稳定同位素视角下龙山—岳石文化时期胶东半岛旱作农业的强化

张昕煜 张旭

本文系国家社科基金青年项目“山东砣矶岛大口遗址出土人骨研究”（批准号：17CKG022）成果。

摘要：山东烟台砣矶岛是庙岛群岛的重要组成部分，这里自古就是沟通胶东半岛与辽东半岛的重要海上通道。龙山文化至岳石文化时期，海岱地区的考古学文化面貌、聚落形态都发生了重大变化。这一时期，以砣矶岛先民为代表的海上岛屿人群，其生业方式经历了怎样的变化一直缺乏深入的研究。鉴于此，本文以砣矶岛大口遗址为研究对象，选取18例人骨开展了骨胶原的C、N稳定同位素分析。结果表明，除M4、M18外，大部分人群的食物结构均较为相似，较高的δ13C、δ15N值表明大口遗址先民摄取了大量的C4类动物蛋白。结合考古资料及大口遗址独特的地理位置，我们认为这可能是先民大量食用粟黍、以粟黍副产品为食的家畜以及海洋生物所导致的。龙山文化至岳石文化时期，先民的食物结构未发生明显改变。在与胶—辽半岛同时期其他遗址的同位素数据进行对比后，本文认为，粟作农业始终是大口遗址人群最重要的生业经济类型，旱作农业在这一地区保持着不断强化的发展态势。

关键词：龙山文化 岳石文化 大口遗址 生业模式

Abstract： Tuoji Island， serving as an important part of the Miaodao islands， is a key point of marine transport routes connecting Jiaodong Peninsula and Liaodong Peninsula. Significant changes of cultural features and social organization have taken placed from Longshan period to Yueshi period in Haidai region， typically the inland areas. However， the subsistence strategy of individuals in marine island has rarely been evaluated due to the location far from the inland. In this paper， Carbon and Nitrogen stable isotope analysis of bone collagen from 18 individuals have been performed to reveal the dietary variation of Dakou site， Tuoji Island. Major of the bone collagen has elevated δ13C and δ15N， indicating a large amount of C4-based marine food or terrestrial animal protein consumption， whereas M4 and M18 have relatively depleted carbon isotopic data caused by more negative δ13C food. According to the archaeological backgrounds， we propose the Dakou persons intensively relied on the millet agriculture and highly exploiting marine resources. Further compared with other published isotopic data in the same region during different periods， we suggest the intensive millet agriculture has consistently shaped the cultural development of the island area， even surrounded by the ocean and far away from the mainland.

Keywords： Longshan Culture Yueshi Culture Dakou site Subsistence strategy

一、引 言

胶东半岛位于山东省最东端，其北、东、南三面为渤海、黄海所环绕，唯有西部经胶莱河与山东腹地的泰沂地区相接。庙岛群岛位于胶东半岛以北，是海岱文化区胶东半岛小区的重要组成部分，由32个海上岛屿组成，被称之为“渤海咽喉”，是沟通胶东半岛与辽东半岛的天然海上通道。特殊的地理位置，使得包括庙岛群岛在内的整个胶东半岛成为环渤海文化带的核心组成，更成为前往朝鲜半岛、日本甚至东北亚的门户与桥梁。

资源的开发与利用是中华文明起源与早期国家形成过程中的核心议题。胶东半岛人群的食物资源利用模式，因其独特的地理位置，在海岱文化区始终具有自身的发展脉络。新石器时代中期以来，即距今6000～5000年前后的北辛文化—大汶口文化早中期，广泛存在的贝丘遗址成为胶东半岛最具特色的文化景观。海洋生物资源的开发与利用无疑是先民长期依赖的生存方式，此外，粟黍种植、家猪饲养、陆地生物的狩猎采集也是其广谱性生业经济的重要组成部分。距今5000～4000年前后的大汶口文化中晚期—龙山文化时期，胶东半岛的生业经济面貌受到来自海岱核心区的强势影响，集中表现为贝丘遗址的大量消失、水稻遗存的广泛出现、以多品种农作物种植为代表的强化型农业正式形成。这一时期，海岱龙山文化的影响力已越过渤海海峡，胶东半岛与辽东半岛南端的考古学文化面貌近乎一致，稻作农业亦被传播到辽东地区。距今4000～3600年前后的岳石文化时期，人群的生业方式再次发生改变，稻作农业的重要性不断降低，旱作农业已成为先民最主要的生计方式。

