關(guān)鍵詞:二十一世紀;考古發(fā)現(xiàn);人類活動;更新世;泥河灣盆地
1 引言
人類演化、文化發(fā)展是國際學(xué)術(shù)界和大眾關(guān)注的重大學(xué)術(shù)問題。1920年法國古生物學(xué)家桑志華(Licent E) 在甘肅慶陽的黃土層和其底部礫石層中發(fā)現(xiàn)2 件石制品[1],1922~1923年,桑志華和法國古生物學(xué)家德日進(P. Teilhard de Chardin) 發(fā)現(xiàn)寧夏水洞溝和“河套人”化石[1,2],從此揭開了中國古人類活動發(fā)現(xiàn)與研究序幕。幾乎同時,瑞典考古學(xué)家安特生(J. Andersson)、美國古生物學(xué)家格蘭階(W. Granger) 及奧地利古生物學(xué)家?guī)煹に够∣. Zdansky) 于1921和1923年在周口店第1 地點發(fā)現(xiàn)2 枚人牙化石,并于1927年將其作為人屬(Homo) 予以記述[3],引起國際學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。隨著1929年裴文中在周口店發(fā)現(xiàn)北京猿人第1個完整頭蓋骨及大量文化遺存[4,5],我國古人類和舊石器考古的發(fā)現(xiàn)與研究持續(xù)受到國際學(xué)界的廣泛關(guān)注,并逐漸成為探尋舊大陸古人類起源、演化與文化發(fā)展的重要區(qū)域。在我國多個區(qū)域的古人類考古發(fā)現(xiàn)和研究進程中,地處華北的泥河灣盆地,因其地層連續(xù)、富含哺乳動物化石和大量舊石器遺存,成為揭示東亞人類演化、技術(shù)發(fā)展和行為適應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域。
泥河灣盆地位于山西東北部和河北西北部,地處黃土高原東北部、蒙古高原向華北平原過渡地帶(圖1: A)。泥河灣盆地(又稱桑干河盆地)屬晚新生代山間斷陷盆地[6],發(fā)育于汾渭裂谷系東北端,其主體沉積為上新世晚期至中更新世晚期的河湖相沉積體系,頂部為晚更新世黃土覆蓋[7]。泥河灣盆地原指陽原盆地,隨著科學(xué)研究的發(fā)展,有學(xué)者指出廣義的泥河灣盆地除了陽原盆地外,還包括曾經(jīng)屬于同一個湖盆沉積體系的大同盆地、廣靈- 蔚縣盆地、涿鹿和懷來等區(qū)域[8](圖1: B)。
泥河灣盆地在地質(zhì)、生物進化、人類演化和環(huán)境變化等方面的學(xué)術(shù)價值,早在1924年就被巴爾博、德日進等西方學(xué)者發(fā)現(xiàn)。Barbour 將這套地層命名為“泥河灣層(NihewanBeds)”[9,10],隨后,Teilhard de Chardin 和Piveteau 于專著《泥河灣哺乳動物化石》中首次提出了泥河灣存在早期人類活動的可能性[11]。1957 年,賈蘭坡提出泥河灣期的地層才是最早人類的腳踏地[12];1965 年,王擇義在陽原東城虎頭梁發(fā)現(xiàn)古人類活動遺址[13],首次將該區(qū)域人類活動的歷史推至上萬年;1972 年,蓋培和衛(wèi)奇在泥河灣村西側(cè)上沙嘴村北的砂礫石層里發(fā)現(xiàn)1 件石制品[14];隨后,著名的許家窯人和小長梁及東谷坨等遺址相繼被發(fā)現(xiàn),使泥河灣盆地成為揭示我國北方古人類演化和生存活動的重要區(qū)域[15-17]。
進入二十一世紀以來,盆地內(nèi)多區(qū)域、多時間段大量古人類活動遺址的發(fā)現(xiàn)和多學(xué)科協(xié)作的高水平研究成果豐碩,其相關(guān)研究成果對構(gòu)建東亞古人類演化與技術(shù)發(fā)展序列產(chǎn)生了重要影響。本文對進入二十一世紀以來泥河灣盆地的重要考古發(fā)現(xiàn)進行梳理,重點對多學(xué)科合作的科學(xué)研究成果和影響進行歸納,以及對今后的舊石器考古工作和相關(guān)學(xué)術(shù)問題的思考。
2 泥河灣盆地重要考古發(fā)現(xiàn)
泥河灣盆地古人類活動的發(fā)現(xiàn)秉承了科學(xué)探索和項目驅(qū)動的特點。進入二十一世紀,河北省文物考古研究院(原河北省文物研究所)與中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱為中科院古脊椎所)作為核心力量,在盆地內(nèi)進行長期連續(xù)的舊石器考古調(diào)查和發(fā)掘。2007~2011年,由河北省文物考古研究院主導(dǎo)的河北省“第三次全國文物普查”在泥河灣盆地進行拉網(wǎng)式調(diào)查,并對已有遺址進行登記造冊工作。2013 年,河北省泥河灣東方人類探源工程啟動,中科院古脊椎所和中國社會科學(xué)院考古研究所聯(lián)合河北省文物考古研究院、河北師范大學(xué)等單位繼續(xù)對泥河灣盆地進行舊石器遺址的調(diào)查和發(fā)掘工作,發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘了大量古人類活動遺址。經(jīng)過20 余年來的調(diào)查和發(fā)掘,據(jù)不完全統(tǒng)計,廣義泥河灣盆地內(nèi)已有舊石器時代遺址或地點超過497 處,其中陽原盆地367 處、蔚縣盆地62 處、懷來盆地18 處、逐鹿盆地19 處、大同盆地31 處[18-20]。重要遺址地理位置圖見圖1,遺址信息詳見本文網(wǎng)絡(luò)版附屬材料。
2.1 陽原盆地重要考古發(fā)現(xiàn)
陽原盆地位于泥河灣盆地核心地帶,一直是古人類活動發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘的重要區(qū)域。進入二十一世紀,河北省文物考古研究院謝飛等對馬圈溝遺址第III 文化層的發(fā)掘,揭露了東北亞最早的古人類活動信息,在1.66MaBP的地層內(nèi)發(fā)現(xiàn)人類活動面,再現(xiàn)了古人類肢解草原猛犸象的場景;在第III 文化層以下發(fā)現(xiàn)第IV~VII 文化層,依據(jù)古地磁測定推測古人類在該遺址的活動時間開始于約1.76 MaBP[19,21]。多年來,馬圈溝遺址總發(fā)掘面積超過500 m2,出土文化遺物上萬件,石制品體現(xiàn)出華北小石器工業(yè)整體面貌簡單、原始的特征,同時伴生豐富哺乳動物化石,為研究古人類在東亞地區(qū)的出現(xiàn)、演化, 以及石器技術(shù)、行為模式等提供了關(guān)鍵材料[19]。2002~2006年,中科院古脊椎所衛(wèi)奇在岑家灣臺地西南側(cè)的黑土溝發(fā)現(xiàn)Olduvai 正極性亞時的地層,據(jù)報道在沉積物內(nèi)發(fā)現(xiàn)豐富的石制品和動物碎骨,推測年代為1.95~1.77 MaBP[22];目前正在開展進一步的研究工作,可望為在泥河灣盆地尋找更早的古人類活動遺存提供有價值的線索。2004 年,河北省文物考古研究院在岑家灣村西南側(cè)沖溝(石溝)兩側(cè)的湖相地層發(fā)現(xiàn)石制品;2013~2019 年,河北省文物考古研究院、河北師范大學(xué)趙海龍和中科院古脊椎所同號文等在該遺址多個區(qū)域進行連續(xù)發(fā)掘,揭露5 個文化層,發(fā)現(xiàn)豐富的石制品和大量保存完好的動物化石,年代跨度大致為距今160~110 萬年,為研究該遺址古人類的石器技術(shù)和環(huán)境適應(yīng)策略提供了重要線索[19,23-24]。2014~2016年,河北省文物考古研究院在馬圈溝北側(cè)的魚咀溝兩側(cè)的河湖相地層內(nèi)多個層位發(fā)現(xiàn)石制品和動物碎骨,近年來的發(fā)掘在魚咀溝1 號地點發(fā)現(xiàn)7 個文化層和4 個化石層,魚咀溝2 號地點發(fā)現(xiàn)4 個文化層,出土豐富的石制品和動物化石,地層對比指示古人類活動的時間大致為1.66~1.25 MaBP[19,25]。
