土壤文化歷史檔案記錄功能評價研究*
——以河南仰韶村文化遺址為例

查理思 吳克寧 梁思源

（1 廣東財經大學公共管理學院，廣州 510320 ）

（2 中國地質大學(北京）土地科學技術學院，北京 100083)

（3 國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035）

（4 鄭州大學公共管理學院，鄭州 450001)

土壤具有人類文明信息記憶塊和考古文物儲存庫的功能［1］，土壤的文化價值一直受到土壤學家關注。1996年，在第二屆意大利文化遺產保護國際研討會上，Pedosite被定義為含有文化歷史檔案記錄功能的土壤，并達成了搜集意大利內Pedosites的共識，并開展相關工作。1998年，德國《聯邦土壤保護法令》明確土壤具有自然和歷史文化檔案功能。2002年《歐盟土壤保護戰略》規定土壤作為自然與文化環境的載體，為人類提供活動平臺，是自然景觀和文化遺產的重要組成部分。2003年，《歐洲土壤憲章（修訂版）》指出土壤具有文化歷史檔案記錄功能，保存了大量的自然和人類歷史信息如古生物、人類歷史遺跡。2004年，《英國土壤保護實施規劃（2004—2006）》明確土壤是景觀和自然遺產的重要組成部分，是完整景觀的組成和歷史環境的擴展。2006年，《歐盟土壤保護修復指導框架》從環境、經濟、社會和文化功能等方面建立土壤保護框架，并認定土壤是地質檔案和考古遺產。

國外Lehmann等［2-4］在人為土評價中，依據土壤是否起源于稀有的人為改造基質，是否含有具有歷史文化代表性的人工制品，是否經受過特殊的人為利用等條件，對土壤歷史文化檔案功能進行評價。Costantini等［5-7］在建設意大利土壤遺產數據庫時，采用了以下指標：起源于稀有的人為改造基質，含有歷史文化代表性的人工制品，經受過特殊的人為利用，如農耕等；在判定土壤文化功能等級時，采用了以下標準：土壤剖面所屬文化遺址保護區級別，功能的保護風險類型與程度，科研、文化、教學和旅游價值，地質年齡和保護措施。國內龔子同［8］、何躍等［9］提出土壤具有記錄功能，土壤的理化性質變化記錄了城市化和工業化進程。吳克寧［10］、梁思源［11］等建立了土壤文化歷史檔案記錄功能評價標準，即含有杰出的歷史工藝品，起源于稀有、受人為影響的土層，具有特殊的歷史價值。

目前土壤文化歷史檔案記錄功能研究主要集中于理論和概念，評價指標和標準中定性成分較多，定量成分較少。作為在古人類活動影響下形成的特殊土壤，其識別和鑒定只有結合定量化分析，才能更加準確地界定土壤文化歷史檔案記錄功能，為具有該功能的土壤保護和研究提供科學依據。目前，磁化率［12-17］、色度［18-23］、植硅體［24-26］等分析方法在文化遺址土壤研究中日趨成熟，取得豐富的定量化成果。特別是曹志洪等［26］在綽墩山遺址古水稻土研究中，依據其植硅體、黏粒、磁化率、孢粉、有機質特征以及田塊存在田埂、灌溉渠道、灌溉工具及水源建立一套鑒別古水稻土和古水稻田的土壤學診斷技術。本文將綜合運用多種遺址區土壤理化分析方法［27］，借鑒土壤學診斷技術，探討土壤文化歷史檔案記錄功能評價方法，并以仰韶村遺址為研究對象，開展該功能評價。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本研究在仰韶村遺址內分別選取一個受到古人類活動干擾的土壤剖面（簡稱文化剖面）和未受到古人類活動干擾的土壤剖面（簡稱自然剖面），遺址概況、剖面描述及照片可詳見《古人類活動對土壤形成、發育的影響——以河南仰韶村文化遺址為例》一文［28］。對剖面的侵入體、色度、磁化率、粒度、容重、游離鐵、礦質全量、有機碳同位素、孢粉、炭屑和植硅體進行分析。

文化剖面以及各文化層與自然剖面土壤理化特征數據詳見《河南仰韶村文化遺址的土壤指示特征研究》一文［29］，部分比值和差異詳見表1～表3。結果顯示，文化剖面有豐富的遺物遺跡，包括陶片、石器、遺骸、灰坑、灰燼層、文化層，其砂粒含量、低頻磁化率值、全磷含量等部分理化性質與自然剖面差異明顯。

表1 文化剖面及各文化層與自然剖面的化學性質比值Table 1 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in chemical property

