科技考古视野下的夏家店下层文化及相关问题研究述评

豆艳霞，李明华

（赤峰学院 历史文化学院，内蒙古 赤峰 024000）

夏家店下层文化是中国北方地区早期青铜时代的考古学文化，因1960年夏家店遗址的发掘而得名。后以文化差异为依据分为上、下层，并将下层堆积命名为“夏家店下层文化”[1]。该文化主要分布在内蒙古东南部、河北北部、辽宁西部。按水系来看，主要是在燕山南北的西辽河水系（包括老哈河流域、大凌河流域）、滦河水系、海河北部；按地形来看，遗址集中分布于辽西黄土丘陵地带。目前，已发现的典型遗址有赤峰二道井子[2]、药王庙[3]、蜘蛛山[4]、南山根[5]、三座店[6]、大甸子[7]、范仗子[8]、四分地[9]、小塘山[10]、大山前[11]、东山嘴[12]、上机房营子[13]等，辽宁西部北票丰下[14]、建平水泉[15]等。

20世纪50年代以来，现代科技手段逐渐被应用于考古学研究，涉及碳十四测年、环境考古、人骨考古、动物考古、植物考古、手工业考古等多个方面，极大地拓宽了夏家店下层文化的研究领域。回顾近年来科技考古在夏家店下层文化研究中的应用，对该文化时期人群居住环境、体质特征、生业方式和手工业技术等的综合审视具有重要意义。

一、年代学研究

考古学研究离不开时间尺度，年代研究包括相对年代和绝对年代的判定。相对年代主要依据考古地层学和类型学的方法确定时代的早晚关系，例如在南台地遗址和白音长汗遗址中发现夏家店下层文化堆积叠压在红山文化堆积之上，夏家店遗址中夏家店下层文化堆积被夏家店上层文化堆积所叠压。由此可以得知夏家店下层文化晚于红山文化，而早于夏家店上层文化。

绝对年代主要通过碳十四测年、树木年轮测年及其他自然科学手段测定。经过考古发掘，在蜘蛛山、大甸子、范杖子、小黑山、八盖地、北票丰下等多个遗址出土有木炭、朽木等树木遗存。近年来，中国科学院考古研究所、北京大学对其进行了碳十四测年以及树木年轮校正工作，将测年结果发表于《中国考古学中碳十四年代数据集1965—1991》[16]《辽宁建平两处早期冶铜遗址的调查与初步认识》[17]。通过目前收集的18 个碳十四年代数据，可知夏家店下层文化遗存测定年代最早为公元前2466年，最晚为公元前1263年。

根据科学的碳十四测定数据范围，结合地层叠压关系以及类型学研究结果，可以确定典型的夏家店下层文化遗存的年代大体在公元前2500—1200年，也就是距今4450—3150年。

二、环境考古研究

环境考古主要是运用地貌学、第四纪地质学及沉积学等学科的方法，对古代人类所处生态环境进行研究并加以重建，进而深入了解古代人地关系[18]。夏家店下层文化环境考古研究主要集中于全新世植被状况和土壤状况等方面。

经地质学研究，在全世界范围内8500aB.P.—3000aB.P.的全新世中期是一个温暖时期，但期间存在数次变干冷事件。由碳十四年代数据来看，夏家店下层文化正处于全新世暖期，有两次气候变干冷事件与其发展相关。

