本文研究区— — 西辽河地区位于受环境考古工作者广泛关注的生态脆弱区, 对气候变化的承载能力相对较弱。东亚季风的强度会直接影响科尔沁沙地沙丘的形成和移动, 并因此改变该地区的环境条件和人类活动^[17~19]。西辽河地区地处六大文化区之一的燕辽文化区^[20], 以大量出土的农业加工器物(如石磨盘、陶锅、碳化种子等)和完整的线性文化序列为特点^[21~24], 被认为是中华文明的重要核心^{[25, 26]}和中国北方雨养农业的重要发源地^{[24, 27, 28]}。该地区近年来吸引了不少学者的注意^{[1, 14, 28, 29]}, 其中不乏有关生业模式和遗址分布的工作^{[8, 9, 14, 19]}。西辽河地区的史前文化序列包括新石器时代的小河西文化(早于8.5 ka BP)^{[30, 31]}、兴隆洼文化(8.2~7.4 ka BP)^{[30, 32]}、赵宝沟文化(7.0~6.4 ka BP)^{[30, 33]}、富河文化(7.2~7.0 ka BP)^[34]、红山文化(6.5~5.0 ka BP)^[35]、小河沿文化(4.5~4.0 ka BP)^[36]以及青铜时代的夏家店下层文化(3.9~3.4 ka BP)和夏家店上层文化(3.0~2.5 ka BP)^{[14, 19, 37]}。

文化意义上的西辽河地区包含内蒙古东南部以及河北北部和辽宁西部(39° 59'~45° 37'N, 115° 54'~124° 26'E), 总面积约25.2 km²。该地区位于内蒙古高原和松辽平原之间的过渡地带, 包括了目前已知的所有红山文化遗址, 以及97.3%的夏家店下层文化遗址和97.8%的夏家店上层文化遗址(根据文物地图集数据)。发源于赤峰市的西辽河汇聚了上游的西拉木伦河、老哈河、少郎河和白岔河等支流, 最终与东辽河汇入辽河干流并注入渤海。大兴安岭和燕山山脉的隆升造成该地区西高东低的地势, 海拔从西部山区最高的2 220 m经过中间丘陵地带, 逐渐过渡到东部平原50 m以下。一些相对低矮的黄土丘陵位于研究区南部, 科尔沁沙地位于研究区东北部。部分地区分布有黄土堆积形成的台地、丘陵、河谷以及其他地貌形态(图1)。研究区位于东亚季风边缘的干旱与半干旱气候之间的过渡地带。年平均温度为5~6.7 ℃, 平均年降水量为250~500 mm, 平均年蒸发量在某些区域能达到2 100 mm。降水量在西部山地最高并向东部平原地带逐渐降低。植被覆盖类型包括东部山区的林地、森林草原, 东部高原的草甸草原, 中部丘陵和平原地带的干草原以及东北部科尔沁沙地的移动、半移动沙丘。北部的黄土堆积区分布有零星耕地。

该工作使用的遗址坐标出自国家文物地图集内蒙古自治区分册、河北省分册和辽宁省分册^[38~40]。地图集中的遗址信息主要来源于1981— 1985年由国家文物局主导的第二次全国文物普查。目前, 第三次全国文物普查已于2011年12月完成, 这次普查仍然以县为单元进行, 并采用了全新的GPS和其他数字化采集手段。有文化工作者认为, 虽然第三次文物普查工作记录的信息更加丰富详实, 但在遗址数量和分布方面并没比第二次文物普查工作有显著改进, 第二次文物普查的数据已足够反映西辽河地区史前文化的宏观分布状况。文物地图集详细记录了每个遗址的位置信息和文化类型, 并按统一的制图标准以县为单位绘制而成。其中的文化类型主要是考古工作者根据器物或陶片的器型、纹饰来判断的。本研究以县级行政边界的特征点作为控制点, 在ArcGIS的Georeference模块中对事先扫描好的各县文物地图进行数字化。最后把各县的遗址坐标汇总到一起, 采用基于西安80坐标系的高斯克吕格投影(中央经线为120° E的第40带)制成西辽河地区新石器— 青铜时代遗址分布图(共录得6 957个遗址点), 用于后续的核密度分析和三维可视化制图(图2a)。在西辽河地区这样较大的空间范围内, 千年尺度上的宏观地貌格局不会有太大变化, 而且样本量的增加也能在一定程度上抵消局部微地貌环境的变化。因此, 使用90 m分辨率的当代SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)数据来判断文化分布重心的地貌环境。

