科技考古視野下的夏家店下層文化及相關問題研究述評

豆艷霞，李明華

（赤峰學院 歷史文化學院，內蒙古 赤峰 024000）

夏家店下層文化是中國北方地區早期青銅時代的考古學文化，因1960年夏家店遺址的發掘而得名。后以文化差異為依據分為上、下層，并將下層堆積命名為“夏家店下層文化”[1]。該文化主要分布在內蒙古東南部、河北北部、遼寧西部。按水系來看，主要是在燕山南北的西遼河水系（包括老哈河流域、大凌河流域）、灤河水系、海河北部；按地形來看，遺址集中分布于遼西黃土丘陵地帶。目前，已發現的典型遺址有赤峰二道井子[2]、藥王廟[3]、蜘蛛山[4]、南山根[5]、三座店[6]、大甸子[7]、范仗子[8]、四分地[9]、小塘山[10]、大山前[11]、東山嘴[12]、上機房營子[13]等，遼寧西部北票豐下[14]、建平水泉[15]等。

20世紀50年代以來，現代科技手段逐漸被應用于考古學研究，涉及碳十四測年、環境考古、人骨考古、動物考古、植物考古、手工業考古等多個方面，極大地拓寬了夏家店下層文化的研究領域。回顧近年來科技考古在夏家店下層文化研究中的應用，對該文化時期人群居住環境、體質特征、生業方式和手工業技術等的綜合審視具有重要意義。

一、年代學研究

考古學研究離不開時間尺度，年代研究包括相對年代和絕對年代的判定。相對年代主要依據考古地層學和類型學的方法確定時代的早晚關系，例如在南臺地遺址和白音長汗遺址中發現夏家店下層文化堆積疊壓在紅山文化堆積之上，夏家店遺址中夏家店下層文化堆積被夏家店上層文化堆積所疊壓。由此可以得知夏家店下層文化晚于紅山文化，而早于夏家店上層文化。

絕對年代主要通過碳十四測年、樹木年輪測年及其他自然科學手段測定。經過考古發掘，在蜘蛛山、大甸子、范杖子、小黑山、八蓋地、北票豐下等多個遺址出土有木炭、朽木等樹木遺存。近年來，中國科學院考古研究所、北京大學對其進行了碳十四測年以及樹木年輪校正工作，將測年結果發表于《中國考古學中碳十四年代數據集1965—1991》[16]《遼寧建平兩處早期冶銅遺址的調查與初步認識》[17]。通過目前收集的18 個碳十四年代數據，可知夏家店下層文化遺存測定年代最早為公元前2466年，最晚為公元前1263年。

根據科學的碳十四測定數據范圍，結合地層疊壓關系以及類型學研究結果，可以確定典型的夏家店下層文化遺存的年代大體在公元前2500—1200年，也就是距今4450—3150年。

二、環境考古研究

環境考古主要是運用地貌學、第四紀地質學及沉積學等學科的方法，對古代人類所處生態環境進行研究并加以重建，進而深入了解古代人地關系[18]。夏家店下層文化環境考古研究主要集中于全新世植被狀況和土壤狀況等方面。

經地質學研究，在全世界范圍內8500aB.P.—3000aB.P.的全新世中期是一個溫暖時期，但期間存在數次變干冷事件。由碳十四年代數據來看，夏家店下層文化正處于全新世暖期，有兩次氣候變干冷事件與其發展相關。

