新疆古代儿童颅骨正面观投影面积的年龄间比较*

郝双帆 陈慧敏 刘力铭 李海军，3△ 张海龙 王 龙

（1 长治学院历史文化与旅游管理系，长治 046011；2 中央民族大学民族学与社会学学院， 北京 100081；3 中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室，北京 100044； 4 新疆吐鲁番学研究院，吐鲁番 838000）

中国古代人群遗骸材料很多，考古学界近些年越来越重视人骨的体质人类学研究，但儿童遗骸本身的研究一直没有得到足够重视，一般仅在古代人口数量统计及人口结构研究时才将儿童遗骸纳入考虑范畴，儿童颅骨的年龄变化、生长发育相关研究还处于空白状态，蕴含的科学信息还有待发掘。国外研究展示的儿童颅骨的年龄变化规律是否适用于中国儿童还有待验证，中国古代儿童颅骨的生长发育变化图像还有待探索分析和描绘。新疆洋海墓地、扎滚鲁克墓地都出土有不少儿童遗骸，其中很多儿童颅骨保存状况完好。本研究以新疆且末扎滚鲁克墓地出土的儿童颅骨为研究对象，尝试通过测量儿童颅骨正面观的投影面积来探讨古代儿童头颅生长发育的年龄变化。探讨该人群儿童头颅的生长发育模式，对了解古代儿童颅骨的生长发育、年龄变化等具有十分重要的意义。

1 材料和方法

1.1 研究及对比材料

扎滚鲁克古墓群位于新疆维吾尔族自治区且末县托格拉克勒克乡扎滚鲁克村，是昆仑山北麓发现的最大墓葬群之一。本研究材料来自扎滚鲁克墓地第二期文化墓葬，年代为春秋-西汉，属于且末国文化时期，距今约2600 ～1900 年[1]。儿童颅骨（2 ～15 岁）41 例，大多保存完好。

新疆洋海墓地位于新疆鄯善县吐峪沟乡洋海夏村，吐鲁番盆地火焰山南麓的荒漠戈壁地带，墓地主要分布在相对独立并毗邻的三块略高出周围地面的台地上。时代为公元前13至公元前3世纪。该墓地出土的古人颅骨中，包含422例成人颅骨，67例儿童颅骨，大多保存良好，其中幼儿期和童年期占全部儿童的88.9%，少年期（13 ～15岁）占11.1%。

1.2 儿童年龄鉴定

参考《人体测量手册》[2]和《人骨手册》[3]，根据前囟闭合与否、乳牙恒牙萌出状况、牙齿磨耗情况等，对儿童颅骨进行综合年龄鉴定。为了便于比较，根据年龄鉴定结果，将样本分为5 个年龄组：2 ～3 岁组（4 例），3 ～6 岁组（6 例），6 ～9 岁组（7例），9 ～11 岁 组（9 例），12 ～15 岁组（15 例），共41 例。

1.3 拍照与面积测量

把颅骨置于法兰克福平面上进行拍摄，并放置比例尺，拍照时为使比例尺与所拍摄平面基本处于同一水平面，将比例尺放置在颅骨表面，对41 例儿童颅骨正面观进行拍摄。拍摄时，相机镜头平面要与法兰克福平面保持垂直。

图1 运用CAD 计算正面观面积Fig 1 Using CAD software to calculate the anterior area

运用Auto CAD2007 分别计算颅骨正面观面积及各部分面积（包括额骨、上颌骨面积）（图1）。为简化处理并减小误差，上颌骨面积的计算中包括了鼻骨、梨状孔面积。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS Statistics 19 统计软件，对不同年龄组测量值进行方差分析及多重比较（选用LSD 方法）。并计算其年龄间变化率，计算公式如下：

