考古學有兩把手鏟，一把是實際使用的手鏟，一把是象征意義的手鏟。前者是田野考古發(fā)掘的必備工具，后者是分析檢測考古遺存潛信息的科技手段。科學技術提供的新手段、新工具應用于考古調(diào)查、勘探、發(fā)掘和研究，提高了考古工作發(fā)現(xiàn)和分析能力，提升了考古學研究的精度，拓寬了考古學研究的領域。如今，在中國的考古學學科分類體系中，科技考古已列為考古學的六個二級學科之一?？萍伎脊艃?nèi)容龐雜，其下又可劃分為不同的研究領域，比如年代學、環(huán)境考古、人骨考古、動物考古、植物考古、同位素分析、古DNA、冶金考古、陶瓷考古，等等。這些研究領域的方法、材料、思路與問題彼此之間有差異，但研究目標是一致的，即還原古代人類的生活及其社會狀況、解析人類文化與社會發(fā)展歷程、探索社會變化的背景、原因與規(guī)律。
2023年，科技考古學界圍繞百萬年人類史、一萬年文化史與五千多年文明史，發(fā)表了一系列精彩的論述，成果豐碩。其中，既有圍繞某一問題開展的多視角研究，比如植物考古、動物考古、同位素、古DNA 等多個領域?qū)W者發(fā)文討論史前與早期歷史石器粟作農(nóng)業(yè)人群沿半月形地帶四向擴散的過程與影響，又有新技術、新思路支撐下的創(chuàng)新性認識，比如江漢平原史前聚落水資源管理的揭示及其與早期文明化進程關系的討論，還有數(shù)據(jù)庫建設與使用帶來的系統(tǒng)性認識，比如對先秦時期金屬物料來源的探究，等等。這些研究為深入認識中華文明多元一體的形成過程，中國統(tǒng)一多民族國家的發(fā)展歷程提供了科學證據(jù)。下文對2023年中國科技考古領域取得的一些主要進展進行概括性回顧。
年代學
年代是考古學研究的基礎，有關人類起源、文化傳播、社會演變的考古學理論與假說均需要建立在科學的年代學框架基礎之上。
泥河灣盆地素有“東方人類故鄉(xiāng)”之稱，對于討論我國人類的起源與演化具有重要的學術意義。張帆等對泥河灣盆地許家窯-侯家窯遺址的年代學研究工作進行了梳理，發(fā)現(xiàn)學術界曾借助地層學、化石動物群、人類化石、光釋光、古地磁、碳十四、鈾系法、電子自旋共振法、26Al/10Be法等不同方法研究了該遺址的年代，研究結果從距今40多萬年至2萬多年不等。導致這種情況出現(xiàn)的因素主要有測年材料的選擇與測年方法的適用性不同。作者建議今后的工作需要光釋光、古地磁、鈾系法、電子自旋共振法等多種方法交叉驗證。衛(wèi)俊杰等總結了釋光測年技術在陶器研究中的應用進展，重點梳理了不同粒徑石英和長石作為測試礦物的優(yōu)缺點。作者認為，目前陶器釋光測年已經(jīng)由單一釋光測定技術發(fā)展為多種釋光測試技術，通過多種釋光的對比驗證可提高陶器釋光測年結果的準確度和精確度。
