动物考古学的研究体系由材料的发现与收集、鉴定与观测、数据统计、特征整合分析以及对材料及其中所含信息的解读组成。不同时期和文化背景中的动物遗存的形成过程和埋藏特点有所不同,人类与动物的关系有所不同,我们从动物遗存中提取到的信息以及对动物遗存的解读也就不同。因此,对人类文化发展不同阶段的动物遗存的研究存在不同的方法和特点。本书将重点谈及旧石器时代动物考古研究的方法。
旧石器时代遗址发掘通常按照1m×1m布设探方,每个探方进一步划分成4个50cm×50cm的小区。发掘时在地层堆积单位的基础上按照水平层(厚度一般为5—10cm甚至更薄)整体发掘和揭露。每个水平层出土的遗存需要进行原地清理、拍照、绘图和测量。同时,对遗存的出土背景(包括出土单位、肉眼可观察到的出土单位的堆积物构成与特征以及空间关系等)、出土时的状态进行详细记录。收集标本时应用水选或干筛、浮选等方法进行全面收集(图1-9),以确保不同尺寸动物的遗存、不同类型与不同破碎程度的遗存都具有同等被发现的机会。如果不采用筛选或浮选的方法,很多遗物有可能遗失,特别是小型、微小型动物的骨头或者一些特别破碎的骨头,导致我们无法认识动物遗存组合的全貌。在旧石器时代遗址发掘中,大于20mm的标本通常要进行编号,并测量其三维坐标,对于非常碎小的标本则通常按照发掘单位——具体到特定地层中的某个水平层,以及遗存所在的探方小区进行统一收集。收集起来的动物遗存应当与其他类型的遗存分开存放,一方面防止动物遗存发生破损,另一方面有利于接下来整理工作的开展。
在观测出土动物遗存之前,首先需要对其进行清理,包括清洗、晾干,以及初步拼接(主要是将出土后发生破裂的骨骼标本进行拼接)。对于按发掘单位统一收集的未编号标本——通常是破碎严重的标本,我们需要对其进行挑选和分类(研究者自己选定分类依据,可以按照动物分类单元,比如软体动物、脊椎动物[鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类];也可以按照标本尺寸等进行分类),并按照分类进行统一称重。在这个过程中,如果发现具有鲜明特征或者可以鉴定的标本,可以将其挑出进行单独鉴定和测量。
图1-9 使用不同大小筛孔的筛子进行筛选或使用浮选法所能够收集到的不同种类动物遗存的大致比例
标本的观察和鉴定内容包括:1.观察并记录骨骼的保存状况。保存状况取决于很多方面,包括动物的死亡原因、尸体暴露的时间、骨骼的破裂或破碎程度、埋藏环境的p H值、堆积动力等。流水的搬运和冲刷、动物啃咬和踩踏等可以使骨头发生破损或磨圆、位移。酸性环境会加速骨头的溶解,在含有碳酸钙的渗流环境中,骨头会发生石化等情况。总之,埋藏过程中的物理作用与化学作用会对骨骼造成破坏,使其尺寸、形状、结构、密度、成分发生改变
,甚至造成动物遗存的消失。
肉眼对骨骼保存状况的评判通常包括风化程度、磨损特征。风化是矿物和岩石在温度、大气、水溶液及生物等因素的作用下发生物理破碎崩解、化学分解和生物分解等复杂过程的综合变化
。风化程度是判断骨骼埋藏过程的重要指标。动物考古研究中所观察的风化程度通常指的是物理风化,表现为骨表面的开裂、骨骼物理结构的改变
。如果动物骨骼在露天环境下长期暴露,那么在日夜温差或季节性温度变化、湿度变化的影响下,骨骼会发生干裂,甚至完全解体。Behrensmeyer把骨骼的风化程度分为6级。0级:骨骼无风化,骨表没有开裂和起片现象,骨骼仍含有油脂,有时骨表带有皮、肌肉、韧带;1级:骨表开始出现细裂纹,软组织可能存在;2级:骨表最外层伴随着裂纹开始出现起片现象,裂纹的边缘棱角分明,在起片的最初阶段,薄片的一个边缘或几个边缘仍与骨骼连在一起,此后起片向更深、更广的方向发展,软组织可能仍然存在;3级:骨表最外层消失,骨密质暴露,骨骼出现纤维质地,风化的深度不超过1—1.5mm,软组织基本不存在;4级:骨表为粗糙的纤维质地,风化深入骨骼内部,裂纹加深,形成大的或小的裂片,裂片可能会与骨骼分离;5级:骨骼非常脆弱,解体成大的裂片,骨骼的原始形状可能难以识别
。从0级到5级,骨骼裂纹的数量、开裂的程度、骨表的粗糙程度逐渐增加。骨骼风化的程度与暴露时间密切相关。一般来说,暴露在地表的时间越长,骨骼风化程度越高。需要注意的是:这6个等级的特征主要适用于大、中型哺乳动物骨骼风化状况的判断,小型哺乳动物以及其他种类动物骨骼的风化特征可能会有所不同。此外,牙齿的风化与牙齿萌出和磨损的情况、牙釉质与牙本质的比例以及牙齿的整体形状都有关系,不容易发现其风化特征的规律性变化
。
如果出土动物骨骼的风化程度基本一致,那么这些骨骼有可能反映动物的灾难性死亡,或者说明某些环境因素阻止了后来不断增加的骨骼堆积的风化,亦或者反映相对短期的人类活动。如果遗址中各个风化等级的动物骨骼的比例相当,则说明骨骼堆积的形成可能经历了较长的时间,或者反映人类对遗址长时间的占用。当然,也可能说明不同时期的骨头或不同事件后被废弃的骨头由于某种原因共同出现在遗址上。对此,我们可以结合不同风化等级的骨骼的空间分布、骨骼的其他埋藏特征做进一步分析。对于磨损特征,我们通常观察骨骼在自然作用下出现的磨圆。这一特征可以帮助判断动物骨骼在堆积与堆积后过程中是否受到水流作用的改造或搬运,以及程度如何。
成岩作用是影响骨骼保存的重要因素。成岩作用的发生由一系列复杂过程组成,与微生物活动、埋藏环境、有机物和无机物的分解与再结晶密切相关。真菌和细菌可以使骨胶原分解,骨头变得非常多孔、易碎,骨骼晶体因此更多地暴露在水环境中,更容易与水发生反应,也更难以得到较好保存。在非常干燥的环境中,或冻土、永冻土环境中,抑或在稳定的水体环境中,骨骼有可能被较好地保存下来。然而,如果骨头埋藏在变化的、动力比较强的水流环境中,骨头中的矿物就会遗失,成岩作用更容易发生
。环境p H值处于7.6—8.2之间为最佳,能使骨骼得以保存。在酸性堆积环境中,骨骼中的矿物会发生溶解。在中性或碱性环境中,矿物则会保存下来,并可以在很长的时间里不发生改变。含有较多碳酸盐的堆积环境往往有利于骨骼的保存
。因此,在较好地保存了贝壳、螺壳的遗址环境,或者保存了完全或部分由原始方解石构成的灰烬的遗址中,骨头是可以得到较好保存的。如果在这些堆积环境中没有发现骨头,则说明该环境中曾经没有存在过骨头。洞穴中有机酸的释放、鸟粪的氧化可以导致环境的p H值较低,从而使骨骼发生溶解,更稳定的磷酸盐在遗址中形成,骨骼被废弃时的原始空间分布格局也就随之发生变化
。因此,如果遗址中有的区域骨骼堆积丰富,有的区域骨骼缺失,空间分布差异显著,我们需要谨慎判断这种分布特点是不是由于不同埋藏环境导致骨骼的不同保存状况而产生的。如果骨头的“缺失”是因为它们在成岩作用下溶解了,那么缺乏骨骼的堆积单位或堆积环境中应当缺少碳酸羟基磷灰石和方解石,但包含更加稳定的矿物