麻地溝遺址是新世紀以來泥河灣盆地的重要發(fā)現(xiàn)之一,該遺址集中發(fā)現(xiàn)于2007年[26],2010~2014年,中科院古脊椎所裴樹文主持對遺址的MDG-E2、E3、E5、E6 和E7 等地點進行系統(tǒng)發(fā)掘,出土4000 余件石制品和動物化石。古地磁年代測定指示古人類在該遺址活動的時間為1.20 MaBP;石器組合屬于相對簡單的mode1 技術(shù)傳統(tǒng)(石核-石片工業(yè)體系)[27]。東谷坨遺址是泥河灣盆地經(jīng)典的早更新世遺址,1981年由衛(wèi)奇發(fā)現(xiàn)并進行發(fā)掘[17];2000~2001年,衛(wèi)奇等在DGT-T1 進行了發(fā)掘;2016年以來,中科院古脊椎所高星等主持對該遺址T1 進行新一輪的發(fā)掘,共出土石制品6800 余件、化石4100 余件,為解釋盆地內(nèi)早更新世人類的石器技術(shù)和行為演化等提供了豐富的信息,同時也為理解早期人類對原料資源的利用方式、流動性組織等提供了重要素材[28]。
長期以來,岑家灣臺地中更新世古人類活動遺址相對較少。進入二十一世紀,馬梁、后溝、三棵樹以及山兌等遺址的發(fā)現(xiàn)[19,29-31],表明中更新世濱湖環(huán)境仍然保存豐富的人類活動信息;但與早更新世相比,遺址數(shù)量相對較少,僅有馬梁10 號和后溝6 號遺址出土了豐富的石制品和動物化石[19]。許家窯- 侯家窯遺址于2007~2013 年迎來了第五次發(fā)掘,河北省文物考古研究院在遺址核心區(qū)西北角發(fā)掘12 m2,揭露厚度為16 m 的地層剖面,與下伏泥河灣層的侵蝕不整合面一起指示遺址形成于梨益溝的河流階地內(nèi);上文化層出土豐富石制品和動物化石,下文化層出土文化遺存較少[19]。2003 年,河北省文物考古研究院在該遺址南約3 km 處的禾堯莊有所發(fā)現(xiàn)并于2013 年進行發(fā)掘,在河流階地堆積層內(nèi)發(fā)現(xiàn)1000 余件石制品和2000 余件動物化石,年代大約在距今14~13 萬年。這兩處遺址的石制品面貌大體一致,總體屬于小型石片石器工業(yè)傳統(tǒng),但在剝片技術(shù)、石器比例、精制品數(shù)量等方面顯示較早期技術(shù)較為進步的特點[19]。
陽原盆地晚更新世的舊石器考古發(fā)現(xiàn)是在原有遺址的基礎(chǔ)上展開并在新世紀取得重要進展,鏡溝和板井子遺址分別在2014 和2015 年迎來新的發(fā)掘;西白馬營遺址也在2015~2019 年進行連續(xù)發(fā)掘,在晚更新世早- 中期的河流階地堆積中發(fā)現(xiàn)豐富的石制品和動物碎骨,石器面貌屬于小型石片石器工業(yè)傳統(tǒng)[19,32]。油房和新廟莊遺址在新世紀的發(fā)掘揭露晚更新世中晚期的河漫灘相- 黃土沉積,發(fā)現(xiàn)小型石片石器向細石器轉(zhuǎn)變的連續(xù)沉積,出土豐富石制品和文化遺存,為探明泥河灣盆地石片石器向細石器過渡的人類適應(yīng)行為提供有價值的信息[19]。馬鞍山和籍箕灘的新近發(fā)掘為揭示更新世末期細石器工業(yè)的分布和人類對環(huán)境的適應(yīng)策略提供難得的材料[19,33]。同時,新發(fā)現(xiàn)的油房北遺址出土晚更新世早期小型石片石器工業(yè)產(chǎn)品和淡水軟體動物化石,為完善區(qū)域石片石器工業(yè)的繼承與發(fā)展提供重要材料[34]。而下卜莊、二道梁和周家山巖廈等新發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘的遺址均出土豐富的細石器產(chǎn)品[19,35],對探明更新世末期細石葉技術(shù)體系的發(fā)展和人類多樣化的適應(yīng)策略具有重要意義。
2.2 蔚縣盆地古人類活動遺址的發(fā)現(xiàn)
蔚縣盆地地處泥河灣盆地東南部,盆地內(nèi)保留了豐富的河湖相堆積,頂部為馬蘭期黃土覆蓋。2003 年以來,河北省文物考古研究院在區(qū)內(nèi)進行了古人類活動的調(diào)查工作,發(fā)現(xiàn)10 余處古人類活動地點。2013 年,河北省文物考古研究院王法崗和中科院古脊椎所關(guān)瑩等分別對下馬碑和西沙河遺址進行發(fā)掘,其中下馬碑遺址出土距今約4.1~3.9 萬年前東亞早期現(xiàn)代人加工、使用赭石顏料和復(fù)合工具的豐富遺物[36],西沙河遺址發(fā)現(xiàn)距今2.9~2.6 萬年泥河灣盆地存在小型石片工業(yè)體系向細石器工業(yè)轉(zhuǎn)變的證據(jù)[37]。
2015 年以來,裴樹文等在蔚縣盆地進行了較大范圍的調(diào)查和發(fā)掘,新發(fā)現(xiàn)40 余處古人類活動地點[38,39]。在此基礎(chǔ)上,裴樹文等對多個地點進行考古發(fā)掘,揭露面積400 m2 以上,地層剖面記錄泥河灣古湖由淺湖→ 濱湖→ 淺湖→ 消亡的沉積旋回,出土上萬件古人類活動留下的石制品和動物化石。對吉家莊一帶河湖相地層的發(fā)掘表明,古人類于中更新世早中期在泥河灣古湖邊緣活動頻繁,前上營、吉家莊和蔡家溝等遺址均出土豐富石制品、動物化石,是揭示古人類對濱湖環(huán)境生態(tài)環(huán)境適應(yīng)的良好材料[40,41]。泥河灣盆地中更新世晚期古人類活動信息相對較少,裴樹文等在暖泉飲澗溝和北官堡的發(fā)掘,揭露面積150 m2 以上,出土中更新世晚期淺湖- 濱湖發(fā)育時期古人類活動留下且外表保存新鮮的石制品和動物化石,有望填補中更新世晚期古人類在泥河灣古湖演化后期的生存行為[19]。
近年來,泥河灣古湖消亡后人類活動的范圍和技術(shù)特點是泥河灣盆地關(guān)注的重點。河北師范大學(xué)梅惠杰在蔚縣北水泉南柏山的山前河流階地內(nèi)發(fā)現(xiàn)豐富的石制品和動物化石,層內(nèi)還發(fā)現(xiàn)用火遺跡,年代大致在晚更新世早期[42],對探討末次間冰期古人類在盆地內(nèi)對山前地貌景觀適應(yīng)與生存策略具有重要意義。裴樹文和河北師范大學(xué)牛東偉等對蔚縣黃梅東溝遺址的發(fā)掘,揭露面積約50 m2,出土石制品、動物化石、燒石等文化遺物共計9000 余件;石器文化面貌整體顯示石片石器特征,大量灰堆、炭屑、燒骨和燒石等遺存的發(fā)現(xiàn)指示早期人類用火行為的廣泛存在[43]。此外,裴樹文等在暖泉后澗遺址的發(fā)掘在更新世末期的黃土層中發(fā)現(xiàn)細石器遺存,為揭示冰后期古人類在盆地內(nèi)的生存特點與細石器技術(shù)的演化,提供有價值的線索[19]。
2.3懷來盆地古人類活動遺址的發(fā)現(xiàn)