图1

Fig.1

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	图1 西辽河地区的地貌格局和地理区位Fig.1 The landform pattern and geographical location of the Western Liao River area

随着全新世大暖期的到来, 该地区出现的第一支新石器文化— 小河西文化主要零星分布于科尔沁沙地西南缘的丘陵、沟谷地带, 与后期文化相比, 遗址数量较少, 无法形成明显的遗址聚集中心。虽然核密度分析结果也表现出峰谷起伏, 但这些相对峰值仅是少量遗址聚集的结果(图2b)。我们认为当时遗址间的物品、文化交流还十分有限, 较低的遗址聚集程度难以形成复杂的社会组织结构和文化控制。之后兴起的兴隆洼文化遗址数量增加到127个, 分布范围进一步扩张并表现出沿河谷蔓延的趋势:在西拉木伦河上游山区出现了一些渡河定居的遗址, 研究区南部也有一些遗址沿河谷溯游而上进入高海拔地区(图2c)。整个兴隆洼时期的遗址仍然没有很高的聚集程度(密度峰值为0.033, 虽然高于小河西文化的峰值0.018, 但远低于红山文化的密度峰值0.19)。赵宝沟文化时期, 分布在西拉木伦河以北山区的富河文化出现在研究区中, 而西拉木伦河以南的赵宝沟文化继承了兴隆洼文化的分布范围(图2d)。富河文化与赵宝沟文化的年代顺序仍有一定的争议, 对房屋形制、聚落布局和典型器物的分析显示富河文化沿袭了兴隆洼文化晚期的特征且与赵宝沟文化具有一定的相通之处, 但也有学者认为它应当属于赵宝沟文化分布在西拉沐沦河以北的一种地方性遗存^{[34, 44]}。赵宝沟时期的遗址数量为142个, 这种密集程度仍不足以产生频繁的遗址间交流。

西辽河地区作为中国北方旱作农业的重要起源地之一, 在小河西文化时期已有驯化作物的使用记录。西辽河地区粟、黍的驯化历史也从小河西文化开始一直持续到红山文化时期^[45]。同时, 已有的发掘记录和动植物考古研究证明, 该地区新石器早期文化的驯化作物比重较小, 从事渔猎采集为主的生业模式^[46~48]。与之后的红山文化相比, 3支早期新石器文化遗址普遍分布在海拔较高的地区(图4a~c), 这很可能因为当时生业模式仍以渔猎采集为主, 农业为辅, 人们不需要进入低海拔地区开垦耕地, 而较高海拔的地区可以提供更多的动植物资源和避难场所。

有学者认为, 6 400年前的季风衰退和干旱化导致了新石器早期文化的衰退, 全新世中期繁荣起来的红山文化可能跟气候条件再次转好有关^[49~52], 其遗址数量和分布状况发生了明显变化。首先, 遗址数量大幅增加到992个(图2e)。虽然相对于前期几支新石器文化而言, 红山文化的时间跨度更长, 时间累积可能产生更多遗址。但即使考虑累积效应, 红山文化的遗址数量仍有成倍增长。其次, 大量遗址聚集在一起相互影响、制约, 在敖汉旗境内形成了一个明显的分布重心, 其周边还伴随多个次级分布重心(图2e)。这种情况在此前的新石器文化中从未出现过。考虑到遗址之间的紧密聚集很可能伴随着商品交换或者文化控制行为, 这种现象很可能标志着一定的社会组织结构已经形成。实际上, 考古研究也表明红山文化晚期已出现了像牛河梁遗址这样远离居住区且规模宏大的祭祀中心; 积石冢、女神庙等的出现标志着掌管宗教祭祀大权和社会政治大权的特权阶层已产生, 等级制度已确立^[53~55]。已有的研究表明, 红山时期的原始农业活动更加频繁, 渔猎和采集活动很可能退为辅助手段^[56]。红山文化出土的石锄、石斧、石耜、石犁、石磨盘、石磨棒等大量样式丰富、制作精美的农业生产工具反映出红山文化时期的农业经济可能已取代了渔猎采集经济成为主导^{[57, 58]}。甚至有学者认为红山文化时期的西辽河流域已步入初级文明社会^[53]。这种单中心并伴随多个次级重心的遗址聚集模式很可能是复杂社会组织结构产生的标志, 跟农业经济成分的增加也有很大关系。大量的农业活动能够保证稳定的食物供给, 有助于人口的稳步提升, 定居的生活方式使遗址间的交流和控制更为频繁。充足的食物来源会解放更多劳动力从事管理、祭祀及交换等活动。图4的高程频数直方图也反映出红山文化遗址更倾向于分布在海拔较低的地区, 因为大量的农业活动需要在低海拔地区开垦耕地(图4d)。最后, 红山文化的分布范围十分广泛, 除了大兴安岭和燕山等西部高海拔地区, 红山文化甚至也覆盖了科尔沁沙地的大部分地区(图2e)。这种情况在之前和之后均未出现过。这可能说明红山文化时期的科尔沁沙地已经发育了足够厚度的土壤, 在粟黍农业已经比较成熟的红山时期, 这些地方已经可以垦荒耕种。相比丘陵、河谷地区, 科尔沁沙地的遗址数量虽然不多, 但发现了多个面积超过5万km²的大型遗址(占红山文化大型遗址的一半以上)。当气候条件适宜的时候, 科尔沁沙地这种地势平坦、河湖纵横的区域更适合进行大规模农业垦殖。较高的食物生产量能够养活更多人口, 从而产生更大面积的定居遗址。