碳十四測年是最為重要、精度最高的絕對年代測定技術。近些年來，國內(nèi)多個高校與科研機構購買、安裝了碳十四測年專用的小型加速器質(zhì)譜儀。這些設備的正常運轉(zhuǎn)可較大程度解決國內(nèi)學界對于碳十四測年數(shù)據(jù)的科研需求。蘭州大學與中國海洋大學分別公布了兩個單位采購的200KV微型碳十四加速器質(zhì)譜儀（MICADAS）的實驗流程與工作狀態(tài)。標準樣品、本底樣品以及跨實驗室對比發(fā)現(xiàn)，兩家單位儀器設備運轉(zhuǎn)良好，數(shù)據(jù)結果具有較好的一致性。中國社會科學院考古研究所公布了2022-2023年針對山西陶寺遺址、陜西漢長安城北宮遺址、河北古州城遺址與張家洼遺址的年代數(shù)據(jù)，并對張家洼遺址的測年數(shù)據(jù)進行了分析，發(fā)現(xiàn)該遺址圍坊三期文化墓葬的年代為公元前十四世紀至公元前十二世紀。宋殷等對內(nèi)蒙古喀喇沁旗大山前遺址第一至三組的夏家店下層文化遺存進行了碳十四測年與年代學研究。作者使用貝葉斯模型對碳十四測年數(shù)據(jù)進行了分析，認為大山前第一、二、三組的年代分別為公元前1738-1682年、公元前1696-前1644年、公元前1662-前1580年，即相當于中原地區(qū)二里頭文化一二期。李曉健等對陜西棗林河灘遺址開展了高分辨率碳十四測年研究。作者結合碳十四數(shù)據(jù)與考古類型學認為，棗林河灘遺址的年代跨度較長，其中公元前1300-前1100年是遺址最繁榮的階段，公元前1100年左右遺址迅速廢棄。考慮到棗林河灘遺址的廢棄與周原的繁榮可相互銜接，作者認為這一事件可能與文獻中古公亶父率領周人由豳遷岐的歷史記載有關。
碳庫效應一直是困擾年代學研究的重要因素。曹輝輝等對新疆喀納斯湖全新世的碳庫效應進行了研究，發(fā)現(xiàn)距今9700-530年，該湖的碳庫效應由0不斷增長至2800年。作者認為全新世中晚期降水增加以及距今1500年以來的森林砍伐引起的水土流失使喀納斯湖泊沉積物中總碳含量逐漸升高，后者又導致碳庫效應不斷增加。于苗苗等綜合現(xiàn)代校正法、線性回歸法、地層關聯(lián)法等方法對云南13個湖泊年代數(shù)據(jù)所反映的碳庫效應進行了評估，發(fā)現(xiàn)這些湖泊的平均碳庫年齡為1010年，碳庫效應介于青藏高原、西北地區(qū)和北方地區(qū)、南方地區(qū)之間。作者認為這種情況與云南地區(qū)碳酸鹽巖基巖分布廣泛但植被密集、湖泊生產(chǎn)力較高有關。
郭曉娜等利用概率密度法對中亞地區(qū)已發(fā)表的14C數(shù)據(jù)進行了分析，重建了中亞地區(qū)全新世以來人類活動的時空特征。作者認為，距今一萬年以來中亞地區(qū)存在連續(xù)但時空差異顯著的人類活動。其中，全新世早期人類活動強度較弱，遺址主要分布于塔里木盆地和少數(shù)山前區(qū)域，距今五千年之后遺址數(shù)量增加、分布范圍擴展，并大約于距今2700年達到頂峰后轉(zhuǎn)而下降。
環(huán)境考古
2023年，夏正楷先生出版《中國環(huán)境考古》。書中囊括了作者關于環(huán)境考古理論與方法的深入思考與多個典型研究案例，記錄了作者對于更新世以來多個區(qū)域與遺址地理地貌與環(huán)境背景的重建，收錄了作者對人類起源與擴散、農(nóng)業(yè)起源與傳播、文明起源與早期發(fā)展過程中古人適應環(huán)境、改造環(huán)境的技術、行為和思想的見解。
《中國環(huán)境考古》書封