。
2.动物种属与骨骼部位。鉴定可以通过比对现生动物骨骼标本和能够明确动物种属的具有鲜明鉴定特征的考古标本来进行,鉴定过程中通常也需要参考动物骨骼图谱。鉴定的原则是不过度鉴定。
动物种类鉴定应详细鉴定到种,如果无法鉴定出种,则鉴定到属或更高一级的分类单元。对于无法鉴定具体种类的哺乳动物标本,可以按照动物体重等级进行分类,包括超大型哺乳动物(大于1000kg)、大型哺乳动物(约300—1000kg)、中型哺乳动物(约120—300kg)、小型哺乳动物(约20—120kg)以及非常小型哺乳动物(小于20g)
。旧石器时代遗址出土动物遗存种属鉴定的特点与难点在于已绝灭动物的鉴定。对此,可以参考《脊椎动物鉴定手册(哺乳动物部分)》(古脊椎动物研究所高等脊椎动物研究室编)。
鉴定出骨骼部位后,还需要进一步记录骨骼属于特定部位的哪个具体位置,比如肱骨的近端、股骨的远端、胫骨靠近近端的骨干部分等。旧石器时代遗址出土的动物骨骼的破裂通常比较严重,导致很难鉴定出详细的骨骼部位,在这种情况下,我们可以按照头骨、下颌、牙齿、脊椎骨、肋骨、肢骨进行分类。鉴定骨骼部位的过程中,需要观察记录骨骼部位属于左边还是右边,骨骼部位的愈合情况(未愈合、愈合中以及愈合)。就牙齿而言,需要记录牙齿的萌出和磨耗情况。
3.根据骨骼的愈合、牙齿的萌出和磨耗程度、齿冠高度,我们可以鉴定动物死亡年龄。根据具体的死亡年龄可将动物遗存进行分组并做进一步分析,包括幼年、壮年、老年。不同学者对年龄组的划分边界有不同看法,比如有的将最大预期寿命值的65%作为壮年和老年的界线
,最大预期寿命值的10%—65%为壮年个体,有的则将最大预期寿命值的10%—40%或50%定义为壮年个体
。鉴定动物死亡年龄有很多方法,其中最为常用的是骨骺的愈合以及牙齿的萌出与磨耗。
哺乳动物骨骺的愈合存在稳定的顺序,但是不同种类动物的愈合顺序和愈合年龄存在差异。例如,马肢骨的愈合顺序与大致年龄为:尺骨远端愈合(出生前)、掌骨近端愈合(出生前)、第一节趾骨远端愈合(出生前)、第二节趾骨远端愈合(出生前)
、跖骨近端愈合(出生前);第二节趾骨近端愈合(9—12个月);第一节趾骨近端愈合(13—15个月);肱骨远端愈合(15—18个月)、桡骨近端愈合(15—18个月)、掌骨远端愈合(15—18个月);跖骨远端愈合(16—20个月);胫骨远端愈合(20—24个月);腓骨近端愈合(可能在2—3岁);跟骨结节愈合(3岁);肱骨近端愈合(3—3.5岁)、股骨近端愈合以及远端愈合(3—3.5岁)、胫骨近端愈合(3—3.5岁);桡骨远端愈合(3.5岁)、尺骨鹰嘴愈合(3.5岁)
。羊肢骨的愈合顺序与年龄为:掌骨近端愈合(出生前)、第一节和第二节趾骨近端愈合(出生前)、跖骨近端愈合(出生前);肱骨远端愈合(10个月)、桡骨近端愈合(10个月);第一节和第二节趾骨远端愈合(13—16个月);胫骨远端愈合(1.5—2岁);掌骨远端愈合(18—24个月);跖骨远端愈合(20—28个月);尺骨鹰嘴愈合以及远端愈合(2.5岁);股骨近端愈合(2.5—3岁)、跟骨结节愈合(2.5—3岁);桡骨远端愈合(3岁);肱骨近端愈合(3—3.5岁)、股骨远端愈合(3—3.5岁)、胫骨近端愈合(3-3.5岁)
。
旧石器时代遗址出土的动物骨骼通常是破裂的,而且很多破裂程度比较高,骨骺的保留经常有限,没有愈合的骨骺更不容易得到保存。即使有些骨骺保存下来,但如果是愈合的,也无法对动物进行准确的年龄分组。因此,很多时候难以利用骨骺愈合进行有效的死亡年龄鉴定与死亡年龄结构复原。旧石器时代动物考古研究更多地是根据牙齿特征进行死亡年龄鉴定。与骨骺的愈合相似,哺乳动物恒齿的萌出也存在一定的顺序,但不同种类动物之间存在差别。以马为例,根据Silver的研究,恒齿的萌出顺序是M1(变异大,7—14个月);M2(2—2.5岁);P1、P2、P3(约2.5岁);I1(2.5—3岁);P4(3.5岁);I2(3.5—4岁);M3(3.5—4.5岁);C(4—5岁);I3(4.5—5岁)
。
对于偶蹄目动物来说,d P4—P4的萌出与磨耗是区分幼年、壮年、老年个体时常用的依据,如图1-10所示。幼年指的是早于d P4脱落被P4取代的年龄。壮年指的是从乳前臼齿被恒前臼齿替代直到动物最大预期寿命的65%的年龄范围。老年的标志则是一半以上的齿冠被磨耗了。
对于高冠齿食草动物来说,可以根据齿冠高度进行年龄鉴定(图1-11)。有学者提出了根据齿冠高度计算马科动物年龄的公式:Y=Y0[1-(T/N)]1/2,其中Y为动物牙齿的齿冠高;Y0为该类牙齿未磨耗时的高度;T为牙齿在Y高度时的动物年龄;N为动物齿冠高为0时的年龄,即动物的最大预期寿命
。此外,我们还可以根据门齿和下颌骨形态、门齿方向判断马科动物的死亡年龄
(图1-12;图1-13)。
4.骨骼的破裂程度、破裂形态、破裂角度和破裂面特征、骨骼的改造痕迹或改造特征及其分布位置。骨骼破裂程度的评判主要依据长骨骨干周长的保存比例,包括几个等级:(1)骨干的保留部分小于完整骨骼横截面周长的50%;(2)骨干的保留部分是完整骨骼横截面周长的50%—100%;(3)骨干周长完整
。骨干破裂形态包括螺旋状破裂、纵向破裂和横向破裂(图1-14)。破裂角度指破裂面与骨骼表面的夹角是斜角或直角,或者同一件骨头上出现这两种情况;破裂面特征分为平齐和凹凸不平两类
。
图1-10 山羊/绵羊、鹿、牛的第四前臼齿萌出与磨耗所对应的不同年龄段
(据Stiner 2005,稍有修改)
图1-11 斑马M1齿冠高度随年龄增加的变化
图1-12 马下颌门齿形态变化A.11岁;B.11—17岁;C.17—23岁;D.大于23岁
图1-13 马门齿方向的变化A.8岁以下;B.15岁以下;C.超过15岁
骨骼的改造痕迹包括动物啃咬痕和踩踏痕、植物和真菌作用痕迹、人工改造痕迹、烧骨等。对改造痕迹的观察可以借助手持放大镜、体视显微镜、扫描电镜来进行。
食肉动物的啃咬是造成骨骼发生改变的常见因素,可以造成骨骼破损或者严重破坏。斑鬣狗尤其擅长粉碎骨头,它们可以把动物的头骨咬成碎块,把长骨和富含骨髓的下颌骨咬碎
。鬣狗吃过的骨头上有些会带有胃酸腐蚀形成的凹坑或洞状痕
。食肉动物对肢骨的破坏一般始于对骨骺的啃咬,然后向骨干推进
,造成长骨边缘出现锯齿状凹口