近年来，有学者对大山前、哈力海吐、赵宝沟、大甸子等遗址内出土碳化植物、孢粉等遗存进行分析，复原了夏家店下层文化时期的植被景观和生态环境。王树芝对大山前遗址灰坑中出土的木炭遗存进行了种属鉴定和量化分析，认为当时的植被景观为油松林和蒙古栎林，显示其气候环境温暖湿润[19]。孔昭宸等人对大甸子遗址出土孢粉进行了分析，认为当时树种普遍喜温耐干，判断夏家店下层文化时期赤峰地区黄土丘陵区生长着暖温带常绿阔叶和落叶阔叶树种组成的混交林。李宜垠对哈力海吐和赵宝沟遗址孢粉进行了研究，认为夏家店下层文化的树种为松、栎、榆、桦、云杉和冷杉等，并含有栗属、无患子科和槭树科等具有喜暖特性的花粉[20]。综合来看，夏家店下层文化时期的气候波动和缓，整体温暖湿润。夏正楷通过对科尔沁沙地的研究，发现科尔沁沙地在夏家店下层文化时期出现大面积收缩[21]，沙地收缩意味着可耕地的扩大，这为夏家店下层文化时期农业的发展提供了适宜的土壤条件。关于夏家店下层文化人群居住地和农田的区位选择，有学者也进行了分析和讨论。如李明华通过量化分析，认为夏家店下层文化人群居住地多数在河床岸边较大的台地或坡岗上[22]。王立新对大山前遗址采集土样进行了孢粉分析，认为当时聚落址内有成片的农田和水域，而农田主要分布在坡岗之上[23]。由上可知，夏家店下层文化遗址多位于河流附近，而河流阶地发育形成的二级阶梯为人类提供了更加安全和适于农作、栖息的场所，河流下切形成的新漫滩也是当时的活动场所[24]。

综上可知，夏家店下层文化是在全新世暖期阶段发展起来的，科尔沁沙地的收缩为其提供了更广阔的农业活动空间。这一时期形成的二级阶地为农作物提供了一个安全和适合的场所，而河谷缓坡处为人类的栖息地。经考古发现，辽西地区最大规模的聚落遗址即存在于夏家店下层文化时期。特定时空内人口的大幅度增长，一般都与基本生活资料获取方式的转变密切相关。暖湿的自然生态环境，为该时期北方传统旱作农业和家畜饲养业的发展提供了先决条件。随着农业的发展，人口规模大幅增大，聚落更加繁荣。夏家店下层文化晚期，气候出现转折，环境变得干冷，夏家店下层文化衰落。

三、人骨考古研究

人骨考古主要对人骨遗存采用观察、测量及古DNA、碳氮稳定同位素分析等方法和手段，探讨古代人群的种族形态、饮食与健康、风俗习惯等相关问题[25]。学者们就夏家店下层文化兴隆洼、兴隆沟、南山根、夏家店、药王庙、大甸子等遗址均进行了体质类型、性别年龄、风俗习惯、食谱分析、古病理等多方面的人骨考古研究。

（一）体质特征

三关遗址、大甸子墓葬等出土人骨的研究，为夏家店下层文化人种问题给出了答案。朱泓对夏家店下层文化蔚县三关遗址和前堡遗址出土的颅骨进行了形态特征的观察和统计，认为均具有明显的蒙古人种特征，特别是与东亚类型的共有特征较为突出[26]。潘其风通过对大甸子遗址出土的三组头骨的观察与测量，发现一部分标本具有“古华北类型”高颅窄面特征，与东亚蒙古人种接近，另一部分表现出先秦时期东北地区“古东北类型”高颅阔面的特征，因此其体质特征既与东亚蒙古人种接近，又具有少量的北亚蒙古人种的基因[27]。张全超对界力花遗址出土的颅骨进行了观察与测量，认为夏家店下层文化居民的体质更接近于“古华北类型”居民，与大甸子遗址人骨研究结果相符[28]。

人骨研究表明夏家店下层文化人群体质特征的复合性。潘其风的研究表明，具有“古东北类型”特征的夏家店下层文化先民可能与长城地带及东北地区前期居民有联系，而具有“古华北类型”特征的先民可能与中原地区居民的关系更直接。并且，夏家店下层文化界力花遗址与平安堡遗址高台山文化居民的体质特征十分接近，揭示出两种文化人群之间存在交流融合的可能性。

（二）性别年龄构成

在经鉴定的600 余座大甸子墓葬中，有583 例可辨别性别的个体。潘其风对其进行了统计分析，显示男女比例大致呈1.04：1，平均寿命为28.28岁，男性身高范围156.34—176.06，平均身高163.28，女性身高范围138.77—166.48，平均身高154.40 厘米[29]。

