土壤与环境考古研究读书报告

土壤与环境考古研究读书报告

20世纪60年代考古学出现了新考古学派，导致包括环境考古学在内的许多考古学分支学科的出现。环境考古的发展经历了线行模式阶段、系统模式前阶段和系统模式后阶段3个时期，并逐渐形成4个主要的研究领域：地学考古、植物考古、动物考古、分子生物考古，其中地学考古涉及到地貌学、沉积学、土壤学、和地质年代。环境考古在考古学理论方法框架中主要应用于遗存堆积前、堆积及堆积后理论中的部分或全部内容。中国环境考古学研究现阶段最需要的是工作方法与研究方法的改进。

脱胎于地质学的考古地层学，是现代考古发掘过程中的时空界定的重要标尺，也是考古学中最为重要的理论。在当今的发掘过程中，根据土质土色来判断断层位关系，是考古发掘过程中最常用的方法。但是，对土壤缺乏科学系统的认识是目前考古学中不可避免的事实。土壤地理学是地质学的一门重要分支学科，主要研究土壤的形成、化学物理特点、土壤与环境、土壤与人类活动的关系等，如果能在考古发掘过程当中系统引入土壤地理学的相关知识，以其理论和方法统一考古学对土壤的描述，加深对土壤的系统研究，不仅可以促进考古学的规范化，同时也方变了学科直接的交流；并且利用土壤的种种特性，分析成土时期周边的气候环境状况，从而为我们研究古代文化的提供便利。

土壤地理学是地质学的一门分支学科，从19世纪创建以来，经历一个世纪的积累，已经逐渐成熟。其在土壤的分类、土壤的物理结构及化学元素的分析方法、土壤内物质的转化和迁移、土壤与气候的关系方面都有一定的研究。中国的土壤地理学虽然发展较晚，但还是取得了不少成就，特别是50年代以来，更是发展迅速，如绘制中国全国土壤调查和制图、分析中国土壤地理分布规律、水稻土等土壤分类，以及研究盐碱土、红黏土和风沙图土等的改良和利用等，都取得了巨大突破。考古学经过几十年的发展，越来越受到众人瞩目。俩门学科都是离不开“土壤”的学科，其研究方法上也是有一些相似性，相互之间必然可以取长补短。由于对土壤研究的专业性更强，土壤地理学对考古学具有较大的借鉴和指导意义，主要表现在以下这些方面：

一、科学系统的土壤分类方法应当运用与考古学中。

纵观考古发掘报告，可以发现报告当中对土壤的描述笼统，随意性比较强。列如，著名的朱开沟青铜时代早期遗址发掘报告中，将所发掘的遗址划分为五个地层，每一层分别对应了这样一些不同的土壤：第一层为耕土层，第二层为黑灰土，土质较松软。第三层为黄花土，程黄灰色土质较硬，第四层为灰黄土，土质稍硬，略带粘性，第五层为黄沙土，土质较松软，夹杂灰土碎块。在这些描述中，第一层的“耕土”是根据土壤的生成作用而厘定的名称，三至四层则是根据典型的土质土色来划分，第五层“黄沙土”又俩种判断标准兼而有之，足见考古学中土壤分类随意性。在土色的描述中，出现了很多“黄灰土”、“灰黄土”、“黑灰土”等俩种颜色形容词层叠来描述一种介于俩者之间的颜色，甚至还有“灰黄土”和“黄灰土”的区别，让人难以把握。虽然这是考古工作者长期工作经验而约定俗成了一套土质土色区分和描述方法，但不同的人对其理解偏差较大，很难统一，这样，既不能对土壤有客观的认识，又不利于学科的内部交流以及与其学科间的交流，因此，考古学有必要建立完善系统的土质土色描述和分类方法。

土壤地理学对不同的土壤已经形成了一套完整的分类方法，这种分类系统采用六级分类制，即土纲、土类、亚类、土属、土种和变种。前三级为高级分类单元，以土类为主；后三级为基层分类单元，以土种为主。土类是指在一定的生物气候条件、水文条件或耕作制度下形成的土壤类型，具有一定的成土过程和土壤属性。根据不同的颜色又可分为红壤、棕壤、褐土等，此为土纲；每一土纲下又有若干土类，如红壤纲下又细分为砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、燥红土类等。如果有必要，还可以对不同的亚纲、土属等进行更加细致的划分。

根据这一分类标准，上文所提及的“黑灰土”可以描述为棕壤纲暗棕壤类，“黄灰土”应归为棕壤纲黄棕壤类，“灰黄土”属于棕壤纲棕壤土类，“黄沙土”则应划分为漠土纲，这样的分类未必正确，只是提供一种方法。按照这样的标准来描述土壤，可以对其结构、性状一目了然，为进一步的研究提供了便利。