。啃咬肩胛骨骨板等密度较低的部位,也会形成锯齿状破裂形态。食肉动物啃咬还会造成骨骼边缘形成破裂缺口或“破裂疤”,与人类使用石锤或重型石器敲骨取髓所形成的破裂疤具有一定相似性,但实验研究表明前者形成的凹缺通常较窄、较小(图1-15;图1-19),人类砍砸形成的破裂凹缺和破裂疤是宽大的
(图1-19)。食肉动物的啃咬还经常在骨头上留下横截面为U形的划痕、坑点痕、洞状痕等痕迹
(图1-16)。啃咬形成的划痕与真菌腐蚀痕迹存在某些相似性,容易混淆,鉴定时需对这两种痕迹加以区分,否则会造成对骨骼堆积成因的误判。真菌腐蚀痕迹形状不规则,轮廓弯曲,而食肉动物齿痕是直线形的。腐蚀痕迹常与骨头的长轴或主轴平行分布,相比之下,动物咬痕往往垂直于骨头的长轴,或者与长轴斜交
。腐蚀还会造成骨头表面的片状剥落,但这种剥落的分布是比较随机的。
啮齿动物的啃咬也是骨骼改造的重要因素
,具有一定风化特征、缺少油脂的骨头相对更容易受啮齿动物的改造,留下啃咬痕迹。啮齿动物的咬痕是一组紧密排列的、平行的、较宽的浅凹痕迹
,比较容易与其他类型的改造痕迹区分。
图1-14 长骨的横向破裂
(1)与螺旋状破裂
(2、3)
图1-15 食肉动物啃咬形成的破裂凹缺
图1-16 食肉动物对骨头的啃咬破坏
a.连续的凹缺破裂;b.洞状痕;c.坑点痕
踩踏能够造成遗物,特别是结构比较脆弱的骨骼的破损、断裂。在经过几年时间的风化后,即使是比较致密的骨头在踩踏作用下也会发生破损。踩踏还可以在骨头上留下痕迹,也能够改变遗物的平面分布和纵向分布
。踩踏作用在骨表留下的痕迹是遗址中较为常见或相对容易识别的现象。踩踏痕迹的形成与踩踏强度密切相关。实验表明,在经过几秒钟的踩踏后,骨头上就可以出现很细、很浅的擦痕,擦痕在骨表分布广泛,它们之间斜着交叉。如果踩踏时间长、强度大,骨骼上还会出现光泽,痕迹数量显著增加,并且出现凹坑或剥片现象,骨骼破裂边缘出现磨圆
。在经过强大力量的踩踏后,骨骼甚至会发生凹陷和变形
。踩踏痕的形成与基质沉积物类型也存在关系:沉积物颗粒越粗,踩踏痕的数量可能越多;沉积物的可穿透性越小,骨骼越有可能发生破损。踩踏痕容易与切割痕混淆,但是相比于切割痕,大多数踩踏痕的轨迹是弯曲的,缺少崩片现象、痕迹凹槽底部较宽,内壁边缘较为光滑,不像切割痕那样存在很多平行的条痕
(图1-17)。
人类活动可以在骨头上留下多种类型的改造痕迹,包括切割痕、刮痕、砍砸痕、磨光痕、钻孔痕、使用痕迹等。切割痕是人类屠宰动物过程中使用带有切割刃缘的石器与动物骨头接触所形成的痕迹,是出土动物骨骼表面最常见的改造痕迹之一,是人类利用动物资源的直接证据。切割痕的形态特点是:直的、窄长线状痕,横截面多呈V形
,痕迹尾端变细变弱(图1-18)。痕迹内壁边缘通常含有多条与痕迹长轴平行的擦痕。痕迹两侧有时伴随出现偏离主线状痕且有时与主线状痕平行的较短痕迹
。切割痕有时成组出现,包含若干条相互平行或近平行的痕迹
,是人类在骨骼上某个区域反复切割的结果。切割痕的形态受到石器切割刃缘形状、手拿工具的角度、工具作用在骨头上的力度、屠宰过程中骨膜或其他软组织的附着情况等因素的影响
。
刮痕是刮骨头表面时产生的多条相互间隔很小的平行或近平行的窄长线状痕迹
,这种痕迹相对于切割痕来说是比较浅的。一般在砍砸骨头之前要进行刮骨,这样砍砸的动作能够得到更好的控制。砍砸痕是敲骨取髓所留下的痕迹,通常指用石锤砍砸骨头时在骨头内壁边缘形成的较宽大的贝壳状破裂疤(一般“顺髓腔面弧形平缓伸展,呈浅平或层状”
)(图1-19)。砍砸骨头还会产生骨片
(砍砸疤和骨片比食肉动物啃咬形成的破裂疤与骨片大得多
,骨片的台面角呈钝角,通常大于食肉动物啃咬形成的骨片的台面角
)(图1-20)。
图1-17 踩踏痕
(大箭头标示痕迹较宽的特征以及弯曲的轨迹;小箭头标示与主要踩踏痕斜交的细微条痕)
图1-18 使用简单石片切割形成的一系列切割痕
(比例尺=500微米)
制作骨器可以在骨表留下刮痕、刻划痕、磨光痕、钻孔痕等,也可能产生打击疤痕(图1-21)。痕迹特点取决于制作技术,例如打击制作、修理,或者刮-磨制作
。在开料取坯过程中骨骼还可能会出现规律性的破裂模式。使用骨头或骨器则可以产生擦痕、磨圆、光泽、破损疤等痕迹。
骨骼的改造还包括火烧。我们可以通过观察骨头的颜色和质地结构,结合微形态和傅里叶红外光谱等对烧骨进行鉴定。与火的直接接触可以引起骨骼颜色、骨骼表面和骨骼结构的变化,变化的程度跟燃烧时间、燃烧温度、骨骼与火的接触方式有关。实验研究显示:随着燃烧程度的增加,在300—800℃或1000℃的环境下骨骼的颜色会出现从原始的米黄色逐渐到深褐色、黑色(骨胶原炭化)、灰白色,最终到白色的变化
。如果燃烧温度没有超过650℃,烧骨通常呈现深褐色或黑色。假如一个出土单位中的动物骨骼大部分都是黑色炭化的,则说明它们是在低温环境下燃烧的
。当然,只有去掉肉的骨头的各个位置有可能在烧过后都变成黑色,如果骨头上有肉,带肉位置的骨头颜色不容易发生变化。烧过的牙齿也会呈现出与烧骨相似的颜色变化特征,并且更容易爆裂为许多小的不规则碎块
。低温环境下燃烧还可以造成骨骼表面开裂、表皮剥落,最终导致原始骨骼表面的消失
。在高温环境下燃烧(超过650℃或超过800℃),骨骼中的有机质和水分会全部流失,骨骼变为白色,最终变成酥粉结构
。总之,经过燃烧,骨头变得易碎。燃烧程度越高,骨头就越脆弱,因而越容易受到各种作用力(例如踩踏或其他挤压作用)的破坏变成更小的碎块或粉末
。
图1-19 砍砸破裂与食肉动物破裂对比
(a和b是食肉动物啃咬形成;c和d是砍砸形成。白色箭头指示破裂凹缺的中间点,黑色箭头指示破裂凹缺的宽度)
图1-20 砍砸骨头过程中产生的骨片
图1-21 对骨骼侧边的连续打击修理,疤痕位于髓腔面
5.测量骨骼标本的尺寸和重量。测量尺寸和称重是真实、详细地记录动物考古材料的组成内容,也为动物遗存的鉴定和研究提供参考。尺寸数据可以帮助我们进行种属鉴定或者动物体型大小的判定、性别鉴定以及人类对动物资源(例如贝类)的开发利用强度等方面的研究。目前学术界以Angelavonden Driesch的著作Aguidetothemeasurementof animal bones from archaeological sites作为统一测量标准。
动物考古研究中的测量对象通常是完整的骨骼标本,比如头骨、长骨、短骨、牙齿或齿列,这些标本应当是成年动物的骨骼并且没有被烧过。然而,对于旧石器时代遗址出土的动物遗存,无论是完整的还是破裂、破碎的,无论是否烧过,都需要进行最大长、宽和厚的测量。特别要关注小于20mm或30mm的骨头,分析其在出土动物遗存中所占比例,这个信息可以帮助我们判断在堆积后过程中遗存是否经过显著搬运和改造,也能够为骨骼破裂程度的判断提供依据,对于解读旧石器时代人类开发利用动物资源的行为特点和策略具有重要意义。
