烏蘭木倫遺址非完整骨骼成因的實驗考古學

關鍵詞：烏蘭木倫遺址；非完整骨骼；成因；實驗考古

1引言

動物骨骼是舊石器時代遺址中的常見遺物，它們一般是多種自然營力與古人類文化行為綜合交叉的復雜結果[1]。通過區分對其可能造成影響的人為和非人為因素，從而判斷它們遭受破壞的主要原因，對于解釋遺址性質、古人類行為等問題具有重要意義。目前，有關動物骨骼的古動物學、埋藏學等研究已十分成熟，但對數量巨多且難以鑒定種屬的破碎動物骨骼關注不夠，只有少量的相關研究[2-4]。

烏蘭木倫遺址是位于內蒙古鄂爾多斯地區的一處舊石器時代中期遺址，年代為距今6.5萬～5萬年[5-6]。遺址發掘出土的非完整骨骼數量眾多，絕大多數因過于破碎而無法進行種屬和部位鑒定，因此對其形成原因的探討十分必要。遺址的埋藏學研究表明這些非完整骨骼為原地快速埋藏[7-8]，自然因素對動物骨骼破碎的影響較小。同時，動物骨骼標本表面發現了數量較多的切割、砍砸等人為痕跡，說明骨骼破碎與古人類的行為密切相關。此外，遺址位于烏蘭木倫河邊，古人類和大型動物為了飲水，會頻繁地對堆積在河邊的動物骨骼進行踩踏，所以需要考慮骨骼埋藏過程中踩踏因素的影響。因此，為了解決這些問題，本文通過打制實驗和踩踏實驗，驗證人為因素和踩踏因素對動物骨骼破碎的影響，進而探討烏蘭木倫遺址非完整骨骼的形成原因及其所反映的人類行為。

2非完整動物骨骼

2.1長度

非完整動物骨骼共57858件。按Outram的長度（L）分類標準[2]統計顯示（表1），Llt;2cm的非完整骨骼數量最多，有52785件，占91.2%；其余各長度區間的比例均不到5%。總體來看，非完整骨骼的數量呈現出隨著長度的增大而減小的趨勢。

2.2燒骨

燒骨共618件，長度均小于6cm。其中，592件小于2cm，占95.8%；21件為2～3cm，占3.4%；4件為3～4cm，占0.6%；1件為5～6cm，占0.2%。

研究認為短小燒骨很可能是作為燃料使用，并總結出相關參考標準[9-11]。其中最重要的一條就是骨骼破碎程度嚴重，燒骨中存在大量長度小于2cm的碎骨。經研究，柿子灘第9地點可能存在這種現象[12]。歐洲和非洲的舊石器時代遺址中，作為骨骼燃料的燒骨大多數由小于2cm的碎骨組成，比例在95%～99.8%之間[13-15]。烏蘭木倫遺址小于2cm的燒骨占比95.8%，再加上遺址中發現的多處用火遺跡，表明這些燒骨極有可能是作為燃料使用。

作為燃料的燒骨，是古人類利用動物骨骼資源的直接證據，表明烏蘭木倫古人類已經熟練掌握了用火技能，并且意識到骨骼是一種重要的燃料資源。

2.3條狀骨

遺址有一類特殊的非完整骨骼，呈長條狀，可稱為條狀骨。該遺址識別出的條狀骨共555件，平均長、寬、厚分別為8.5、1.6、0.7cm，質量7.7g，長寬指數0.19，寬厚指數0.46。這些條狀骨均為肋骨，其中有78件表面可觀察到切割痕。切割痕有深有淺，不僅分布于骨骼的外表面，在側面和髓腔面也有發現。

條狀骨可分為兩類。一類是有人為加工痕跡的人工制品，部分端部被修理成尖狀或圓形，還有部分側邊可見連續修理疤痕（圖1：7-8），均屬于骨器，共6件；一類是沒有人為加工痕跡的條狀骨，共549件。此外，長條狀的肋骨還可能用作燃料使用。實驗研究表明，像肋骨這樣的中軸骨適合作為燃料使用，且比其他部位的骨骼燃燒時間更長[16]。同時，破碎的骨骼油脂暴露在外，有利于快速燃燒[17]。遺址出土的燒骨中有兩件經拼合為條狀骨（圖1：4-5）。