按照定義，環(huán)境考古的主要學術目的是在復原古代人類生存環(huán)境的基礎上探討人類社會及其演化與自然環(huán)境之間的相互關系。古地貌重建是理解聚落布局與人類行為的前提。廖奕楠對王城崗遺址聚落選址的地貌背景進行了重建。他認為王城崗遺址跨越了潁河及其支流交匯處三級階地與二級階地，河流既便于人們?nèi)∷盟?，又是天然的自然屏障，遺址周圍開闊的空間為王城崗先民的生存與發(fā)展提供了理想之地。鄭鐸結合地理學方法對環(huán)太湖流域馬家浜文化聚落分布的地貌特征進行了討論，認為馬家浜文化早中期以崗地型為主，聚落較為稀疏，馬家浜文化晚期以平地型和臺墩型為主，出現(xiàn)多級聚落結構。
生業(yè)變遷、文化興衰與社會演進并非由環(huán)境決定、也并非與環(huán)境無關。例如，韓茂利從人地關系的視角討論了石峁文化的興衰。她認為社會發(fā)展背后交織著人與環(huán)境的復雜關系，石峁及其毗鄰地區(qū)的資源儲備與社會支撐是石峁文化興盛的關鍵，石峁文化與其社會共同體的崛起導致資源消耗過快、環(huán)境加速退化，加劇了群體的競爭，最終造成石峁的衰亡與社會發(fā)展的不可持續(xù)。類似的案例還有侯居峙對青藏高原吐蕃王朝興衰的討論、胡飛對淮河中游史前生業(yè)模式動態(tài)變化的分析，魯鵬等對嵩山地區(qū)聚落演變的梳理，等等。
2023年，《江漢平原史前治水文明》出版。劉建國帶領本書的作者團隊耗費五年時間，運用無人機拍攝與三維重建、地理信息系統(tǒng)等空間信息技術，結合田野考古調(diào)查、發(fā)掘等資料，從一個全新的角度分析了江漢平原史前聚落的微地貌特征及其形成過程，證明了走馬嶺、城河、屈家?guī)X、石家河等聚落開挖壕溝、修筑城墻等行為與整治、管理和調(diào)配水資源直接相關。作者認為，經(jīng)過長期實踐，古人因地制宜營建聚落、發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，創(chuàng)造性地把堵水患和引水源相結合，雨季防洪排澇、旱季引水灌溉，從而造就了江漢平原史前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的繁榮景象與和合共生的文化特點。該書是科技考古與田野考古深度融合的結果，書中一系列重要發(fā)現(xiàn)與研究認識，必將為理解長江中游地區(qū)史前文明化進程帶來革命性變化。
江漢平原大洪山南麓地勢與聚落數(shù)字表面模擬圖
人骨考古
人骨遺存為了解人類行為、疾病、創(chuàng)傷提供了直接的證據(jù)，基于人類遺存的人骨考古是討論人類行為和社會文化發(fā)展的重要研究領域。
本年度人骨研究圍繞人類起源、人群結構、生計方式、健康狀況，學術界開展了一系列深入的討論。比如，張亞盟等對河南許昌人2號頭骨上的圓枕上凹結構進行了基于CT的精細研究，發(fā)現(xiàn)許昌人的圓枕上凹與智人更加接近，而有異于典型尼安德特人。這對于東亞智人演化研究具有重要意義。陳曉穎等對廣西扶綏敢造遺址（8488 BC-6492 BC）近千枚牙齒進行觀察與研究，從齲齒發(fā)病率角度討論了該遺址的生業(yè)，認為齲齒高發(fā)病率與食用塊莖類植物、螺類、貝類的多寡有關。周亞威等對河南鄭州汪溝遺址開展了人口學研究，發(fā)現(xiàn)該遺址仰韶晚期人群的壽命（31.06歲）是仰韶時代的高峰。