懷來盆地是冀西北由西南- 東北向斷裂控制的晚新生代斷陷盆地,盆地內(nèi)平原海拔480~600m,兩側(cè)山地海拔超過1000m。東西長約100km,南北寬約20km。從盆地中心向兩側(cè)山地地貌類型依次為河流階地、洪積扇或洪積臺地、坡積裾等。區(qū)內(nèi)古人類活動的調(diào)查與發(fā)現(xiàn)工作相對薄弱,袁寶印和謝飛曾在官廳水庫西岸發(fā)現(xiàn)零星的石制品。2014年以來,牛東偉等在區(qū)內(nèi)進行較大范圍的調(diào)查和發(fā)掘工作,發(fā)現(xiàn)10 多處舊石器地點[44]。對珠窩堡遺址的發(fā)掘,在中更新世晚期河湖相沉積地層內(nèi)保存豐富的石制品和動物化石,石制品呈現(xiàn)北方小型石片石器技術(shù)體系[45];西溝灣遺址的發(fā)掘出土拼合率較高的石制品組合,年代在距今4萬年前,石制品的類型和技術(shù)特征顯示其總體屬于石片石器技術(shù)體系,為一處原地埋藏類型的臨時性石制品剝片場所[46]。對南家溝遺址的發(fā)掘出土2000 余件石制品、動物化石、裝飾品、骨器等文化遺物,年代距今約1.7萬年前,是懷來盆地內(nèi)首個經(jīng)發(fā)掘確認的包含細石葉技術(shù)的舊石器晚期遺址,為研究中國北方乃至東北亞地區(qū)細石葉技術(shù)的起源、擴散等科學(xué)問題增添了新的證據(jù)[19]。
3 多學(xué)科研究進展
進入二十一世紀,泥河灣盆地的科學(xué)研究取得突破性進展,不同研究方向高水平成果的產(chǎn)出,提升了泥河灣盆地古人類活動的研究水平,使“泥河灣”這個科學(xué)名詞的價值持續(xù)升華,成為揭示古人類在東亞生存和演化進程中不可或缺的資源。
3.1 古人類生存年代研究
古人類生存年代框架的構(gòu)建是探究人類演化和文化發(fā)展的基礎(chǔ)與前提。進入二十一世紀,多種測年手段的介入不僅將泥河灣盆地古人類活動的年代推至近180 萬年前,同時初步構(gòu)建了古人類在盆地內(nèi)持續(xù)活動的年代框架,引起學(xué)術(shù)界的持續(xù)關(guān)注。
3.1.1 古地磁測年
古地磁測年技術(shù)對中更新世以前缺少放射性測年物質(zhì)的沉積物具有優(yōu)勢。2001 年,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥研究團隊在Nature 發(fā)表題為“Earliest presenceof humans in northeast Asia”的研究論文,將小長梁遺址的年代厘定為1.36 MaBP[47]。該項研究不僅證明東北亞存在百萬年前的人類活動,而且打消了學(xué)術(shù)界對泥河灣盆地是否存在百萬年前人類活動的質(zhì)疑。隨后,該團隊于2004 年又在Nature 刊發(fā)“New evidence on theearliest human presence at high northern latitudes in northeast Asia”的研究成果,將馬圈溝遺址不同文化層的時間測定為:半山(1.32 MaBP)、MJG-I(1.55 MaBP)、MJG-II(1.64 MaBP)以及MJG-III(1.66 MaBP) 等,其中第III 文化層的年代不僅證實了東亞最早的石器和人工骨制品共存,并且與東非最古老的石器和人工骨制品之間可能存在關(guān)聯(lián)[21]。上述兩項研究是進入二十一世紀泥河灣盆地古人類活動年代最具影響力的成果,在國際學(xué)術(shù)界產(chǎn)生深遠影響,同時對后期的年代學(xué)研究起到引領(lǐng)作用。
在上述研究的推動下,古地磁定年在盆地內(nèi)多個重要地點取得突破。通過磁性地層的方法,獲得了大長梁(1.25 MaBP)[48]、飛梁(1.20 MaBP)[49]、麻地溝(1.20 MaBP)[27]、東谷坨(1.10 MaBP)[50]、岑家灣(1.10 MaBP)[51]、馬梁(0.80 MaBP)[50]、后溝(0.39 MaBP)[52] 等遺址的年代。中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所敖紅等利用磁極性漂移對飛梁和蘭坡等遺址進行了精細的年代厘定,為泥河灣精細磁性地層測年提供了新的方法嘗試[53]。在古地磁測年進行的同時,朱日祥團隊還建立泥河灣河湖相沉積序列的磁性地層格架[54]、厘定泥河灣動物群的時代[55],對泥河灣盆地在生物演化、人類演化與環(huán)境適應(yīng)方面的重要意義進行解讀[56],提煉泥河灣盆地的科學(xué)價值,為進行古人類活動的多視角研究打下了堅實的基礎(chǔ)。
3.1.2 釋光測年
釋光測年技術(shù)是一種相對較新的測年方法,是目前除放射性14C 測年外在中晚更新世以來古人類活動遺址應(yīng)用最多的測年技術(shù)。該技術(shù)在泥河灣盆地多個古人類活動遺址的測年中取得了重要進展。2022年,中科院古脊椎所葛俊逸等對埋藏于壺流河二級階地的下馬碑遺址進行了光釋光測年,結(jié)合14C測試結(jié)果,對數(shù)據(jù)開展了貝葉斯模擬分析,結(jié)果表明在距今約4.1~3.9萬年前東亞早期現(xiàn)代人能加工和使用赭石和制作復(fù)合工具[57],在學(xué)術(shù)界產(chǎn)生重要影響。此外,北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院張家富團隊對峙峪遺址進行了石英多顆粒單片、單顆粒光釋光測年和鉀長石單顆粒測年,并對文化層出土的10 件動物骨骼和牙齒樣品進行了加速器質(zhì)譜14C 測年,對獲得的年齡數(shù)據(jù)進行了貝葉斯模型分析,最后將峙峪遺址的年代精確厘定為距今4.5萬年前,從原來的3.5 萬年左右向前推進了近1萬年,更新了有關(guān)東亞地區(qū)現(xiàn)代人擴散及其文化發(fā)展的傳統(tǒng)認知,對于推進全球視野下現(xiàn)代人演化與擴散的認識具有重要意義[58]。河北師范大學(xué)大學(xué)郭玉杰等采用該技術(shù)對多個地點進行年代測定,其中蔚縣摩天嶺遺址的年代為315±13 kaBP[58],陽原雀兒溝遺址的年代為268±13 kaBP[59],板井子遺址的年代為86±4 kaBP[60],懷來珠窩堡遺址的年代為280±13 kaBP[60];她的研究不僅對盆地內(nèi)舊石器時代中期的遺址年代進行厘定,同時推測泥河灣古湖消亡和桑干河發(fā)育的時間大致為270~86 kaBP[59]。郭玉杰等還將西白馬營遺址的年代厘定為46±3 ka[61];對新廟莊遺址1 號點12 個地層沉積物樣品的鉀長石單片和單顆粒,采用MET-pIRIR 法光釋光進行測年研究,準確厘定了新廟莊遺址1 號點文化層的形成時代為距今7.5~6.3萬年前(對應(yīng)于深海氧同位素4 階段早期),為揭示盤狀石核石器組合在東亞的出現(xiàn)及擴散模式提供了啟發(fā)[62]。河北師范大學(xué)許清海團隊報道了光釋光測年技術(shù)對許家窯- 侯家窯遺址的年代結(jié)果,顯示人類活動的時間為220~160 kaBP,處在中更新世晚期[63],該項測試結(jié)果將原來認為許家窯人生活在晚更新世早期提前至MIS 6 階段,被近期的相關(guān)研究廣泛引用。華東師范大學(xué)年小美博士對油房遺址的光釋光測年結(jié)果顯示,古人類在該遺址生存的年代大致為29~26 kaBP,處在MIS 3階段晚期,為解釋東北亞細石器工業(yè)的出現(xiàn)與技術(shù)傳播提供年代背景[64]。
3.1.3 其他測年技術(shù)