（三）风俗习惯

通过考古发掘，在南山根、夏家店、药王庙等遗址均发现有利用废弃的灰坑和住址先后埋人数具的现象。经人骨鉴定，埋葬的人骨无种族上的区别。这两种埋葬方式，应是夏家店下层文化特殊的葬俗。此外，大甸子墓地中发现较多头骨畸形个体，最小年龄4—5 岁，这种现象可视为将头骨后枕部睡扁平的习俗[30]。

（四）食谱分析

碳同位素作为研究人类食谱的重要手段，被应用于敖汉旗兴隆洼、兴隆沟遗址的研究中。研究证明该时期的人类以C4 植物为主要食物[31]。孙永刚等人对敖汉旗博物馆馆藏兴隆沟第三地点出土人骨及动物骨骼采样，将测得的碳、氮稳定同位素数据与兴隆洼期和红山期作对比，结果表明13C 平均值更高、15N 平均值偏低[32]。这说明当时的人类肉类食物摄取较少，对小米类作物更加依赖。

（五）古病理

人骨观察分析有助于我们对夏家店下层文化时期居民健康状况的了解。潘其风对大甸子遗址的人骨分析表明，居民死亡多集中在中壮年时期，尤其是中年居多，结合性别年龄发现，青年女性死亡率高于男性，可能是当时医疗卫生条件差，女性孕期感染疾病难以医治。通过对骨骼上遗留的创伤观察分析，发现大甸子遗址先民们患有多种口腔、骨类疾病，如龋齿、牙周炎、骨性关节炎、类风湿性关节炎等[33]。

人骨考古研究为我们了解夏家店下层文化人群的体质特征、人种问题提供了依据，也从另一个角度为其生业方式、风俗习惯、健康状况等方面的研究提供了材料支撑。目前，古DNA 的研究工作还相对较少，可作为今后研究的重点，以揭示夏家店下层文化人群来源及饮食变化对人类健康状况产生的影响等问题。

四、动物考古研究

动物考古主要是以埋藏学和生态学知识为基础，结合考古学的文化背景，通过观察、鉴定、碳氮稳定同位素及古DNA 分析等方法对考古发掘出土的动物遗存进行研究，以认识古代人类对动物资源的利用及驯化过程[34]。南山根、夏家店、药王庙、蜘蛛山、东山嘴、大甸子、兴隆沟等遗址均出土大量动物遗存。目前，学界对夏家店下层文化动物遗存的研究主要集中在动物种属、动物资源获取方式和动物牺牲等方面。

（一）动物种属

1961年发掘的南山根遗址中出土的动物骨骼，经刘观民等人鉴定，有猪、狗、牛、羊、鹿，其中猪所占的比例较高[35]。夏家店、药王庙遗址出土大量兽骨，经鉴定有猪、狗、羊、牛科、马科，还可能已经饲养鸡。另外，发现有许多经过烧炙(食用)呈焦黑色的碎骨[36]。在南山根遗址也发现有焦黑色碎骨，说明烧烤食用应为普遍的动物资源利用方式。1963年，蜘蛛山遗址发现了一些夏家店下层文化时期动物骨骼，经种属鉴定，有牛、羊、猪、狗、兔五种，其中牛、羊、猪较多[37]。在东山嘴遗址中发现了大量的动物骨骼，经鉴定有大量猪、狗、羊、牛等[38]。在诸多遗址中，表现出以猪、狗数量最多的共同特征。

（二）动物资源获取方式

1.野生动物

通过对大山前遗址动物骨骼数量的统计分析，王立新发现野生动物仅占1%，而且用于狩猎的工具种类及数量极少[39]。这说明狩猎在夏家店下层文化居民的经济生活中不占主要地位，所起的作用十分有限。

2.家畜驯养

吉林大学边疆考古研究中心对大山前和井沟子遗址出土的青铜时代古马进行了线粒体DNA 分析，其中4 份样品来自夏家店下层文化遗存。经综合分析，发现它们有着不同的母系来源，一部分与普氏野马有着相近的共同祖先，另一部分则与欧洲家马有密切的亲缘关系[40]。夏家店下层文化时期马的遗传基因呈现出多样性的特征。