表2 文化剖面及各文化層與自然剖面的物理性質比值Table 2 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in physical property

表3 文化剖面及各文化層與自然剖面礦質全量比值Table 3 Comparison of the cultural profile and layers with the natural profile in total mineral content

1.2 評價指標

選擇能夠指示受人類活動干擾形成的土壤特性，建立土壤文化歷史檔案記錄功能評價指標體系，如圖1所示。指標體系分為遺物遺跡和診斷指標兩大類。遺物遺跡指標分為遺跡和遺物指標，灰坑、灰燼層和文化層可歸類為遺跡指標，陶片、石器、遺骸可歸類為遺物指標。診斷指標分為土壤理化性質和土壤包含物指標，色度、磁化率、粒度、游離鐵、礦質全量、黏土礦物、微形態、有機碳同位素、容重可歸類土壤理化性質指標，孢粉、炭屑、植硅體可歸類土壤包含物指標。

1.3 評價方法

圖1 土壤文化歷史檔案記錄功能評價指標體系Fig. 1 Index system for evaluation of function of soil as archive of cultural history

遺物遺跡指標側重其是否存在，診斷指標側重其數值是否達標，采用定性與定量相結合的方法，建立評價標準。由于遺物遺跡科研價值明顯，所以其重要性大于診斷指標，而遺跡與遺物相比，土壤科研價值明顯，所以遺跡指標的重要性大于遺物指標。據此將土壤文化歷史檔案記錄功能劃分為六個等級：一級表示功能完整，需重點保護，具體評價標準為發現所有遺物遺跡指標，且數量豐富，是考古學家和土壤學家共同研究的珍貴科研對象，考古學家可通過研究豐富的遺物遺跡推斷古人類生產生活狀態，從外觀特征上就明顯區別與自然土壤的文化層土壤，土壤學家可通過分析其土壤理化性質，探究古人類生產生活留在土壤中的物質以及對土壤發育發生的影響。該功能判別時，可不考慮診斷指標。二級表示功能明顯，需保護，發現大量遺跡指標，但遺物指標部分存在，需考古學家和土壤學家通力合作研究。例如灰燼層可能由于刀耕火種、祭祀、燒烤食物等多種原因形成，可通過土壤理化分析或土壤微形態觀察等，并結合挖掘出的遺物如石器進行功能解讀，予以綜合判斷灰燼層的形成原因。該功能判別時，可不考慮診斷指標。三級表示功能部分明顯，需調查保護，發現大量遺物指標，遺跡指標部分存在，其土壤理化特征與自然土壤相差不大，側重于考古學家從遺物進行功能解讀。該功能判別時，可不考慮診斷指標。四級表示功能不明顯，需研究保護，沒有發現遺物遺跡指標，但診斷指標達標，土壤理化特征與自然土壤差異明顯，側重于土壤學家的探究，特別是當遺址中大部分遺存，如植物、動物糞便、灰燼，甚至動物碎骨或礦物顆粒等，由于年代久遠和保存環境不利等原因從宏觀視野中消失，可通過土壤微形態的方法清晰地觀察、檢驗上述遺存，從而對遺址的形成與變化過程做出科學判斷。五級表示功能微弱，可選擇性保護，未發現遺跡遺物指標，部分診斷指標達標。六級表示無此功能，無需保護，未發現遺物遺跡指標，診斷指標不達標。具體評價標準見表4。

表4 土壤文化歷史檔案記錄功能評價標準Table 4 Standards for grading the function of soil as archive of cultural history in evaluation

2 結果與討論

2.1 指標選擇

根據典型土壤剖面的理化分析比較，選擇適宜仰韶村遺址的指標。遺物遺跡指標方面，發現大量文化層、灰燼層、灰坑、陶片、石器，故選擇它們為定性參數。診斷指標方面，古人類活動降低了土壤的色度值，但整體而言，文化剖面土壤色度值與自然剖面的比值接近1，難以明顯區別。雖然灰燼層以及文化層色度值與自然剖面的比值能有效區分，但已通過宏觀特征，選入遺物遺跡指標，故色度指標舍去。古人類活動提高了土壤低頻磁化率值（χlf），降低了土壤頻率磁化率值（χfd），其中χlf與自然剖面的比值較大，差異明顯，特別是在文化層中出現異常高值，達到7.06×10-6m3kg-1，而χfd與自然剖面的比值接近1，難以明顯區別，故選擇χlf指標，舍去χfd指標。古人類活動增加了砂粒含量，與自然剖面的比值較大，差異明顯，故選擇砂粒指標。古人類活動減少了游離鐵，但數值與自然剖面的比值接近1，難以明顯區別，故游離鐵指標舍去。古人類活動相對減少了Al2O3、Fe2O3含量，增加了P、CaO含量，其中P與自然剖面的比值較大，差異明顯，特別是在文化層中出現最大值，達到9 880 mg kg-1，故選擇P指標。古人類活動增加了高嶺石含量，但數量難以確定，故黏土礦物指標舍去。古人類居住等活動導致土壤容重偏小，其中文化層2容重值小于1 g cm-3，差異特征明顯，故選擇容重指標。雖然文化剖面有機碳同位素（δ13C）值較自然剖面偏正，但差異不明顯，故有機碳同位素指標舍去。古人類活動明顯增加了禾本科（Gramineae）、藜科（Artemisia）和炭屑含量，并出現粟、黍、水稻植硅體，故選擇孢粉、炭屑和植硅體指標。

