泥河灣盆地馬圈溝遺址哺乳動(dòng)物破碎長(zhǎng)骨反映的古人類行為

王曉敏 劉連強(qiáng) 陳國(guó)鵬 李鋒 謝飛 高星

關(guān)鍵詞：早更新世；泥河灣盆地；埋藏學(xué)；破碎長(zhǎng)骨；人類行為

1引言

第一批由非洲向歐亞大陸擴(kuò)散的古人類遭遇了各種各樣的生態(tài)環(huán)境，與他們?cè)诜侵奚鏁r(shí)所適應(yīng)的環(huán)境有顯著差別。因此，早更新世古人類如何適應(yīng)本地環(huán)境并獲取能量繼以生存，一直是古人類學(xué)和考古學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)。對(duì)于有動(dòng)物化石出土的早更新世遺址來(lái)說(shuō)，如何從動(dòng)物遺骸中知曉古人類獲得和使用動(dòng)物資源的方式是研究者最關(guān)心的問(wèn)題，而這一問(wèn)題的本質(zhì)就是識(shí)別獵物的首要消費(fèi)者（primaryaccesstocarcasses，即優(yōu)先獲取并改造獵物的攝食者）與次要消費(fèi)者（secondaryaccesstocarcasses，即在首要消費(fèi)者之后獲取并改造獵物的攝食者）。早更新世考古遺址中哺乳動(dòng)物化石聚集的重要埋藏營(yíng)力主要來(lái)自于食肉動(dòng)物與古人類，當(dāng)然，這一過(guò)程也受到了其他自然作用的影響。想要探究古人類獲取動(dòng)物資源的能力，就需要有效地區(qū)分古人類和食肉動(dòng)物利用動(dòng)物性資源的先后順序，進(jìn)而識(shí)別出古人類利用動(dòng)物資源的方式。在20世紀(jì)60年代以前，研究者們普遍認(rèn)為古人類是天生的狩獵者，考古遺址的動(dòng)物遺骸都是古人類獵取并食用后留下的，他們甚至可以輕松地獵取體型巨大的動(dòng)物，如象和犀[1]。Binford首次提出非洲奧杜威時(shí)期（Oldowan，距今2～0.7Ma）一些考古遺址出土的動(dòng)物骨骼是食肉類動(dòng)物消費(fèi)的殘余，早期人類只是撿食了殘存的肢骨[2]。一些研究者通過(guò)分析這些遺址的動(dòng)物骨骼各解剖部位的出現(xiàn)頻率及骨骼表面痕跡，支持了Binford的觀點(diǎn)，并提出非洲早更新世古人類是機(jī)會(huì)主義食腐者（opportunisticscavengers）[3]。近年來(lái)，隨著研究材料的進(jìn)一步豐富及實(shí)驗(yàn)考古相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，大多數(shù)研究?jī)A向于認(rèn)為早更新世古人類應(yīng)該是獵物的首要消費(fèi)者，而骨骼所經(jīng)受的食肉類改造大多發(fā)生在他們將動(dòng)物遺骸拋棄之后[4，5]。直到現(xiàn)在，隨著研究方法的不斷修正以及研究數(shù)據(jù)的不斷積累，研究者對(duì)早更新世古人類行為特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)也在不斷地調(diào)整，有關(guān)狩獵還是食腐的問(wèn)題仍有爭(zhēng)議。

亞洲高緯度地區(qū)最早的、有確切人類活動(dòng)的考古記錄來(lái)自于中國(guó)的泥河灣盆地、上陳、西侯度以及格魯吉亞的德馬尼西等遺址（Dmanisi，44°20′N，距今1.78～1.85MaBP）[6-9]。動(dòng)物考古學(xué)的研究顯示，德馬尼西遺址的古人類生活在相對(duì)暖濕的環(huán)境之中，棲居地周圍的動(dòng)物資源豐富[10]。在泥河灣盆地發(fā)現(xiàn)的大量早更新世考古遺址中，小長(zhǎng)梁、大長(zhǎng)梁、半山、馬圈溝遺址的測(cè)年結(jié)果顯示，至少在1.66MaBP以前，古人類已經(jīng)在泥河灣盆地活動(dòng)[6，11-13]。比較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，這意味著早期人類能夠在中國(guó)北方高緯度地區(qū)長(zhǎng)期生存，他們適應(yīng)環(huán)境，特別是在寒冷干燥氣候下的適應(yīng)能力很強(qiáng)，而這種適應(yīng)性策略最重要的行為特征之一就是經(jīng)常性地獵取和消費(fèi)大型哺乳動(dòng)物，尤其是適應(yīng)寒冷氣候的草原猛犸象[14，15]。然而，也有學(xué)者提出，泥河灣盆地并沒(méi)有確切的早期人類主動(dòng)獲取大型動(dòng)物的證據(jù)，當(dāng)?shù)毓湃祟悜?yīng)對(duì)干冷氣候的策略應(yīng)該是向南遷徙；與之伴生的草原猛犸象在中國(guó)北方最初的記錄年代處于相對(duì)溫暖的氣候階段，這說(shuō)明泥河灣盆地至少在秋冬季節(jié)并不適宜早期人類生活[16]。