经张镇洪研究发现，至少在夏家店下层文化时期，就已经完成了对猪的驯化[41]。王立新发现，大山前遗址中猪所占的比例最大，达47.65%[42]。师宏伟等人对辽宁省建平县水泉遗址出土的动物骨骼进行了鉴定和分析，认为家猪为水泉遗址夏家店下层文化时期先民主要的肉食来源，并且将结果与西北丘陵地区进行区域对比后发现东南部丘陵地区饲养家猪动物比例高于西北丘陵地区[43]。研究结果显示夏家店下层文化先民能“因地制宜”，不同的区域有不同的生业经济。

罗运兵对大甸子遗址的动物骨骼进行了研究，发现猪的占比为52%，家猪饲养技术已经成熟，并且该遗址的家猪与其他遗址相比表现出明显的形体偏大的特点，应为辽西本土家猪品种[44]。

师宏伟等人在水泉遗址出土的动物骨骼上发现有家犬对残骨的啃咬再利用行为，反映出古人已与家犬建立了亲密的共生关系[45]。张镇洪研究发现，夏家店下层文化中期完成了对狗的驯化[46]。

（三）动物饲养

夏家店下层文化时期，家养动物肉食贡献率为64.81%，野生动物肉食贡献率为35.19%[47]。家畜的肉食贡献率占一半以上，说明家畜饲养业已相当发达，并且家猪为绝对优势品种。孙永刚等人对敖汉旗博物馆馆藏兴隆沟第三地点出土骨骼进行了采样，通过研究认为13C 和15N 值均高于兴隆洼期和红山期的数值[48]，这说明夏家店下层文化时期的家畜主要通过投喂小米饲养。

（四）动物牺牲

敖汉大甸子墓地盛行在填土中随葬猪头、狗头，甚至使用完整猪牲，龛内随葬猪的趾骨、头骨和鸡骨，并且会举行射豕仪式[49]。在界力花遗址中发现有动物牺牲现象，用牲种类为猪蹄和鸡[50]。高台山文化的代海墓地出现同样的用牲现象[51]。其他特征也显示了两种文化之间存在着密切的联系。

（五）其他研究

罗运兵对大甸子遗址的75 件动物骨骼进行性别比例研究时发现，为提高肉量，夏家店下层文化先民会对幼年时期的公猪进行阉割[52]。

动物考古的研究结果表明，在夏家店下层文化时期家畜饲养成为重要的食物资源获取方式，家猪已被驯化且成为主要的肉食性来源。定居是动物驯化的必要条件，家猪的饲养说明夏家店下层文化时期有着较发达的农业。此外，该人群可能已经成功驯化狗并与其建立了亲密的互动关系。辽西地区狗的驯化或许可以追溯到夏家店下层文化早期阶段。

五、植物考古研究

植物考古通过对出土的炭化种子、植物根茎等大植物遗存和淀粉粒、孢粉等小植物遗存进行研究，以复原古植被、古气候，并探讨人类如何获取和利用植物资源等问题[53]。夏家店下层文化的植物考古研究主要集中在种属鉴定及植硅体分析等方面。

（一）大植物遗存

近年来，学界对北票丰下、四分地、水泉、小塘山、兴隆沟和三座店等遗址的大植物遗存都进行过种属鉴定工作。

孙永刚等人对小塘山遗址2021年度采集土样进行了浮选及分析，结果显示该遗址为以粟、黍为主的典型北方旱作农业类型，粟在当时的农业种植结构中为首选农作物品类[54]。在史前时代，单一农作物种植体系在应对环境变化方面能力较弱，且容易造成农作物病虫害源的积累、土壤微量元素和肥力的流失。而种植多品种农作物能够有效减少杂草、虫害等对农业生产造成的损失，还可以有效利用土地和生长季节，提高区域农业的生产总值。二道井子遗址内出土炭化植物种子有黍、粟、大豆、大麻[55]，就反映了其多品类农作物种植体系。赵志军对兴隆沟和三座店遗址夏家店下层文化时期的炭化种子鉴定后，发现粟、黍和大豆遗存[56]。由此可知，夏家店下层文化农业为典型旱作农业，且已经形成多品种农作物种植体系。