雷帥等討論了第一臼齒微磨耗形態(tài)對食物結構的指示意義，并以河南鞏義雙槐樹為例進行了驗證。趙永生等介紹了安徽金寨大汶口文化墓地出土人骨的研究進展，發(fā)現(xiàn)大汶口文化較為流行的人工拔牙和枕部變形現(xiàn)象在金寨遺址也有一定比例，認為這是大汶口文化向皖北地區(qū)傳播的重要證據(jù)。張旭等對山東煙臺砣磯島大口遺址先民顱骨進行了測量與分析，認為大口遺址一期居民顱面形態(tài)近似先秦時期古華北類型，與山東丁公、呈子組等龍山居民較為接近。楊張翹楚等對滕州市崗上3個甕棺葬嬰兒骨骼開展的年齡鑒定及Micro-CT掃描，確認三例個體死產(chǎn)或出生后很快死亡，隨后被裝入甕棺葬于房址附近。孫蕾等對河南鄭州站馬屯仰韶晚期秦王寨文化人群的顱骨形態(tài)進行了觀察、測量和種系分析，認為站馬屯仰韶晚期居民的顱面形態(tài)多源性與融合性并存，并基于此討論了大汶口文化對中原地區(qū)的影響。王明輝等對河南偃師商城遺址出土人骨進行了研究，發(fā)現(xiàn)該遺址人群的顱骨特征屬于“古中原類型”，并有少量其他類型人群的遷入，作者還發(fā)現(xiàn)了“跪踞面”等與跪坐有關的骨骼變異現(xiàn)象。賀樂天等以新疆哈密拉甫卻克墓地人骨為研究對象，綜合鍶、鉛同位素與形態(tài)學結果認為公元7-12世紀外來人群的比例不斷降低，并結合歷史學和考古學背景指出地緣政治是人群遷移的重要影響因素。
許昌人2號頭骨枕骨圓枕上凹處骨壁厚度，矢狀切面（a，b，c）與水平切面（d，e）
骨骼古病理研究是人骨考古近年來的熱點領域。周亞威等公布了河南鄭州雙槐樹遺址兒童的古病理學研究結果，綜合骨骼病理、創(chuàng)傷與齲齒等現(xiàn)象認為雙槐樹兒童死亡年齡高峰為5-10歲，并推測生存壓力大及遭受暴力可能是兒童死亡的主要原因。對比發(fā)現(xiàn)，雙槐樹墓葬I區(qū)兒童生存壓力指標較II區(qū)高，這或與不同人群對兒童的喂養(yǎng)和照顧方式不同有關。頭骨鉆孔、頭骨變形、口頰含球、牙齒的人工改形、纏足等古代先民遺骸人工改形對于認識古代文化習俗、審美取向、醫(yī)療技術、人群互動等具有重要參考意義。李海軍等對近些年國內(nèi)有關人骨人工改形的主要類型、特點以及相關學術爭論進行了梳理和總結，討論了民族學對于討論人工改造痕跡的借鑒價值，并對人工改形的研究意義進行闡釋。宋美玲等以人群齲病、牙釉質(zhì)發(fā)育不全、牙周炎、多孔性骨肥厚及骨膜炎等古病理現(xiàn)象為指標，對山東高青縣胥家村南遺址北朝至隋唐時期人群的生存壓力進行了分析，認為隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，人群營養(yǎng)水平和健康狀況逐漸下降、生存壓力逐漸增大。此外，傅家鈺等公布了陜西旬邑棗樹溝腦遺址商周時期人群上頜竇炎的研究成果，周亞威等介紹了河南滎陽官莊東周1例女性肱骨發(fā)育不全的現(xiàn)象，郭林介紹了山東平度西周李家遺址灰坑葬1例成年女性難產(chǎn)而死的案例，趙東月等梳理了篩狀眶和多孔性骨肥厚的骨骼病理改變現(xiàn)象，高國帥等介紹了陜西西安幸福林帶遺址麻風個體的古病理學研究結果，孫蕾等介紹了明代晚期開封城御龍灣出土人骨的創(chuàng)傷等。