在泥河灣盆地的一些早更新世遺址，研究人員雖然開(kāi)展了一些動(dòng)物骨骼的研究，但并不系統(tǒng)，所解決的科學(xué)問(wèn)題也比較局限。這種情況一方面受制于研究手段的缺乏；另一方面也是由于這些遺址出土的動(dòng)物骨骼保存狀況欠佳，所能提取的信息有限。1990年中美合作發(fā)掘東谷坨遺址之后，美方研究者簡(jiǎn)單報(bào)道了該遺址動(dòng)物化石的情況并做了初步鑒定，但認(rèn)為該遺址的骨骼過(guò)于破碎而無(wú)法說(shuō)明更多的問(wèn)題[17]。Peterson等[18]通過(guò)對(duì)小長(zhǎng)梁遺址的埋藏學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，該遺址動(dòng)物化石不大可能是古人類和食肉動(dòng)物消費(fèi)后的堆積；相反，由于接近50.4%的動(dòng)物骨骼表面都有明顯的水流磨蝕痕跡的出現(xiàn)，因此這一動(dòng)物群化石很可能是因流水搬運(yùn)而形成的次生堆積。Keates[19]報(bào)道了馬圈溝遺址第3文化層出土動(dòng)物化石的基本情況，但沒(méi)有繼續(xù)開(kāi)展相關(guān)動(dòng)物骨骼的研究。本文以馬圈溝遺址第3文化層出土的部分動(dòng)物化石為研究材料，基于骨骼保存的狀況，從長(zhǎng)骨的破碎方式入手，利用多變量的骨骼破碎信息，特別是斷口破裂的角度，闡明提取碎骨信息的必要性，并討論了這些信息所反映的古人類與食肉動(dòng)物的互動(dòng)關(guān)系。

2第3文化層

馬圈溝遺址是泥河灣盆地年代最早的古人類遺址，是東亞地區(qū)年代最久遠(yuǎn)的舊石器時(shí)代遺址之一。該遺址位于河北省陽(yáng)原縣，地處泥河灣盆地東部，大田洼臺(tái)地北部邊緣，地理坐標(biāo)為40°13′31.1″N、114°39′51.0″E，海拔約840m[15]（圖1）。

馬圈溝遺址發(fā)現(xiàn)于1992年春，發(fā)掘者于同年清理了文化層以上的地層堆積。次年9～10月，謝飛、李珺、成勝泉等對(duì)該遺址進(jìn)行首次發(fā)掘，發(fā)掘?qū)ο笫堑?文化層。2000年，河北省文物研究所（現(xiàn)河北省文物考古研究院）對(duì)該遺址進(jìn)行了再次調(diào)查，于已發(fā)掘文化層下方發(fā)現(xiàn)第2、3文化層；后又于2001～2003年，對(duì)第2、3文化層分別進(jìn)行了三次發(fā)掘[15]。2005年，考古隊(duì)繼續(xù)在第3文化層的底面向下發(fā)掘，找到了年代更早的第4、5、6三個(gè)文化層。2014～2019年，河北省文物研究所等單位在原馬圈溝遺址核心區(qū)域以外開(kāi)展了早期人類遺存的調(diào)查和發(fā)掘，不僅擴(kuò)展了原先發(fā)掘的第3～6文化層的區(qū)域，并且先后發(fā)現(xiàn)并發(fā)掘了馬圈溝遺址D區(qū)、E區(qū)、魚(yú)咀溝1號(hào)地點(diǎn)、魚(yú)咀溝2號(hào)地點(diǎn)及棋盤梁地點(diǎn)。至此，馬圈溝遺址的材料越來(lái)越豐富，擴(kuò)展為包括馬圈溝遺址、馬圈溝遺址D區(qū)、半山遺址、魚(yú)咀溝1號(hào)地點(diǎn)、魚(yú)咀溝2號(hào)地點(diǎn)、棋盤梁地點(diǎn)等8個(gè)地點(diǎn)的早更新世考古遺址群。

馬圈溝是泥河灣湖濱由于水流作用而產(chǎn)生的沖溝。第3文化層厚約33cm，為灰黑色黏土層。朱日祥等根據(jù)古地磁年代學(xué)的研究推測(cè)第3文化層的年代為1.66MaBP[6]；蔡保全等則通過(guò)生物地層學(xué)研究推斷第3文化層年代應(yīng)早于距今1.8MaBP[20]。隨后，劉春茹團(tuán)隊(duì)使用電子自旋共振（ESR，ElectronSpinResonance）測(cè)年法，估測(cè)第3文化層年代約為1.7MaBP[21]。Duval指出該研究在實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)公開(kāi)方面可能存在一些問(wèn)題，但并不否認(rèn)該測(cè)年方法的有效性[22]。在此年代范圍內(nèi)，孢粉數(shù)據(jù)顯示泥河灣盆地和中國(guó)北方地區(qū)氣候以暖溫帶、溫帶針葉和闊葉混交林氣候?yàn)橹鱗23]。