综上所述可以看出，胶东半岛先民的食物资源利用模式受到了海岱地区考古学文化演进的深刻影响。但是，以往的研究多集中于胶东半岛的内陆及沿海地带，更加深入海洋的庙岛群岛，其先民的生业经济面貌经历了怎样的变化，一直缺乏深入的讨论。众所周知，对考古遗址出土的人骨进行C、N稳定同位素分析，是揭示先民食物结构的最直接方法。鉴于此，本文以烟台砣矶岛大口遗址出土的人骨为研究对象，开展骨胶原C、N稳定同位素分析，在重建大口遗址先民食物结构的基础上，结合胶—辽半岛已发表的骨胶原C、N稳定同位素数据，试图阐释在地区考古学文化演进的过程中，庙岛群岛先民生业经济的变化及其特性。

二、材料与方法

（一）遗址介绍

大口遗址位于山东省烟台市蓬莱区砣矶岛上（图一），是海岱地区胶东半岛小区龙山文化与岳石文化共存的代表性遗址。1980年、1982年由北京大学、社科院考古研究所分别对其开展了考古调查与发掘，发现多处房址、墓葬、兽坑（以埋葬猪为主，少数用狗）、用火遗迹等，同时还出土了较丰富的陶器、石器、骨器等遗物。发掘者认为大口遗址的考古遗存可分为早、晚两期，即大口一期与大口二期，14C测年（木炭）显示大口一期的年代不早于公元前2600年。研究认为，大口一期可进一步细分为四段，分别对应海岱龙山文化早期晚段至晚期早段，基本表现出龙山文化杨家圈类型的特点；而大口二期则呈现出岳石文化照格庄类型的特征。此外，大口遗址墓葬的葬俗特征较为多样，除仰身直肢葬外，还出现了屈肢葬、侧身直肢葬、俯身葬，特别是部分墓葬的人骨上还出现了压石块、填土中夹杂马蹄螺、海蛎壳、小石子的独特葬俗，被认为可能是环渤海地区区域共同文化特点的体现。

（二）骨胶原C、N稳定同位素分析基础原理

基于“我即我食”的原理，骨胶原C、N稳定同位素分析的结果直接反映了个体在较长时间内消费的主要食物类型，因而成为目前国际生物考古领域重建先民食物结构的主流方法之一，并被成功应用于探索农业经济在先民生活方式中的地位、人群内部生存策略多样性、农业起源与传播、动植物驯化机制等多个领域。

生物组织的δ13C值，可为判断其食物的主要类型提供依据（C3，C4；陆生、淡水、海水等）。在陆地生态系统中，C3类植物的δ13C值为-30‰～-23‰，（均值为-26.5‰），C4类植物的δ13C值为-9‰～-16‰（均值为-12.5‰）。海洋生物因复杂的海洋碳循环过程、较长的食物链等因素，其δ13C值分布更为广泛，一般介于-22‰～-11‰。与食物的δ13C值相比，人（动物）肌肉约富集1‰（常可忽略不计），骨胶原约富集5‰左右。

对于δ15N值而言，其沿营养级上升时，存在3‰～5‰的分馏，因而成为判断个体营养级和动物类食物/植物类食物比例的可靠指标。在陆地生态系统中，杂食类动物的δ15N值约为7‰～9‰，一级食肉类动物则普遍高于9‰。在海洋生态系统中，其δ15N值普遍高于同一营养级的陆地生物，一般介于7.5‰～19.5‰（海洋贝类、鱼类及哺乳动物等）。通常，在缺乏遗址动物骨胶原δ15N值进行对比的情况下，可近似采用3‰作为划分营养级的依据。人骨中的δ15N值越高，即代表其营养级级别越高。须指出的是，近年来的研究表明，除了营养级效应，干旱的环境、生物体新陈代谢异常、施农家肥等均可对生物体的δ15N值产生影响。