近年來，有學者對大山前、哈力海吐、趙寶溝、大甸子等遺址內出土碳化植物、孢粉等遺存進行分析，復原了夏家店下層文化時期的植被景觀和生態環境。王樹芝對大山前遺址灰坑中出土的木炭遺存進行了種屬鑒定和量化分析，認為當時的植被景觀為油松林和蒙古櫟林，顯示其氣候環境溫暖濕潤[19]。孔昭宸等人對大甸子遺址出土孢粉進行了分析，認為當時樹種普遍喜溫耐干，判斷夏家店下層文化時期赤峰地區黃土丘陵區生長著暖溫帶常綠闊葉和落葉闊葉樹種組成的混交林。李宜垠對哈力海吐和趙寶溝遺址孢粉進行了研究，認為夏家店下層文化的樹種為松、櫟、榆、樺、云杉和冷杉等，并含有栗屬、無患子科和槭樹科等具有喜暖特性的花粉[20]。綜合來看，夏家店下層文化時期的氣候波動和緩，整體溫暖濕潤。夏正楷通過對科爾沁沙地的研究，發現科爾沁沙地在夏家店下層文化時期出現大面積收縮[21]，沙地收縮意味著可耕地的擴大，這為夏家店下層文化時期農業的發展提供了適宜的土壤條件。關于夏家店下層文化人群居住地和農田的區位選擇，有學者也進行了分析和討論。如李明華通過量化分析，認為夏家店下層文化人群居住地多數在河床岸邊較大的臺地或坡崗上[22]。王立新對大山前遺址采集土樣進行了孢粉分析，認為當時聚落址內有成片的農田和水域，而農田主要分布在坡崗之上[23]。由上可知，夏家店下層文化遺址多位于河流附近，而河流階地發育形成的二級階梯為人類提供了更加安全和適于農作、棲息的場所，河流下切形成的新漫灘也是當時的活動場所[24]。

綜上可知，夏家店下層文化是在全新世暖期階段發展起來的，科爾沁沙地的收縮為其提供了更廣闊的農業活動空間。這一時期形成的二級階地為農作物提供了一個安全和適合的場所，而河谷緩坡處為人類的棲息地。經考古發現，遼西地區最大規模的聚落遺址即存在于夏家店下層文化時期。特定時空內人口的大幅度增長，一般都與基本生活資料獲取方式的轉變密切相關。暖濕的自然生態環境，為該時期北方傳統旱作農業和家畜飼養業的發展提供了先決條件。隨著農業的發展，人口規模大幅增大，聚落更加繁榮。夏家店下層文化晚期，氣候出現轉折，環境變得干冷，夏家店下層文化衰落。

三、人骨考古研究

人骨考古主要對人骨遺存采用觀察、測量及古DNA、碳氮穩定同位素分析等方法和手段，探討古代人群的種族形態、飲食與健康、風俗習慣等相關問題[25]。學者們就夏家店下層文化興隆洼、興隆溝、南山根、夏家店、藥王廟、大甸子等遺址均進行了體質類型、性別年齡、風俗習慣、食譜分析、古病理等多方面的人骨考古研究。

（一）體質特征

三關遺址、大甸子墓葬等出土人骨的研究，為夏家店下層文化人種問題給出了答案。朱泓對夏家店下層文化蔚縣三關遺址和前堡遺址出土的顱骨進行了形態特征的觀察和統計，認為均具有明顯的蒙古人種特征，特別是與東亞類型的共有特征較為突出[26]。潘其風通過對大甸子遺址出土的三組頭骨的觀察與測量，發現一部分標本具有“古華北類型”高顱窄面特征，與東亞蒙古人種接近，另一部分表現出先秦時期東北地區“古東北類型”高顱闊面的特征，因此其體質特征既與東亞蒙古人種接近，又具有少量的北亞蒙古人種的基因[27]。張全超對界力花遺址出土的顱骨進行了觀察與測量，認為夏家店下層文化居民的體質更接近于“古華北類型”居民，與大甸子遺址人骨研究結果相符[28]。

人骨研究表明夏家店下層文化人群體質特征的復合性。潘其風的研究表明，具有“古東北類型”特征的夏家店下層文化先民可能與長城地帶及東北地區前期居民有聯系，而具有“古華北類型”特征的先民可能與中原地區居民的關系更直接。并且，夏家店下層文化界力花遺址與平安堡遺址高臺山文化居民的體質特征十分接近，揭示出兩種文化人群之間存在交流融合的可能性。

（二）性別年齡構成

在經鑒定的600 余座大甸子墓葬中，有583 例可辨別性別的個體。潘其風對其進行了統計分析，顯示男女比例大致呈1.04：1，平均壽命為28.28歲，男性身高范圍156.34—176.06，平均身高163.28，女性身高范圍138.77—166.48，平均身高154.40 厘米[29]。