第3文化層出土的石制品原料以質(zhì)地細(xì)密的灰黑色燧石為主，有較為成熟的錘擊法打片技術(shù)[15]。

馬圈溝遺址出土了大量哺乳動(dòng)物化石，其中，第3文化層的出土數(shù)量最多，數(shù)次發(fā)掘積累了數(shù)千件化石，現(xiàn)已鑒別出20余種。超大型哺乳動(dòng)物中大部分為草原猛犸象（Mammuthustrogontherii），也有披毛犀（Coelodontaantiquitatis）的遺存。其他典型的哺乳動(dòng)物包括三門馬（Equussanmeniensis）、鬣狗（Pachycrocutasp.）、鹿（Cervussp.）和羚羊（Gazellasp.）等[20]。該哺乳動(dòng)物群與小長(zhǎng)梁遺址的典型動(dòng)物群較一致[24]。有研究者報(bào)道，在馬圈溝遺址出土的一件草原猛犸象肋骨和數(shù)件可能屬于鹿或馬類動(dòng)物的肢骨骨干上發(fā)現(xiàn)了被認(rèn)為是切割、砍砸、刮削的人工痕跡[6，14，15]。據(jù)此，不少學(xué)者提出在泥河灣盆地，可能早在1.60MaBP以前，古人類便能夠捕獵并消費(fèi)體型很大的哺乳動(dòng)物[14]。但也有研究者提出，大部分骨骼表面可能存在磨損，可能影響人工痕跡的識(shí)別[6]。Dennell[16]便指出，馬圈溝遺址骨骼表面痕跡鑒定的結(jié)果并不成熟，即使人工痕跡確實(shí)存在，也無(wú)法將當(dāng)?shù)卦绺率拦湃祟惖尼鳙C和食腐行為區(qū)分開(kāi)來(lái)。

為了進(jìn)一步尋找區(qū)分古人類狩獵及食腐行為的證據(jù)，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所與河北省文物考古研究院及中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所合作，對(duì)馬圈溝遺址出土的動(dòng)物化石進(jìn)行了更系統(tǒng)、細(xì)致的觀測(cè)與分析。本文的研究材料主要來(lái)自2001～2003年馬圈溝遺址第3文化層發(fā)掘出土的長(zhǎng)骨殘段及殘片。

3研究方法

骨髓是油脂的重要來(lái)源，其富含的脂溶性維生素A、D、E和K是人體生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素[25]。人類和食肉動(dòng)物都會(huì)打碎動(dòng)物的長(zhǎng)骨來(lái)獲取骨髓，這種行為既針對(duì)被他們捕獲的獵物，也經(jīng)常發(fā)生在那些被他們發(fā)現(xiàn)的因其他原因死亡的動(dòng)物遺骸上。古人類敲碎長(zhǎng)骨獲取骨髓的行為最早可追溯至2.6MaBP之前[26]?？脊胚z址經(jīng)常大量地出土長(zhǎng)骨的碎塊/片，為研究古人類開(kāi)發(fā)骨髓資源以及古人類與食肉動(dòng)物的互動(dòng)關(guān)系提供了豐富的材料。

在針對(duì)古人類遺址出土動(dòng)物遺存的埋藏學(xué)研究方法中，有四個(gè)重要的手段用來(lái)識(shí)別古人類和自然作用的埋藏特征，分別是動(dòng)物死亡年齡分布（mortalitypattern）、骨骼單元分布（skeletalelementprofiles）、骨骼表面痕跡（bonesurfacemodification）以及骨骼破碎方式（bonebreakagepattern）[27]。其中，前三項(xiàng)指標(biāo)的觀測(cè)與分析被認(rèn)為是分辨上/更新世動(dòng)物群中人類與食肉動(dòng)物行為的基礎(chǔ)手段，然而無(wú)論研究者如何定義古人類的行為所造成的埋藏特征，都不能完全排除食肉動(dòng)物或其他自然作用去造成相似的特征（即等效現(xiàn)象，equifinality）[28]。一段時(shí)間以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)證考古研究以及考古案例分析，利用骨骼表面痕跡分析的手段嘗試區(qū)分等效現(xiàn)象，取得了不錯(cuò)的效果。長(zhǎng)骨上的砍砸痕、切割痕及食肉動(dòng)物啃咬痕跡的識(shí)別與統(tǒng)計(jì)分析為確認(rèn)古人類的“狩獵”行為提供了力證[29，30]。但是，由于各種各樣的原因，很多遺址的骨骼表面并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)確切的痕跡。尤其對(duì)于早更新世的曠野遺址，古人類和食肉動(dòng)物低強(qiáng)度的活動(dòng)及遺址保存環(huán)境對(duì)骨骼保存狀況的影響，都可能導(dǎo)致骨骼表面缺乏痕跡或者痕跡很難被識(shí)別出來(lái)。除了骨骼表面痕跡的研究以外，敲擊長(zhǎng)骨時(shí)產(chǎn)生的碎片也引起了一些學(xué)者的關(guān)注，但受限于研究材料，相關(guān)研究成果并不多[31]。

大多數(shù)考古遺址中的動(dòng)物遺存都以無(wú)法鑒定的骨骼碎片的形式出現(xiàn)，想要從這些碎骨上提取信息并加以分析是一項(xiàng)耗時(shí)費(fèi)力的工作，而提取的這些信息究竟是否能夠提供分析古人類行為的證據(jù)，也令研究者們對(duì)分析碎骨的價(jià)值感到困惑。即便如此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者仍進(jìn)行了大量的嘗試和積累。骨骼破碎方式的研究方法也從簡(jiǎn)單的觀察描述發(fā)展、簡(jiǎn)單的測(cè)量和統(tǒng)計(jì)發(fā)展到大數(shù)據(jù)處理，研究體系日趨系統(tǒng)與完善[32，33]。目前，國(guó)內(nèi)已有多位學(xué)者對(duì)骨骼破裂特征的相關(guān)理論方法進(jìn)行過(guò)綜述，并在河南許昌靈井遺址[34]、貴州馬鞍山遺址[35]、寧夏鴿子山遺址[36]及泥河灣盆地的于家溝遺址[37]進(jìn)行了運(yùn)用。

