結合相關研究成果探討了小珠山遺址豬的飼養方式及其可能來源。

通過測定小珠山遺址出土的齧齒動物、豬與鹿牙釉質的鍶同位素比值，經過計算得知齧齒動物的鍶同位素比值的標準偏差小於鹿，而鹿的標準偏差小於豬，可以推斷齧齒動物為當地動物的可能性最大，其次是鹿。由於本次研究是以廣鹿島為地理邊界建立當地生物可利用鍶同位素比值範圍並結合考古學背景，選擇以鹿牙釉質的鍶同位素比值建立了當地的生物可利用鍶同位素比值範圍。根據此鍶同位素比值範圍，可以推測小珠山遺址出土的豬從小珠山文化第三期開始出現外來個體；小珠山文化第四期和第五期出土的豬中始終存在外來個體，而且這些外來豬牙釉質的鍶同位素比值與前期的異常個體數值相差較大，推測後期的豬的來源可能與前期不同。

根據對小珠山出土動物的鍶同位素比值分析，我們還發現從小珠山遺址第三期開始，出現豬牙釉質的鍶同位素比值呈現典型的海洋性特徵，這説明豬的食物可能包含海產品，為人工飼養。小珠山遺址與遼東半島大致在同一時期出現家豬飼養，而且小珠山遺址家豬存在一定比例異地輸入的可能，家畜的傳入無疑會影響到當地居民獲取動物資源的方式，所以，這些現象背後的原因需要進一步探討。

小珠山遺址動物遺存的鍶同位素比值分析為我們探討在特定的空間範圍內如何建立當地的生物可利用鍶同位素比值範圍提供了很好的資料，也為如何解讀鍶同位素比值數據背後所藴含的古代人類生產和生活信息提供了一個範例。