（三）風俗習慣

通過考古發掘，在南山根、夏家店、藥王廟等遺址均發現有利用廢棄的灰坑和住址先后埋人數具的現象。經人骨鑒定，埋葬的人骨無種族上的區別。這兩種埋葬方式，應是夏家店下層文化特殊的葬俗。此外，大甸子墓地中發現較多頭骨畸形個體，最小年齡4—5 歲，這種現象可視為將頭骨后枕部睡扁平的習俗[30]。

（四）食譜分析

碳同位素作為研究人類食譜的重要手段，被應用于敖漢旗興隆洼、興隆溝遺址的研究中。研究證明該時期的人類以C4 植物為主要食物[31]。孫永剛等人對敖漢旗博物館館藏興隆溝第三地點出土人骨及動物骨骼采樣，將測得的碳、氮穩定同位素數據與興隆洼期和紅山期作對比，結果表明13C 平均值更高、15N 平均值偏低[32]。這說明當時的人類肉類食物攝取較少，對小米類作物更加依賴。

（五）古病理

人骨觀察分析有助于我們對夏家店下層文化時期居民健康狀況的了解。潘其風對大甸子遺址的人骨分析表明，居民死亡多集中在中壯年時期，尤其是中年居多，結合性別年齡發現，青年女性死亡率高于男性，可能是當時醫療衛生條件差，女性孕期感染疾病難以醫治。通過對骨骼上遺留的創傷觀察分析，發現大甸子遺址先民們患有多種口腔、骨類疾病，如齲齒、牙周炎、骨性關節炎、類風濕性關節炎等[33]。

人骨考古研究為我們了解夏家店下層文化人群的體質特征、人種問題提供了依據，也從另一個角度為其生業方式、風俗習慣、健康狀況等方面的研究提供了材料支撐。目前，古DNA 的研究工作還相對較少，可作為今后研究的重點，以揭示夏家店下層文化人群來源及飲食變化對人類健康狀況產生的影響等問題。

四、動物考古研究

動物考古主要是以埋藏學和生態學知識為基礎，結合考古學的文化背景，通過觀察、鑒定、碳氮穩定同位素及古DNA 分析等方法對考古發掘出土的動物遺存進行研究，以認識古代人類對動物資源的利用及馴化過程[34]。南山根、夏家店、藥王廟、蜘蛛山、東山嘴、大甸子、興隆溝等遺址均出土大量動物遺存。目前，學界對夏家店下層文化動物遺存的研究主要集中在動物種屬、動物資源獲取方式和動物犧牲等方面。

（一）動物種屬

1961年發掘的南山根遺址中出土的動物骨骼，經劉觀民等人鑒定，有豬、狗、牛、羊、鹿，其中豬所占的比例較高[35]。夏家店、藥王廟遺址出土大量獸骨，經鑒定有豬、狗、羊、牛科、馬科，還可能已經飼養雞。另外，發現有許多經過燒炙(食用)呈焦黑色的碎骨[36]。在南山根遺址也發現有焦黑色碎骨，說明燒烤食用應為普遍的動物資源利用方式。1963年，蜘蛛山遺址發現了一些夏家店下層文化時期動物骨骼，經種屬鑒定，有牛、羊、豬、狗、兔五種，其中牛、羊、豬較多[37]。在東山嘴遺址中發現了大量的動物骨骼，經鑒定有大量豬、狗、羊、牛等[38]。在諸多遺址中，表現出以豬、狗數量最多的共同特征。

（二）動物資源獲取方式

1.野生動物

通過對大山前遺址動物骨骼數量的統計分析，王立新發現野生動物僅占1%，而且用于狩獵的工具種類及數量極少[39]。這說明狩獵在夏家店下層文化居民的經濟生活中不占主要地位，所起的作用十分有限。

2.家畜馴養

吉林大學邊疆考古研究中心對大山前和井溝子遺址出土的青銅時代古馬進行了線粒體DNA 分析，其中4 份樣品來自夏家店下層文化遺存。經綜合分析，發現它們有著不同的母系來源，一部分與普氏野馬有著相近的共同祖先，另一部分則與歐洲家馬有密切的親緣關系[40]。夏家店下層文化時期馬的遺傳基因呈現出多樣性的特征。