除上述測年取得進展外,宇宙成因核素作為發(fā)展較快的測年技術(shù),也被用來測定泥河灣盆地相關(guān)人類活動遺址的年代。汕頭大學(xué)的涂華等運用等時線26Al/10Be 埋藏年齡測試法對下沙溝動物群的生物地層和磁性地層年齡進行了放射性同位素驗證。其中一個含化石層的埋藏年齡為2.05±0.39 MaBP(±1σ),與之前的古地磁估計值(2.2~1.7 MaBP) 一致。另外來自化石層下方礫石層的年代為2.43±0.16 (0.18) MaBP(±1σ),與之前2.58 MaBP 的古地磁估計值一致。分析表明下沙溝動物群所處年代與歐洲Seneze 和Olivola 動物群年代(2.21~1.95 MaBP) 一致[65]。此外,涂華采用26Al/10Be 埋藏年齡測試法對許家窯人化石的產(chǎn)出層位進行年代測試,結(jié)果表明其時代大致為0.24±0.05 MaBP,和新近的釋光測年結(jié)果差距較大[66],但這是26Al/10Be 埋藏年齡的極限,為確定許家人生存年代的下限提供重要依據(jù)。近期對蔚縣盆地距今80~40 萬年古人類活動的年代測定取得重要進展,顯示該方法在盆地內(nèi)的發(fā)展?jié)摿40]。
電子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR)作為一種更新世沉積物的年代測試技術(shù),在泥河灣盆地的古人類活動定年中也有嘗試。中國地震局地質(zhì)研究所劉春茹等對馬圈溝和半山遺址的年代測定指示MJG-III 和MJG-II 的年代約為1.70 MaBP、MJG-I 的年代約為1.40 MaBP、半山的年代約為1.35 MaBP,和古地磁的年代測定結(jié)果基本一致[67]。她對東谷坨遺址的ESR 年代測定顯示古人類活動的時間處在Jaramillo 正極性亞時的開始階段,年代為0.99~1.07 MaBP[68];對東坡遺址的年代測定顯示,古人類在東坡遺址活動的時間大致發(fā)生在321±15 kaBP[69];后溝遺址的ESR 年代測定表明,古人類在該遺址的生存時間大致為436±30 kaBP 至416±42 kaBP,處在深海氧同位素MIS 12 階段,同時推測泥河灣盆地東部古湖的消亡時間大致為430 kaBP[70]。此外,敖紅與劉春茹聯(lián)合對許家窯人化石的地層進行ESR 和高精度磁性地層聯(lián)合年代測定,得出保存人類化石層位的年代為370~260 kaBP[71],稍早于近期的釋光測年結(jié)果。
3.2 人類演化研究
許家窯- 侯家窯是目前泥河灣盆地唯一出土人類化石的遺址,74093地點共出土包括1 件兒童左側(cè)上頜骨、3 顆游離臼齒、2 塊枕骨、1 件上頜支殘段和13 塊頂骨碎片,代表約16個個體,新近年代測定指示古人類生存于中更新世晚期[63]。
針對許家窯人的體質(zhì)形態(tài)學(xué)特征,中科院古脊椎所邢松等[72,73] 使用CT 和同步輻射掃描技術(shù),根據(jù)許家窯人(XJY-1) 牙齒萌出和未萌出恒齒的內(nèi)外長短周期線,推算出該個體的死亡年齡為6.5 歲;恒齒的齒冠形成時間、齒根形成時間和速率、齒冠鈣化的開始時間和第一臼齒的萌出時間和釉面橫紋的分布規(guī)律,位于現(xiàn)代人幼童生長和發(fā)育期的變異范圍內(nèi),顯示其已經(jīng)步入現(xiàn)代人的生長發(fā)育模式。2015年,邢松等對許家窯9 顆人類牙齒化石進行了綜合研究[74],利用CT 技術(shù)復(fù)原出許家窯兒童個體尚未萌出的恒齒以及3顆游離的成年個體牙齒的齒質(zhì)表面形態(tài),發(fā)現(xiàn)許家窯人牙齒的形態(tài)呈現(xiàn)出原始與進步特征混合的鑲嵌狀態(tài);提出形態(tài)的原始到進步并非簡單地隨演化時間而呈線性變化,像許家窯這樣原始狀態(tài)在相對晚的時間出現(xiàn),可能是由于地域隔離造成的,或者代表一種未知人群。中科院古脊椎所吳秀杰等利用CT 技術(shù),在許家窯(XJY-6) 顳骨外耳孔內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)了耳圓枕結(jié)構(gòu)[75],具體表現(xiàn)為外耳孔窄而高,外耳孔內(nèi)壁后下方有不規(guī)則的增厚的骨質(zhì)隆起小結(jié)節(jié)——耳圓枕,這些小結(jié)節(jié)沿著外耳道向內(nèi)延伸長度13~15 mm;鑒于許家窯人生存的環(huán)境為河湖相景觀,推測許家窯人生前可能是潛水捕魚能手,因適應(yīng)長期在水中的捕食活動,冷水刺激耳部導(dǎo)致耳孔內(nèi)部感染,形成隆起的骨質(zhì)結(jié)構(gòu)[75]。同時,吳秀杰等對許家窯顳骨的枕圓枕特征進行研究,發(fā)現(xiàn)內(nèi)耳迷路半規(guī)管的形態(tài)表現(xiàn)為“尼人內(nèi)耳迷路模式”,即前半規(guī)管較小、外半規(guī)管較大、后半規(guī)管位置靠下,顯示出不同于其他人屬成員的特殊形態(tài),表明許家窯人與尼安德特人在系統(tǒng)發(fā)育上具有密切的關(guān)系,同時也說明“尼人內(nèi)耳迷路模式”并不是歐亞大陸西方尼安德特人特有的特征[76,77]。利用CT 技術(shù)和鏡像原理,吳秀杰等采用3D技術(shù)虛擬復(fù)原出XJY-6頭蓋骨后部的整體形態(tài),推算出許家窯人的顱容量為1700mL 左右[78],這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的中更新世顱容量最大的古人類。
許家窯人的病理和創(chuàng)傷研究在近年來也取得重要進展,吳秀杰等[79] 利用高分辨率CT 對XJY-11成年個體雙側(cè)頂骨中后部殘片進行研究,發(fā)現(xiàn)穿孔邊緣處外板光滑轉(zhuǎn)向內(nèi)板,無受傷愈合跡象,穿孔后方的矢狀縫斜行偏向右側(cè)頂骨,顱內(nèi)面加寬的上矢竇靜脈壓跡延伸到巨頂孔后緣,該發(fā)現(xiàn)是首次在更新世古人類發(fā)現(xiàn)的巨頂孔病例。吳秀杰等對XJY-5左側(cè)頂骨的右下角、XJY-8 右側(cè)頂骨碎片的中央?yún)^(qū)域和XJY-12枕骨的圓枕上部的外表面骨質(zhì)特征觀察,發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象系受到外力的撞擊而產(chǎn)生的不規(guī)則骨質(zhì)凹陷及其愈合的創(chuàng)傷痕跡,考慮到創(chuàng)傷的位置處于頭蓋骨的中上部的頂骨顳線或枕骨項線上方,最大可能是人與人發(fā)生沖突時,面對面或者從后面打擊導(dǎo)致[80]。
上述研究表明,許家窯人的牙齒、下頜骨和頭蓋骨的形態(tài)既表現(xiàn)出東亞直立人、歐洲尼安德特人和晚更新世早期現(xiàn)代人混合的原始和進步特征,同時又具有明顯區(qū)別于東亞更新世古人類、歐洲中更新世人類以及同時代的早期現(xiàn)代人、尼安德特人的形態(tài)特點,是一類非常特殊的群體,體現(xiàn)了東亞地區(qū)中更新世晚期人類演化的多樣性和復(fù)雜性[81]。以許家窯人為代表的新型古老型人類可能源自于東亞直立人與歐洲尼安德特人祖先等遷入者雜交的后代,許家窯人特殊的體質(zhì)特征支持雜交連續(xù)性是中更新世晚期和晚更新世早期中國古人類演化模式的觀點。
3.3 遺址形成過程研究