4 800年前东亚季风再次衰退^[49~52], 红山文化逐渐消亡。也有学者认为红山文化的消亡跟4 200年前浑善达克沙地的水系迁移造成的地下水位下降有关^[59]。之后出现的小河沿文化无论在文化规模和文化内涵上都远远不及之前的红山文化。第二次文物普查只发现了84个小河沿遗址, 甚至少于早期的兴隆洼文化遗址。而且其分布范围像新石器时代早期遗址一样仅局限于敖汉旗周边的丘陵地带, 几乎完全从科尔沁沙地退出(图2f)。有研究表明, 小河沿时期的科尔沁沙地很可能已经完全戈壁化, 变得不适合人类居住和农业生产^{[19, 60, 61]}。这很可能是气候恶化造成的:孢粉、石笋氧同位素、古冰楔、古土壤等气候记录表明从红山文化晚期开始, 气候开始不断变干冷, 风沙活动也不断增强^{[17, 37, 51, 61, 62]}。也有学者认为红山文化后期的古人在科尔沁沙地从事撂荒轮作式的粗放耕种模式, 这对当地的土壤和植被造成了巨大破坏, 直接造成了温带干草原退化成戈壁, 而且这种退化一直难以恢复^[63]。红山文化时期的先进翻土工具— — 石耜和石犁几乎绝迹, 农业技术出现了停滞甚至倒退的特征^{[14, 19]}。当时的人们在恶化的气候环境下不得不放弃稳产的农业活动转而从事对水土、湿热条件要求较低的牧业或者渔猎采集活动。因为生业模式的转变, 小河沿文化的大部分遗址再次返回高海拔地区(图4e)。在季风再次衰退的影响下, 小河沿文化在3 900年前也逐渐消亡^[49~52]。

西辽河地区的遗址分布在干旱期之后的青铜时代又发生了一次显著变化。第二次文物普查发现了超过5 000个夏家店下层文化遗址。这种史无前例的遗址密集程度甚至已经接近现代村落的水平^[64]。夏家店下层文化遗址的分布范围进一步向南拓展, 几乎占据了西辽河地区南部所有的山地、丘陵地带, 少数遗址甚至翻过燕山山脉深入到河北境内(图2g)。尽管如此, 科尔沁沙地却很少有夏家店下层文化遗址。这似乎说明已经戈壁化的科尔沁沙地没能恢复到红山时期的生态环境, 仍然不适合当时的古人生活。因为这个原因, 夏家店下层文化的遗址没能表现出类似红山文化的低海拔聚集模式(图4f)。另外, 夏家店下层文化也表现出明显的单中心模式并在周边伴随有多个次级重心, 这非常类似红山时期的遗址分布模式。典型遗址上的植物浮选记录表明, 夏家店下层文化从事以农业为主、牧业为辅的生业模式。研究区南部的丘陵地带分布有大量从事原始农业为主的遗址, 稳定的食物供给能给保证人口规模和遗址数量都维持在较高的水平。而西部山地分布的夏家店下层文化遗址更多的采用牧业或渔猎活动作为主要的谋生手段^[9], 其遗址密集程度明显不如南部丘陵地区以农业为主的遗址。可见, 大规模农业活动有利于形成更密集的遗址分布, 随着遗址间距离的缩短, 各种文化交流和物品交换随之而来, 这在一定程度上促成了社会阶层的分化以及早期城市和国家的形成。