二、土壤地理学的底层划分方法对考古学的启示。

在今天的田野发掘当中，依据地层的基本知识来划分地层，判断文化堆积的早晚关系，是每位考古工作者必须进行的工作。但是在实际操作的过程当中，往往会发现一些问题，列如，土质土色难以区分，暴露在空气中的土化学物理结构会发生诸多变化，地层堆积过厚等，都对我们的判断地层和年代增加了一些难度。一些有经验者会采用洒水、平抛面结合等小技巧来帮助划分地层，会起到一定的效果。

在土壤地理学中，同样的有一套划分土壤地层的方法，主要根据土壤的结构元素，推断土壤形成过程中收到不同外力作用的影响，从而区分不同的土壤，达到划分地层的目的。其主要运用到土壤发生与分类学的知识。土壤发生与分类学是土壤地理学下的分支学科，主要研究土壤形成过程中，内部物质的转化和迁移，以及外力作用对土壤性状的影响，如风化、水成、淋溶、粘化等因素，进而对土壤实现分类。列如，受粘化作用影响的的土壤，其结构体的边和面的发育很明显，大的结构体包含着众多小结构体，边、面之间存在着很细的裂缝，便显示出光泽亮面。这种土具有一些独特的性质，如形成不透性的封闭层，水分、空气在土中运行缓慢，根据特性对这种土壤进行了定义，其指标是：粘化层中小于0.002mm的粘粒含量，与粘溶层粘粒含量的比值大于1.2.此外，植物根系、土壤湿度、土壤结构或松紧度、酸碱度、饱和度以及包含元素的不同来判断等指标都可以对土壤加以区分。

土壤地理学对于土壤测量的实验手法也值得考古学借鉴。其在土壤样品的采集、样品的加工与管理、实验条件方面都有严格的要求。土壤元素的测试方法较多，有原子吸收光谱法、原子荧光法、等离子发射光谱法、中子活化分析法、离子色谱法、化学方法等等。考古学对于土壤的要求不像土壤地理学那么详细深入，但如果遇有重大考古项目和疑难问题，借助土壤地理学的方法对土壤进行一定的分析是，对地层划分、断代、环境判断等都会有很大帮助。

三、土壤地理学研究土壤与环境的关系，为考古学文化探索提供新的思路。

每种不同的土壤都是在特定的地理、气候条件下形成的，研究土壤的性质与成土时期环境的关系，是土壤地理学中的一大课题。经过多年的探索，地质学家门已经逐渐理清了其中的线索。各种不同纲、类的土壤与历史时期的水热条件有着非常直接的联系，水热条件好的地区，往往形成红壤；稍冷的地区会形成黄壤、棕壤，温度再低土色呈暗棕色；相同温度条件下，越干旱的地方，越容易形成漠土。列如，棕壤纲下的黄棕壤，一般是在平均气温15-18摄氏度，超过10摄氏度的积温为4500-5300摄氏度，一年的无霜期为210-250天，年降水量为750-1000毫米的气候条件下形成。如果我们在发掘过程中发现这种黄棕壤，即可大致判断出成土时期的气候环境特点，并且可以通过研究各地层土壤纲、类的不同，推断气候的变化，为我们的探究文化的消亡、迁徙提供了一种心思路。

在史前的考古工作当中，利用不同的颜色的土壤来判定当时的自然气候和环境，进而推断当时人的生活状态和文化面貌，已经受到了一定的重视。以黄河中游的黄土地层发掘为例，在中更新世发现了老黄色且粘重的离石黄土层，在离石黄土层之上叠压有颜色灰黄、质地疏松的土壤层，学名称之为“马兰黄土”。根据土壤地理学的一些知识，可以知道离石黄土在暖湿条件下形成，而马兰黄土是典型的风力成土，预示着气候的干冷。也即在距今100万年前至12万年前之间。中国黄河中游地区的气候经历了一次较大的转变，由温暖湿润转而为寒冷干燥。而恰恰在十几万年前，中国早期人类的文明也发生了一次巨大的嬗变，其突出表现就是石器制作工艺的巨大飞跃以及早期农业的产生。这种历史性的变迁，与整个大的气候

环境的变化是息息相关。

但在历史时期的考古挖掘过程当中，土壤越来越多的被用来判断地层，然后弃之一旁。如若对土壤正确采样，对其水洗，进而加以研究，往往有更多的发展。

在土壤的研究中，土壤微形态分析也对考古有很大的帮助和作用。土壤微形态分析的任务是将显微镜下观察描述的土壤微形态特征及变化用来说明土壤生成、发育的演变规律，它有助于了解一般自然力量或人为因素对土壤形成过程的影响。土壤微形态分析在考古学中额优势主要有：分析区域环境演化与考古遗址形成及考古学文化发展的关系；分析考古遗址内各类遗址的特征及其反映的人类活动特点。

微形态学也是土壤科学的一个分支，它的基本任务是将显微镜下观察，描述的土壤微形态特征及变化用来说明土壤生成、发育的演变规律，它有助于了解一般自然力量或人为因素对土壤形成过程的影响。土壤微形态学的起源可以和《微土壤学》的问世相联系。随着学科的发展，土壤微形态描述和解释的方法已日渐成熟。《土壤薄片描述书册》为一个国际通用的土壤薄片描述系统。微形态学除被用于农业科学等土壤学领域外，在考古学、生物学、地质学中也得到应用。