遺址成因研究是以地質(zhì)考古學(xué)的研究手段為出發(fā)點,解讀古人類遺址的形成和埋藏過程。泥河灣盆地保存了典型的河湖相沉積體系,是進行遺址形成過程研究的理想場所。
近年來,裴樹文研究團隊采用國際學(xué)術(shù)界常用地學(xué)和考古學(xué)指標,對多個遺址進行了遺址形成過程研究。對飛梁遺址成因研究顯示,古人類活動于泥河灣古湖的濱湖環(huán)境,石制品制作完成后原地埋藏,和動物化石一起經(jīng)歷了湖濱片流改造,其改造程度微弱[82];對遺址T1、T2、T3 和TOK 等不同探方的遺址結(jié)構(gòu)分析表明,保存完好的石制品和動物化石等遺存,在遺址不同地段的埋藏過程存在差異,折射出不同的埋藏過程和古人類在湖濱景觀地帶長期活動的場景[83]。飛梁遺址形成過程的研究表明該遺址具有相對較高的遺址完整性,其文化遺存是揭示古人類石器技術(shù)與行為特點的理想材料。
東谷坨遺址是盆地內(nèi)遺物最為豐富的舊石器遺址,賈真秀博士對遺址文化層不同層位進行解剖,揭示濱湖相退積沉積序列[84]。多項指標分析表明,T1探方各文化層均受到湖泊片流的沖刷和改造,但自下而上呈遞減的趨勢。其中,下部的6C-6D層包含豐富的角礫,顯示片流河道的沉積特點;古人類活動晚期的6A-6B層為粉砂和黏土質(zhì)粉砂層,層內(nèi)發(fā)育弱的波狀和水平層理,石制品和動物化石保存新鮮,空間分布隨機,顯示古濱湖環(huán)境,古人類活動留下的遺物經(jīng)歷能量較低的片流微弱擾動和改造。從遺址整體沉積序列和遺物保存狀況看,東谷坨遺址形成早期自然營力對早期人類遺物存在一定的改造,而晚期古人類活動占據(jù)主導(dǎo)因素。近期,張月書博士采用模擬搬運實驗和遺物對比的方法,解讀2016年以來發(fā)掘的遺址T1探方6A2文化層的形成過程,結(jié)果表明該文化層的多數(shù)石制品并非由高能水流搬運而來,而是粗砂礫石堆積在遺址形成后,古人類活動于其上所遺留,此層石制品顯示了原地埋藏的特點[85]。岑家灣遺址以文化層薄、出土遺物豐富、高拼合率的石制品等特征為學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。馬東東博士采用地學(xué)和考古學(xué)交叉手段,解析遺址的埋藏過程[86]。分析表明,遺址文化層以黏土和極細砂為主,層內(nèi)發(fā)育弱的水平層理,顯示淺水濱湖沉積特點。石制品刃緣磨圓度低,文化遺物空間分布存在多個聚集,石制品的拼合率高,且拼合組內(nèi)石制品的水平與垂直距離多在1 m 之內(nèi)等特點,指示遺址在形成過程中受到了微弱的湖濱片流的影響,石制品空間位置未受明顯改造,石制品的完整程度高,古人類活動是遺址形成與埋藏的主要營力。
此外,針對泥河灣古湖濱的人類活動遺址的埋藏環(huán)境,不同學(xué)者分析了微地貌與遺址埋藏過程的關(guān)系。對MDG-E 5地點的遺址成因多指標分析表明,遺址埋藏于濱湖相片流河道環(huán)境,形成受到明顯的水流搬運和改造[87]。對中更新世吉家莊遺址的埋藏過程研究表明,JJZ-B 地點埋藏于濱湖相的濕地或沼澤環(huán)境,JJZ-E 地點則屬于濱湖環(huán)境下的沙壩沉積體系;遺物的多項指標分析顯示,JJZ-B 地點屬于近原地埋藏,形成過程中受到微弱的入湖片流改造,遺址完整性較高;JJZ-E 地點的遺物連同礫石被湖濱片流搬運至遺址堆積區(qū),后期受到了湖水的淘洗作用,顯示異地埋藏的特點[88]。
泥河灣古湖消亡后的河流階地沉積體系內(nèi)富含豐富的人類活動遺存,任進成等以板井子遺址2015 年出土遺存為研究對象,從地層的沉積環(huán)境、考古材料埋藏特點兩個角度對板井子遺址的形成過程進行分析,結(jié)果表明,主文化層第5 層為近原地埋藏類型,水流作用對小尺寸標本的保存及標本的空間集聚特征影響較大,但石制品技術(shù)類型組合等基本的人類行為信息仍較為完整;第4、6 層均為水流搬運產(chǎn)生的異地埋藏,蘊含的人類行為信息有所缺失[89]。牛東偉等對蔚縣東溝遺址埋藏過程的研究顯示,東溝遺址埋藏于泥河灣古湖消亡后的粉砂質(zhì)黏土層(河漫灘相)中;遺物的多項指標分析顯示,該遺址屬于近原地埋藏,遺物未經(jīng)過高能水流的搬運和改造,但重力作用一定程度上影響了遺物的分布與走向,遺址完整性較高,是揭示古人類技術(shù)與行為適應(yīng)的理想遺址[90]。
3.4古人類石器技術(shù)與生存行為研究
石器技術(shù)與生存行為研究是揭示古人類技術(shù)演化與文化發(fā)展的核心研究方向,進入二十一世紀以來,泥河灣盆地除在考古發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘方面取得重要收獲外,在科學(xué)研究領(lǐng)域也是成果頻出,逐步構(gòu)建盆地內(nèi)百萬年來的石器技術(shù)演化序列。
中科院古脊椎所楊石霞等對小長梁遺址的石器工業(yè)研究表明,古人類針對相對劣質(zhì)的燧石原料,多采用砸擊法進行剝片,揭示人類針對原料采取的一種靈活的應(yīng)對策略[91]。裴樹文等采用西方技術(shù)類型學(xué)研究體系,對飛梁遺址出土石制品的原料利用、石制品類型及個體大小、剝片模式、廢片類型與技術(shù)以及修理策略等相關(guān)指標進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明,古人類因地制宜獲取遺址周邊的石質(zhì)資源進行剝片和加工石器,剝片類產(chǎn)品均屬于早期人類的奧杜威工業(yè)(Oldowan) 石核或石核工具類型,各種類型的廢片顯示原始的技術(shù)指標,剝片體系和產(chǎn)品技術(shù)指標變異均處在人類最早的石器技術(shù)范圍內(nèi),同時,遺址存在對優(yōu)質(zhì)燧石原料的青睞和精致加工,但修理技術(shù)相對簡單、缺乏對稱性和定型標本[82]。砸擊法是泥河灣盆地古人類常用的剝片技術(shù),馬東東博士針對泥河灣盆地的原料特點進行石器實驗[92],結(jié)果顯示砸擊法產(chǎn)生的石片與廢片和錘擊法相比在數(shù)量上沒有統(tǒng)計學(xué)上的差異;除此之外,砸擊法與錘擊法產(chǎn)生的石片在尺寸、質(zhì)量、長寬比等方面均無統(tǒng)計學(xué)上的差異;對于泥河灣盆地岑家灣臺地的燧石原料來講,在經(jīng)濟學(xué)上,錘擊法技術(shù)比砸擊法技術(shù)具有一定的效率優(yōu)勢。上述研究表明,泥河灣盆地早更新世的石器工業(yè)特點可界定為中國(東亞)似奧杜威(Oldowan-like) 工業(yè)或者mode1 技術(shù)傳統(tǒng)(石核- 石片工業(yè)體系)。