總的來(lái)說(shuō)，研究骨骼破碎方式的落腳點(diǎn)在于骨骼斷裂面的性狀，涉及兩條邏輯線索，一是判斷骨骼在破裂前是否在新鮮的狀態(tài)，以推斷是否存在取食骨髓的可能性；二是統(tǒng)計(jì)骨骼破裂面的角度，以辨識(shí)取食骨髓的主體是人類還是食肉類。采集和分析數(shù)據(jù)常使用分類變量[38-43]。第二條線索的情況更復(fù)雜一些，針對(duì)其因果對(duì)應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)及爭(zhēng)論更多[33]。

現(xiàn)階段，研究中使用最廣泛的方法體系是Villa和Mahieu[40]通過(guò)觀察、測(cè)量及統(tǒng)計(jì)考古遺址出土的、不同狀況下破碎的人類四肢骨骼而提出的三個(gè)變量，即斷口邊緣質(zhì)地（fractureedgetexture）、斷口輪廓（fractureoutline）和斷口角度（fractureangle）。為了進(jìn)一步明確這三個(gè)變量的用法，我們將它們的含義簡(jiǎn)述如下：斷口邊緣質(zhì)地指長(zhǎng)骨斷口表面的紋理（圖2：A）。通常有平滑和鋸齒狀兩種：在新鮮狀況下破裂的骨骼其斷口常為平滑狀，反之則常見(jiàn)鋸齒狀[40]。

斷口輪廓指長(zhǎng)骨斷口與骨骼長(zhǎng)軸的相對(duì)方向（圖2：B）。通常有縱向（長(zhǎng)骨斷口與骨骼長(zhǎng)軸平行）、橫向（長(zhǎng)骨斷口與骨骼長(zhǎng)軸垂直）和傾斜狀（長(zhǎng)骨斷口與骨骼長(zhǎng)軸呈角度傾斜）三種。傾斜斷口的輪廓在空間上的形態(tài)更為多樣，可能為平直且其延長(zhǎng)線在平面上與長(zhǎng)骨長(zhǎng)軸相交，也可能為螺旋狀且其在長(zhǎng)骨縱剖面的投影與長(zhǎng)骨長(zhǎng)軸相交，非新鮮狀況下破裂的骨骼常見(jiàn)橫向斷口[40，45，46]。過(guò)去，我們通常認(rèn)為由人類利用工具砸擊長(zhǎng)骨導(dǎo)致的破裂呈螺旋狀[47-49]，但一些實(shí)驗(yàn)考古研究的結(jié)果表明，除了人類使用工具進(jìn)行砍砸以外，其他埋藏因素（如食肉動(dòng)物的牙齒）也會(huì)導(dǎo)致螺旋狀的破裂[50]。

斷口角度指骨骼破裂面與骨骼外表面的形成的角度（圖2：C）。當(dāng)這個(gè)角度近似直角時(shí)，一般表明骨骼是在非新鮮狀況下破裂的[40]。

盡管Villa和Mahieu提出的幾個(gè)變量確實(shí)能夠可靠地反映骨骼最初破裂時(shí)的新鮮程度，并且能夠與長(zhǎng)骨骨髓被取食的行為聯(lián)系起來(lái)[40]，但取食骨髓的主角究竟是誰(shuí)，是人類還是食肉類，其實(shí)并不明晰。于是，研究者們又著眼于三個(gè)變量中最復(fù)雜的一個(gè)變量，即斷口角度進(jìn)行了更細(xì)致的研究。

早在1985年，Johnson就提出人為造成的骨骼破裂是沖擊性的，這種力量的傳遞在骨骼結(jié)構(gòu)周圍以不同的方式分配沖擊能量，而食肉動(dòng)物啃咬所爆發(fā)的力在骨骼表面的傳導(dǎo)要均勻得多[51]。Capaldo和Blumenschine通過(guò)比較石錘砸擊及食肉類啃咬的新鮮長(zhǎng)骨碎片的斷口角度，發(fā)現(xiàn)前者更接近鈍角，而后者更接近直角[52]。他們認(rèn)為，人類揮舞石錘敲擊長(zhǎng)骨的動(dòng)作是一種動(dòng)態(tài)沖擊（dynamicloadingforce），力的傳導(dǎo)更快速，爆發(fā)力更強(qiáng)，更容易破壞長(zhǎng)骨骨密質(zhì)的結(jié)構(gòu)而形成傾斜的角度；而食肉類牙齒的啃咬是一種靜態(tài)荷載（staticloadingforce），其施力的力矩和力臂都更小，更易形成沒(méi)有傾斜角度的垂直狀斷口。Alcántara-García等人[53]通過(guò)對(duì)大型?？苿?dòng)物的肢骨進(jìn)行敲擊實(shí)驗(yàn)對(duì)骨骼斷口角度進(jìn)行了區(qū)分，他們認(rèn)為，在一般情況下，新鮮骨骼會(huì)沿著相對(duì)于其長(zhǎng)軸傾斜和/或縱向的平面破裂，其破裂角度通常小于85°或大于95°。而干燥骨骼通常會(huì)以直角沿著橫向和/或縱向平面斷裂，并且具有不規(guī)則的破裂面，這與Villa和Mahieu的觀察是基本一致的。另外，他們還在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，被人類錘擊和食肉動(dòng)物咀嚼破壞的新鮮骨骼樣本中，沿著縱向平面斷裂的斷口角度，其范圍有顯著的重疊，而沿著橫向平面斷裂的斷口角度也有很多重疊，尤其是在角度大于90°的大型動(dòng)物骨骼標(biāo)本上。與縱向和橫向的破裂相比，人類和食肉動(dòng)物造成的傾斜破裂面的破裂角度的重疊要小得多。進(jìn)一步講，在新鮮骨骼上由食肉動(dòng)物造成的骨骼破裂角度通常在80°～110°（但通常不在85°～95°，這是干燥骨骼破裂的特征），而人類引起的骨骼破裂（尤其是傾斜狀的斷口）通常更尖銳（小于80°）或更鈍（大于110°）。這些差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是顯著的，并且在傾斜狀骨骼破裂上最為明顯。而橫向破裂面上的破裂角度的指示意義并不強(qiáng)。他們得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎與Capaldo和Blumenschine的觀察一致，后者也認(rèn)為食肉動(dòng)物造成的骨骼破裂角度比人類用石錘敲擊的骨骼破裂角度更接近90°。