2.4人工制品

目前，烏蘭木倫遺址共發現28件人工制品，其中22件已散見報道，包括骨片和有明顯加工痕跡的骨器[18-19]，另有6件為前文所述的長條狀肋骨毛坯骨器。

骨片可觀察到明顯的臺面、打擊點、錐疤和放射線，其中有的背面還可見到早先的剝片陰疤，表明在同一位置進行了至少兩次剝片（圖1：1，3）。這是古人類有意識地剝制骨片的直接證據。具有明顯加工痕跡的骨器類型有端刃器、刮削器和鋸齒刃器（圖1：6，10-12）。加工方式多樣，有正向、反向、復向、對向等。部分骨制品表面有多處人工打擊痕跡，但沒有形成可供使用的刃緣（圖1：9）。

對骨骼的有意剝片和工具修理，指示古人類系統制作骨制工具的行為。這種取食行為之外的動物骨骼利用，反映了古人類對動物骨骼資源的全面開發和利用。古人類在骨片獲取、毛坯制作和工具修理階段都會產生較多的非完整動物骨骼。

3打制實驗

3.1目的與設計

由于食物資源匱乏，除了肉食資源，古人類還會通過敲骨吸髓從動物的肢骨（即肱骨、股骨、脛骨、跖骨和橈尺骨）中獲取脂肪和營養豐富的骨髓[3]，這會產生大量破碎的骨骼。另一方面，獲取骨片毛坯和制作骨器的行為也會產生大量的非完整骨骼。敲骨吸髓行為（后文簡稱敲骨吸髓）的結果一般是骨干和骨骺相對完整，骨骼碎片相對數量較少、長度較大；而骨片獲取行為（后文簡稱骨片獲取）則會盡可能地利用整個骨干，反復砸擊以獲取更多的片狀毛坯。因此，本實驗區分了敲骨吸髓和骨片獲取兩種行為，前者是用最少的次數砸擊骨干，以骨髓完全暴露為目的，后者則將整根骨干砸碎，以獲取更多數量的骨片毛坯。

烏蘭木倫遺址中發現的動物骨骼以大型哺乳動物為主，其中可鑒定種屬的標本中披毛犀數量最多；同時可鑒定部位除肋骨和牙齒外，以長骨數量最多[20]。因此，本文的實驗材料選擇了16根新鮮牛骨，分A組（B1-B4、B9-B12，敲骨吸髓）和B組（B5-B8、B13-B16，骨片獲取），每組牛股骨和牛脛骨各4根。實驗前對每根牛骨分別編號、拍照和測量。考慮到實驗結果的穩定性，實驗由一位打制者完成，以石錘砸擊牛骨進行敲骨吸髓和獲取骨片。石錘為烏蘭木倫河流域采集的石英巖礫石，質量1307g。打制過程中，實驗者會轉換打擊臺面以尋找最佳的角度將骨骼砸開。實驗完成后，分組收集所有非完整骨骼，經小蘇打煮沸去油晾干后進行觀察、分類和統計（圖2）。

3.2結果

共獲得非完整骨骼3348件，總質量4390.8g。其中，敲骨吸髓共有405件，質量1677.2g；骨片獲取共有2943件，質量2713.6g。整體上看，骨片獲取產生的非完整骨骼在數量和質量上都優于敲骨吸髓。本文進一步統計非完整骨骼的數量、質量、長度等相關指標，以期探討兩種行為的差異。