針對盆地內(nèi)古人類石器技術(shù)是否存在革新的技術(shù)行為,楊石霞等對東谷坨石器工業(yè)的研究表明古人類在1.1 MaBP 具備革新的技術(shù)策略,主要表現(xiàn)為采用錘擊法生產(chǎn)相對定型的石核和小石片及精致加工的產(chǎn)品,而砸擊法作為錘擊法的輔助手段被偶爾采用[93]。此外,楊石霞等系統(tǒng)梳理盆地內(nèi)更新世古人類的石器工業(yè)特點,將不同時間段的技術(shù)發(fā)展和環(huán)境指標相關(guān)聯(lián),提出和以往認為古人類石器技術(shù)屬于“小石器傳統(tǒng)”不同的觀點,盆地內(nèi)在不同階段存在零星的技術(shù)革新和技術(shù)的多樣化[94]。裴樹文等對麻地溝遺址的研究表明,古人類對以礫石為原型的硅質(zhì)白云巖原料多采取砸擊法的剝片策略,而針對以巖塊為原型的燧石則以錘擊法為打片方法,且有制作大型切割工具的能力,顯示出多樣化的適應(yīng)策略[27]。楊石霞等基于對岑家灣遺址拼合標本的技術(shù)解讀與序列構(gòu)建,發(fā)現(xiàn)古人類通過翻轉(zhuǎn)臺面實現(xiàn)對小塊燧石的充分利用,而時代相近的東谷坨遺址更多地通過臺面調(diào)整、修理獲取石片毛坯,體現(xiàn)出對小型石片剝片較強的控制能力以及石器生產(chǎn)中一定程度的預(yù)設(shè)與規(guī)劃[95]。上述研究聚焦泥河灣盆地古人類是否長期擁有相對簡單的mode1 技術(shù)傳統(tǒng),指出在1.2~1.1 MaBP,古人類存在革新性的技術(shù)特點,顯示泥河灣古人類進步的適應(yīng)策略,是對中更新世氣候轉(zhuǎn)型期(Middle Pleistocene Climate Trasition, MPT) 生態(tài)環(huán)境的積極響應(yīng)[96]。近期,裴樹文研究團隊對蔚縣中更新世古人類石器技術(shù)進行研究,揭示古人類靈活和多樣化的適應(yīng)策略[40],對完善盆地內(nèi)古人類技術(shù)演化鏈條具有重要意義。
上述研究進展表明泥河灣盆地的舊石器時代早期存在古人類技術(shù)革新的相關(guān)證據(jù),進而催生盆地內(nèi)是否存在模式2技術(shù)傳統(tǒng)這一是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點。近期,裴樹文研究團隊對岑家灣拼合組進行系統(tǒng)的石器技術(shù)分析和高精度3D 掃描,重建了遺址古人類的剝片技術(shù)和工具修理策略,研究成果以“Earliest Prepared Core Technology in Eurasiafrom Nihewan (China): Implications for Early Human Abilities and Dispersals in East Asia”為題目在PNAS 發(fā)表[97]。研究表明,岑家灣遺址存在“準備石核技術(shù)”(prepared coretechnology),為生產(chǎn)背面相對平坦的薄石片,岑家灣遺址古人類已有能力進行一系列的準備步驟,包括對原料的選擇、石核臺面和剝片面的預(yù)制等。在工具修理技術(shù)方面,古人類對薄石片進行有意截斷,然后利用其中的一半進一步制作成修尖工具,在修理工具中也發(fā)現(xiàn)了具有相似修理模式的尖狀器和鉆器等單個修理工具,有力地支持了岑家灣古人類層級化、標準化和模式化的石器技術(shù),而與之前認為的簡單的模式1 不同,屬于古人類技術(shù)演化的模式2 階段,比此前報道的華南距今80 萬年的模式2 技術(shù)產(chǎn)品早30 萬年。
現(xiàn)代人的起源、演化與擴散是近年來國際學(xué)術(shù)界關(guān)注的前沿和熱點問題。圍繞現(xiàn)代人在東亞出現(xiàn)的時間及其表現(xiàn)特征,王法崗和楊石霞等選取蔚縣下馬碑遺址,通過顏料使用、藝術(shù)創(chuàng)作與復(fù)合工具等“現(xiàn)代行為要素”追溯早期現(xiàn)代人群的形成、擴散、交流與“行為現(xiàn)代性”的發(fā)端與演變,研究成果以\"Innovative ochre processing and tool" use in China40,000 years ago\" 在Nature 發(fā)表[57]。該遺址發(fā)現(xiàn)的赤鐵礦加工遺存是東亞地區(qū)首次正式見諸報道的此類發(fā)現(xiàn),將東亞早期人類使用顏料的歷史提早到距今4 萬年前,也使東方古人類藝術(shù)創(chuàng)作、審美、認知表達的歷史大大提前。此外,借助石器打制技術(shù)、類型、殘留物及微痕的分析結(jié)果,研究者認為遺址出土的部分微小石器是古人類通過裝柄形成復(fù)合工具,而石器整體上被用來鉆孔、加工皮毛、切割植物、切割動物軟組織等等。該研究再次表明現(xiàn)代人技術(shù)和行為復(fù)雜化的表現(xiàn)并不單一,這對于解讀東亞現(xiàn)代人演化具有極為重要的價值,并有助于深入理解現(xiàn)代人演化研究這一全球性科學(xué)問題。2024年,楊石霞等對山西峙峪遺址的遺物進行多學(xué)科深度分析,確認了目前中國北方乃至東亞地區(qū)年代最早的舊石器時代晚期初段(Initial Upper Paleolithic, IUP) 技術(shù)元素,以及骨器加工、個人飾物和遠距離運輸黑曜巖等一系列“現(xiàn)代性”行為。對石制品開展的技術(shù)類型學(xué)研究顯示,峙峪遺址存在著經(jīng)典的IUP 技術(shù)因素,如勒瓦婁哇尖狀器、石葉等;同時也發(fā)現(xiàn)大量修鋌工具,其加工概念罕見于歐亞大陸西側(cè)的IUP 和舊石器晚期石器組合中,研究成果以“InitialUpper Palaeolithic material culture by 45,000 years ago at Shiyu in northern China”在NatureEcology amp; Evolution 發(fā)表[58]。該項研究闡明了距今4.5 萬年前泥河灣盆地峙峪遺址的一系列現(xiàn)代性文化證據(jù),并更新了有關(guān)東亞地區(qū)現(xiàn)代人擴散及其文化發(fā)展的傳統(tǒng)認知,對于推進對全球視野下現(xiàn)代人演化與擴散的認識具有重要意義。
細石葉工業(yè)是華北舊石器時代晚期出現(xiàn)的一種全新的技術(shù)體系,然而,其起源、技術(shù)演變及類型的劃分是學(xué)術(shù)界關(guān)注的話題。中科院古脊椎所關(guān)瑩等對蔚縣西沙河遺址進行系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn)該遺址出現(xiàn)兩種石器技術(shù)類型[37];人類最早于29~28 kaBP 開始在遺址活動,擁有的是一套小型石片石器技術(shù);更為重要的是,典型楔型細石核細石葉技術(shù)類型出現(xiàn)在27 kaBP 的地層內(nèi),是目前華北地區(qū)最早的細石葉技術(shù)遺存之一,細石核、細石葉多不規(guī)整,體現(xiàn)出原始性的特點。此外,遺址保存完好的地層序列,早晚兩種石器技術(shù)地層直接疊壓且絕對年代測定結(jié)果比較接近,為探索盆地內(nèi)古人類細石葉技術(shù)的起源以及環(huán)境驅(qū)動因素提供了重要材料。
3.5 古人類生存環(huán)境研究
泥河灣盆地是一個山間斷陷湖盆,是汾渭裂谷系的重要組成部分;其在更新世期間的多次擴張和收縮,對古人類活動產(chǎn)生了重要影響,為人類演化和生存適應(yīng)提供了適宜的區(qū)域和生態(tài)資源[98]。進入二十一世紀,泥河灣盆地古人類活動的環(huán)境復(fù)原取得重要進展,為構(gòu)建百萬年來人類演化的環(huán)境動因打下了堅實的基礎(chǔ)。