經張鎮洪研究發現，至少在夏家店下層文化時期，就已經完成了對豬的馴化[41]。王立新發現，大山前遺址中豬所占的比例最大，達47.65%[42]。師宏偉等人對遼寧省建平縣水泉遺址出土的動物骨骼進行了鑒定和分析，認為家豬為水泉遺址夏家店下層文化時期先民主要的肉食來源，并且將結果與西北丘陵地區進行區域對比后發現東南部丘陵地區飼養家豬動物比例高于西北丘陵地區[43]。研究結果顯示夏家店下層文化先民能“因地制宜”，不同的區域有不同的生業經濟。

羅運兵對大甸子遺址的動物骨骼進行了研究，發現豬的占比為52%，家豬飼養技術已經成熟，并且該遺址的家豬與其他遺址相比表現出明顯的形體偏大的特點，應為遼西本土家豬品種[44]。

師宏偉等人在水泉遺址出土的動物骨骼上發現有家犬對殘骨的啃咬再利用行為，反映出古人已與家犬建立了親密的共生關系[45]。張鎮洪研究發現，夏家店下層文化中期完成了對狗的馴化[46]。

（三）動物飼養

夏家店下層文化時期，家養動物肉食貢獻率為64.81%，野生動物肉食貢獻率為35.19%[47]。家畜的肉食貢獻率占一半以上，說明家畜飼養業已相當發達，并且家豬為絕對優勢品種。孫永剛等人對敖漢旗博物館館藏興隆溝第三地點出土骨骼進行了采樣，通過研究認為13C 和15N 值均高于興隆洼期和紅山期的數值[48]，這說明夏家店下層文化時期的家畜主要通過投喂小米飼養。

（四）動物犧牲

敖漢大甸子墓地盛行在填土中隨葬豬頭、狗頭，甚至使用完整豬牲，龕內隨葬豬的趾骨、頭骨和雞骨，并且會舉行射豕儀式[49]。在界力花遺址中發現有動物犧牲現象，用牲種類為豬蹄和雞[50]。高臺山文化的代海墓地出現同樣的用牲現象[51]。其他特征也顯示了兩種文化之間存在著密切的聯系。

（五）其他研究

羅運兵對大甸子遺址的75 件動物骨骼進行性別比例研究時發現，為提高肉量，夏家店下層文化先民會對幼年時期的公豬進行閹割[52]。

動物考古的研究結果表明，在夏家店下層文化時期家畜飼養成為重要的食物資源獲取方式，家豬已被馴化且成為主要的肉食性來源。定居是動物馴化的必要條件，家豬的飼養說明夏家店下層文化時期有著較發達的農業。此外，該人群可能已經成功馴化狗并與其建立了親密的互動關系。遼西地區狗的馴化或許可以追溯到夏家店下層文化早期階段。

五、植物考古研究

植物考古通過對出土的炭化種子、植物根莖等大植物遺存和淀粉粒、孢粉等小植物遺存進行研究，以復原古植被、古氣候，并探討人類如何獲取和利用植物資源等問題[53]。夏家店下層文化的植物考古研究主要集中在種屬鑒定及植硅體分析等方面。

（一）大植物遺存

近年來，學界對北票豐下、四分地、水泉、小塘山、興隆溝和三座店等遺址的大植物遺存都進行過種屬鑒定工作。

孫永剛等人對小塘山遺址2021年度采集土樣進行了浮選及分析，結果顯示該遺址為以粟、黍為主的典型北方旱作農業類型，粟在當時的農業種植結構中為首選農作物品類[54]。在史前時代，單一農作物種植體系在應對環境變化方面能力較弱，且容易造成農作物病蟲害源的積累、土壤微量元素和肥力的流失。而種植多品種農作物能夠有效減少雜草、蟲害等對農業生產造成的損失，還可以有效利用土地和生長季節，提高區域農業的生產總值。二道井子遺址內出土炭化植物種子有黍、粟、大豆、大麻[55]，就反映了其多品類農作物種植體系。趙志軍對興隆溝和三座店遺址夏家店下層文化時期的炭化種子鑒定后，發現粟、黍和大豆遺存[56]。由此可知，夏家店下層文化農業為典型旱作農業，且已經形成多品種農作物種植體系。