有学者认为全新世大暖期温暖湿润的气候导致了夏家店下层文化的扩张和农业活动比重的增加, 而之后兴起的夏家店上层文化受干冷气候的影响, 生业活动变的更加多样化, 农业活动比重降低, 畜牧业和渔猎采集活动比重增加^{[14, 16, 19]}。然而, 四海龙湾的生物硅和哈尼泥炭的δ ¹³C记录显示整个青铜时代都相对比较温暖湿润^{[49, 50]}, 古土壤的出现也显示科尔沁沙地在退缩^{[18, 62]}。夏家店上层文化的核密度分析结果反映出完全不同于夏家店下层文化的遗址分布模式。其遗址数量已大幅减少到2 031个, 虽然仍高于之前的新石器文化, 但已完全观察不到夏家店下层或红山文化时期的单中心分布模式, 而是被一种显著的多中心分布模式所取代(图2h)。整个西辽河地区的南部丘陵地带分布有6~7个一级密度中心, 在西部高海拔地区也分布有多个次级重心。这种分布模式很可能是由夏家店下层文化的农业成分下降, 更多从事养羊为主的畜牧业所导致^[9]。不同于可以密集耕作的农业活动, 畜牧业或渔猎活动需要占据一定的领地, 太小的聚落间距不能让各自获取足够的生物资源。这种零散的聚落分布模式不利于遗址间的物质和文化交流, 难以形成集权式的社会组织结构。实际上, 西辽河地区早期以渔猎采集活动为主的新石器文化也是类似于多中心的分布模式, 只是它们的遗址数量有限, 这种分布模式不如夏家店下层文化明显。另外, 不少夏家店上层遗址分布到了西部高海拔山区(图4g), 这很可能与畜牧和渔猎活动对高海拔山地有更好的适应性有关。已有的研究也表明, 夏家店上层文化时期农业活动的比重从平原地区到西部山地逐渐降低, 科尔沁沙地的扩张以及更多样的生业模式导致夏家店上层文化分布到西辽河地区南部丘陵和西部山地的更广阔地区^[9]。近来不少研究表明生业模式的改变会改变古人的土地开发模式从而影响人类聚落的分布^{[10, 12, 65]}。

将核密度分析结果通过三维视角转换压缩成南北向和东西向的立面, 能够更加直观地判断遗址分布格局在经向和纬向上的变化。在纬度方向上, 除了富河文化这支很可能不属于小河西— 兴隆洼系统的外来狩猎民族, 西辽河地区本土的新石器和青铜文化的分布重心大都在42° ~43° N。从小河西文化到夏家店上层文化的6 000多年间, 遗址的分布重心有从北往南偏移的趋势。特别是小河沿文化以后的青铜时代, 更多的分布重心开始出现在42° N附近甚至以南的山地、丘陵地区(图3.1)。经度方向上, 研究区在119° E以西对应于更多的高海拔山地, 119° ~121° E多为低矮的丘陵地带。121° E以东则对应于包括科尔沁沙地大部分地区的低海拔平原(图1)。从小河西文化到夏家店下层文化的分布重心均为119° ~121° E的低矮丘陵地带, 而夏家店上层文化的分布重心在向东和向西方向上均有不同程度的延伸并表现出多中心的分布模式(图3.2)。