年龄间变化率（%）=100%×（X2－X1）/X1，X1和X2分别代表年龄较早和较晚的两个年龄组同项测量值的平均值。

2 结果

2.1 正面观整体投影面积的年龄变化

扎滚鲁克墓地2 ～3 岁（4 例）、3 ～6 岁（6 例）、6 ～9 岁（7 例）、9 ～11 岁（8 例）、12 ～15 岁（15例）5 个年龄组正面观平均投影面积分别为：72.63 cm2、82.81 cm2、88.18 cm2、88.02 cm2、98.44 cm2，除9 ～11 岁年龄组，正面观投影面积随年龄变化逐渐增大（图2）。根据方差分析可知，儿童不同年龄组间正面观投影面积差异有统计学意义（P=0.000）。LSD 多重比较显示，2 ～3 岁组与3 ～6岁组差异有统计学意义（P=0.037），3 ～6 岁组与6 ～9 岁组差异无统计学意义（P=0.193），6 ～9岁组与9 ～11 岁组差异无统计学意义（P=0.967），9 ～11 岁组与12 ～15 岁组差异有统计学意义（P=0.002）。根据年龄间变化率分析，正面观投影面积的增长主要发生在3 ～6 岁（14.02%）和12 ～15 岁（11.84%）（表1）， 反 映 出3 ～6 岁、12 ～15 岁为正面观投影面积的突增期。

表1 儿童头骨正面观投影面积的年龄组间比较Tab 1 The comparison of the anterior projection area of children's skulls between age groups

2.2 正面观各部分投影面积的年龄变化

2.2.1 额骨投影面积的年龄变化 扎滚鲁克墓地2 ～3 岁（4 例）、3 ～6 岁（6 例）、6 ～9 岁（7 例）、9 ～11 岁（8 例）、12 ～15 岁（15 例）5 个 年 龄 组额骨平均投影面积分别为：35.65 cm2、40.50 cm2、40.37 cm2、40.65 cm2、44.46 cm2，额骨投影面积随年龄变化有增大趋势（图3）。根据方差分析可知，儿童不同年龄组间额骨投影面积差异有统计学意义（P=0.015）。LSD 多重比较显示，2 ～3 岁组与3 ～6岁组差异无统计学意义（P=0.104），3 ～6 岁组与6 ～9 岁组差异无统计学意义（P=0.960），6 ～9岁组与9 ～11 岁组差异无统计学意义（P=0.908），9 ～11 岁组与12 ～15 岁组差异无统计学意义（P=0.061）。根据年龄间变化率分析，额骨投影面积的增长主要发生在3 ～6 岁（13.60%）和12 ～15 岁（9.37%）（表1），反映了额骨投影面积在3 ～6 岁和12 ～15 岁2 个年龄段发生了显著 增长。

图2 头骨正面观投影面积的年龄变化Fig 2 The age-related change of the projection area of the anterior view of the skull

图3 额骨投影面积的年龄变化Fig 3 The age-related change of the projection area of the frontal bone in the anterior view of the skull

2.2.2 上颌骨投影面积的年龄变化 扎滚鲁克墓地2 ～3 岁（4 例）、3 ～6 岁（6 例）、6 ～9 岁（7例）、9 ～11 岁（8 例）、12 ～15 岁（15 例）5 个年龄组上颌骨平均投影面积分别为：17.28 cm2、21.12 cm2、25.49 cm2、25.95 cm2、30.19 cm2，上颌骨投影面积随年龄变化逐渐增大（图4）。根据方差分析可知，儿童不同年龄组间上颌骨投影面积差异有统计学意义（P=0.000）。LSD 多重比较显示，2 ～3 岁组与3 ～6 岁组差异无统计学意义（P=0.060），3 ～6岁组与6 ～9岁组差异有统计学意义（P=0.015），6 ～9岁组与9 ～11岁组差异无统计学意义（P=0.771），9 ～11岁组与12 ～15岁组差异有统计学意义（P=0.003）。根据年龄间变化率分析，上颌骨投影面积的增长主要发生在3 ～6岁（22.22%）、6 ～9岁（20.69%）和12 ～15岁（16.34%）（表1），反映了上颌骨投影面积在3 ～6岁、6 ～9岁和12 ～15岁3个年龄段发生了显著增长。

