宗日遗址人骨的稳定同位素分析

利用C和N稳定同位素分析方法研究了青海宗日遗址先民的食谱,探讨了先民的经济模式以及食谱变化趋势。所有人骨骨胶原中的C,N含量以及C/N摩尔比,均表明样品保存较好,可用作食谱分析。骨胶原的δ¹³ C值和δ¹⁵ N值分析显示,先民主要以C₄类植物为食,也摄取一定量的肉食,反映了以粟、黍等为主食而渔猎为辅的生活方式。性质未明墓葬与宗日墓葬之间存在的较大食谱差异,可能与其来自不同文化密切相关。宗日遗址在发展过程中,先民食谱中C₄植物增加而肉食类减少,反映了农业加狩猎采集的混和经济模式向稳定农业模式转变的趋势。     

利用C，N稳定同位素分析法鉴别家猪与野猪的初步尝试

采用动物考古学和分子生物学的研究方法探索家猪的起源已取得丰硕的成果,但如何科学鉴别驯化初期的家猪,至目前为止一直缺乏有效的研究思路和方法．与野猪的食物主要源自自然环境相比,家猪的食物则更容易受人类饲喂活动的影响,故此,理论上,探索猪群间的食物结构差异,了解人类的饲喂活动对猪食物的影响,可望科学地辨别家猪与野猪．对山东后李文化时期（约8500～7500年前）小荆山遗址的人骨以及月庄遗址的动物骨进行了C,N稳定同位素分析,探索猪群食谱差异,并通过与先民以及其他动物的同位素数值比较,尝试科学地鉴别家猪与野猪．先民的δ^13 C（平均值-17．8‰±0．3‰和δ^15 N（平均值9．0‰±0．6‰）表明,先民虽已开始从事粟作农业,但粟作农业在人类的生活方式中尚不占主导地位（因为粟类植物是一种典型的C4植物）,先民还主要以采集、狩猎或驯养家畜为生．牛的δ^13 C值（-16．1‰）和δ^15 N值（6．9‰）,表明其食物主要以C3类植物为主,兼具少许C4类植物．与牛相比,鱼的δ^13 C值（-24．9‰）更低而和δ^15 N值（8．8‰）更高,显示出欧亚大陆淡水鱼的同位素特征．依据δ^13 C值和δ^15 N值的不同,猪可分为3组：A组,由两头猪组成,具有低的δ^13 C值（-18．1‰,-20．0‰）和δ^15 N值（4．7‰,6．0‰）;B组,仅有一头猪,具有最高的δ^13 C值（-10．6‰）和居中的δ^15 N值（6．4‰）;C组,仅有一头猪,其δ^13 C值（-19．0‰）较小而δ^15 N值（9．1‰）最高．现代或古代野猪骨的C,N稳定同位素分析研究已经表明,野猪主要以C3类植物为主,其δ^15 N值更接近于食草类动物而远离食肉类动物．通过与小荆山遗址先民、野猪及河南西坡遗址（仰韶文化,6000—5500年前）和康家遗址（龙山文化,4500～4000年前）家猪同?     

陕北靖边五庄果墚动物骨的C和N稳定同位素分析

对陕北靖边五庄果墚遗址出土的4种动物(家猪、狗、鼠、草兔)骨骼进行了C和N稳定同位素分析,研究了这4种动物的食谱特征、营养级结构,分析了人类活动对生活在其周围动物食物结构的影响。所有骨骼样品的C,N含量以及C/N摩尔比表明,所选取的样品均保存较好,可用于食谱分析。骨胶原的C和N稳定同位素分析结果显示,所研究的4种动物呈现出不同的营养级结构,草兔和鼠类为植食性动物,而家猪和狗为杂食性动物,狗部分表现出肉食性。草兔主要以野草或树叶等C₃类植物为食;而家猪、狗和鼠类则主要以C₄类植物为食,这与先民从事的粟作农业密切相关。褐家鼠、家猪和狗的骨胶原中具有较高的^δ15N值,表明其食物结构明显受到人类活动的影响,其中家猪和狗更为明显,其食物结构已与野生动物产生明显差异。     