近现代以来，人类活动对环境的剧烈影响，如化石燃料的排放、水体的富营养化等均影响了现代生物的δ13C值、δ15N值。因此，对我国考古遗址出土的海洋生物遗存进行稳定同位素分析尤为必要。我国北方地区考古遗址出土的海洋生物稳定同位素分析仅见于大连广鹿岛小珠山遗址，其出土鲷鱼δ13C骨胶原为-13.1‰～-12.6‰，海狮为-13.0‰，海豹为-14.0‰～-13.2‰；鲷鱼δ15N骨胶原为11.3‰～12.7‰，海狮为16.8‰，海豹为16.0‰～17.0‰。

（三）样品测试

本次骨胶原实验以大口遗址1982年发掘墓葬（共计22座）出土的人骨为研究材料，共计采样18例，其中，大口一期（龙山文化）取样9例，大口二期（岳石文化）取样9例。取样部位为肢骨或颅骨残片，样品的文化分期、性别年龄等相关背景信息见表一。

骨胶原制备方法主要根据Richards等并略作修改。骨胶原样品制备与相关测试均在中国科学院大学科技考古系同位素实验室进行。测试仪器为串联Elementar Vario元素分析仪的Isprime 100稳定同位素质谱仪。C、N稳定同位素比值，分别以国际标准IAEA-600、IAEA-CH-6标定碳钢瓶气（以VPDB为基准）和IAEA-600、IAEA-N-2标定氮钢瓶气（以AIR为基准）为标准，分析精度分别为±0.1‰和±0.2‰。样品的C、N含量以及C、N稳定同位素比值，见表一、图二。

三、结 果

（一）骨骼污染的鉴别

骨骼被掩埋后，成岩作用会导致骨骼化学组成与生物学特性的改变。本文提取的18例骨胶原中，人骨胶原蛋白含量为1.1%～10.4%，低于现代骨骼样品（约20%），表明本次取样的骨骼在长期的埋藏过程中保存状况不佳。以骨胶原的C（15.3%～47%）、N（5.5%～7.3%）含量及C/N摩尔比值（2.9～3.6）为指标，剔除受污染的样品，是目前国际古食谱分析研究领域进行骨骼污染鉴别的主流方法。本文提取的18例骨胶原，均可用于进一步的骨胶原C、N稳定同位素分析。

（二）人骨胶原的δ13C和δ15N分析

由图二可知，大口遗址人群的δ13C值为-15.8‰～-6.7‰，均值为-8.3‰±2.2‰（n=18），表明其食物结构以C4类为主，应主要来源于C4类的植物抑或以C4类植物为食的动物。此外，人骨胶原的δ15N值落于8.9‰～11.6‰，均值为10.3‰±0.6‰（n=18）。先民较高的δ15N值表明其营养级较高，其食物结构中应包含了相当多的陆地动物蛋白或海洋性食物。综合δ13C和δ15N的结果可以看出，大口遗址先民总体上以C4类食物为主，大量的陆地动物蛋白或海洋性食物可能都是其肉食的主要来源。

为考察大口遗址先民食物结构与文化分期、性别年龄、葬俗特征的关系，本文对人群进行分组后采用常规统计方法对各组间的δ13C、δ15N值分别进行了差异性检验。为了采用更适当的统计检验方法，首先对数据的分布情况进行正态评估。对于不符合正态分布的数据，进行曼—惠特尼U检验；对于符合正态分布的数据，进一步进行方差齐性检验，以适当地选取非配对t检验或Welch t检验，统计检验结果如表二、图三所示。大口二期先民的δ15N值在青年个体与壮年个体间差异显著（P=0.045＜0.05，t=2.430，df=7，非配对t检验）。除此之外，人群的δ13C、δ15N在其他文化分期、性别年龄、葬俗特征方面均未表现出统计学差异。这表明，相较于大口二期的青年个体，同期的壮年个体具有更高的δ15N值。除此之外，大口人群内部的食物结构较为一致。