3.2.1長度

將非完整骨骼先以1cm為區間劃分，目的是希望看出非完整骨骼數量和質量隨長度（L）變化的趨勢，從而分辨出不同行為活動、不同骨骼部位等因素是否會產生不同的非完整骨骼。統計結果顯示，該區間劃分無法看出不同變量對于非完整骨骼的影響，因此，擴大長度區間范圍進行統計，并將非完整骨骼劃分為Llt;2cm、2≤Llt;5cm、5≤Llt;10cm、L≥10cm四個長度區間（表2）。新的統計結果表明，在Llt;2cm區間內，骨片獲取產生的非完整骨骼占比高于敲骨吸髓；在2≤Llt;5cm區間內，敲骨吸髓的非完整骨骼在數量上的占比大于骨片獲取，但在質量上的占比則小于后者，這說明該區間內敲骨吸髓產生的非完整骨骼在單件形態上小于骨片獲取產生的非完整骨骼；在5≤Llt;10cm和L≥10cm區間內，敲骨吸髓產生的非完整骨骼占比高于骨片獲取產生的非完整骨骼。綜上，在比例上，前者會產生更多L≥5cm的大尺寸非完整骨骼，而后者則產生更多Llt;2cm的小尺寸非完整骨骼。

為了驗證不同骨骼部位是否會對非完整骨骼的數量和質量造成影響，本研究對實驗的股骨和脛骨分別進行了統計分析（圖3）。在兩組實驗中，Llt;2cm區間內，脛骨產生的非完整骨骼數量占比均小于股骨數量占比；而在L≥2cm的其他三個區間內，結果則相反。由此說明，股骨更容易產生小尺寸的非完整骨骼，而脛骨則更容易產生大尺寸的非完整骨骼。可見，不同骨骼部位是影響非完整骨骼大小的一個重要因素。

3.2.2破碎程度

管狀骨的破碎程度通常用周長指數和長度指數來衡量[21]。周長指數是指標本橫截面上最大弧長與原管狀肢骨在該處的周長的比例，長度指數是指標本長度與原肢骨長度的比例。Llt;2cm的非完整骨骼過于破碎無法統計。在兩組L≥2cm的289件非完整骨骼中，敲骨吸髓周長指數lt;1/2的有52件，占比91.2%，骨片獲取周長指數lt;1/2的有228件，占比97.9%。可見骨片獲取所導致的骨骼破碎程度更高，這與實驗設計吻合。

計算每次打擊所產生的非完整骨骼數量也可以評估骨骼的破裂率，計算方法為非完整骨骼數量與打擊次數的比值。經統計，敲骨吸髓平均每次打擊產生非完整骨骼2.7件，其中股骨7.2件，脛骨1.8件；骨片獲取平均每次打擊產生非完整骨骼20.4件，其中股骨23.5件，脛骨19.7件。這說明：1）骨片獲取產生的非完整骨骼破碎程度遠高于敲骨吸髓；2）兩組實驗都顯示脛骨破碎程度小于股骨，意味著脛骨比股骨更難打碎，表明各個骨骼部位的打擊難度是不同的。

3.2.3斷口形態

Villa和Mahieu將骨骼的斷口形態分成U型（curved）、V型（V-shaped）、平直型（transverse）和處于中間狀態的斷口（intermediate）[22]。本次實驗中，兩組各類斷口形態比例接近，均以U型或V型斷口為主，其次是中間狀態的斷口，平直型斷口占比最少。因此，從斷口形態難以區分敲骨吸髓和骨片獲取這兩種具體行為。

3.3遺址與實驗標本的對比分析

3.3.1數據對比

表2展示了烏蘭木倫遺址與實驗組非完整骨骼的數量和質量分布情況。從數量上看，考古標本各個區間內的數量占比都處于敲骨吸髓和骨片獲取實驗之間。總體上，遺址與實驗標本在數量上的變化趨勢基本一致，都是隨著長度的增大而不斷減少，而lt;2cm區間內的標本數量占了絕大部分。這說明了烏蘭木倫遺址古人類可能同時存在敲骨吸髓和骨片獲取的行為，但從非完整骨骼數量的統計結果難以有效區分該行為具體屬于哪一類。