陕西华阴兴乐坊遗址家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献

通过动物骨的稳定同位素(C、N)分析,揭示家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,是动物考古研究的重要组成之一.关中地区,是庙底沟文化(约5500年前)的主要核心分布区域之一.目前,对该地区和该时间段内家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,尚缺乏足够的认识.为此,本文对陕西兴乐坊遗址出土动物与人骨开展了C、N稳定同位素分析,并对其中4个猪骨进行AMS-14C测年.同位素数据结果显示:野生动物(獐、青羊、梅花鹿)栖息于C3类的植被环境,家养动物(猪、狗)和人,则主要以C4类为食.3个猪个体的年代为5449~5300 cal.B.P.,而1个猪个体年代偏晚(4089~3985 cal.B.P.),其同位素数据也异于其他个体.结合该遗址的植物考古资料(粟和黍具有高的出土概率),认为:家养动物(猪和狗)饲喂了大量以粟类作物的副产品或者人类的残羹冷炙(粪便).根据食物链从生产者至消费者的同位素分馏效应(δ13 C值约富集1‰,δ15N值约富集3‰~5‰),比较了先民与野生动物以及家养动物的同位素数据,发现先民与猪的δ13 C和 δ15N值的差异最小(0.2‰和1.9‰),这反映了先民的肉食资源应主要源于家猪.家猪的饲养和管理,为庙底沟文化的快速发展奠定了深厚的物质和经济基础.此外,1例梅花鹿角具有偏正的δ13C值(-13.2‰),暗示发达的粟作农业还为先民尝试驯养其他野生动物(如鹿)提供了可能.     

种植实验揭示施肥效应对粟稳定同位素比值的影响

通过植物遗存稳定同位素分析考察古代的农田灌溉、施肥等农业生产技术,是植物考古中的研究新热点。现代种植实验可为这一研究方向提供重要的依据和参考。本研究开展了针对粟的现代施肥种植实验,并对粟进行了稳定同位素分析,形成了4点主要认识：1)未施肥状态下生长的粟δ¹⁵N均值为3.6‰±0.6‰(n=6),施加有机粪肥的粟δ¹⁵N均值为4.4‰±0.8‰(n=18),施加化肥后粟δ¹⁵N均值为1.0‰±1.0‰(n=8),表明有机粪肥能够提升粟δ¹⁵N值,而化肥则导致粟δ¹⁵N值降低。因此,粟δ¹⁵N值相对于自然基值的增值可反映粟类作物是否施有机粪肥,这为研究古代尤其史前时期的施肥行为提供判断依据。2)粟的种子、叶片、秸秆、稃壳的δ¹³C值分别为-12.7‰±0.3‰、-13.2‰±0.3‰、-12.6‰±0.3‰、-13.5‰±0.4‰,差值较小(<1‰),不同部位间同位素分馏值似可忽略不计,据此推断,人和家畜的δ¹³     

东周时期内蒙古中南部人群和文化融合进程中的农业经济——以和林格尔大堡山墓地人骨C、N稳定同位素分析为例

东周时期,内蒙古中南部是农耕文化与游牧文化竞相角逐的舞台.在该地存在的多人群并存、文化并举的基本格局,随着战国中晚期赵、秦等诸侯国势力的北扩,转变为中原文化日益繁盛之势.中原地区特有的农耕经济(如粟作农业),究竟对内蒙古中南部的人群和文化融合是否产生了怎样的影响,仍缺乏较为细致的研究.为此,本文以和林格尔地区战国晚期大堡山墓地出土的41例人骨为研究对象,开展了C、N稳定同位素分析.结果表明,总体上先民的食物中包含了较大量的C_4类动物蛋白.结合考古资料可以看出,大堡山先民以粟作农业(包括粟类作物和以粟类作物副产品为食的动物)为基础,兼营牧业生产,其生活方式体现了战国晚期中原农业文明对内蒙古中南部的全面影响.尤其值得一提的是,通过对比不同时期已发表的人骨胶原C、N稳定同位素数据发现,粟作农业在东周时期和林格尔地区人群与文化融合的进程中始终发挥着积极作用.     