须指出的是，如图一所示，大口二期M4、M18的δ13C值为人群中最低，分别为-15.8‰、

-11.7‰，明显低于大部分人群的δ13C值（均值为-7.6‰±0.5‰），表明二者可能摄取了更多的δ13C值偏低的食物，如C3类植物、以C3类植物为食的动物或者δ13C值较低的海洋性食物。但是，在进行统计检验时，二者所在组与其对比组没有表现出显著性差异，这可能和较小的样本量有关。

四、分析与讨论

（一）龙山—岳石文化时期大口遗址先民的食物结构

考古资料显示，龙山文化至岳石文化时期，粟黍是海岱地区种植最为普遍的C4类粮食作物。虽然在大口遗址尚未发现粟黍的大植物遗存，但是胶东半岛已开展过系统植物考古的遗址如午台遗址、三官庙遗址均出土了大量的粟黍炭化植物种子。考虑到骨胶原的分析结果体现的是个体长期（十年以上）的食物消费水平，由此推断，粟黍等C4类粮食作物始终是大口遗址先民最重要的食物来源，发达的粟作农业是大口遗址先民长期稳定食用粟黍的经济基础。

大口遗址位于砣矶岛上，为渤海所环绕。部分墓葬填土中出现的马蹄螺、海蛎壳等海洋性食物遗存体现了大口遗址先民对海洋生物资源的开发与利用。在不考虑影响δ15N值的其他因素的情况下，一般认为大量以海洋性食物为食的人群，其δ15N在10‰～22‰之间。本次实验中，14例样品的δ15N均高于10‰，表明海洋性食物也是人群重要的食物来源。此外，大口遗址还发现了9座兽坑（或被认为是祭祀坑），均出土了完整的猪骨与狗骨。动物考古研究表明，海岱地区具有发达的家畜饲养业，以家猪最为常见。同时，各种野生鹿科动物的出土比例也较高，表明先民获取肉食资源的途径十分多样。因此，除了海洋渔猎捕捞，饲养家畜、狩猎野生动物所获取的陆地动物蛋白也是大口遗址人群骨胶原δ15N值较高的重要原因。

统计分析显示，除大口二期（岳石文化时期）的壮年个体比同期的青年个体具有更高的δ15N值外，人群整体的食物结构较为一致（表二；图三）。这表明，自龙山文化至岳石文化时期，虽然海岱地区的考古学文化面貌发生了重大变化，但是发达的粟作农业始终是大口遗址先民最重要的经济基础，海洋渔猎捕捞、家畜饲养等均是先民获取肉食资源的重要途径。此外，岳石文化时期的壮年群体比同期的青年群体具有更高的δ15N值，这是壮年群体消费了更多的海洋性食物或陆地动物蛋白所导致的。但是，由于样本量较小，这一现象是否具有代表性，还需在日后的研究中结合更多的证据加以深入分析。

综合考虑同位素分析结果与其墓葬所体现的文化传统，本文认为大口二期（岳石文化时期）的M4、M18可能具有较特殊的身份或来源。如图二所示，M4、M18这两例个体，在所有先民中具有最低的δ13C值，是更大规模地摄入了δ13C偏低的食物所导致的。特别是女性个体M4，其特殊的墓向（南北向）与人群主体的墓向（东西向）不一致。一般认为，墓葬头向朝北是鲁北地区的文化传统，龙山文化时期，该葬俗仅在胶莱河流域及日照近海的部分地区存在。目前尚不清楚岳石文化时期墓葬头向朝北这一文化传统的具体分布范围，但结合其女性身份，我们推测M4可能是外来迁入并在不久后就埋葬于砣矶岛大口遗址的。由于骨胶原的代谢周期在10年左右，因而M4的骨胶原中仍保留了其迁出地的饮食特征，即偏好δ13C值较低的食物，如C3类植物、以C3类植物为食的动物或δ13C值较低的海洋性食物。