Pickering等人[32]和Domínguez-Rodrigo和Barba[5]依照這一結(jié)論對(duì)斯瓦特科蘭斯（Swartkrans）和奧杜威峽谷（OlduvaiGorge）的FLKZinj（FLKZinjanthropusLevel）出土的長(zhǎng)骨破裂面的角度進(jìn)行了測(cè)量，并按骨骼破裂面的形態(tài)進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)和比較，推測(cè)長(zhǎng)骨的破裂大部分是由于古人類的活動(dòng)造成的，但這些骨骼同時(shí)也受到了食肉動(dòng)物的侵?jǐn)_。

DeJuana和Domínguez-Rodrigo利用馬類動(dòng)物骨骼進(jìn)行了敲擊實(shí)驗(yàn)，卻觀察到與Alcántara-García等人的部分?jǐn)?shù)據(jù)相反的趨勢(shì)[53-54]。在馬骨上用石錘敲擊產(chǎn)生的破裂角比在牛骨上更接近90°，并且與食肉動(dòng)物造成的破裂角度更相近。然而，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中卻沒(méi)有將骨骼破裂的輪廓進(jìn)行分類，而是把所有新鮮狀況下破裂的骨骼作為一個(gè)整體進(jìn)行觀察，其結(jié)果并不利于開(kāi)展比較研究。Coil等人[33]進(jìn)一步細(xì)化了觀察的對(duì)象，將解剖部位、動(dòng)物年齡及骨骼是否冷凍這些參數(shù)加入變量之中。這些實(shí)驗(yàn)都表明，骨骼破裂角度的情況很復(fù)雜，受到很多變量的影響，這些變量可能是動(dòng)物種屬、骨骼部位、動(dòng)物年齡及個(gè)體大小，等等。

4材料與方法

馬圈溝遺址第3文化層出土的標(biāo)本中，有部分草原猛犸象化石。較完整的標(biāo)本以及之前報(bào)道有骨骼表面痕跡的標(biāo)本都暫時(shí)陳列在泥河灣博物館。加之超大型哺乳動(dòng)物的骨骼破碎狀況并不像其他更小體型的哺乳動(dòng)物那樣，有實(shí)驗(yàn)和考古研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，所以這些草原猛犸象的骨骼并不作為本文的材料。相應(yīng)地，在破碎的長(zhǎng)骨中，我們也排除了那些屬于超大型哺乳動(dòng)物的碎塊，包括草原猛犸象及披毛犀?？傮w來(lái)說(shuō)，本文關(guān)注的長(zhǎng)骨殘段及碎片共213件，既包括有可鑒定的長(zhǎng)骨殘段，也包含了不可以鑒定的長(zhǎng)骨碎片。我們采集了這些標(biāo)本的尺寸、風(fēng)化等級(jí)、磨蝕狀況、所屬動(dòng)物體型大小及骨骼破碎狀況的信息。

標(biāo)本的尺寸指長(zhǎng)骨殘最大長(zhǎng)，直接用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。長(zhǎng)骨殘段/片所屬動(dòng)物體型的大小主要依據(jù)該標(biāo)本所屬動(dòng)物類別、解剖學(xué)部位及骨壁厚度進(jìn)行劃分。體型大小主要分為兩類，為了便于與Alcántara-García的實(shí)驗(yàn)及斯瓦特科蘭斯（Swartkrans）的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，本研究參照Brain的研究[55]，將那些體型在20～90kg范圍內(nèi)，包括與鹿及羚羊體型接近的動(dòng)物，歸類為中型動(dòng)物；而體型在90～1000kg范圍內(nèi)并且與馬和牛體型接近的動(dòng)物，歸類為大型動(dòng)物。

在記錄長(zhǎng)骨的風(fēng)化狀況時(shí)，我們參考了Behrensmeyer[56]的六個(gè)風(fēng)化階段，分別是：0級(jí)，骨骼表面光滑，無(wú)風(fēng)化裂痕；1級(jí)，與長(zhǎng)軸平行的裂紋開(kāi)始在骨表面出現(xiàn)；2級(jí)，骨骼表面開(kāi)始出現(xiàn)片狀剝離，剝離的骨皮仍與主體相連，邊緣卷起；3級(jí)，片狀剝離大面積出現(xiàn)，部分骨皮已經(jīng)脫落；4級(jí)，骨骼表面呈粗糙的纖維狀，風(fēng)化作用已經(jīng)影響到骨骼內(nèi)部；5級(jí)，骨骼已風(fēng)化破碎，原來(lái)骨骼的形態(tài)可能已較難辨認(rèn)，往往暴露出海綿質(zhì)。另外，我們也對(duì)長(zhǎng)骨的磨圓狀況進(jìn)行了記錄，主要針對(duì)有破碎斷口的長(zhǎng)骨，其中，把“標(biāo)本的破裂面鋒利”記錄為未被磨圓。