青龙泉遗址人和猪骨的C,N稳定同位素分析

尽管中国有关稻粟混作的研究已有不少报道,但混作区内稻粟农业在先民生产生活中的地位以及在家畜饲养中的作用,其发展与文化演进和传播、古环境变化间的内在联系等关键问题,依然未能很好地解决.为此,本文对位于稻粟混作区内的湖北郧县青龙泉遗址出土的人和猪骨（3000～2600 BC屈家岭文化期和2600～2200 BC石家河文化期）进行了C,N稳定同位素分析,试图在揭示他们食物结构的基础上,探讨稻粟农业在先民和猪食物结构中的地位及其演变过程,并对稻粟的种植与文化交流以及古环境间的相互关系进行初步探索.先民的δ13C值位于-16.7‰～-12.4‰之间,平均值为-14.6‰±1.3‰（n=24）,这表明先民的食物中兼具C3和C4类食物.由于遗址中同时发现了稻（C3类植物）粟（C4类植物）遗存,据此我们认为,稻粟农业均对先民的食物有所贡献,且粟作农业在先民的生活方式中占次要地位.先民的δ15N均值为9.0‰±1.2‰（n=24）,表明动物类蛋白在先民的食物中占有相当的比例,但其较大的分布范围（6.6‰～10.8‰）则表明,先民的肉食来源存在相当大的差异.猪的δ13C均值（-14.3‰±2.5‰,n=13）与先民类似,而δ15N均值（7.7‰±0.6‰,n=13）稍逊于先民,表明猪的食物来源与人相近,其食物中可能含有较多的人类食物残余.对先民和猪的δ13C值和δ15N值的相关性分析结果显示皆不具有相关性,暗示先民和猪的食物来源中含有较多的植物类食物,这很可能与当时较为发达的稻粟混作农业密切相关.通过不同文化期内先民和猪食物结构的对比分析,发现粟类食物在石家河文化期人和猪食物中所占比例皆上升10%左右,反映了粟作农业明显加强,而这种变化与古环境变迁以及南北文化间的交流密切相关.当气候温暖、降水增加、屈家岭文化北进之时,稻作盛行;而在气候变冷、降水减少、北方文化南传之际,粟作加强.     

骨化学分析在古人类食物结构演化研究中的应用

古人类食物结构演化的研究,是探索人类起源和进化的重要组成部分。骨化学分析是探索古人类食物结构的主要方法,也是最为有效的方法。在概述骨化学分析原理的基础上,详细介绍了如何运用该方法了解古人类（南方古猿、人属、尼安德特人、欧洲现代人）的食物结构,并通过与现代黑猩猩的食物结构比较,揭示了从猿至人食物结构的演化过程,探讨了古人类食物结构的演变对人类进化的深刻影响。此外,提出了目前研究中尚存的2个重要问题及已有的解决方法。之后,评述了我国古人类食物结构的研究现状,并展望了古人类食物结构研究的前景。     

贾湖遗址人骨的稳定同位素分析

古代人类食谱研究是生物考古的重要组成部分, 也是当前国际科技考古领域的研究前沿. 利用稳定同位素分析方法, 尝试揭示贾湖遗址先民的食物结构以及生活方式的变化. 人骨的骨胶原含量、C含量以及N含量, 尤其是骨胶原C/N摩尔比的分析表明, 28个样品中13个已经受到埋藏环境的污染, 不能用作食谱分析. 其余样品骨胶原的δ ¹³C((-20.37±0.53)‰), 表明先民主要以C₃类作为食物来源. 根据骨胶原中δ¹³C和δ ¹⁵N的不同，先民的食谱可划分为4类. 两者相关性的缺乏, 当与该遗址以农耕经济为主有关. 骨胶原δ¹⁵N和羟磷灰石δ¹³C纵贯整个文化段的变化, 反映了先民从狩猎转向采集、捕捞直至发展稻作农业和家畜饲养的改变. 而羟磷灰石中δ ¹⁸O则无明显变化, 揭示了该遗址气候较为稳定.     

古骨中可溶性、不可溶性胶原蛋白的氨基酸组成和C、N稳定同位素比较分析

提取考古遗址出土的人和动物骨中的不可溶性胶原蛋白(ISC),进行C、N稳定同位素分析,是目前古食谱分析的主要研究方法。然而,对于无法提取出ISC的骨样,古食谱的重建也就无从谈起。之前,我们通过凝胶层析法,首次成功提取出古骨中ISC的降解产物——可溶性胶原蛋白(SC),并发现:SC与ISC的C、N稳定同位素比值相似,同样可以应用于古食谱研究。为进一步探明两者稳定同位素相似的机理,本文选取更多的古骨样品,开展了SC和ISC的元素含量、稳定同位素值和氨基酸组成分析。研究结果表明,SC与ISC的总氨基酸组成,完全符合I型胶原蛋白的特点。此外,SC与ISC相比,8种必需氨基酸组成,非常接近,变异范围仅为0.25%(n=3);而11种半必需氨基酸和非必需氨基酸,则变化稍大(0.90%,n=3)。显然,不同性质氨基酸含量的少许差异,是造成两种蛋白C、N稳定同位素相似但不相同的主要原因。