從質量上看，Llt;2cm、2≤Llt;5cm、L≥10cm的考古標本占比超過實驗組；而5≤Llt;10cm的占比則相反。遺址非完整骨骼的質量占比隨尺寸的增大而增大；但實驗標本的質量占比在Llt;10cm的區間內呈上升趨勢，在L≥10cm區間內又出現了下降趨勢。推測出現這種差異的原因可能是5≤Llt;10cm的非完整骨骼被直接作為骨器使用或作為制作骨器的毛坯帶出遺址，導致該區間考古標本比例的降低。這也能從國內有過骨器報道的舊石器時代遺址1）中出土的完整骨器標本大小得到一定程度的驗證（圖4）。在這些遺址中，42.3%的骨器長度分布在5≤Llt;10cm；其次是10≤Llt;20cm，比例為38%；2≤Llt;5cm的比例為12.3%；Llt;2cm和L≥20cm的比例最少，均僅為3.7%。這說明我國舊石器時代骨器長度主要分布在5≤Llt;10cm和10≤Llt;20cm，而Llt;2cm和L≥20cm的骨器則較為少見。烏蘭木倫遺址較低比例的5≤Llt;10cm的非完整骨骼，最有可能與古人類制作和使用骨器的行為有關。

3.3.2形態對比

1）骨片遺址共識別出有類似石片技術特征的骨片20件，其中有4件背面還可見到早先剝片陰疤。在打制實驗中，沒有產生任何具有石片技術特征的骨片，只有一件形似骨片的片狀骨，但沒有明顯的打擊點、半椎體、放射線等特征（圖1：2）。這件標本是骨骼在強大的外力作用下發生的破裂，是在敲砸骨骼過程中自然產生的，有別于刻意的骨片獲取行為。可見，遺址發現的具有明顯技術特征的骨片，特別是存在多次剝片的骨片，強烈說明這是古人類有意打制的。

2）帶有砍砸疤的骨骼遺址有1件帶有明顯砍砸疤的化石標本，兩端斷口參差不齊，在骨骼一側有一砍砸疤（圖5：1）。砍砸疤從骨骼外壁看呈新月型或弓形，在骨骼內壁呈現出相互疊壓的較為寬闊的疤痕[23]，是判斷古人類敲骨吸髓行為的重要依據[24]。在打制實驗中，同樣發現了一件帶有砍砸疤的標本，兩端斷口呈“U”形，骨壁右側中部和下部各有一砍砸疤，不連續分布（圖5：2），這個疤痕是在獲取骨片過程中產生的。因此，不管是敲骨吸髓還是骨片獲取，只要存在敲砸骨骼的行為，就會產生砍砸疤。可見，砍砸疤無法區分敲骨吸髓和骨片獲取。

3）骨骼局部骨骼局部（bonepart）是指帶有完整關節或長軸狀部分的骨骼[2]。經比較，遺址與打制實驗的骨骼局部在形態上有相似之處。

考古標本OKW（5）G68-1的近骨骺處被砸斷，斷口平整（圖6：3），與骨片獲取實驗標本22B6：37的形態極為相似，后者被砸擊后的骨干斷口同樣非常平整（圖6：7）。因此，推測遺址中該類斷口形態的標本很可能與古人類骨片獲取的行為有關。

敲骨吸髓實驗標本22B1：7（圖6：4）和骨片獲取實驗標本22B8：43（圖6：5）的斷口都呈U型，這與考古標本14KW1（8）：143的斷口形態相似（圖6：1）。可見，敲骨吸髓和骨片獲取的行為都會產生U型斷口，該斷口形態無法區分這兩種行為。

考古標本OKW（7）G20-1在骨骺和近骨骺處被砸開一半，斷口呈U型（圖6：2）。骨片獲取實驗標本22B5：28在骨骺處被砸成兩半（圖6：6）。通過敲骨吸髓實驗可知，只需將骨干敲碎就能獲取骨髓，不需要將骨骺砸碎。因此，遺址骨骺被砸碎的標本應該與敲骨吸髓的行為無關，更可能與獲取骨片毛坯或者獲取骨脂[24-25]的行為有關。