遗憾的是，由于大口遗址未开展相关的动植物考古工作，无法进一步确定δ13C值较低食物的类型，仅能根据同时期胶东半岛地区动、植物考古成果，稍加推断。一方面，虽然岳石文化时期稻作农业的重要性不断降低，但水稻仍是海岱地区仅次于粟黍的最重要C3类粮食作物。胶东半岛照格庄遗址、庙后遗址，鲁北的桐林、李家埠，尹家、榆林、城子崖遗址，胶东半岛的双坨子遗址等均发现了稻的碳化植物遗存或植硅体。因此，如果M4、M18所摄入的低δ13C值食物来自于粮食作物的贡献，其食用水稻的可能性极大。另一方面，考虑到海洋性食物也是大口人群重要的食物来源，海洋性食物的δ13C值具有较大的变化范围，一般介于-22‰～-11‰，M18、M4较低的δ13C值也可能是更多摄入δ13C值偏低的海洋性食物所导致的。

综上所述可以看出，虽然经历了龙山文化—岳石文化的演替，但以粟黍种植为基础的旱作农业始终是大口遗址先民最重要的生业方式，海洋渔猎捕捞、家畜饲养等为先民提供了充足的肉食来源。值得指出的是，龙山文化时期，大口遗址人群内部的食物结构仍较为统一。而岳石文化时期，人群内部的食物结构开始出现不同程度的分化。不仅壮年群体更大规模地消费了海洋性食物或陆地动物蛋白，还出现了M4、M18这样具有特殊食物结构的个体，他们较人群主体消费了更多的低δ13C值食物，如水稻或海洋性食物等。

（二）粟作农业在胶—辽半岛沿海地带的强化

如表三所示，本文结合整个胶—辽半岛沿海地带已发表的骨胶原C、N稳定同位素数据制成箱式图（图四），尝试从稳定同位素分析的视角，阐释包括庙岛群岛在内的整个胶—辽半岛沿海地带史前先民生业经济的发展与变迁。

胶东半岛目前已开展过骨胶原稳定同位素分析的考古遗址有烟台白石村、即墨北阡、长岛北庄、栖霞古镇都与烟台午台遗址。但是，由于烟台白石村、长岛北庄、栖霞古镇都这3处遗址的骨胶原稳定同位素数据未公布相应的C含量、N含量及C/N，无法判断骨胶原的污染情况，因此，本文未对上述3处遗址的数据做进一步的对比与讨论。此外，虽然日照董家营遗址（大汶口文化中晚期）属于鲁东南小区，但考虑其是龙山时代距离胶东半岛最近的已开展过同位素分析的遗址，本文引用该遗址的数据以更好地体现胶—辽半岛沿海地带的区域特性。

须指出的是，辽东半岛沿海地带目前尚未公布人骨的稳定同位素数据，仅广鹿岛小珠山遗址开展了出土猪骨、狗骨的古食谱分析工作。一般认为，家狗的稳定同位素值与人骨的同位素值具有极强的相关性，在缺乏人骨的情况下，家狗、家猪的C、N稳定同位素值可作为研究古人食物结构和生业经济的替代性指标。因此，本文统计了小珠山遗址狗骨的胶原蛋白的δ13C、δ15N结果，以暂时代表辽东半岛南端小珠山遗址三、四、五期（相当于大汶口文化中晚期—龙山文化早期）先民的食物结构。

如图四所示，在胶东半岛地区，尽管先民所处的年代与位置存在一定差异，但他们较高的δ13C显示，C4类粟作农业是这几处遗址先民最重要的经济基础。与大汶口文化早期的北阡遗址相比，烟台午台、砣矶岛大口遗址的先民具有更高的δ13C值，说明自大汶口文化中晚期以来直至岳石文化时期，虽然胶东半岛发生了多次考古学文化面貌的变迁，但是人群对粟黍的依赖程度不断增加，粟作农业在先民生业经济中的地位不断强化。此外，与辽东半岛相比，胶东半岛人群的δ13C值均高于同时期小珠山遗址三、四、五期（相当于大汶口文化中晚期—龙山文化早期）狗的骨胶原δ13C值。这表明，胶东半岛先民对粟黍的依赖程度更高，粟作农业在其生业经济中的主导地位更加显著。