2.2.3 额骨、上颌骨投影面积与正面观投影面积的比例 计算5 个年龄组（2 ～3 岁，3 ～6 岁，6 ～9岁，9 ～11 岁，12 ～15 岁）额骨投影面积、上颌骨投影面积与正面观投影面积的比例关系（表2），可以观察到，额骨投影面积与正面观投影面积的比值（square of frontal bone/square of anterior view，S frontal bone/S anterior view）随年龄逐渐减小，反映出随年龄增大额骨投影面积在正面观投影面积中所占的比例逐渐减小；上颌骨投影面积与正面观投影面积的比值（square of maxilla /square of anterior view，S maxilla /S anterior view）随年龄逐渐增大，反映出随年龄增大上颌骨投影面积在正面观投影面积中所占的比例逐渐增大。这与上述统计分析结果显示的上颌骨投影面积随年龄的变化趋势基本一致。

图4 上颌骨投影面积的年龄变化Fig 4 The age-related change of the projection area of the maxilla in the anterior view of the skull

图5 额骨、上颌骨投影面积与正面观投影面积 比例的年龄变化Fig 5 The age-related change of S frontal bone /S anterior view and S maxilla /S anterior view

3 讨论

3.1 古今儿童颅骨生长发育的年龄变化规律

一般认为，从出生到7 岁是颅骨的生长期，这个阶段颅骨生长最快，因牙齿萌出和鼻旁窦相继出现，使面颅迅速扩大，从7 岁到性成熟期是相对静止期，颅骨生长缓慢，但逐渐出现性别差异等。

国外不少学者做了古代儿童颅骨生长发育的研究，探讨了儿童颅骨生长发育的年龄变化规律及特点。Okazaki[4]测量了144 例日本弥生时代、中世纪（室町时代）及现代不同年龄的儿童颅骨，发现现代人群的儿童颅指数（cranial index）在不同年龄段有明显变化，而中世纪儿童几乎不变，这可能源于脑颅圆隆化的演化趋势。儿童面部形状随年龄趋于高窄化，梨状孔也趋于高窄化。

通过测量542 例儿童（年龄为1 ～17 岁）的CT 扫描图像，Waitzman 等[5]认为5 岁时“头盖骨-眼眶上面部”区域的总体尺寸已经达到成人尺寸的85%。

一些研究者已经证实了头部的发育存在头围突增 期[6-7]。Caino 等[8]在151d内追踪测量8例健康婴儿头围，接受测试的所有婴儿的头围尺寸均经历了急剧变化期、持续生长期和停滞期。侯海东等[9]追踪测量112 名0 ～6 岁中国包头婴儿的头围，发现在生命第一年头围增长最快，第2、3 年头围仍快速增长，但增长速度小于第一年，3 岁以上儿童头围的增长速度大大减慢，接近成人水平。包月昭等[10]对河南省新乡地区4 ～13 岁汉族儿童头面部进行了测量，结果显示头宽在各年龄组的变化（增长）不大，头长变化（增大）明显。4 ～13 岁儿童面部增长最多的是眼外角间宽，然后依次为形态面高、容貌面高、鼻高、面宽、额最小宽、口宽、下颌角间宽、鼻宽。头长宽指数曲线随年龄的增加而下降，说明头长的发育速度较头宽相对快些，随着年龄的增加，头的形状逐渐变长；头长高指数和头宽高指数曲线随年龄变化的趋势不大明显，说明头高发育较头长慢；面高和面宽的发育是非等比性的，面宽的发育速度小于面高，即随着年龄的增加，面部的上下径相对变大。