纬度方向上, 遗址分布重心的南移不应简单理解成气候变化所致。不可否认, 在交通和商业行为极不发达的史前社会, 古人为了获取足够的食物来源, 往往逐水草、耕地或各种生物资源而居。虽然这些资源很大程度上受气候变化的影响, 但人类聚落的空间分布是一件更复杂的事情, 既受气候环境的影响也受生业活动和文化控制的影响。例如, 兴隆洼文化的遗址分布重心明显比小河西时期更加偏南(图3.1b), 但并没有气候记录表明兴隆洼时期的气候条件比小河西时期恶劣, 人们本不必南迁躲避干冷气候。实际上, 这种分布重心的南移很可能跟当时人口压力下需要通过渔猎采集活动获取更多食物来源有关。因为原始农业未占主导的情况下, 古人需要沿河谷溯游而上进入西部或南部高海拔山地获取更多动植物资源, 从而导致更多遗址分布于老哈河和西拉木伦河的上游山地。之后的红山时期, 科尔沁沙地可能已经发育了足够厚度的土壤^[19], 导致一直人迹罕至的平原地区开始有了人类耕作的痕迹。除了新兴的农业活动, 传统的渔猎采集活动也被继承下来, 多种生业模式并存使人们对地理环境有了更好的适应能力, 遗址数量显著增长, 并导致分布范围向周边地区扩张(图2e)。受4 800年前后气候恶化事件的影响, 之后出现的小河沿文化不仅数量急剧减少, 分布范围收缩至早期新石器文化聚居的敖汉旗南部丘陵地带, 其分布重心也发生了南迁(图3.1e)。进入青铜时代以后, 温暖湿润的气候导致了夏家店下层文化扩张^{[14, 19]}。本来适宜的气候环境应该能让夏家店下层文化的聚落向北迁徙到西拉木伦河北部地区, 但密度分析结果没有表现出任何遗址向北聚集的迹象。这很可能是因为北方已经戈壁化的科尔沁沙地仍然没有恢复的迹象:贫瘠、干旱的土地无法承载原始农业活动, 也无法提供丰富的动植物资源, 人们不得不进一步开发南部丘陵地区来支撑人口增长, 这使遗址分布重心看上去继续南迁(图3.1f)。受3 000年前短时气候恶化事件及科尔沁沙地扩张^{[18, 19, 66]}的影响, 之后出现的夏家店上层文化遗址数量显著减少, 农业活动比重下降, 养羊为主的畜牧业占主导地位, 这种生业模式的改变打破了农业活动主导时的单中心分布模式变成多中心并存的分布模式。由于科尔沁沙地扩张和畜牧活动比重的增加, 更多遗址散落到南部丘陵和西部高海拔地区, 使遗址分布重心看上去进一步南迁(图3.1g)。综合上述原因, 全新世以来西辽河地区的新石器— 青铜文化遗址的分布重心表现出一种持续南迁的模式, 但这些重心的变化始终局限于42° ~43° N以敖汉旗为中心的地区。考虑到夏家店上层文化的遗址并没有集中分布于敖汉旗境内, 这种现象可能并非地区间文物普查力度的差异所造成。也有学者认为, 中国东北地区的粟作农业活动受气候条件(如无霜期和温度梯度)的影响很难在43.5° N以北的地区存在。另外, 受生业模式的限制以及缺乏木材等造船材料, 很多遗址难以渡过西辽河进入北部的科尔沁沙地。这些因素造成西辽河地区全新世大暖期的史前聚落大多集中在南部丘陵地区^[67]。

经度方向上, 图3.2反映出:除了夏家店上层文化外, 研究区遗址主要分布在119° ~121° E的地貌(西部山地和东部平原之间的过渡地带)和生态(宜农宜牧的农牧错交错带贯穿其中)过渡区。按照“ 边际效应” (Edge Effect)理论^[68], 过渡区的自然环境往往比较复杂, 植物种类丰富多样, 能为多种动物提供摄食、营巢和隐蔽条件。这里的食物链更长, 生物量更大, 更适宜原始人类通过渔猎、采集获取食物来源, 其中一些河谷地带又能提供原始农业所需的耕地和水源。相对低缓又起伏多变的地形条件既能让史前人类的出行相对便宜, 又能提供遮风避雨及防范野兽攻击的生活场所。基于该理论, 我们认为这种经纬度水平刚好对应于生态过渡区和气候适宜区, 其生态环境和气候条件能够提供人类社会需要的多种生物资源。在灌溉技术和畜牧业活动大规模普及以前, 这些地方为人类提供了理想的定居场所。而夏家店上层文化开始盛行以养羊为主的畜牧业^[9], 这种新的生业模式大大增强了当时人类对自然环境适应性, 使更多遗址不再局限于传统的生态过度区域, 分布到更广阔的高海拔地区, 成为西辽河地区分布适应性最好的史前文化。