称重的对象通常是可鉴定种类和部位的标本。有些研究通过某个种类动物某个骨骼部位的重量与该部位预期重量的比值,判断出土的该种类动物骨骼部位的构成特点;用某一个种属的标本重量除以可鉴定标本数而得到平均重量,可以判断不同种属的破碎情况。也有研究通过标本重量估算某个种类的动物为人类提供肉量的多少,或结合其他统计数据判断生计方式或食物主要来源。然而,根据标本重量进行考古学分析存在一定的问题,因为动物骨骼可能经历复杂的埋藏过程,骨骼重量在这一过程中可能发生变化
。尽管如此,对于旧石器时代遗址出土的动物遗存组合,出于对原始考古资料记录的目的,我们还是应当对可鉴定与无法鉴定的碎骨都进行称重。后者可以单独称重,也可按照出土单位和分类进行统一称重。
在完成标本的观察、鉴定和基本数据的记录之后,我们需要对观察鉴定结果进行统计,主要包括:(1)统计可鉴定标本数(NISP),即每个分类单元(亚种、种、属、科或更高级的分类单元)中可以鉴定出骨骼部位的标本数量。可鉴定标本数是最基本的动物骨骼观察单元,能够用来估计不同种类动物在动物群组合中的地位。同一动物分类单元中的不同年龄个体有时以NISP为单位进行统计,不同类型骨骼改造痕迹数量和所占比例也可以以NISP为单位进行统计。(2)统计最小骨骼部位数(MNE)—出土动物遗存中,一个动物分类单元中某个骨骼部位的最小数。MNE是根据重叠的解剖学标志特征的出现来计算破碎的骨骼至少代表了多少个基本骨骼部位。最小骨骼部位数展现了各骨骼部位出现的数量,反映骨骼部位构成特点。(3)统计最小动物单元数(MAU)或最小个体数(MNI)。MAU通过将最小骨骼部位数除以一个完整骨架中该骨骼部位的数量而得出
;MNI通常是根据脊椎动物和许多软体动物的对称性而统计的。(4)统计%MAU。通过将某个动物分类中的每个骨骼部位的MAU值除以最大的MAU值(标准值)然后乘以100而得出,可以反映骨骼部位的出现率,并用来对比不同的动物遗存组合
。以上是对动物遗存进行的基本统计,在此基础上可以衍生出更多的统计,从而对骨骼部位构成、动物种类构成、动物死亡年龄结构、骨骼的改造特征进行综合分析,为解读骨骼堆积的形成过程以及人类开发利用动物资源的行为提供依据。例如,通过可鉴定标本数与最小骨骼部位数或最小个体数的比值来评估骨骼破碎程度;根据完整的跟骨、距骨和趾骨的MNE与这些部位的MNE的比值得到骨骼完整度指标,用以分析人类对骨髓的开发利用特点
;通过将可鉴定标本数与最小个体数的比值与效用指数进行相关性检验,判断食物的利用特点;统计带有不同改造痕迹特征的标本的NISP,用于骨骼堆积成因或人类屠宰行为的分析;统计属于不同年龄分组的标本的NISP,用于死亡年龄结构的分析。此外,还可以通过%MAU与骨密度的相关性检验分析骨骼部位构成特点的形成原因,通过%MAU与效用指数的相关性检验分析人类对猎物的处理和搬运策略等。需要注意的是,很多统计方法都存在局限,我们对于统计结果的解读需要谨慎,在对某些问题进行回答时可以结合不同的统计方法,例如可以将NISP、MNI以及标本重量的统计结果综合在一起分析不同种类动物资源在人类生计中的地位
。
我国已发现的大量化石材料及其所属的地质地层堆积与地理分布显示:早更新世时期,我国北方地区的动物群以泥河湾动物群(长鼻三趾马-真马动物群)和公王岭动物群为代表,前者包括长鼻三趾马、板齿犀、梅氏犀、泥河湾剑齿虎、桑氏鬣狗、三门马、狼、熊、羚羊等,后者包括爪兽、丽牛、丁氏鼢鼠、大熊猫、剑齿象、马来貘、毛冠鹿、水鹿等。中更新世时期,北方地区以陈家窝子动物群、周口店动物群(中国猿人-肿骨鹿动物群)为代表,前者主要包括葛氏斑鹿、大角鹿、李氏野猪、獾、象、虎、啮齿类等,后者包括肿骨大角鹿、剑齿虎、中华缟鬣狗、裴氏转角羚羊、三门马、洞熊、葛氏斑鹿、德氏水牛、披毛犀、李氏野猪、獾、貉、豹等
。晚更新世时期,北方地区典型的动物群包括河套大角鹿、原始牛、披毛犀、野马、普氏羚羊等,东北地区的动物群组合中除了北方地区的种类,还包括猛犸象和野牛
。在更新世期间,我国南方地区的哺乳动物群没有明显变化,较为稳定,为大熊猫-剑齿象动物群
。旧石器时代动物群组合的特点是存在绝灭种,比如三趾马、桑氏鬣狗、中国鬣狗、剑齿虎、肿骨大角鹿、猛犸象、披毛犀等,根据绝灭种的存在,绝灭种和现生种所占比例以及哺乳动物的演化特征,我们可以推断遗址或堆积单位的相对年代。
动物总是选择最适宜的环境生存,不同种类的适应能力存在差异,不适宜的环境往往限制动物生存和分布
。森林环境中主要为小型、择食性、流动性的食叶动物;林地环境中主要为中、小型食草动物,杂食动物,领地性动物;稀树草原环境中主要为中到大型的流动性食草动物、杂食动物、群居动物、领地性动物;草原环境中主要为中到大型食草动物、杂食动物、群居性动物
。例如,热带草原地带的食草类和食肉类动物、啮齿类、地栖鸟类种类丰富、数量多,包括羚羊、斑马、长颈鹿、犀牛、象、狮、豹、鬣狗、豺、蜜獾以及鸵鸟等。欧亚温带草原动物群主要由啮齿类、有蹄类和食肉类组成,例如黄鼠、草原旱獭、草原鼢鼠、草原田鼠和仓鼠、黄羊、高鼻羚羊等。亚洲温带荒漠草原动物群包括蒙古野驴、鹅喉羚、高鼻羚羊、双峰驼、沙鼠、跳鼠等,荒漠中的绿洲地区分布着野猪、狼、野猫等动物。苔原地带的典型哺乳动物包括北极狐、北极兔、北极熊、驯鹿、麝牛等,啮齿类种类较少
。根据“均变论”,考古学者假定动物的适应行为和占据的生态位与现生动物存在相似性,古今大体一致,因此对比现生动物或者对比动物遗存所代表种类的现代近亲的生存环境,可以帮助我们复原古气候、重建古生态环境
。英国威尔士南部区域距今12万年前的动物群为河马、鬣狗、大象、犀牛等,反映了比较温暖的、与非洲相似的环境景观,而同一地区距今2万年前的动物群组合变为驯鹿、旅鼠等,反映了气候、景观的显著变化
。我国晚更新世早期河南灵井遗址的动物群由马、原始牛、大角鹿、马鹿、披毛犀、李氏野猪、普氏原羚等组成,显示出以开阔草原为主,镶嵌森林的生态环境
。在晚更新世萨拉乌苏动物群中,啮齿类和有蹄类占据绝对优势,几乎都是可以在干旱、半干旱条件下生存的种类
,反映出当时我国北方地区较为干旱的气候条件。
有些哺乳动物对气候变化非常敏感,它们的遗存被视为气候环境变化的指示物。比如普氏野马是一种严格适应干燥寒冷气候环境、栖息于荒漠的动物,对气候变化敏感
。啮齿类的很多种群对栖息环境的选择具有强烈依附性,对于生态环境的变化比较敏感
,例如竹鼠指示存在竹林资源的环境,布氏田鼠指示温带干旱草原环境