有關(guān)古人類活動的環(huán)境研究來自多方面的證據(jù)。多數(shù)學(xué)者在測年研究中,將保存古人類活動遺存的地層年代序列與已有氣候階段相對應(yīng),解讀不同氣候階段對古人類遷徙和技術(shù)發(fā)展的影響[27,55,48,49,60,62,63,66,99],提升了古人類活動研究的關(guān)注度,將人類演化的研究納入全球的環(huán)境背景中。針對盆地內(nèi)出土的動物化石,廈門大學(xué)蔡保全等對馬圈溝遺址采集21 種哺乳動物化石,依據(jù)其中Allophaiomys deucalion、Borsodia chinensis 和Yangia tingi等的存在及哺乳動物化石對比分析,推測古人類生活于溫帶干旱稀樹草原環(huán)境[100]。同號文等系統(tǒng)總結(jié)了泥河灣盆地第四紀動物群組成,指出整個更新世期間的哺乳動物群反映了干冷草原為主導(dǎo)的環(huán)境,但在盆地周邊的山麓地帶也有森林和灌叢存在[101]。
泥河灣盆地長尺度的古環(huán)境重建主要來自地層剖面記錄的環(huán)境代用指標。河北師范大學(xué)李月叢等通過對郝家臺NHA(Nihewan Haojiatai A) 鉆孔花粉和現(xiàn)代花粉的分析,定量重建泥河灣盆地上新世至早更新世過渡期環(huán)境背景[40]。研究表明,在2.89~2.34 MaBP的上新世/ 早更新世轉(zhuǎn)型期,泥河灣盆地的花粉以樹木屬種占主導(dǎo)地位,指示當時植被以森林為主,氣候比目前要溫暖濕潤,從溫暖濕潤向冷干氣候過渡發(fā)生在2.8 MaBP;此外,泥河灣盆地在2.6~2.1 MaBP 的早更新世初期,氣候變化存在兩個氣候溫暖濕潤和三個冷干的氣候波動期,其中冷期的持續(xù)時間明顯長于暖期的時間,表明氣候總體向相對冷干的方向轉(zhuǎn)變[102]。此外,李月叢等還對NHA 鉆孔2.89~1.78 MaBP 進行多指標分析,結(jié)果顯示,與溫暖濕潤氣候相關(guān)的松屬和闊葉樹花粉含量、低頻磁化率和黏土(lt;4 μm) 含量,受約20 ka 歲差周期影響更加顯著,而與氣候寒冷干旱相關(guān)的云杉屬和旱生植物花粉含量、gt;125 μm 炭屑濃度以及砂(gt;63 μm) 含量,主要受約40 ka斜率周期影響。約20 ka 和約40 ka 周期分別與受歲差和斜率驅(qū)動的東亞夏季風(fēng)和冬季風(fēng)變化周期相對應(yīng),表明泥河灣盆地在上新世- 更新世過渡時期植被與氣候變化受低緯和高緯過程的共同驅(qū)動[103]。李月叢研究團隊對NHA 鉆孔0.8~0.3MaBP 孢粉分析及氣候定量結(jié)果顯示,在約0.43 MaBP植被與氣候變化最為顯著,孢粉組合中云杉屬花粉占絕對優(yōu)勢,與較暖時段相比,該時段Tann 減少了約5℃,Pann 減少了約100 mm,可能是中布容事件在泥河灣盆地的表現(xiàn),與MIS 12 對應(yīng)較好[104]。研究還表明,0.742~0.468MaBP和0.424~0.266MaBP 為泥河灣盆地較為明顯的兩次暖期,分別與MIS 13和MIS 11 有較好的對應(yīng),其中MIS 13 為研究段最為溫暖濕潤的時期,可能與南北半球氣候不對稱導(dǎo)致異常強盛的夏季風(fēng)有關(guān)[104]。
長期以來,有關(guān)泥河灣盆地古人類活動的環(huán)境研究一直缺少直接來自遺址的指標分析。二十一世紀伊始,北京大學(xué)夏正楷等對于家溝遺址地層剖面樣品進行多指標環(huán)境重建,探明末次冰消期后期至冰后期早期的持續(xù)溫干氣候促進了細石器文化的發(fā)展,而新石器文化的出現(xiàn)在冰后期早期,并在全新世大暖期溫暖濕潤的氣候環(huán)境下得到迅速發(fā)展[105]。河北師范大學(xué)許清海研究團隊,對侯家窯剖面進行系統(tǒng)的花粉分析,結(jié)果表明,遺址周邊的植被由溫帶草原→ 針闊葉混交林→ 森林草原環(huán)境,對應(yīng)的氣候由溫干向冷濕再向溫濕方向轉(zhuǎn)變,許家窯人生存在MIS 16階段的偏冷時期[63]。近年來,針對中更新世氣候轉(zhuǎn)型期人類行為的環(huán)境驅(qū)動因素,裴樹文研究團隊對多個地點進行環(huán)境重建,取得重要進展。對東谷坨遺址的花粉記錄、粒度、磁化率和氧化鐵等代用指標分析表明,古人類適應(yīng)生存環(huán)境和氣候變化,經(jīng)歷了從溫暖濕潤的森林草原環(huán)境到溫涼較干的森林草原環(huán)境,再到溫暖濕潤的森林草原環(huán)境轉(zhuǎn)變的過程[106]。對麻地溝遺址多項環(huán)境代用指標研究表明,遺址形成過程的氣候由溫涼半濕潤草原環(huán)境→ 冷干的荒漠環(huán)境→ 溫暖濕潤的稀樹草原環(huán)境→相對冷干的荒漠草原環(huán)境→ 溫涼半濕潤的草原環(huán)境,古人類在該遺址活動的總體環(huán)境為開闊的稀樹草原和荒漠草原環(huán)境[107]。近期,裴樹文團隊通過系統(tǒng)分析來自山神廟咀、飛梁、麻地溝和東谷坨等遺址的哺乳動物牙釉質(zhì)碳氧穩(wěn)定同位素,重建了中更新世氣候轉(zhuǎn)型期(MPT) 期間古人類活動層位的氣候與環(huán)境特點[108-109]。整體取樣結(jié)果表明,泥河灣盆地區(qū)域環(huán)境在MPT 前后,發(fā)生了顯著性改變,從前期以較為濕潤和密閉的C3植被為主導(dǎo)的生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹笃冢?.2~1.1 MaBP) 以干燥和開放的混合植被占據(jù)主導(dǎo)的生態(tài)環(huán)境,指示生態(tài)環(huán)境由溫暖濕潤向相對干冷方向轉(zhuǎn)變。序列取樣結(jié)果表明,MPT 前后,泥河灣盆地區(qū)域環(huán)境都展現(xiàn)出了不同程度的季節(jié)性變化的特征,但區(qū)域環(huán)境整體朝干旱化方向發(fā)展,C4 植被占比在多數(shù)時段內(nèi)是呈現(xiàn)增多的趨勢。不同階段的區(qū)域環(huán)境季節(jié)性波動的對比數(shù)據(jù)表明,泥河灣盆地受到MPT 影響,在1.2~1.1 MaBP,區(qū)域環(huán)境的季節(jié)性波動程度較之前期有小幅增強的現(xiàn)象。
近年來,中國科學(xué)院植物研究所姚軼鋒研究團隊對泥河灣盆地早更新世以來的植被、氣候與人類生存環(huán)境研究進行系統(tǒng)梳理[110];李月叢研究團隊根據(jù)已公開發(fā)表的泥河灣盆地陽原和蔚縣地區(qū)65 處舊石器遺址的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息,探討了更新世不同時期泥河灣盆地古人類活動與環(huán)境變化之間的關(guān)系[111]。
3.6 哺乳動物群與動物考古研究
泥河灣盆地最初是以其經(jīng)典泥河灣動物群(或稱“下沙溝動物群”及其地層即“泥河灣層”)[10-11] 而名揚海內(nèi)外。長期以來,該動物群被視為中國北方早更新世動物群的代表。進入二十一世紀,盆地內(nèi)哺乳動物群地點的發(fā)現(xiàn)當屬山神廟咀遺址最具代表性。中科院古脊椎所同號文自2006-2019年先后9次對遺址進行發(fā)掘,揭露面積180m2;在黃色黏土質(zhì)細砂- 粉砂層內(nèi)發(fā)現(xiàn)哺乳動物化石1526 件,目前已鑒定出25個種(含未定種),其中23 種是屬于狹義泥河灣動物群成員,年代與狹義泥河灣動物群的時代相同或接近,不晚于1.7MaBP[112]。山神廟咀遺址是迄今在泥河灣盆地桑干河南岸發(fā)現(xiàn)的單一地點中化石屬種最為多樣、與狹義泥河灣動物群最為相似的動物群,這給桑干河兩岸的各化石點及舊石器遺址的對比研究提供了重要佐證。同時,有關(guān)泥河灣哺乳動物群的綜合研究持續(xù)推進,中科院古脊椎所邱占祥對泥河灣動物群與歐洲維拉方經(jīng)典動物群中屬級相同的20種哺乳動物進行形態(tài)和進化水平上的對比,表明泥河灣動物群(狹義)與歐洲晚維拉方早期的Olivola 動物群最為接近,其年代應(yīng)為1.8 MaBP 左右,接近于海相Vrica剖面更新世/ 上新世界線(1.796 MaBP)[113]。廈門大學(xué)蔡保全和中科院古脊椎所李強等對盆地內(nèi)巖石地層、生物地層與年代地層進行系統(tǒng)總結(jié),并就環(huán)境指示意義進行討論[114,115]。