2.2 評價標準

根據指標選擇結果，建議當發現土壤存在陶片、石器、灰坑、灰燼層、文化層時，可以推斷該土壤具有文化歷史檔案記錄功能。當未發現遺物遺跡時，診斷出土壤通體χlf平均值與自然土壤的比值分別大于等于1.15，或某一層χlf大于等于7.06×10-6m3kg-1；或砂粒平均含量與自然土壤的比值大于等于1.38，或某一層砂粒含量大于等于44.80%；或全磷含量平均值與自然土壤的比值大于等于4.95，或某一層P含量大于等于9 880 mg kg-1；或容重平均值與自然土壤的比值小于等于1，或某一層容重小于等于1 g cm-3；或禾本科和藜科含量與自然土壤的比值分別大于等于2.56和1.27，或某一層禾本科和藜科含量分別大于等于72.64%和61.39%；或炭屑濃度含量平均值與自然剖面的比值大于等于4.02，或某一層炭屑含量大于等于438 152粒 g-1；或存在粟、黍、水稻等直接指示古農業的植硅體，可推測該土壤具有文化歷史檔案記錄功能。

2.3 評價結果

在中國文化遺產研究院編制的《仰韶村遺址保護規劃》成果基礎上，參照該遺址的評價標準，根據遺跡點分布特征［30］，通過野外勘察，結合考古資料，在每個典型地貌區域以及古人類活動區進行觀察和土樣測試分析，從而對該遺址進行土壤文化歷史檔案記錄功能評價，并劃分為6個等級范圍區（如圖2所示），從保護程度和科研價值角度對每一等級區域提出合理方案。

圖2 仰韶村遺址土壤文化歷史檔案記錄功能等級分布Fig. 2 Distribution of the function of soil as archive of cultural history by grade in the Yangshao village cultural relic site

一級區域：此區域土壤宏觀特征為存在陶片、石器、遺骸、灰坑、灰燼層和文化層，微觀特征為粒度偏砂、χlf高、全磷和碳屑含量高，孢粉、植硅體的含量和類型與自然剖面有較大差別，其中禾本科（Gramineae）、藜科（Artemisia）含量豐富，并鑒定出馴化粟、黍和水稻糧食作物的植硅體。這表明該區域古人類活動類型豐富，包括居住、耕作、用火等。此區域位于臺地中心，大致為安特生路口、遺址保護墻和寺溝村南端三點圍成的三角區域，以平地為主，略有起伏變化，適合古人類居住等活動。在該區域發現全部遺物遺跡指標，出土珍貴的紅陶，發現多個古人類不同活動區，如制陶、翁棺、居住、飲食，以及不同時代的文化層，遺物遺跡十分豐富，需重點保護，科研價值很高。也存在許多科學問題，如灰燼層是古人類何種用火目的所形成，刀耕火種、祭祀還是飲食，該區域是考古學和土壤學結合的最佳區域。目前雖然在此建立保護場所（圖3），但屬于半封閉，建筑頂部現種植花椒等經濟作物，由于農作等原因，部分灌溉水下滲，侵蝕了部分文化剖面，長滿青苔（圖4）。而大部分剖面卻由于氣候干旱的原因，發生崩落，雖然已有考古研究團隊在此開展防治土壤崩落研究，但由于應保護的文化土壤面積較大，建議該區域停止農作物種植，同時采取必要的工程和技術措施，根據土壤質地、鹽分等特性，選擇合適的化學物理措施，減緩土壤崩落。