。然而,很多大型哺乳动物适应的生存环境比较广,可能出现在多种差异较大的环境中。因此,我们应当注意根据动物群复原古气候环境的局限性,注意结合从其他环境分析手段,比如黄土-古土壤序列、粒度曲线或磁化率变化、孢粉分析等中提取的信息,进行综合分析;同时,注意非常小型的哺乳动物的种类构成。
在种属构成分析中,注意观察是否存在迁徙性动物。很多动物都具有迁移行为,是对气候环境变化的一种适应。某些种类的动物为了获取食物会进行季节性迁徙,比如野马、山羊、鹿等。有的种类迁移距离很远,比如驯鹿(迁移距离可达480公里)等
。动物(群)迁移可以对人类生存产生影响,因为它们改变了人类能够开发利用的动物的种类和数量。因此,对迁徙性动物遗存的分析能够为我们解读狩猎-采集人群的生计策略及其变化,甚至为人类的迁移与栖居模式提供重要依据。
种属构成还能够为旧石器时代骨骼堆积成因分析提供依据,比如同一堆积单位中食肉类动物所占比例相对于食草类动物较高,则堆积形成于大型食肉动物的活动的可能性很高,因为与人类相比,食肉动物更多地以其他食肉动物为食。周口店遗址第一地点下洞中发现有大量食肉类动物化石,“包括中国鬣狗、剑齿虎、狼、貉、犬科、棕熊、獾、鼬等18种食肉动物,中国鬣狗多为完整骨架”
,其中有很多幼年和老年个体,同时还发现有丰富的食肉动物粪化石。因此,这部分堆积应当是食肉动物活动所形成的。相比之下,在该遗址含有大量古人类活动堆积物的层位中,食肉动物的遗存稀少
。此外,猫头鹰经常栖息在洞穴顶部,以爬行类、鸟类、非常小型的哺乳动物为食,它们可以把动物整个吞下,再把骨头、毛发吐出来。遗址中若发现大量成层的微小型哺乳动物或鸟类的骨骼堆积,则需要考虑该堆积是由猫头鹰活动形成的可能
。
根据种属构成,我们还可以获得有关人类食谱以及人类开发利用动物资源策略的信息。在确定出土动物遗存是人类活动所形成的基础上,根据不同种类动物所占比例的统计,我们可以判断哪个或哪些种类是人类食物的主要来源,进而分析人类食谱宽度、人类通过怎样的方式或方法获取动物、难度如何,等等。如果人类偏好或重点获取某个或某些种类动物,原因是什么?同一遗址不同时期堆积中特定种类动物所占比例的变化,则能够为探讨人类取食策略的改变以及改变原因提供线索。
根据出土动物遗存分类单元的鉴定,以及对大型动物遗存在所有大型动物和小型动物遗存中所占比例的分析,我们可以对动物资源利用丰度、狩猎收益率以及人类取食选择或策略进行分析与解读。猎物体型大小和回馈率通常被认为存在正相关关系(具有相同体型大小以及骨骼部位比例的猎物可以被归为同一“等级”)。当动物个体被单独捕获时,通常大型动物的等级要高于小型动物
,比如体型较大的有蹄类的等级要高于兔子等小型猎物。需要注意的是,这种区分并不是绝对的,比如处理超大型动物的成本格外高,这使得超大型动物的等级下降
。当然,很多研究发现,猎物等级的划分不应只考虑动物体型的大小,还应注意获取成本、搬运与处理加工成本。成本的高低又与狩猎情境、狩猎技术以及限制狩猎者发现和获取的动物自身的生理和行为特征等因素有关
。有研究发现,获取成本在对较小型动物进行等级区分时更有意义
。
狩猎者遇到高等级猎物(这里指相对获取成本来说收益较高的猎物)一定会获取。如果能够遇到和获取这种动物的概率降低,他们可能会拓宽食谱,将低等级猎物(指需要付出更多劳动或消耗更大成本才能获得,或者收益相对少、质量较低的动物资源)也纳入食谱中。拓宽食谱被视为人类应对食物压力首先会采取的方式
。因此,出土动物遗存中高等级猎物与低等级猎物的比例或者出土动物遗存中动物种类均衡度可以作为评判取食策略的指标。一般来说,当高等级猎物的遗存异常丰富时,可能反映了人们对这些种类的偏好,食谱的宽度比较窄。如果低等级猎物也占有相当比例,且不同种类动物的出现是比较均衡的
,则可能反映人类为了保证收益而扩展了食谱。
骨骼部位构成是分析堆积形成过程的重要依据,也是认识人类如何获得动物资源、屠宰、搬运和消费利用的重要窗口。不同动力作用形成的骨骼部位构成的特点不同。食肉动物消费地点常见以头骨和下部肢骨或趾骨为绝对主体的骨骼堆积,而骨密度较低且含肉多的部位十分缺乏
。食肉动物喜爱啃咬长骨关节部位,会使得骨骺部位或者靠近骨骺部位的骨干从骨骼堆积组合中消失,只剩下破裂的骨干。因此,长骨骨骺部位与骨干部位的比例可以为判断骨骼堆积原因提供依据。实验资料显示:在只有食肉类消费的模型中,肢骨骨干所占比例高于90%
。在人类拣剩的情况下,人类能够获得的、可以消费的尸骨有限。狮子吃剩的猎物的肱骨和股骨上几乎不会留下肉,有时胫骨、尺骨-桡骨上会保留一些皮,靠近远端骨骺的位置上残留少量的肉。因此,拣剩活动地点所保留的往往也是头骨、下部肢骨等含肉和油脂量少的骨头,上部肢骨、脊椎骨、骨骺等食物含量高的部位比较缺乏,甚至缺失
。对于具有上述构成特点的骨骼堆积,我们需要判断是否与人类行为有关。当然,即使与人类行为有关,也不一定是拣剩行为的结果,还需考虑狩猎动物之后人类对动物尸体进行选择性搬运和利用的可能性。
假如人类通过狩猎得到动物资源,或者在食肉动物得到猎物但还未充分消费前将食肉动物驱赶走,那么骨骼部位会出现与上述不同的构成特点。在人类狩猎的情况下,屠宰遗址或营地遗址中的骨骼部位构成也不一定完整,骨骼部位的出现率也不一定均衡,因为狩猎人群可能对猎物采取选择性处理和搬运的策略。搬运策略会受到猎获地点与营地的距离、猎物的大小、狩猎队伍的规模、不同骨骼部位的价值、人群的文化选择等某个或多个因素的影响。根据搬运策略模型(Schlepp effect),动物体型越大、被猎杀的地点距离营地消费点越远,那么被带回营地的部位越少
。如果获取动物的地点就在营地附近,那么动物被整体或几乎整体地带回营地进行屠宰和加工的可能性相对较大。在很多情况下,狩猎者需要对猎物在狩猎地点进行初步屠宰处理,然后挑选一些部位带回营地。含肉、骨髓和油脂较多的部位或者经济价值较高的部位更有可能被运回营地,而经济价值低的部位有可能被弃置在狩猎-屠宰地点。宾福德(Binford)对北极地区努那缪特(Nunamiut)人群的民族学观察发现:被搬运频率最高的驯鹿骨骼部位是经济价值最高的部位,而经济价值低的部位被搬运的频率较低。这表明该人群可能对驯鹿骨骼部位有很好的认识,并能够做出合理的搬运选择
。还有一种情形是:为了减轻搬运重量,人们可能会把肱骨、股骨、肋骨等部位上面的肉剥离下来,把肉运回营地,而骨头被留在屠宰地点。这样一来,营地遗址中的骨骼部位比较有限,特别是缺少经济价值高的部位。
宾福德创立了效用指数