在實驗中，只有少數打制實驗標本可以觀察到明顯的人工痕跡。張俊山在砸擊實驗中觀察了140余件碎骨片，其中有明顯打擊痕跡的只有27件，占19%[26]。賓福德在愛斯基摩人敲骨吸髓產生的376件碎骨中，僅發現64件碎骨帶有人工打擊痕跡，占17%[27]。Pickering等人的實驗研究表明，敲骨吸髓的頻率與砸擊痕跡的數量并不成正比，強調了砸擊痕跡出現的偶然性[28]。因此，在敲砸骨骼的行為中，骨骼表面很難遺留下明顯的痕跡。所以，我們僅能通過有限的形態對比，如骨片、骨骼局部的斷口形態，來確認該行為是否屬于古人類獲取骨片的行為。

4踩踏實驗

4.1目的和設計

埋藏學研究表明，烏蘭木倫遺址屬于原地快速埋藏，遺址動物骨骼受自然因素的影響不明顯[8]。但是，由于遺址位于烏蘭木倫河邊，人和大型動物為了飲水不可避免地對散落的動物骨骼進行踩踏。在此背景下，有必要考慮踩踏主體、標本埋藏狀態、動物骨骼大小等因素對動物骨骼破損的影響程度。

考慮到烏蘭木倫遺址動物骨骼主要以大型哺乳動物為主，同時也為了實驗對象的相對多樣性，實驗原材料選擇了新鮮的牛骨和豬骨，共164件，包括2根豬肋骨、2根豬肢骨、4根牛肢骨和156件非完整骨骼。在實驗前，對每件標本編號、拍照和測量基本數據。踩踏基質選擇了與烏蘭木倫遺址相似的沙土基質，實驗地點位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗一養殖場外的場地。踩踏主體包括人和牛。人是兩位成年男性，穿運動鞋；牛為三頭成年牛，每頭質量約為150～200kg。標本埋藏狀態分地表暴露和淺層埋藏。

人的踩踏范圍為1×1m2，踩踏時間約1小時。人對地表暴露的標本踩踏時，隨著時間越長，小塊骨骼碎片在沙質土壤地表發生向下的垂直位移，被快速埋藏。大塊骨骼碎塊也發生垂直位移，但并不會被完全埋藏，而是半陷入沙土中處于活動狀態。在實驗中，設計了人為故意踩踏暴露于地表的大塊骨骼碎塊，但在實際中人會主動避開地表骨骼異物。

牛的踩踏實驗在牛棚中進行，標本放置范圍為1×1m2，由兩名工人對牛進行驅趕踩踏，時間約1小時。在實驗中，牛對地表暴露的大塊骨骼會主動避開，偶爾會無意碰到，造成標本短距離的水平位移。

實驗結束后，對收集的標本清洗、拍照，觀察標本的破碎情況，記錄相關特征。在踩踏實驗中，由于未對踩踏范圍內的土壤進行細致篩選，造成了標本CT：3-16、CT：4-25、CT：6-6的遺失和踩踏中骨骼上崩落碎片的遺失。

4.2結果

對164件標本實驗前后的觀察對比，結果顯示：3件標本（1.8%）發生明顯變化，3件標本（1.8%）遺失，158件標本（96.4%）未有改變。人為踩踏主體時，動物骨骼在不同埋藏狀態下未發生破損等變化。牛為踩踏主體時，標本22CT：4-16在地表暴露下內壁左側邊緣處發生斷裂，部分缺失（圖7：1）。標本22CT：6-2在淺層埋藏下內壁左側邊緣中部有一崩疤，但碎片仍粘連在標本上未脫落（圖7：2）。在地表暴露組中發現了一件小碎塊，即23CT：4-x（圖7：3），但沒有找到合適的標本與之拼合。完整的肢骨和大塊的破碎骨骼在不同埋藏狀態和踩踏主體下均未發生變化。