近年來,同號文等對泥河灣盆地哺乳動物群持續(xù)開展研究,補充完善新近發(fā)現(xiàn)的中-晚更新世化石地點。目前已在盆地發(fā)現(xiàn)百余個化石地點,鑒定出236 種(包括未定屬種)哺乳動物,分屬于8 目、32 科和121 屬,其中38 個屬種(包括亞種)最初是以泥河灣化石材料而建立[101]。對動物群指示年代信息解讀表明,狹義泥河灣動物群(或下沙溝動物群)是我國北方早更新世的標準動物群,其古地磁年齡是2.2~1.7 MaBP[55]??傊?,泥河灣盆地哺乳動物化石以早更新世者居多,并且化石材料保存完好;有些屬種在歐亞大陸古北區(qū)第四紀哺乳動物群形成過程中發(fā)揮過重要作用,例如早期猛犸象、披毛犀、野牛及真枝角鹿等,還有直隸狼、貉及各種真馬等[101]。
動物考古是針對遺址出土動物遺存進行研究,以探明人類與動物資源的關(guān)系及人類行為為主要研究方向。二十一世紀以來,泥河灣盆地古人類行為的動物考古研究取得了一定進展。針對古老型智人對動物脂肪和蛋白質(zhì)的獲取能力,Norton和高星等對許家窯人伴生動物化石進行動物考古埋藏學(xué)分析[116],結(jié)果表明,許家窯動物群主要由馬科動物組成;砍砸痕、食肉動物齒痕和切割痕在長骨骨干上的頻率分析表明,許家窯人首先接觸到高效用的長骨部位(即富含肉和骨髓的部位);對雙重模式下骨骼碎片(同時出現(xiàn)動物齒痕和屠宰痕跡)的研究表明,許家窯人幾乎不受食肉動物競爭獵物的壓力;破碎骨骼的比值表明,古人類對動物尸體的前肢比后肢處理得更為徹底。水流磨蝕對動物骨骼的影響程度表明,許家窯的動物遺存很可能是原地埋藏的。許家窯動物考古埋藏學(xué)研究表明,古老型智人已經(jīng)具備了成功地捕獵大型動物的能力。中科院古脊椎所張雙權(quán)研究團隊采用觀察牙齒堊質(zhì)組織切片中的堊質(zhì)年輪對許家窯遺址馬科動物死亡季節(jié)進行研究,結(jié)果表明,遺址上、下文化層的普氏野馬與野驢的死亡季節(jié)分布特點較一致,在一年中的不同季節(jié)均有分布,并且多以冷季為主;這指示許家窯人對于馬科動物的獲取行為是貫穿全年的,能夠高效地利用季節(jié)性資源尤其是冷季資源[117]。此外,張雙權(quán)等還對許家窯74093 地點馬科動物牙齒,以國際通用的埋藏學(xué)方法——死亡年齡與死亡季節(jié)研究為技術(shù)依托,對許家窯遺址馬科動物死亡特征進行探索,結(jié)果表明許家窯人對于馬科動物的狩獵策略與生活在同一時期的西方古人類并無明顯差異,都具有較強的適應(yīng)性和靈活性[118]。中國社會科學(xué)院考古研究所王曉敏等對更新世末期于家溝遺址第3 層和第4 層的動物化石開展了埋藏學(xué)分析,結(jié)果表明,于家溝人偏好狩獵幼年的羚羊和野馬,動物的骨髓對于他們來說是非常重要的能量來源。結(jié)合晚更新世到全新世的氣候環(huán)境特點,研究者認為,該時段中國北方使用細石葉技術(shù)的狩獵采集人群對動物資源進行了強化利用[119]。這種覓食模式與歐洲以及西亞、南亞地區(qū)報道的“廣譜革命”不同,是古人類依據(jù)本地資源特點而發(fā)展出的“因地制宜”的生存策略。針對泥河灣盆地早更新世馬圈溝遺址、中更新世吉家莊遺址和晚更新世坂井子遺址出土動物遺存,研究者分別對動物骨骼的破碎方式[120]、人類活動對遺址埋藏過程的貢獻[121] 以及人類對動物資源的消費策略[122] 進行了分析,顯示未來良好的研究潛力。
4 結(jié)語與展望
進入二十一世紀以來,泥河灣盆地作為東亞舊石器時代古人類遺存數(shù)量最多、分布最密集、年代序列最為完整的區(qū)域,始終吸引著學(xué)術(shù)界目光。古人類活動遺址的發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘得益于國家和地方部門的持續(xù)投入和不同單位相關(guān)研究人員的長期耕耘。同時,新的工作在河北蔚縣、懷來以及山西大同等區(qū)域發(fā)現(xiàn)中更新世以來的人類活動遺存,擴大了人類的活動范圍,“廣義泥河灣盆地”在新世紀的工作得到學(xué)術(shù)界的一致認可。新世紀的科學(xué)研究以古地磁年代測定為引領(lǐng),同時秉承學(xué)科交叉的研究理念,在人類演化、舊石器考古、年代、遺址成因、古環(huán)境和動物考古等諸多方向均取得突破性進展,大大提升了“泥河灣”在國際學(xué)術(shù)界的知名度;一大批國際高水平成果促使泥河灣盆地成為東亞人類演化與技術(shù)發(fā)展研究領(lǐng)域的焦點,也將該區(qū)域的古人類活動相關(guān)研究推上國際。
截至目前,已經(jīng)初步構(gòu)建了泥河灣盆地自180萬年以來相對連續(xù)的古人類活動年代框架,人類的技術(shù)演化序列、人類與動物資源的關(guān)系、遺址埋藏特點、環(huán)境變化與人類適應(yīng)等研究的進展,初步刻畫了人類對泥河灣盆地適應(yīng)生存的生態(tài)畫面。展望未來,持續(xù)考古調(diào)查和發(fā)掘仍然是未來一段時期工作的重點,中更新世的年代測定需要宇宙成因核素、鈾系-ESR 和光釋光等多手段的介入和交叉驗證;高分辨率區(qū)域氣候與環(huán)境變化序列的構(gòu)建將為探明古人類對環(huán)境的適應(yīng)提供基礎(chǔ)。古人類技術(shù)演化序列的完善將需要研究者放眼國際,在全球人類演化與技術(shù)發(fā)展的視野下調(diào)整我們的研究思路和范式;人類活動與動物資源的關(guān)系研究需要更多的研究者介入??傊?,作為非洲之外研究人類演化與技術(shù)發(fā)展的重要區(qū)域,泥河灣盆地在構(gòu)建東亞百萬年人類史,探究人類演化和行為發(fā)展模式等方面具有不可替代的作用,也將推動未來中國古人類技術(shù)演化與環(huán)境適應(yīng)策略的研究持續(xù)保持國際先進水平。
致謝:中科院古脊椎所同號文研究員、葛俊逸研究員、楊石霞研究員、栗靜舒博士,中國社會科學(xué)院考古研究所王曉敏博士,河北師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院李月叢教授均對本文初稿內(nèi)容提出修改建議。山西大學(xué)考古學(xué)院李君教授分享泥河灣盆地山西境內(nèi)近期考古發(fā)現(xiàn)信息。中科院古脊椎所碩士研究生徐靜玥制作圖1 并校對本文附屬材料(附表1)。作者特致謝意!
附屬材料 本文網(wǎng)絡(luò)版附有如下相關(guān)材料:附表1——泥河灣盆地2000 年以來新發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘重要舊石器遺址信息,并補充了部分參考文獻,敬請查閱。