二級區域：此區域土壤宏觀特征為存在陶片、灰坑、灰燼層、文化層，微觀特征主要為粒度偏砂、全磷和碳屑含量高，表明該區域古人類活動以居住為主。此區域位于臺地中心邊緣，以平地為主，開始出現坡地，亦適合古人類居住等活動。在該區域發現大量遺跡指標，然而遺物指標部分存在，文化保護和科研價值高。此外，許多文化剖面考古學意義解釋不清，需考古學家和土壤學家共同研究解釋。目前該區域開發成考古旅游線路（圖5），但路邊較多文化剖面被田鼠打洞或游人采挖（圖6），破壞較為嚴重，建議此區域增加護欄等必要的工程建設以及生態維護。

三級區域：此區域土壤宏觀特征為存在陶片、石器、遺骸、灰坑，微觀特征主要為全磷含量高，表明該區域古人類活動主要為垃圾掩埋。此區域位于臺地中心偏南為主，靠近南端水塘（圖7），以坡地為主，坡度較小，方便古人類取水，適合古人類捕魚等活動。發現大量遺物指標，然而遺跡指標部分存在，文化保護和科研價值較高。目前多為村民居住地（圖8），政府漸漸引導搬遷，預加強該區域保護力度，建議盡快規劃新居民點，促進該區域居民搬遷，對搬遷后的宅基地進行復墾或開發成保護場館。

四級區域：此區域土壤宏觀特征與自然土壤相似，微觀特征為粒度偏砂、χlf高、全磷含量高、容重小，表明該區域受到古人類活動影響。此區域位于遺址東北為主，以平地為主，但地勢較高，不方便古人類取水，不適合古人類居住活動，但在此發現過墓葬。在該區域未發現明顯遺物遺跡指標，但抽樣土壤剖面的診斷指標全部達標，文化保護和科研價值一般。目前開發成薰衣草觀賞區（圖9），但長勢不佳，建議調整土壤水肥狀態，或更換適宜作物，并需考慮種植作物的根系長度，以免破壞潛在的遺物遺跡（圖10）。

五級區域：此區域土壤宏觀特征與自然土壤相似，微觀特征為粒度偏砂、χlf較高，表明該區域受到古人類活動影響，但相對較弱。此區域位于遺址邊緣，以坡地為主（圖11），坡度較大，抽樣土壤剖面的部分診斷指標達標（圖12），文化保護和科研價值低。目前多為裸露狀態，建議加強植被種植，以免水土流失。

六級區域：此區域土壤宏觀和微觀特征均與自然土壤相似，位于保護范圍最外圈與文化遺址最外圈之間，以溝壑溝谷為主（圖13），未發現遺物遺址指標，抽樣土壤剖面的診斷指標全部不達標，無文化保護和科研價值，但需注意生態保護，以免影響核心保護區域生態環境。目前多為農地（圖14），建議注意土壤和環境護理，以免生態惡化。

3 結 論

圖3 仰韶村遺址保護墻場館Fig. 3 Yangshao village site protection wall

圖4 受潮長滿青苔的文化層Fig. 4 Damped and lichenize cultural layer

圖5 旅游線路安特生小道Fig. 5 Andersson path for travellers

圖6 被破壞的文化層Fig. 6 Damaged cultural layer

圖7 水塘Fig. 7 Pond

圖8 廢棄窯洞Fig. 8 Deserted cave-houses

圖9 薰衣草Fig. 9 Field of lavender

圖10 古人類活動跡象Fig. 10 Traces of ancient human activities

圖11 坡地Fig. 11 Slope

圖12 古人類活動跡象Fig. 12 Traces of ancient human activities

圖13 溝壑Fig. 13 Gully

圖14 農地Fig. 14 Farmland

借鑒歐洲土壤學家提出的土壤文化歷史檔案記錄功能，在其定性評價方法的基礎上，基于遺址內遺物遺跡和土壤理化性質等特征，初步建立土壤文化歷史檔案記錄功能半定量化評價指標。并根據遺物遺跡指標是否存在和診斷指標是否達標，制定半定量化評價標準，共劃分六個級別，有助于明確不同級別功能土壤的保護力度和科研價值。該方法實現土壤文化歷史檔案記錄功能評價半定量化，并且每個遺址可依據自身的土壤特性，選擇指標體系中對比明顯的指標進行評價，具有一定的推廣性。由于遺址保護區一般禁止挖掘，評價主要依據地表、近地表的遺物遺跡和診斷指標，缺少地下相關指標分析，從而影響功能等級劃分。如仰韶村遺址的墓葬區，根據地表分析只能劃分為中等功能區。下一步，將借助探地雷達等無損探測技術，獲取地下深層遺物遺跡和土壤信息，提高評價精度。