4.3認識

通過踩踏實驗，本研究得出以下認識：1）動物骨骼的垂直位移受到埋藏狀態、踩踏壓力和骨骼大小的影響。地表暴露的標本比淺層埋藏的標本垂直位移距離更大；踩踏壓力越大垂直位移的距離越大；骨骼碎片比完整和大塊的骨骼更容易下移。2）骨骼斷裂與埋藏狀態、踩踏壓力和骨骼大小有關。地表暴露的標本比淺層埋藏的標本更容易發生斷裂；踩踏壓力更大時，骨骼更容易斷裂；骨骼碎片比完整和大塊的骨骼更容易產生斷裂。3）斷裂主要發生在骨骼碎片較薄的邊緣處。4）在現實生活中，人和動物會主動避免踩到大型或形狀不規則的骨骼。實驗結果可知，人和動物的踩踏作用對骨骼破碎的影響甚微，并不足以形成烏蘭木倫遺址大量的非完整骨骼。這與烏蘭木倫遺址石制品拼合研究[29]得到踩踏因素對石制品影響較小的結果可以相互驗證。

5結語

通過對烏蘭木倫遺址2010-2014年出土的57858件非完整骨骼的分析和模擬實驗，探討多種因素對非完整骨骼形成的影響，為進一步了解烏蘭木倫古人類對動物骨骼資源的開發利用方式提供了新的視角和證據。研究結果有如下認識：

1）遺址大量小尺寸的燒骨，很可能是作為燃料使用，這意味著非完整骨骼的形成與古人類用火行為有關。人工骨制品的存在代表了古人類制作骨器的行為，非完整骨骼的形成與骨片和骨塊毛坯獲取、骨器加工等行為密切相關。

2）考古標本和打制實驗標本數據和形態的對比表明，烏蘭木倫遺址古人類同時存在敲骨吸髓和獲取骨片毛坯的行為，而從骨片、骨骼局部的斷口形態可以完全確認遺址獲取骨片毛坯行為的存在。

3）踩踏實驗表明，只有極少數（本次實驗僅兩件）骨骼碎片的邊緣會出現斷裂和崩疤現象。基本可以肯定踩踏不是遺址非完整骨骼形成的主要原因。

烏蘭木倫遺址大量非完整骨骼的形成與古人類行為活動密切相關，是敲骨吸髓、獲取骨片毛坯、骨器制造和使用燃料等活動共同作用的結果，反映了古人類對動物骨骼資源的認知程度和深度開發利用。

從石器工業來看，烏蘭木倫古人類對石料來源和利用體現出后勤式移動的特點，遺址石制品體現的原料采集、預剝片、剝片、加工和使用的完整動態鏈，具有石器制造場的性質[30]，而大量動物骨骼以及骨骼表面切割痕等的存在還表明這是一處屠宰場[8]。本文通過對遺址非完整動物骨骼成因的研究，顯示古人類在這里進行了敲骨吸髓、骨片毛坯獲取和骨器加工以及制造骨骼燃料用火等行為。這也進一步證明，烏蘭木倫遺址是一個多功能的古人類生活營地[31]。

早在距今200萬年前，非洲的古人類就開始利用動物骨骼[32-33]。作為人類獲取肉食資源的副產品，動物骨骼非常容易獲得，是古人類可以利用的重要資源之一。目前國內有關骨骼破碎成因與古人類利用關系的研究還不太多[21，26，34-36]，烏蘭木倫遺址發現的5萬多件非完整動物骨骼為相關研究提供了重要材料。本項研究一方面揭示這些非完整骨骼的成因，另一方面也揭示古人類對動物骨骼資源的利用模式。更為重要的是，這種骨骼資源的利用模式在一定程度上反映出烏蘭木倫古人類行為的現代性，包括對骨骼部位的選擇、骨骼工具大小的選擇、復雜的骨制工具組合以及骨骼燃料制作和使用等的認知能力，對進一步探討中國乃至東亞地區現代行為的出現具有重要意義。