,包括肉食效用指数、骨髓效用指数、油脂效用指数,以揭示某些种类动物各个骨骼部位的价值。由于人类屠宰和搬运动物尸体的决策实际上同时与这三类食物有关,因此后来又综合上述三个指数建立了一般效用指数(GUI)。后来宾福德发现,人类屠宰动物时并不总是将它们按照独立的骨骼部位进行分割(一般效用指数就是按照每个单独骨骼部位进行计算的),有时效用值低的部位会与效用值较高的相邻部位连在一起被屠宰和搬运。由此,他对一般效用指数进行了修正,建立了校正的一般效用指数(MGUI)(表1-1)。需要注意的是,宾福德的效用指数是根据北美驯鹿和家养羊建立的。然而,不同环境中动物的身体尺寸和构成存在差异,因此应当对不同环境中的动物种类建立效用指数
。有学者后来建立了野牛、马等其他种类动物的效用指数。梅特卡夫(Metcalfe)和琼斯(Jones)简化了校正的一般效用指数,提出了食物效用指数的概念——通过某个骨骼部位的总重量(骨、肉、骨髓和油脂的重量)减去该部位的干骨重量而得出,其结果与宾福德的一般效用指数相同
。
根据某种动物的效用指数与骨骼部位出现率的相关性检验,我们可以判断人类根据骨骼部位的经济价值而对尸骨的搬运做出选择的可表1-1宾福德根据家养绵羊和驯鹿建立的效用指数能性。如果二者具有正相关关系,则表明人类有可能根据骨骼上所含食物量进行了选择性搬运利用。如果二者具有负相关关系,即经济价值高的骨骼部位在遗址中的出现率低,那么,一种可能是人类通过拣剩得到动物资源,另一种可能是遗址曾是一处营地,经济价值高的骨骼部位上的肉被带了回来,而骨头被废弃在狩猎-屠宰地点。如果骨骼部位出现率与效用指数没有显著相关关系,则说明人类可能没有根据食物量的多少做出选择,而是受其他因素的左右对动物尸骨进行选择搬运,或者动物尸体被较为完整地运回了营地。
在根据骨骼部位的构成特点对人类狩猎行为进行解读时,还特别要考虑骨密度差异导致的骨骼保存状况差异。骨密度在很大程度上影响着骨骼的破坏状况和保存情况,可以使动物遗存组合在从堆积形成到被考古工作人员发现、研究的过程中发生扭曲或改变
。在埋藏环境相同的情况下,比较致密的骨骼被保存下来的几率更大或者更有可能得到良好保存。肢骨骨干(例如肱骨、股骨、胫骨、掌跖骨等骨干)以及头骨的一些部位由大面积的密质骨组成,它们的骨密度相对较高。有些骨骼部位,例如脊椎骨的关节突和肋骨近端的骨密度也较高,但低于大部分肢骨
。同一肢骨上骨干部位的骨密度一般要高于骨骺部位
。低密度骨骼,例如肢骨骨骺
、脊椎骨(脊椎骨的绝大部分是由松质骨构成的,因此脊椎骨通常是密度最低的骨骼部位。但是有些动物的寰椎与枢椎的骨密度例外,例如野牛)在埋藏过程中更容易受到成岩作用、生物活动、流水以及人类对骨头的砍砸、烧煮的影响而难以得到保存或识别
(注:在考虑动物体型大小的情况下,低密度骨骼部位有时可能会比高密度骨骼部位保存得更好
)。因此,骨密度差异可能会对出土动物骨骼部位构成造成影响。如果我们在统计骨骼部位数量时不考虑肢骨骨干,只根据特征比较鲜明、容易鉴定的骨骺进行计算,那么就会低估肢骨的数量,因为肢骨骨干比骨骺致密,更有可能被保存下来。此外,有的肢骨骨骺比其他肢骨骨骺致密得多,如果只根据骨骺计算骨骼数量,那么会导致我们高估前者所代表的肢骨的数量
。总之,如果不考虑骨密度差异所带来的影响,我们对人类获取动物的方式和搬运动物尸体的策略的解读就很可能会出现偏差或错误。
有学者通过光子测密度法
、CT
等方法测定了若干种动物每个骨骼部位上不同位置的密度(图1-22),建立起骨密度参考标尺(表1-2)。相比之下,光子测密度法由于不能准确判断骨横截面的形状,可能会导致不准确的计算结果,而使用CT扫描的方法能够获得更加准确的骨密度值
(表1-3)。然而,CT测定所应用的动物种类和骨骼部位比较有限,还没有建立起较大的数据库,目前在动物遗存分析中研究者更多地采用利曼(1994)建立的骨密度数据作为参考。在骨骼部位构成分析中,可以采用检验骨骼部位出现率与骨密度相关性的方法,判断骨密度对骨骼部位构成的影响。如果二者存在显著的正相关关系,我们则需要考虑骨密度造成的骨骼保存状况差异,然后进一步分析是什么原因或作用力导致骨密度低的部位出现率低,是地质作用、动物扰动破坏,还是人类活动(例如,敲骨取髓、把富含骨油的部位打碎用来提取油脂)等。
图1-22 不同骨骼部位上不同位置的骨密度测量
表1-2 野牛、鹿、美洲羚羊、绵羊、大羊驼、小羊驼的平均骨密度值
表1-3 CT测量和光子测密度的羊的骨密度排序以及对比
在死亡年龄鉴定基础上,对某个分类单元的动物按照幼年、壮年、老年进行分组或者按具体的年龄段进行分组,并对它们的数量和所占比例进行统计,进而分析动物的死亡年龄结构。死亡年龄结构可以为分析动物死亡原因——自然死亡、被食肉动物捕杀、被人类狩猎等,人类获取动物资源的方式以及人类栖居的季节性提供依据。在旧石器时代,动物死亡年龄结构存在以下几种类型:灾难型、磨耗型、壮年居优型、幼年居优型、老年居优型。在动物考古研究中,通常使用直方图或三角图来直观地表示死亡年龄结构(图1-23;图1-24)。灾难型结构(也称L形年龄分布)指动物群中的动物个体数随年龄段的递增而逐渐下降,反映的是生存状态下的动物群体年龄结构。突发的灾难如大洪水、火山喷发、恶性疾病等造成动物集体性死亡,食肉动物伏击捕食、人类偶遇式狩猎和对某个种群的驱赶捕猎都可以形成这种死亡年龄结构
。磨耗型结构(也称U形年龄分布)中老年和幼年个体占优势,缺少壮年个体。幼年和老年属于弱势群体,在环境改变、疾病、营养缺乏或被追击的情况下,死亡的几率更高
。远距离追踪捕食行为会形成磨耗型结构。大多数捕食者所造成的动物死亡会形成与磨耗型或灾难型相似的结构。壮年居优型结构中壮年个体数量占绝对优势,这种结构几乎只有在人类狩猎的情况下才会稳定出现。食肉动物捕食和人类拣剩的情况下很难形成这种结构
。与伏击捕猎的食肉动物相比,在很多情况下人类通过伏击方式对那些体重大、肉量多、脂肪与瘦肉比例高的成年个体进行选择性获取,从而达到最大化资源获取的目的
。当然,对于有些种类动物,例如马群,或者特定季节中对某种动物群体的无选择性狩猎,也会形成壮年居优型结构
。这种狩猎方式是人类熟知动物行为和生存环境、行为模式,具有计划性和协作性,以及能够有效应用狩猎工具的反映。壮年居优型结构还反映了较低的狩猎压力。如果狩猎采集人群的遗址中某种动物的幼年个体占有绝对优势,即表现为幼年居优型,那么可能是人类强化开发利用资源的结果
,是人类应对严峻的、长期的食物压力所采取的一种策略。老年居优型结构有可能是人类拣剩所形成的,因为无论是伏击捕食还是追击捕食,壮年更容易逃脱,而幼年个体很容易被食肉类充分啃咬而没有得到保存
。
图1-23 直方图所示死亡年龄结构
图1-24 三角图所示死亡年龄结构