贾鑫等人通过对辽西地区夏家店下层文化时期多处遗址所得炭化种子的研究发现，粟、黍作物的生长环境要求可能限制了人类活动的范围，该时期的人类很难越过北纬43°30′北延活动[57]。

（二）小植物遗存

王丹等人对上机房营子遗址土样进行了植硅石分析，发现上机房营子遗址所属时期的气候较为温和。夏家店下层文化早期房屋建筑为半地穴式，晚期地面建筑普遍[58]。房屋形式的改变也折射出气候转暖，更适宜生存。

据研究表明，夏家店下层文化时期诸遗址均发现粟、黍等农作物，出土粟的绝对数量较其他植物遗存高，说明夏家店下层文化时期的农业以种植粟为主，黍也占据重要地位。而遗址所见人骨与动物骨骼的碳、氮稳定同位素数据分析结果也印证了夏家店下层文化时期居民以粟为主要食物来源。

六、冶金考古研究

冶金考古是通过金相观察、铅同位素分析、扫描电镜观察等，以探讨区域文化交流、技术传播以及古代冶金技术史等问题[59]。

夏家店下层文化出土青铜器在中国早期青铜文化中占有重要的地位。据考古发掘，在大甸子、二道井子、三座店和大山前等多个遗址均出土有制作精美的青铜器。冶金考古相关工作主要集中于对青铜器矿料来源、合金成分、加工工艺、冶铜技术起源及文化交流等方面。

（一）矿料来源

目前已发现内蒙古林西县的大井多金属矿、内蒙古东部的孟恩陶勒盖多金属矿，辽北地区的关门山多铅锌矿，山西省南部的中条山多铜矿，辽宁桓仁的多金属矿及大兴安岭中南段的小坝梁铜金矿等矿藏。

王永乐等人使用电感耦合等离子体质谱仪对大山前、大甸子等四处遗址出土铜器进行了铅同位素分析，认为林西县的大井多金属矿可能为这四处遗址铜器的矿料来源，辽宁桓仁的多金属矿可能是大山前遗址出土含铅铜器的铅料来源[60]。李延祥等人发现大甸子墓葬出土的含铅锡器矿料来源于赤峰北部地区[61]。

王立新等人对小北山、庙台地采集的部分炼渣进行了扫描电镜观测，认为小北山、庙台地、转山子、小福山、小黑山与八盖地遗址六处夏家店下层文化的冶铜遗址集中分布于采矿遗址邻近区域[62]。

（二）冶炼技术

席光兰等人对辽宁建平县小北山冶铜遗址进行了调查，并采用扫描电镜和能谱仪对炼铜炉壁残片进行检测分析，结果表明当时用小型炼炉冶炼氧化矿石，这种炼炉带有双排鼓风孔，采用“氧化矿—铜”冶炼工艺，采矿和冶炼技术相对落后[63]。刘函对辽宁省凌源市牛河梁遗址发现的炉壁残片及残渣进行了仔细观察，复原了炼炉，并分析了各部分的功能[64]。

（三）合金成分及加工工艺

通过李延祥[65]、王永乐[66]等人的研究，发现大甸子、二道井子、大山前和三座店等遗址出土铜器均采用热锻和铸造的加工工艺及冷加工技术。通过对大甸子、二道井子、大山前、三座店遗址出土铜器进行鉴定与分析，均发现有锡青铜，即当时的工匠已经认识到通过加锡可以改善铜器的机械性能。在铸造铜器时加入铅的做法也能在这几处遗址中找到踪迹。经检测，二道井子遗址出土铜器几乎未见铜锡铅合金。大甸子遗址虽然出土了铅器，但居民可能还未意识到铅的加入能够起到降低熔点、提高硬度的作用。总之，大甸子、二道井子夏家店下层文化青铜器相似，普遍不加入铅，具有早期青铜时代的特点。而在大山前和三座店遗址中出土有高铅青铜器，说明人们已经认识到铅的加入可以增加铜液流动性[67]。