基于前文所述的對(duì)骨骼破碎方式的研究方法的認(rèn)識(shí)，我們首先識(shí)別出那些在新鮮狀況下破裂的長(zhǎng)骨。如果斷裂面質(zhì)地光滑，則視為新鮮狀況下破裂的長(zhǎng)骨。有一些斷裂面可能受到埋藏作用的影響，其質(zhì)地介于光滑與粗糙之間，對(duì)于這樣的標(biāo)本，如果其斷裂的角度非常接近直角，則將其作用非新鮮狀態(tài)下破裂的標(biāo)本。識(shí)別出新鮮狀況下破裂的標(biāo)本之后，再將其斷口分為橫向、縱向以及傾斜三種類型，然后再測(cè)量這些斷口的角度。然而，在實(shí)際的操作中我們發(fā)現(xiàn)，有些斷口很難有效地分類，并且一些斷口的角度并不總是均勻的。于是我們參考了斯瓦特科蘭斯遺址出土的碎骨斷口測(cè)量的方法[32]，先選取中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，再沿中點(diǎn)整個(gè)斷裂面至少取兩點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，最后取一個(gè)平均值。

5分析結(jié)果

5.1馬圈溝第3文化層出土動(dòng)物長(zhǎng)骨化石的基本狀況

長(zhǎng)骨的殘長(zhǎng)是反映骨骼破碎狀況的最基本數(shù)據(jù)信息。為了說(shuō)明馬圈溝遺址第3文化層長(zhǎng)骨的破碎狀況，并為將來(lái)與泥河灣盆地內(nèi)其他早更新世遺址出土的動(dòng)物骨骼進(jìn)行基本信息的對(duì)比，我們以每20mm為一個(gè)范圍，對(duì)100mm以內(nèi)的骨骼尺寸進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（圖3）。結(jié)果顯示，馬圈溝遺址第3文化層殘長(zhǎng)大于100mm的長(zhǎng)骨（n=59）最多，占總數(shù)的27.7%；其次為40～60mm的長(zhǎng)骨（n=48），占22.5%左右；尺寸在20～40mm（n=41）以及60～80mm（n=42）的標(biāo)本再次之，分別占19.2%及19.7%；尺寸小于20mm的長(zhǎng)骨（n=2）最少，僅占0.93%。

我們對(duì)213件標(biāo)本進(jìn)行了觀察，未發(fā)現(xiàn)5級(jí)風(fēng)化等級(jí)的長(zhǎng)骨標(biāo)本（圖4）。在這些長(zhǎng)骨碎片標(biāo)本中，有26.8%的標(biāo)本（n=57）處于0級(jí)風(fēng)化階段（未風(fēng)化），另有43.2%（n=92）處于1級(jí)，21.1%（n=45）處于2級(jí)?？傮w來(lái)說(shuō)，馬圈溝遺址第3文化層90%以上的長(zhǎng)骨（n=194）處于風(fēng)化作用早期的三個(gè)階段，其骨骼表面并未發(fā)生顯著的剝落；處于第3級(jí)和第4級(jí)的標(biāo)本（n=15，n=4）非常少，這說(shuō)明骨骼暴露在地表的時(shí)間并不長(zhǎng)，幾乎沒(méi)有發(fā)生陸上風(fēng)化。

在這些長(zhǎng)骨標(biāo)本中，骨骼邊緣磨圓的狀況并不多見(jiàn)，僅在9件標(biāo)本上觀察到了部分磨圓的現(xiàn)象。這9件標(biāo)本均為不可鑒定的長(zhǎng)骨骨干碎片。這些磨圓都是局部的，應(yīng)該發(fā)生在骨骼破裂之后，很可能是短暫的水流沖刷造成的。所以即使有磨圓的存在，也并不影響我們觀察這些標(biāo)本的破碎方式。

在213件長(zhǎng)骨標(biāo)本中，僅有4件可以鑒定到屬的標(biāo)本，其中3件屬于馬類動(dòng)物，均為脛骨遠(yuǎn)端的殘片，1件屬于鹿類動(dòng)物。余下的209件標(biāo)本以其所屬動(dòng)物體型的相對(duì)大小分為中型動(dòng)物與大型動(dòng)物，39.4%的標(biāo)本（n=84）屬于中型動(dòng)物，60.6%的標(biāo)本（n=129）屬于大型動(dòng)物。

5.2長(zhǎng)骨破碎方式

本文所關(guān)注的馬圈溝遺址出土的長(zhǎng)骨標(biāo)本雖然有可以鑒定的標(biāo)本，但幾乎沒(méi)有完整的長(zhǎng)骨。有一些標(biāo)本保留了長(zhǎng)骨近端或遠(yuǎn)端，但總是存在一個(gè)或數(shù)個(gè)斷口。除此之外，其余的長(zhǎng)骨標(biāo)本均為長(zhǎng)骨的碎片/塊。也就是說(shuō)，這些長(zhǎng)骨受到了一種或多種埋藏作用的影響而破裂。經(jīng)過(guò)觀察，僅有15件標(biāo)本具有非常粗糙的斷口，占標(biāo)本總量的7%。這樣的斷裂一般是在骨骼比較干燥時(shí)發(fā)生的。有50件標(biāo)本的斷口質(zhì)地難以被認(rèn)定是完全光滑的，而其中，有39件標(biāo)本的斷口角度非常接近90°；這些標(biāo)本的斷裂應(yīng)該發(fā)生在標(biāo)本的有機(jī)質(zhì)完全流失以后。因此，總共有54件標(biāo)本的在斷裂之前已經(jīng)有大部分有機(jī)質(zhì)流失，約占標(biāo)本總量的25.4%。圖5展示了馬圈溝遺址第3文化層出土長(zhǎng)骨殘段破裂面的基本情況。