方法論的建設是人骨考古研究的基礎。本年度有多篇文章圍繞性別年齡鑒定方法、人骨數(shù)據(jù)分析方法等進行討論，既有對傳統(tǒng)方法的反思，又有新方法的探索。比如，李楠介紹了基于貝葉斯統(tǒng)計的人骨年齡鑒定轉(zhuǎn)換法，認為該方法有效規(guī)避了“年齡模仿”效應，對老年個體具有很好的適用性，構建出的人群死亡結構更加合理。陳靚等以江蘇揚州市第三布廠東漢J66為例，對比了傳統(tǒng)最小個體數(shù)（MNI）、分區(qū)法最小個體數(shù)（MNI）和林肯指數(shù)（LI）三種方法的優(yōu)缺點。張旭對古代人群生物距離研究方法中的多元統(tǒng)計方法進行了比較與評估，包括以顱骨各測量性狀平均值計算人群間歐氏距離、標準化歐氏距離、馬氏平方距離與利用個體測量進行修正馬氏平方距離。趙永生等討論了骨化甲狀軟骨形態(tài)特征在判斷個體的性別、年齡的意義。張保帥等介紹了牙釉原蛋白氨基酸序列對于性別的指示意義，并用楊官寨、下靳等遺址的人骨進行了驗證性實驗。侯侃對古人口學研究早期常用的生命表法進行了回顧和總結，重點討論了生命表在古人口學發(fā)展歷程中受到的質(zhì)疑，在簡要介紹古人口學研究方法的發(fā)展和改革之后呼吁學術界不僅要重視材料外，還要更多關注理論與方法的建設。聶穎撰文討論了埋藏學對于人骨遺存標本形成的影響，認為埋藏學研究有助于理解墓葬等遺跡形成過程，提醒大家注意結合發(fā)掘記錄資料分析不同部位骨骼保存的狀況與保存比率。趙永生等總結了海岱地區(qū)人骨材料的研究歷程，認為近年來“生物考古學”逐漸取代了“體質(zhì)人類學”的思維模式成為古代人骨研究的主流。張立瑩采用人臉識別技術對秦始皇兵馬俑的面部特征進行了定量分析，通過熱力圖分析了秦俑面部的相似度，發(fā)現(xiàn)了10個特征鮮明的秦俑和10個大眾臉的秦俑。此項研究為進一步研究秦俑的面部特征等提供了參考。
動物考古
袁靖先生指出，動物考古的目標是認識古代各個地區(qū)的動物種類及遺址周圍的自然環(huán)境特征、探討古代人類與動物的相互關系及古代人類涉及動物的行為，主要目標是探討人與環(huán)境，特別是人與動物的關系。
野生動物資源開發(fā)利用為理解人與動物的關系提供了重要視角。高瑤等從年齡結構、季節(jié)性特征等角度對山東距今萬年前后小高遺址發(fā)現(xiàn)獐的骨骼進行了較為系統(tǒng)的研究。他們發(fā)現(xiàn)小高遺址大多數(shù)獐是在接近或達到最大體重后被獵殺的，未成年個體所占比例呈逐漸升高之勢，獵殺活動以冬季及春季為主。作者認為這與全新世早期動物資源廣譜性和強化利用的背景相吻合。受限于收集方法、鑒定對比標本等問題，古代魚類資源的開發(fā)利用目前國內(nèi)開展工作較少。余翀等對廣東高明古椰遺址距今5900-5400年出土魚骨的鑒定與研究工作，對于認識珠三角地區(qū)新石器時代的漁獵行為提供了重要參考。通過與現(xiàn)生材料對比，作者在古椰遺址中確認了19種魚類，并認為當時可能存在漁網(wǎng)、竹篾、舟船、徒手等捕魚法。陳曦等對江蘇沭陽呂臺井出土水獺標本進行研究，并綜合出土材料和文獻記錄復原江獺的歷史地理分布，探討了江獺在我國區(qū)域性滅絕的原因。作者認為更新世中晚期江獺已見于長江與珠江流域，并廣布于黃淮平原及其以南地區(qū)，宋代之后隨著人類活動對大型水體環(huán)境的影響，江獺逐漸滅絕。