研究上述的矿料来源、冶炼技术以及加工工艺等问题，有助于全面揭示夏家店下层文化的冶金技术面貌和特点，进而探讨冶金技术对中华文明起源与早期发展的影响。夏家店下层文化时期的工匠已经能识别并提取铜、锡和铅元素，并有意识地在铜器生产过程中加入铅、锡以提高铸造性能。通过合金配比发现，大山前、三座店遗址的冶金技术较二道井子、大甸子遗址更加成熟。

七、手工业技术研究

夏家店下层文化技术工艺研究主要以出土的玉石、骨器、陶器等为研究对象，可以展现当时社会的生产力发展水平。

（一）石器制作

夏家店下层文化遗址出土了大量石质工具，如石锄、石铲、石镰刀、鞋楦、门轴石、石珠、石环、石钺和石磬等，可分为农业生产工具、生活用具、装饰和礼仪用具等几大类。目前，对夏家店下层文化石器的研究主要涉及石器的选材、制作、使用及功能等方面。

陈胜前等人对大山前遗址出土的石锄进行了观察研究，结合模拟实验和民族学材料，认为石锄主要用于碎土、勾草、耙地、开沟垄和引水灌溉等生产活动[68]。汤卓炜对夏家店下层文化时期上机房营子遗址出土石器分析后，认为河流岸边及山体基岩的沉积岩和岩浆岩为石器原料来源[69]。这一时期因河流水系演变与流水作用，基岩暴露出地表，使其成为夏家店下层先民选择的原料。

不同用途的石制品对于原料选择具有很强的指向性，如细石叶与石镞全部选择适于精细压制加工的优质硅质化学沉积岩[70]。王立新认为大山前遗址出土的石斧多选择用玄武岩制作，磨盘、磨棒皆以砂岩制作，火山碎屑岩中的晶屑凝灰岩用于制作收割工具[71]。这说明这一时期人们会根据不同工具的性能需求选择石料。

（二）陶器制作

根据考古学研究，夏家店下层文化时期陶器有数十种，采用泥条盘筑、分段套接、轮制等制作方法，烧制火候较高。

王正东等人利用X 射线荧光仪对上机房营子遗址出土陶器残片进行了成分分析，发现当时存在着取土地点和矿料细化处理技术的继承和沿袭，并且在夏家店下层文化晚期，与三座店之间有过陶器交换或技术交流等[72]。内蒙古小塘山遗址出土了大量的制陶工具、陶土和泥料等，展现了该遗址完整的制陶工序[73]。

（三）骨器制作

在夏家店下层文化遗址中发现了精致的骨针、骨锥、骨刀、骨梳以及骨环、骨珠、骨管等工具和饰品。

包曙光等人对乃林皋遗址出土的骨器进行了观察分析，透过加工痕迹可以发现该地区古代居民已有专人对动物进行肢解，锯、磨、钻孔等加工技术趋于成熟，夏家店下层文化人群可能已经形成了完备的骨器加工操作链[74]。1973年在赤峰香炉山遗址发掘出土20 多片相同规格的骨料半成品，批量生产可说明它可能是骨器生产作坊，手工业趋于专业化。在建平水泉遗址出土一件完整的扁平形骨梭，丰下M1 中发现骨架上附有黄色平纹布残迹，将两地遗存综合来看，当时很可能已经使用骨梭织布。

夏家店下层文化时期先民已经能对废弃的动物骨骼进行二次利用，并很可能掌握了完整的骨器加工技术，这是对动物资源的高效利用与生产技术提高的重要表现。

八、结语

距今5000年的变干冷事件后，夏家店下层文化时期气候转暖，科尔沁沙地收缩，农业经济得以进一步发展，最终形成了以旱作农业为主，家畜饲养为辅，狩猎采集作为重要补充的生业模式。与此同时，农业的发展为手工业发展提供了条件，夏家店下层文化出现了制陶、骨器加工、玉石器加工、青铜冶铸等行业。然而，到夏家店下层文化晚期，全球再次发生环境变干冷事件。在这次降温事件的影响下，辽西地区气候趋于干冷，温度降低，降水减少，科尔沁沙地面积再次扩大，可利用的动植物资源变少，作物产量降低，人口压力增大，从而加速了夏家店下层文化的衰落。