在余下159件新鮮狀況下破裂的標(biāo)本中，有8件標(biāo)本具有1個(gè)斷口，12件標(biāo)本具有2個(gè)斷口，139件標(biāo)本具有4個(gè)斷口。這樣，我們從159件新鮮破裂的長(zhǎng)骨標(biāo)本上共獲得了588個(gè)骨骼破裂面的數(shù)據(jù)。將這些斷口按其所屬標(biāo)本動(dòng)物體型大小、輪廓及角度性質(zhì)（銳角或鈍角）進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及95%的置信范圍（表1）。

從斷口角度的平均值來(lái)看，傾斜狀斷口的銳角平均值顯著低于其他斷口類型的銳角，表明這些標(biāo)本不僅是在新鮮狀況下破裂的，而且受到的沖擊力應(yīng)該更接近動(dòng)態(tài)沖擊。而傾斜狀斷口測(cè)量值為銳角的標(biāo)本數(shù)量也是最多的。大型動(dòng)物的橫向斷口平均值最接近90°，這種斷口的狀態(tài)與非新鮮狀況下破裂的斷口性質(zhì)更接近。置信范圍的大小似乎與樣本數(shù)量存在一定關(guān)系，樣本量較大的斷口類型，置信范圍比較集中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也可能更高；特別是中型動(dòng)物大于90°的橫向斷口，標(biāo)本數(shù)量?jī)H為2件，但其置信范圍卻非常大，并超過(guò)了我們預(yù)先定義的大于90°的范圍。盡管如此，橫向斷口的置信范圍普遍要大于其他類型的斷口。

為了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及斯瓦特科蘭斯（Swartkrans）出土的長(zhǎng)骨標(biāo)本進(jìn)行比較，我們將馬圈溝遺址第3文化層出土長(zhǎng)骨破裂面角度的平均值及95%的置信范圍，與這二者進(jìn)行了對(duì)比（圖6）。

在橫向斷口上（圖6：A，B），馬圈溝遺址第3文化層中型動(dòng)物長(zhǎng)骨斷裂角度的均值與實(shí)驗(yàn)樣本中人類石錘砸擊的角度最接近。除了大型動(dòng)物中斷裂角大于90度的標(biāo)本之外，馬圈溝遺址第3文化層長(zhǎng)骨的置信范圍與斯瓦特科蘭斯的值非常接近。

在縱向斷口上（圖6：C，D），馬圈溝遺址第3文化層中、大型動(dòng)物長(zhǎng)骨斷裂的銳角角度平均值與實(shí)驗(yàn)中人類砸擊以及斯瓦特科蘭斯中、大型動(dòng)物破裂角的平均值更接近，并且落入了95%的置信范圍。而相應(yīng)的鈍角角度并不像斯瓦特科蘭斯樣本那樣有更集中的置信范圍，但其平均值似乎與實(shí)驗(yàn)中食肉類改造的標(biāo)本更接近。

無(wú)論是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、斯瓦特科蘭斯的破裂角度數(shù)據(jù)，還是馬圈溝遺址第3文化層的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在傾斜狀斷口上的角度置信范圍都很集中（圖6：E，F(xiàn)）。其中，中型和大型動(dòng)物標(biāo)本銳角的平均值在人類作用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍，但鈍角的平均值卻與食肉動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近。馬圈溝第3文化層傾斜斷口角度的置信范圍都與斯瓦特科蘭斯的非常接近。

6討論與結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)馬圈溝遺址第3文化層出土的大中型哺乳動(dòng)物長(zhǎng)骨破碎方式進(jìn)行觀測(cè)，我們初步獲得了如下幾個(gè)方面的認(rèn)識(shí)。

首先，該遺址第3文化層出土的動(dòng)物長(zhǎng)骨殘段及碎片大小混雜，雖然以大于10cm的長(zhǎng)骨為主，但其他小尺寸的長(zhǎng)骨碎片也有很多。這些標(biāo)本中僅有非常少量的標(biāo)本上發(fā)現(xiàn)被磨蝕的痕跡。加之該層出土了許多人工制品，且保存狀況較好，表明該遺址出土遺物大部分應(yīng)該是由于古人類活動(dòng)而聚集在此地的。

長(zhǎng)骨風(fēng)化狀況的分析結(jié)果表明，絕大多數(shù)標(biāo)本只在地表經(jīng)歷了短暫時(shí)間的暴露，風(fēng)化作用對(duì)骨骼保存狀況沒(méi)有大的破壞。但遺憾的是，在本文所涉及的標(biāo)本中，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)骨骼表面保存有自然或人為的痕跡。

第二，馬圈溝遺址第3文化層出土了不少草原猛犸象的化石，據(jù)發(fā)掘者觀察，應(yīng)有牙齒、肋骨、肢骨及脊椎骨等，可能來(lái)自于同一個(gè)體[15]。在遺址出土的牙齒化石中，我們也發(fā)現(xiàn)了屬于犀牛的牙齒碎片。除了這些超大型哺乳動(dòng)物之外，遺址還出土了不少馬類、鹿類及羚羊類的標(biāo)本。遺址出土的長(zhǎng)骨殘段及碎片中，幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可以鑒定到種的標(biāo)本。我們按以往鑒定的出土動(dòng)物名單，以動(dòng)物體型將本次研究的長(zhǎng)骨分別歸為與羚羊、鹿體型相當(dāng)?shù)闹行蛣?dòng)物及與馬、牛體型相當(dāng)?shù)拇笮蛣?dòng)物。結(jié)果表明，屬于大型動(dòng)物的標(biāo)本數(shù)量超過(guò)60%。需要注意的是，本次研究的標(biāo)本量并不足以進(jìn)行個(gè)體數(shù)量的量化（如統(tǒng)計(jì)最小個(gè)體數(shù)或最小骨骼部位數(shù)），只能提供一個(gè)相對(duì)數(shù)量的對(duì)比。