賈鑫等人通過對遼西地區夏家店下層文化時期多處遺址所得炭化種子的研究發現，粟、黍作物的生長環境要求可能限制了人類活動的范圍，該時期的人類很難越過北緯43°30′北延活動[57]。

（二）小植物遺存

王丹等人對上機房營子遺址土樣進行了植硅石分析，發現上機房營子遺址所屬時期的氣候較為溫和。夏家店下層文化早期房屋建筑為半地穴式，晚期地面建筑普遍[58]。房屋形式的改變也折射出氣候轉暖，更適宜生存。

據研究表明，夏家店下層文化時期諸遺址均發現粟、黍等農作物，出土粟的絕對數量較其他植物遺存高，說明夏家店下層文化時期的農業以種植粟為主，黍也占據重要地位。而遺址所見人骨與動物骨骼的碳、氮穩定同位素數據分析結果也印證了夏家店下層文化時期居民以粟為主要食物來源。

六、冶金考古研究

冶金考古是通過金相觀察、鉛同位素分析、掃描電鏡觀察等，以探討區域文化交流、技術傳播以及古代冶金技術史等問題[59]。

夏家店下層文化出土青銅器在中國早期青銅文化中占有重要的地位。據考古發掘，在大甸子、二道井子、三座店和大山前等多個遺址均出土有制作精美的青銅器。冶金考古相關工作主要集中于對青銅器礦料來源、合金成分、加工工藝、冶銅技術起源及文化交流等方面。

（一）礦料來源

目前已發現內蒙古林西縣的大井多金屬礦、內蒙古東部的孟恩陶勒蓋多金屬礦，遼北地區的關門山多鉛鋅礦，山西省南部的中條山多銅礦，遼寧桓仁的多金屬礦及大興安嶺中南段的小壩梁銅金礦等礦藏。

王永樂等人使用電感耦合等離子體質譜儀對大山前、大甸子等四處遺址出土銅器進行了鉛同位素分析，認為林西縣的大井多金屬礦可能為這四處遺址銅器的礦料來源，遼寧桓仁的多金屬礦可能是大山前遺址出土含鉛銅器的鉛料來源[60]。李延祥等人發現大甸子墓葬出土的含鉛錫器礦料來源于赤峰北部地區[61]。

王立新等人對小北山、廟臺地采集的部分煉渣進行了掃描電鏡觀測，認為小北山、廟臺地、轉山子、小福山、小黑山與八蓋地遺址六處夏家店下層文化的冶銅遺址集中分布于采礦遺址鄰近區域[62]。

（二）冶煉技術

席光蘭等人對遼寧建平縣小北山冶銅遺址進行了調查，并采用掃描電鏡和能譜儀對煉銅爐壁殘片進行檢測分析，結果表明當時用小型煉爐冶煉氧化礦石，這種煉爐帶有雙排鼓風孔，采用“氧化礦—銅”冶煉工藝，采礦和冶煉技術相對落后[63]。劉函對遼寧省凌源市牛河梁遺址發現的爐壁殘片及殘渣進行了仔細觀察，復原了煉爐，并分析了各部分的功能[64]。

（三）合金成分及加工工藝

通過李延祥[65]、王永樂[66]等人的研究，發現大甸子、二道井子、大山前和三座店等遺址出土銅器均采用熱鍛和鑄造的加工工藝及冷加工技術。通過對大甸子、二道井子、大山前、三座店遺址出土銅器進行鑒定與分析，均發現有錫青銅，即當時的工匠已經認識到通過加錫可以改善銅器的機械性能。在鑄造銅器時加入鉛的做法也能在這幾處遺址中找到蹤跡。經檢測，二道井子遺址出土銅器幾乎未見銅錫鉛合金。大甸子遺址雖然出土了鉛器，但居民可能還未意識到鉛的加入能夠起到降低熔點、提高硬度的作用。總之，大甸子、二道井子夏家店下層文化青銅器相似，普遍不加入鉛，具有早期青銅時代的特點。而在大山前和三座店遺址中出土有高鉛青銅器，說明人們已經認識到鉛的加入可以增加銅液流動性[67]。