在通过死亡年龄结构判断动物死亡原因并分析堆积形成过程时需要注意:大多数有蹄类群体存活时的年龄结构是有差异的,某个种类的存活年龄结构可能随季节变化而变化
。此外,幼年动物个体的牙齿和骨骼在埋藏过程中更容易受到破坏,很难被保存或识别,会导致遗址中幼年个体所占比例与实际情况不符。
动物死亡年龄分析还能够提供狩猎活动或遗址占用的季节信息。根据出土动物遗存所反映的某种动物的具体死亡年龄,和现代该种动物的行为特点以及交配、怀孕、产仔的季节,我们可以判断人类获取动物资源的季节。例如,雌性和雄性驯鹿、雌性和雄性高加索山羊平时是分开生活的,它们只有在发情期(一般是秋冬季)才聚在一起生活一至两个月。高加索山羊每年在11—1月期间怀孕,在5—6月份产仔(通常1个或2个幼仔);现代驯鹿也是在每年5月产仔。因此如果遗址中发现了4个月和16个月的高加索山羊或驯鹿乳齿,那么我们可以推测当时人类获取动物的时间是在9月份左右
。
出土动物遗存的改造特征为认识堆积的成因和埋藏历史以及解读人类的生计活动与技术提供了关键证据。骨骼的破裂形态、破裂角度以及破裂面特征都能够反映骨头在什么情况下发生破裂。实验表明,这些破裂特征与骨头破裂时的新鲜程度有关
,也与砍砸力量、石锤和石砧与骨体接触面积、骨头形状等因素有关
。比如新鲜骨骼(指骨骼中含有骨髓和油脂)的破裂形态多见螺旋状,破裂面比较平齐并且与骨骼表面之间是锐角;新鲜度较差或者干燥的骨骼更容易形成诸多纵向和横向的破裂,且破裂面和边缘比较凹凸不平
。如果砍砸时“长骨没有紧贴砧面或者一次砍砸力量正好达到断裂极限”,那么可能会导致横向断裂。“将长骨的一面紧贴砧面,沿其长轴连续敲击”,则可以产生螺旋状或纵向断裂
。不同破裂形态和破裂面特征的骨骼所占的比例,对于判断骨骼破裂的原因和骨骼堆积过程,例如在人类或食肉动物活动下破裂,或者在堆积后过程是否受到踩踏、崩塌等作用的改造,具有重要的指示意义。对骨骼破裂程度的观察和统计(NISP:MNE的值越高,说明骨骼的破碎程度越高)能够帮助我们分析人类对动物骨头的利用方式和利用程度。如果动物骨骼是人类活动所形成的原地堆积,那么很高的破裂程度就能够反映人类对骨头中所含食物与营养的充分获取。对不同骨骼部位或者不同经济价值部位的破裂程度的比较则可以提供资源强化利用或食物压力方面的线索,例如,人类会根据食物量对动物尸骨的利用方式与程度做出决定。有些骨骼部位如肢骨骨干中骨髓含量相对较高,有些部位如趾骨、髋骨、下颌骨中骨髓含量较少。相比于大型动物而言,小型动物骨骼中的骨髓含量较少。因此,骨髓效用高的部位破裂或破碎程度越高,反映人类敲骨取髓的行为越充分。如果骨髓含量低的部位或者小型动物的骨骼也有很高程度的破裂,则可能表明资源得到强化利用。
食肉动物活动是旧石器时代动物骨骼堆积形成与改变的常见因素。除了上述动物种属构成(食肉动物遗存与食草动物遗存的比例关系)、骨骼部位构成以外,啃咬痕也是判断食肉动物活动的重要依据。在鬣狗捕食和进食猎物的实验中,被捕动物70%的附肢骨上带有咬痕
(有的实验结果为84%
)。在被豹子捕食的动物尸骨中,带有啃咬痕迹的骨头可高达90%
。当然,由于行为的差异以及生存环境的不同,不同种属的食肉动物对骨骼的破坏、改造情况会有所不同
,上述实验数据并不能作为绝对的参考。总的来说,若食肉动物啃咬痕多,则说明食肉动物在骨骼堆积形成过程中起到重要作用。
在人类拣剩的情况下,动物骨骼上应当也会存在较高比例的啃咬痕或啃咬破裂,有时还可能出现啃咬痕与人工改造痕迹共存的现象
。例如,周口店第一地点的野马、水牛、鹿的骨骼上同时存在动物啃咬痕迹与人工痕迹,并且后者叠压于前者之上
。德国薛宁根(Schöningen)遗址的一件大型有蹄类动物骨骼上发现啃咬痕叠压在切割痕之上
,说明动物尸体先被人类获取和利用,之后再被食肉动物啃咬破坏。有研究指出,如果动物首先被人类获取利用,废弃后被食肉动物啃咬破坏,那么平均只有5%—15%的肢骨骨干上会存在啃咬痕
。当然,这取决于人类消费之后可供食肉动物啃咬的肉和油脂还剩多少。食肉动物对人类废弃骨骼的啃咬可能会破坏掉之前人类屠宰动物时留下的痕迹,遗址中切割痕的比例也会相应减少。需要注意的是,即使啃咬痕所占比例很低,也不一定说明食肉动物在骨骼堆积过程中的作用很有限,这还取决于被食肉动物啃咬过的骨骼部位的保存状况以及食肉动物的消费习惯。
总之,旧石器时代遗址或堆积单位中常见带有食肉动物啃咬痕和人工痕迹的动物遗存,这些痕迹所占的比例和它们的共存关系,包括在不同骨骼部位上的分布情况以及在同一骨骼部位上的出现顺序,是判断人类与食肉动物在骨骼堆积形成过程中所扮演的角色的重要依据。啃咬痕的大小与食肉动物的尺寸和啃咬行为有关,因此通过对啃咬痕大小的观测,我们可以进一步判断动物骨骼曾经受到过哪些种类食肉动物的改造
,从而揭示一处地点被占用的过程。德国霍菲尔(Hohle Fels)洞穴遗址出土动物骨骼上食肉类动物咬痕的测量统计显示:旧石器时代中期动物遗存上的咬痕主要来自大型食肉类动物,例如洞熊、鬣狗、狮子;旧石器时代晚期动物遗存上的咬痕则主要来自大型到中型的食肉类动物;而旧石器时代末期骨骼上的咬痕仅来自小型食肉类动物,例如狐狸等。这说明不同时期不同种类的食肉动物在洞穴中活动,并反映出人类与食肉类动物关系的变化
。
人工改造痕迹的存在及所占比例、痕迹类型以及分布位置为判断骨骼堆积的性质、复原人类利用动物资源的方式、利用程度提供证据。切割痕在骨骼上的分布位置或在特定位置上的出现率能够反映具体的屠宰行为,例如剥皮、取出脏器、肢解、割肉等。剥皮通常在角的底部,头骨上、下颌前端,掌跖骨靠近近端和远端关节的部位以及趾骨上留下痕迹
。这些部位上的皮与骨骼紧密依附,很难在不切割到骨头的情况下将皮剥下来
。取出脏器可能会在肋骨的腹面和脊椎骨上留下切割痕。取出舌头可能会在下颌支的舌面留下切割痕。肢解往往会在长骨骨骺或靠近骨骺的部位、腕骨和跗骨、脊椎骨上留下切割痕
。从骨盆上割肉会在耻骨和髂骨上留下切割痕。从肩胛骨上割肉会在肩胛板上形成与骨骼长轴平行的切割痕。切割痕是判断人类获取动物方式——狩猎或拣剩,以及某个地点发生过动物屠宰活动的重要证据。总的来说,如果人类先于大型食肉动物发现并利用了动物资源,那么经济价值较高的上、中部肢骨上的切割痕较多;如果人类拣剩的话,那么下部肢骨上的切割痕可能相对较多
。因此,对不同骨骼部位上切割痕数量的比较,能够揭示人类获取动物资源的方式。然而,民族学观察和人工实验表明,在很多情况下,人类可以不留下任何痕迹或者留下很少痕迹地完成对动物尸体的剥皮、肢解、割肉工作
。因此,缺乏切割痕并不意味着骨骼堆积过程一定没有人类参与,很少量的屠宰痕迹也不一定就只反映人类的拣剩行为。