第三，通過(guò)對(duì)這些長(zhǎng)骨斷口的質(zhì)地和角度進(jìn)行觀察，我們發(fā)現(xiàn)約75%的標(biāo)本符合新鮮狀態(tài)下破碎的長(zhǎng)骨骨骼特征，即斷口質(zhì)地較光滑或其斷口角度為銳角或鈍角。哺乳動(dòng)物的長(zhǎng)骨在新鮮狀況下破碎一般與其骨髓被取食密切相關(guān)，因此馬圈溝遺址第3文化層大量新鮮狀況下破裂長(zhǎng)骨的存在表明，這些哺乳動(dòng)物因某種原因在本地死亡后，絕大多數(shù)被古人類或者食肉動(dòng)物取食了骨髓。

第四，為了搞清究竟是食肉類還是古人類獲取了骨髓，我們測(cè)量了新鮮狀態(tài)下破裂的長(zhǎng)骨的斷口角度，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及針對(duì)斯瓦特科蘭斯的同類研究結(jié)果進(jìn)行了比較。通過(guò)對(duì)比統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)馬圈溝遺址第3文化層出土的長(zhǎng)骨斷裂角度與古人類及食肉動(dòng)物造成的破裂角度均有重合，表明古人類和食肉動(dòng)物都造成了新鮮骨骼的破裂。但我們測(cè)量的數(shù)據(jù)，其角度測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)范圍與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中石錘造成的斷口角度的重疊更多。雖然也發(fā)現(xiàn)有一些與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中食肉動(dòng)物造成的斷裂角相吻合的數(shù)據(jù)，但總體上符合食肉動(dòng)物啃咬角度特征的標(biāo)本很少。由此我們認(rèn)為，本文所涉及的大多數(shù)標(biāo)本，都可能與古人類的取食骨髓的行為相關(guān)。另一方面，與斯瓦特科蘭斯遺址的斷口角度范圍相比，其置信范圍重合的部分更多。雖然在馬圈溝遺址第3文化層并未發(fā)現(xiàn)確切的骨表面痕跡，但在斯瓦特科蘭斯遺址發(fā)現(xiàn)的食肉類齒痕出現(xiàn)在了一些新鮮破裂的長(zhǎng)骨內(nèi)側(cè)，表明食肉類取食骨髓的行為應(yīng)晚于古人類。依據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)我們只能推測(cè)，與斯瓦特科蘭斯相似，馬圈溝第3文化層攝取動(dòng)物骨髓的主體是古人類，同時(shí)也受到食肉類不少的干擾，而古人類的取食行為很可能早于食肉類。雖然這一結(jié)論在討論早更新世古人類狩獵還是食腐問(wèn)題中的區(qū)分效力并不如骨骼表面痕跡理想，但顯然提供了一條可以使用的證據(jù)，能夠評(píng)估早期人類行為在考古遺存中的相對(duì)貢獻(xiàn)，為復(fù)原早更新世人類生存狀況的證據(jù)鏈提供支持。

第五，研究方法的適用性。早更新世曠野遺址出土動(dòng)物骨骼的保存狀況常常不佳，這限制了對(duì)骨骼表面痕跡的觀察研究。然而，這種研究的窘迫促使研究者將目光轉(zhuǎn)移到其他類型的數(shù)據(jù)積累，嘗試去推斷食肉動(dòng)物和古人類的相對(duì)影響。另一方面，骨骼表面痕跡的分析可能無(wú)法自行解釋骨骼破碎方式的問(wèn)題[57]，因此也需要使用其他方法來(lái)確定骨骼斷裂是如何發(fā)生的。本文介紹了其中一種重要的方法，就是觀測(cè)斷口的狀況和角度并進(jìn)行分類變量的對(duì)比。雖然這個(gè)研究體系還存在許多問(wèn)題，但在數(shù)據(jù)足夠豐富的情況下可以用來(lái)區(qū)分古人類和食肉動(dòng)物行為?，F(xiàn)階段，除了進(jìn)行更豐富、完善的實(shí)驗(yàn)考古研究并詳盡地報(bào)道數(shù)據(jù)之外，也應(yīng)盡可能地采集考古遺址出土動(dòng)物骨骼的破裂信息。顯然，破碎骨骼的斷口角度甚至斷口輪廓及性質(zhì)這樣的基本信息，在以往的研究中也是不受重視的。而本文，也是這一方法在中國(guó)早更新世遺址研究中的首次運(yùn)用。

最近，在標(biāo)本及數(shù)據(jù)大量積累的前提下，許多研究者將目光投向了機(jī)器學(xué)習(xí)（machinelearning），該項(xiàng)技術(shù)可以分析多變量下的骨骼破損信息，并有效地區(qū)分不同營(yíng)力造成的骨骼破損[58]。當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用還僅限于實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，對(duì)考古材料的要求極高。這也促使我們需要進(jìn)一步開(kāi)展精細(xì)的考古發(fā)掘，并不斷積累數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)之上，或許能在早更新世古人類狩獵還是食腐的問(wèn)題討論中提出更有力的證據(jù)。