3.2 扎滚鲁克墓地儿童正面观投影面积的年龄变化特点

根据方差分析、多重比较及年龄间变化率分析，古代儿童正面观相应面积的年龄变化有如下特点。

5 个 年 龄 组（2 ～3 岁，3 ～6 岁，6 ～9 岁，9 ～11 岁，12 ～15 岁）的颅骨正面观投影面积差异有统计学意义。2 ～3 岁组与3 ～6 岁组有差异，9 ～11 岁组与12 ～15 岁组有差异。根据年龄间变化率分析，正面观投影面积的增长主要发生在3 ～6岁（14.02%）和12 ～15 岁（11.84%）。这提示3 ～6岁、12 ～15 岁为正面观投影面积的突增期。

5 个年龄组（2 ～3 岁，3 ～6 岁，6 ～9 岁，9 ～11岁，12 ～15 岁）的额骨投影面积差异有统计学意义。根据年龄间变化率分析，额骨投影面积的增长主要发生在3 ～6 岁（13.60%）和12 ～15 岁（9.37%）。这提示额骨投影面积的突增期主要发生在3 ～6 岁和12 ～15 岁。

表2 额骨、上颌骨投影面积与正面观投影面积的比例Tab 2 The ratio between the frontal or maxillary projection area and the anterior projection area

5 个 年 龄 组（2 ～3 岁，3 ～6 岁，6 ～9 岁，9 ～11 岁，12 ～15 岁）的上颌骨投影面积差异有统计学意义。3 ～6 岁组与6 ～9 岁组有差异，9 ～11岁组与12 ～15 岁组有差异。根据年龄间变化率分析，儿童上颌骨投影面积的增长主要发生在3 ～6岁（22.22%）、6 ～9 岁（20.69%） 和12 ～15 岁（16.34%）。这提示上颌骨投影面积的突增期主要发生在3 ～6 岁、6 ～9 岁和12 ～15 岁。

5个 年 龄 组（2 ～3岁，3 ～6岁，6 ～9岁，9 ～11岁，12 ～15岁）额骨、上颌骨投影面积与正面观投影面积的比例关系分析显示，随年龄增大，额骨投影面积在正面观投影面积中所占的比例逐渐减小；上颌骨投影面积在正面观投影面积中所占的比例则逐渐增大。这与上述统计分析结果显示的上颌骨投影面积随年龄的变化趋势基本一致。

3.3 与洋海墓地颅骨材料的对比及相应启示

韩康信等[11]对洋海儿童颅骨进行了测量及年龄组间对比研究。将人群分为3 组：童年组（1 ～7岁），少年组（8 ～14 岁），成年组。认为少年时期（8 ～14 岁）的洋海颅骨便体现出种族鉴定相关的体质特点，如：洋海鼻骨横截面明显隆起，鼻骨较隆起，眶形较矮化，颧骨更低狭，颧宽更窄，面部扁平度明显弱化，颅形更长化等。在整个儿童阶段，脑颅的生长幅度、速度大于面颅。在不同年龄组间，颅骨尺寸年龄变化不是匀速的。这些反映出洋海古代儿童生长发育过程中的颅骨测量性状发育不平衡现象，也为进一步探讨儿童颅骨生长发育规律提供了重要基础信息。洋海儿童颅骨中，有不少营养不良或缺铁性贫血引起的筛状眶病变案例，也有脑积水症病例（舟状颅病例ⅡM166），这种疾病更会影响颅骨的形态及尺寸。一些儿童颅骨上有暴力打击的痕迹（如洋海ⅡM93，ⅡM44）。营养状况、古病理状况等也可能对本研究所探讨的颅骨尺寸年龄变化特点产生影响，但目前还很难完全排除这些因素的影响，因为这些儿童的死因还很不明确。未来拟结合考古背景、健康状况、疾病考古等进行综合分析，同时拟与医院开展合作研究，收集现生儿童的颅骨数据（如CT 扫描数据等），这样可以更清晰地勾画出儿童阶段头面部形态的具体生长发育变化，并分析儿童生长发育中的阶段性和连续性，生长发育速度的不均衡性，各部位生长模式的时间顺序性与统一协调性，生长轨迹现象和生长关键期等，综合探讨古代及现生儿童头面部生长发育规律。