定量分析表明:切割痕出现率的差异可能与骨骼部位构成,特别是长骨的出现率最直接相关。长骨的破裂影响着长骨的出现率,而食肉动物啃咬是造成长骨破裂的重要因素,因而骨骼的破裂以及食肉动物啃咬痕的出现率也是影响切割痕出现率的重要变量。此外,切割痕的多少还与动物尸体大小、屠宰工具类型、屠宰人员的技能、使用工具的力度、动物死亡时的状态、屠宰尸体时骨骼表面的暴露情况(指人类在狩猎或拣剩时肉食的区别)、骨膜或其他软组织的厚度、对动物尸体开发利用的程度等因素有关
。
砍砸痕也是旧石器时代动物遗存中常见的人工改造痕迹。砍砸痕的多少及其在不同骨骼部位上的分布,能够反映屠宰和敲骨取髓的方式、技术,以及利用动物资源的程度。对于长骨来说,一般可以在骨干的中间部位进行砍砸,但有些动物,比如斑马肢骨中的骨髓,只有少量可以比较容易地从髓腔中脱离出来,大部分则卡在松质骨里边
。因此,人们通常把已经砸开的肢骨进一步砸碎
,这种做法会使得有些骨骼部位难以得到保存,而有些部位,特别是肢骨的骨干难以得到鉴定。在肢解过程中,有些骨骼部位之间的韧带不容易被切断,如果人类使用的是大型、重型工具,那么可能会通过砍砸的方式分离骨头(例如股骨和髋骨之间,肱骨和肩胛骨之间)
。如果骨髓含量少的部位也存在较多砍砸痕或者砍砸破裂较为严重,则反映了面对食物压力时人类对骨髓的强化获取和利用。
制作骨器、使用骨头或骨器所产生的痕迹,在结合骨头原始形态、破裂特点的情况下能够为我们认识旧石器时代人类的技术和生计行为增添证据,为探讨人类认知的演变以及社会文化的发展变化和相互影响奠定基础。对带有制作痕迹的动物遗存或者与制作工具相关的破裂骨骼应从操作链的角度对生产技术进行系统分析,例如,对于刮-磨制骨器而言,应复原开料取坯、修理整形、局部深入加工、装饰等工序。使用骨器(广义的骨器)或形状合适的骨头可以在骨表产生微痕,包括条痕、磨圆、磨平和光泽等特征。不同的使用方式以及不同的接触对象会导致不同特征痕迹的形成。根据使用痕迹特征,我们可以判断人类在遗址上从事的活动,并将使用痕迹与其他出土遗存的信息结合起来,对人类技术行为特点以及占用遗址的特点做进一步分析。通过改造痕迹和破裂特征分析骨器的制作技术和使用方式时,还应当参考实验和民族学资料。
烧骨也是旧石器时代动物骨骼受到改造的常见形式。烧骨的形成存在几种可能的情形,比如在烧烤食物过程中骨头受到熏烤;骨头被用作燃料;扔在火塘周围的碎骨被意外或附带燃烧;在人类反复利用和活动的空间中,曾经被废弃且已掩埋起来的骨头(掩埋的深度小于10cm),在后来用火的影响之下成为烧骨
;骨头被废弃后,在自然燃烧事件中形成等。根据鉴定出的烧骨,我们可以根据烧骨的颜色、尺寸与空间分布、烧骨与没有烧过的骨头之间的空间关系、不同燃烧程度的烧骨的比例关系等信息,对烧骨形成的原因、烧骨堆积的过程(比如烧骨在流水或其他地质作用下堆积,烧骨形成后由于人类清扫垃圾而被重新堆积在新的区域等)以及人类用火行为与空间利用行为做进一步分析和讨论。
民族学资料显示:狩猎采集者会围在火塘一侧聊天、消费食物、从事手工业活动,形成半圆形的空间结构,与之相对的一侧通常是不开展活动的区域,这个区域的位置取决于风向。从遗存的分布来看,火塘外围可以分成遗物高密度区,包括位于工作区域原地的由小型和非常小型的遗物组成的“掉落区”,以及距离火塘较远的由较大的石制品和大块动物骨骼集中分布形成的“丢弃区”
(图1-25)。火塘周围还会存在低密度区或空白区。低密度区或空白区可能形成于人们对生活空间的维护和清理,也可能是睡眠休息区。如果人类在一个地点生活较长时间,便会对生活垃圾进行清理,那么原来分布在火塘周围或附近的动物遗存,特别是较大块的遗物会被扔到中心活动区以外的地方堆放起来,形成垃圾区。不包含火塘的活动区域也可能出现空白区,例如人类屠宰动物时需要将动物尸体放在一块干净的地方,屠宰场地的边缘则形成既包含动物遗存,也可能包含屠宰所用工具的废弃物堆积
。
图1-25 人类围绕火塘活动的空间模型
旧石器时代遗址经常缺乏明确或保存较好的遗迹。在这种情况下,我们可以参考民族考古中所观察到的遗存分布模式和形成过程,通过对动物遗存或其他类型遗存的空间信息与空间分布特征进行分析,获得认识遗址功能、人类空间利用行为以及栖居模式的重要线索
。需要注意的是,上面提到的是理想化的模型,遗址中遗物分布的情况与成因则要复杂得多,应当结合埋藏学进行分析。
利用遗存空间分布模式对人类行为进行解读时,必须甄别遗存的空间位置或空间分布在埋藏过程中是否发生过以及发生了怎样的改变。例如,若食肉动物对人类废弃的骨骼又进行了进一步消费的话,那么骨骼被废弃时的分布位置会发生改变,可能被挪动到遗址边缘甚至被带出遗址,动物骨骼与石器等其他遗存的空间关系也会发生改变,可能变得相对独立或关系不甚紧密。实验表明:所有被鬣狗啃咬过的骨头都会离开它们被废弃时的原始位置,但是较小的骨骼碎片或碎块与石器的空间关系可能不会有太大的变化,通常会保留在原地
。再有,遗址中特定区域包含的动物遗存可能在成岩作用下溶解消失,我们发掘所揭露的情况便不能够代表骨头被废弃时的空间格局。
进行空间分析时,我们可以通过堆积物构成与堆积物结构分析遗址的埋藏环境,分析遗址在堆积后过程中发生的变化及其对动物遗存保存状况和空间分布的影响;通过拼合的方法判断出土遗存的整体性,以及遗存在埋藏过程中受到扰动、发生位移的情况
。同时,对空间信息的人类学解读需要充分考虑遗存分布格局(指不同类型动物遗存之间的分布关系,以及动物遗存与其他遗存的空间关系)、分布密度、遗址内特定区域堆积的厚度等方面。
动物考古研究需要多学科、多种方法的应用。动物地理学研究现代动物的分布及其生态地理规律,能够提供特定地理区域现生动物群分布的信息,为我们鉴定出土动物遗存所代表的种属以及复原古环境提供线索。但同时需要考虑到更新世期间气候周期性波动显著,环境不断发生变化,特别是欧亚大陆北部区域,动物群的更迭和迁移多有发生。DNA分析则有助于出土动物遗存的种属鉴定,是判断动物演化亲缘关系的重要方法。微形态、矿物学是判断动物遗存结构特征、保存状况,进而分析骨骼堆积形成与变化过程的重要方法。实验考古和民族学为鉴定因特定技术与行为而产生的动物遗存特征——包括骨骼部位构成、骨骼破裂模式和改造痕迹、空间分布特点,提供参考依据,是发现和解读动物遗存与史前人类行为之间关系的重要途径。此外,骨骼中碳、氮、锶同位素分析方法为了解动物的食物来源、动物的营养状况、动物的迁徙范围以及人类食谱特征与食物获取策略等方面提供信息
。这些方法的综合运用对于探讨史前人群生存的环境背景、人类与动物的关系以及人类文化的发展变化具有重要意义。