研究上述的礦料來源、冶煉技術以及加工工藝等問題，有助于全面揭示夏家店下層文化的冶金技術面貌和特點，進而探討冶金技術對中華文明起源與早期發展的影響。夏家店下層文化時期的工匠已經能識別并提取銅、錫和鉛元素，并有意識地在銅器生產過程中加入鉛、錫以提高鑄造性能。通過合金配比發現，大山前、三座店遺址的冶金技術較二道井子、大甸子遺址更加成熟。

七、手工業技術研究

夏家店下層文化技術工藝研究主要以出土的玉石、骨器、陶器等為研究對象，可以展現當時社會的生產力發展水平。

（一）石器制作

夏家店下層文化遺址出土了大量石質工具，如石鋤、石鏟、石鐮刀、鞋楦、門軸石、石珠、石環、石鉞和石磬等，可分為農業生產工具、生活用具、裝飾和禮儀用具等幾大類。目前，對夏家店下層文化石器的研究主要涉及石器的選材、制作、使用及功能等方面。

陳勝前等人對大山前遺址出土的石鋤進行了觀察研究，結合模擬實驗和民族學材料，認為石鋤主要用于碎土、勾草、耙地、開溝壟和引水灌溉等生產活動[68]。湯卓煒對夏家店下層文化時期上機房營子遺址出土石器分析后，認為河流岸邊及山體基巖的沉積巖和巖漿巖為石器原料來源[69]。這一時期因河流水系演變與流水作用，基巖暴露出地表，使其成為夏家店下層先民選擇的原料。

不同用途的石制品對于原料選擇具有很強的指向性，如細石葉與石鏃全部選擇適于精細壓制加工的優質硅質化學沉積巖[70]。王立新認為大山前遺址出土的石斧多選擇用玄武巖制作，磨盤、磨棒皆以砂巖制作，火山碎屑巖中的晶屑凝灰巖用于制作收割工具[71]。這說明這一時期人們會根據不同工具的性能需求選擇石料。

（二）陶器制作

根據考古學研究，夏家店下層文化時期陶器有數十種，采用泥條盤筑、分段套接、輪制等制作方法，燒制火候較高。

王正東等人利用X 射線熒光儀對上機房營子遺址出土陶器殘片進行了成分分析，發現當時存在著取土地點和礦料細化處理技術的繼承和沿襲，并且在夏家店下層文化晚期，與三座店之間有過陶器交換或技術交流等[72]。內蒙古小塘山遺址出土了大量的制陶工具、陶土和泥料等，展現了該遺址完整的制陶工序[73]。

（三）骨器制作

在夏家店下層文化遺址中發現了精致的骨針、骨錐、骨刀、骨梳以及骨環、骨珠、骨管等工具和飾品。

包曙光等人對乃林皋遺址出土的骨器進行了觀察分析，透過加工痕跡可以發現該地區古代居民已有專人對動物進行肢解，鋸、磨、鉆孔等加工技術趨于成熟，夏家店下層文化人群可能已經形成了完備的骨器加工操作鏈[74]。1973年在赤峰香爐山遺址發掘出土20 多片相同規格的骨料半成品，批量生產可說明它可能是骨器生產作坊，手工業趨于專業化。在建平水泉遺址出土一件完整的扁平形骨梭，豐下M1 中發現骨架上附有黃色平紋布殘跡，將兩地遺存綜合來看，當時很可能已經使用骨梭織布。

夏家店下層文化時期先民已經能對廢棄的動物骨骼進行二次利用，并很可能掌握了完整的骨器加工技術，這是對動物資源的高效利用與生產技術提高的重要表現。

八、結語

距今5000年的變干冷事件后，夏家店下層文化時期氣候轉暖，科爾沁沙地收縮，農業經濟得以進一步發展，最終形成了以旱作農業為主，家畜飼養為輔，狩獵采集作為重要補充的生業模式。與此同時，農業的發展為手工業發展提供了條件，夏家店下層文化出現了制陶、骨器加工、玉石器加工、青銅冶鑄等行業。然而，到夏家店下層文化晚期，全球再次發生環境變干冷事件。在這次降溫事件的影響下，遼西地區氣候趨于干冷，溫度降低，降水減少，科爾沁沙地面積再次擴大，可利用的動植物資源變少，作物產量降低，人口壓力增大，從而加速了夏家店下層文化的衰落。