新石器時代以來，家畜逐漸成為動物資源開發(fā)利用的主要對象。豬是東亞農(nóng)耕人群最重要的家畜。呂鵬通過對中國古代家豬的起源和早期發(fā)展、家豬的飼養(yǎng)技術、家豬的用途、家豬的儀式和文化內(nèi)涵的梳理，介紹了中國先民馴化和飼養(yǎng)豬的歷史，闡釋了豬的實用價值和文化內(nèi)涵。梁瑞娟等對山東曲阜林家遺址岳石文化晚期至中商時期的動物骨骼進行了研究，發(fā)現(xiàn)動物群中家養(yǎng)動物為主，野生動物僅作補充。其中，家養(yǎng)動物包括黃牛、羊、豬、狗。作者認為黃牛是岳石文化晚期最為重要的家畜，當時可能還存在以黃牛為對象的次級產(chǎn)品開發(fā)。李志鵬等介紹了河南安陽殷墟孝民屯遺址動物考古的工作進展，發(fā)現(xiàn)豬、黃牛、羊、狗等家養(yǎng)動物數(shù)量較多，另有少量鹿、鳥等野生動物。通過肉量估計，作者認為豬是殷墟一期肉食消費的主要對象，但二期晚段至四期孝民屯隨著鑄銅工匠及管理人員的大量出現(xiàn)，黃牛的重要性超過了豬，肉食資源獲取方式可能也由自給自足轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽客鈦砉颉百澲摺钡脑俜峙洹Ｎ淝f等對河南洛陽朱倉M722東漢陵園出土動物遺存進行了研究，經(jīng)鑒定并量化統(tǒng)計，作者發(fā)現(xiàn)陵園內(nèi)居住人員的肉食主要來自于黃牛、家豬和羊。成都文物考古研究院與山東大學歷史文化學院合作編寫的《成都東華門明代蜀王府遺址出土動物遺存研究》詳細介紹了明蜀王府遺址動物遺存出土背景、種屬分布、死亡年齡、病理現(xiàn)象、數(shù)量統(tǒng)計、測量數(shù)據(jù)、保存部位、表面痕跡，并結合相關歷史文獻等綜合分析了動物消費的情況。作者發(fā)現(xiàn)相比雞、鵝、豬、兔的比例最高，且相比哺乳動物，禽類更被偏愛。這些案例對于了解古人動物資源消費的時空特點提供了重要資料。
邊疆地區(qū)動物考古可為探討跨區(qū)域文化互動的重要參考。王清等總結了青藏高原魚類、鳥類和哺乳類等動物遺存季節(jié)性利用的分析方法，認為以往有關史前人類定居青藏高原的研究側(cè)重于農(nóng)作物擴散，而對動物資源利用關注不夠。呂鵬對云南先秦至東漢時期湖濱型貝丘遺址動物資源獲取和利用方式進行梳理，認為距今5000-4000年前豬和狗開始出現(xiàn)，距今3500-2400年前家畜飼養(yǎng)的重要性逐漸提升，種類包括狗、豬、牛，可能還有羊和馬，但漁獵仍是主要的動物資源獲取方式。戰(zhàn)國至東漢初年，狩獵方式逐步衰退，動物資源獲取方式以漁撈方式為主，輔以家畜飼養(yǎng)。孫陽等對吉林德惠攬頭窩堡金代遺址出土的動物遺存進行了鑒定與研究，發(fā)現(xiàn)家畜數(shù)量最多，包括豬、牛、馬、羊、狗、駱駝，野生動物則以鹿為代表。根據(jù)死亡年齡結構結果，作者認為飼養(yǎng)豬和羊主要是為了肉食消費，而馬和牛則以畜力開發(fā)為主。云南與東北地區(qū)幾種家畜的出現(xiàn)與開發(fā)利用方式事實上是中華文明共同體內(nèi)部文化交流的重要表現(xiàn)。