土壤微形态分析在考古研究上的应用历史不长。20世纪50年代，外国科学家首次根据考古遗址中土壤微形态分析的结果重建环境变化的历史，并解释了灰烬、居住面等人类活动遗址的特征。另一位外国科学家通过分析文化层与腐殖层之间的关系，展示了土壤微形态分析在考古学中的意义。60、70年代，土壤微形态分析在陶器结构研究中得到应用。80年代以来，在欧洲、中亚、中美洲等地的考古研究中做了许多土壤微型分析工作，其结果不仅推动了环境考古研究的深入，而且在大量实践的基础上，出版了可以作为土壤微形态分析在考古学研究中应用手册的《考古学中的土壤微形态分析》一书，它标志着土壤微形态分析在考古中应用的一个新阶段。至此，从野外采样，实验室分析到结果解释，考古学的土壤微形态分析都有了一套相对独立的方法，推动了地质学、土壤学等学科与考古学的结合，在环境与人类关系的研究中显示了其巨大的潜力。

1、土壤微形态学基本原理

土壤微形态学在技术上与岩理学研究十分类似，但在原理上却有很大不同。一个通俗的例子说明土壤微形态学的基本原理：土壤在其复杂性、动力和生物的变化性上，和不同组配的钟表有些相似，我们可以从很多角度来研究一块表：第一种方法是将其粉碎成粉末后进行化学分析，从而会知道制造时所用的金属类型等。但我们对各种部件的特征，但我们仍然不知道各种部件及钟表的工作原理。第四种方法是在钟表工作时对各个部件的特征、位置及其作用进行研究，则更有利于了解其结构和原理。土壤本身也和钟表一样处于不断变化和运动之中，第三和第四中方法就是土壤微形态学的基本原理，在研究尺度上，我们用显微方法研究土壤是因为许多成土特征及过程只有在显微镜下才能被观察到。没有土壤微形态分析，一般很难对土壤的发生学过程进行详细的研究。

2、土壤微形态分析在考古学中的优势

在考古学研究中，土壤微形态分析主要在以下方面提供重要的信息：①进行环境考古研究，即分析区域环境演化与考古遗址形成及考古学文化发展的关系；②分析考古遗址内各类遗存的特征及其所反映的人类活动特点。

人类自诞生以来就与环境有着密不可分的关系。人类的一切活动都受到周围环境的制约，史前时代更是如此。考古沉积物形成后在被改造过程中都记录了大量的人类与环境关系的信息。列如，交化层形成后被改造的过程包含了人类，其它生物和气候条件的作用，土壤微形态分析能揭示区域环境演化与考古遗址形成及考古学文化发展的关系。对米索不达米亚平原北部3000多年前古文化遗址中的文化层次及文化遗址进行包括土壤微形态分析在内的环境考古研究，揭示了区域环境演化与人类文化发展之间的关系，即伴随着气候恶化，出现了文

明衰落。

对印度河流域史前遗址的土壤微型形态研究表明，气候变化和区域环境演化对农业活动有明显的影响。考古研究证明，公元前3000年左右，印度河流域的史前农业文明迅速发展，到哈拉怕文化时期达到顶峰，在差噶平原有大量的聚落遗存。古植物研究发现，在差噶平原的史前居民以不耐干旱的麦类为主食，表明史前时代这里可能有河流水系，航空照片和卫星影像资料也证明了古河道的存在。在公元前1800年前后，具有发达社会组织的哈拉怕文化的衰落及人口东迁曾被解释为史前时代末期水网的破坏或气候恶化的结果，但每一种解释都没有十分充足的证据。法国-印度考古会为研究这一问题在这里进行了调查和研究这一问题在这里进行了调查和研究，以其回答：气候变化对古代水网的影响。

小结:在考古发掘中，土蕴含了丰富的信息，值得我们重视，运用土壤地理学的土壤分类法，借鉴其划分地层的手段，根据土壤判断古代气候环境，促进了发掘方法的科学化，标准化，也为研究古代人类文化提供便利。随着各学科的发展成熟，跨学科间的交叉研究以及杂文化和整体化以及成为当代科学发展的趋势。科技考古作为一门边缘学科更应该大力汲取各学科的知识，同时也应将考古的材料，来弥补历史学、社会学乃至地质学的空白，最终解释跨学科问题，才是科学不断发展不竭的源泉。

参考文献：内蒙古自治区文物考古研究、鄂尔多斯博物馆：《朱开沟青铜时代早期遗址发掘报告》，文物出版社，2000年。

张俊明、蔡凤奇、何同康：《中国的土壤》，商务印书馆，1992，第5页。

蕲桂云《土壤微形态分析及其在考古学中的应用》中国科学院地质研究所，北京