尽管日照董家营遗址与胶东半岛相距较近，但是胶—辽半岛沿海地带的诸遗址，如即墨北阡、烟台午台、砣矶岛大口、广鹿岛小珠山的骨胶原均表现出更高的δ15N值（如图四所示），表明海洋食物资源的开发与利用一直是这一地区先民生业经济的区域特色。值得关注的是，与即墨北阡、烟台午台这两处大陆沿海遗址相比，砣矶岛大口与广鹿岛小珠山这两处岛屿遗址，其骨胶原的δ15N更高。一般认为，海洋软体动物，如海贝等是即墨北阡先民利用的最主要的海洋性食物。稳定同位素研究表明，海贝的δ15N低于海洋鱼类及海洋哺乳动物。在不考虑其他影响δ15N值因素的情况下（如干旱、施肥与人体异常的新陈代谢等），如果北阡遗址居民大规模使用了海洋贝类，那么以砣矶岛大口遗址所代表的岛屿居民可能不仅利用了海贝，还消费了更多的海鱼，这或许暗示了大陆沿海居民与岛屿居民不同的海洋资源开发策略。

如图四所示，相较于胶—辽半岛的其他遗址，大口二期人群的食物结构差异性最大，这表明在以大口遗址二期所代表的岳石文化时，人群的食物结构多样性增强。考虑到M4与众不同的葬俗特征，M4存在外来迁入的可能。岳石文化时期，人群的迁徙更为复杂。因此，大口二期人群食物结构的多样性可能是岳石文化时农作物种植制度区域差异加剧、复杂的人群流动共同作用的结果。

综上所述可以看出，自大汶口文化中晚期至岳石文化时期，胶—辽半岛先民的生业经济模式整体上较为稳定，突出表现为粟作农业的强化以及独具地域特色的海洋渔猎捕捞。岛屿居民与陆地沿海居民可能具有不同的海洋资源开发策略。在岳石文化时期，以大口二期人群为代表的庙岛群岛居民食物结构多样性显著增加。这一方面暗示了胶东半岛复杂的农作物种植格局，另一方面也不排除与其他地区人员交流的可能。由此推断，不断强化的粟作农业与独具特色的海洋捕捞业是胶—辽半岛社会文化稳定发展的经济基础。基于此，经由“海上路桥”庙岛群岛的人群迁徙、稻作农业传播以及其他重要资源的贸易往来才得以源源不断地开展，并进一步辐射至我国东北地区、朝鲜半岛、日本甚至东北亚。

五、结 论

由大口遗址人骨的C、N稳定同位素分析，可得出如下结论。

1.大部分人群的骨胶原具有较高的δ13C、δ15N值，表明以粟黍种植为基础的旱作农业是人群最重要的生业方式，海洋渔猎捕捞、家畜饲养等为先民提供了充足的肉食来源。

2.龙山文化时期（大口一期），人群内部的食物结构较为统一。岳石文化时（大口二期），人群内部的食物结构开始出现不同程度的分化。不仅壮年群体更大规模地消费了海洋性食物或陆地动物蛋白，还出现了M4、M18这样具有特殊饮食偏好的个体，他们消费了更多的低δ13C值食物，如水稻、陆地野生动植物或海洋性食物等。

3.通过对胶—辽半岛其他4处遗址人骨稳定同位素数据的分析与比较，发现以粟黍种植为主的旱作农业在胶—辽半岛呈现不断强化的态势，海洋渔猎捕捞始终是这一地区的区域特色。

最后，需要指出的是，因缺乏该遗址动物、植物的稳定同位素数据，对人骨有关数据的讨论或诠释，可能有失偏颇或存在不尽人意之处;对本文出现的2例异常个体，也缺乏深入探讨。这需要我们在以后的研究工作中进一步加以完善，更好地再现岳石文化时期胶—辽半岛沿海地带人群交流的历史进程。

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