有關動物馴化的研究，以往主要關注豬、狗、牛、羊、馬、雞等常見家畜。王娟對中國家兔起源的討論豐富了我們對動物馴養(yǎng)歷史的認識。作者從古生物學、動物考古學、分子生物學出發(fā)，結合歷史文獻，對家兔的起源進行了梳理，發(fā)現(xiàn)中國家兔的起源通常有本土說和歐洲起源說兩種假說。她認為，中國家兔明代中期方才由西方傳入，我國史前與歷史時期出土的兔類骨骼基本可歸入兔屬下的各種曠兔，而與家兔無關。
將今論古是動物考古重要的方法論。王一如等對青藏高原東北部藏系羊、半細毛羊、細毛羊和寒羊牧羊業(yè)的民族學調(diào)查，重點記錄了傳統(tǒng)牧羊社群牧養(yǎng)的羊群數(shù)量、品種構成、生態(tài)特點、采食習性、管理方式、宰殺年齡、次級產(chǎn)品利用情況以及家羊種群和野生羊亞科的關系。這些材料對于解釋不同生態(tài)與文化區(qū)羊群的開發(fā)利用、飼養(yǎng)方式、遺傳譜系、馴化與傳播等具有重要啟示意義。
制骨手工業(yè)是動物考古研究的重要領域。根據(jù)馮維偉等的梳理，骨器的研究內(nèi)容主要包括分類、功能、原料選擇、制作工藝、生產(chǎn)管理，研究方法則分為痕跡分析、實驗考古、動物考古、民族學、對比研究和統(tǒng)計分析等。目前來看，舊石器時代古人已經(jīng)開始制作和使用骨器。張樂等利用體視顯微鏡、掃描電鏡能譜和激光元素儀等對四川資陽人遺址早年出土一件骨錐進行了研究，認為該骨錐大型鹿類脛骨骨干、主要采用刮削技術制作而成，錐尖部的微痕與赭石粉末殘余顯示其長期作為獸皮等軟性材料的穿孔工具使用，且當時人們已經(jīng)掌握了利用赭石處理皮毛及縫制衣物的技術。為了進一步探討舊石器時代骨器判定標準，馬舒文等使用掃描電鏡與共聚焦顯微鏡記錄模擬實驗的使用磨損情況，并利用機器學習定量分析表面粗糙度以推斷骨器的功能。溫睿等對骨針的起源、發(fā)展、制作工藝與功能等研究進行了評述。目前，世界范圍內(nèi)最早的骨針見于距今49000-4000年的俄羅斯阿爾泰山斯特拉什納洞穴，中國最早的骨針出自距今30000年左右的遼寧小珠山與寧夏水洞溝第2地點。進入新石器時代之后，骨針的數(shù)量增多，距今4000年前后的石峁遺址還發(fā)現(xiàn)了以骨針為主要產(chǎn)品的制骨作坊。作者認為，骨針制作工藝與功能的研究還需進一步細化，骨針的生產(chǎn)、分配、消費、使用的產(chǎn)業(yè)鏈也需要更深入的綜合研究。王華等結合制骨模擬實驗，對山東濟南大辛莊遺址的制骨工藝進行了討論，結合模擬實驗認為制骨所用切割工具材質(zhì)應為青銅工具，骨料上的痕跡與銅刀鋸最為相近。侯富任等對秦咸陽城官署制骨作坊廢棄堆積2014NNK1進行了研究，發(fā)現(xiàn)該坑制骨所用骨料以黃牛骨骼為主，取料部位多為肢骨。作者據(jù)此推測該坑的制骨原料是異地收取的，當時可能形成了骨料收集和初期加工相分離的產(chǎn)業(yè)鏈。馮維偉等對先秦時代骨器的研究內(nèi)容與方法進行了梳理。
工欲善其事，必先利其器。隨著學科交叉融合的不斷推進，中國的動物考古研究的方法不斷豐富，這些新方法推動了動物考古的發(fā)展。比如，王春雪等翻譯了《鳥類骨骼標本制作與鑒定指南》，張紅玉等介紹了耳石生長環(huán)的紋理在鑒定魚類死亡年齡方面的應用情況，趙春燕等則利用X射線熒光光譜和X射線衍射對二里頭遺址1件環(huán)狀飾品與該遺址出土的麗蚌進行了對比分析，劉理等與李怡君等分別介紹了ZooMS鑒定動物遺存種屬的基本原理、研究現(xiàn)狀與發(fā)展?jié)摿Γ罴降冉Y合碳十四測年、DNA與形態(tài)學結果介紹了西安北郊高陵渭河沙坑出土唐代雙峰駝的骨骼標本。
動物考古是考古學一個分支，也可以是理解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化一個視角。袁靖先生的科普著作《動物尋古：在生肖中發(fā)現(xiàn)中國》，首次嘗試從動物考古學者的視角，以十二生肖為經(jīng)，以考古出土動物遺存、動物形象以及文獻記載為緯，生動活潑又科學系統(tǒng)地講述了古代十二種動物或動物形象的原型、主要特點、藝術表現(xiàn)與象征意義，從中華文明文化基因的角度闡述了十二生肖的歷史內(nèi)涵與當代價值。
《動物尋古：在生肖中發(fā)現(xiàn)中國》書封
植物考古
植物考古是科技考古研究從業(yè)人員最多、研究成果最為豐富的領域之一。本年度學術界圍繞作物馴化、農(nóng)業(yè)起源與傳播、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟復雜化、歷史時期植物利用等問題開展研究?？紤]到內(nèi)容較多，本文選取部分代表性工作進行介紹。
粟、黍與稻米的馴化與傳播是中國農(nóng)業(yè)起源與早期發(fā)展研究的核心問題。近年來，壩上地區(qū)的一系列考古發(fā)現(xiàn)使得人們開始反思北方旱作農(nóng)業(yè)起源的地域與機制。比如，邱振威等對河北康保興隆遺址出土植物遺存進行了研究，發(fā)現(xiàn)了新石器時代中期的粟、黍等農(nóng)作物以及藜科、蒿屬與山杏等野生植物。尤為值得注意的是，炭化黍的碳十四測年結果校正后可至距今7700-7500年，是目前發(fā)現(xiàn)的經(jīng)過直接測年的最早的炭化黍之一。這一發(fā)現(xiàn)為探討北方旱作農(nóng)業(yè)起源的時間與空間提供了非常重要的線索。
河北康保興隆遺址新石器時代中期的炭化粟與黍
長江下游是稻作農(nóng)業(yè)起源的核心區(qū)之一。夏秀敏等對浙江寧波魚山遺址進行了高精度的植硅體分析，根據(jù)扇形植硅體的魚鱗狀紋飾等特征認為河姆渡文化晚期該遺址已經(jīng)基本完成水稻馴化、馴化稻以植粳型化為主，良渚晚期稻作農(nóng)業(yè)快速發(fā)展、并出現(xiàn)水田耕作系統(tǒng)，商周時期稻作農(nóng)業(yè)向集約化發(fā)展，成為古越國興起的生業(yè)基礎。邱振威綜合孢粉、植硅體和大植物遺存，對太湖流域馬家浜文化至良渚文化時期的植物資源利用方式進行了討論。作者認為，距今7000年前后馴化稻已經(jīng)出現(xiàn)，馬家浜文化晚期水稻栽培技術明顯進步；此后至良渚文化時期，以水稻種植為主體的谷物農(nóng)作體系逐漸形成，成為太湖流域史前文明化進程的物質(zhì)保障。
淮河流域與江淮地區(qū)新石器時代中晚期至早期歷史時期是典型的稻旱混作區(qū)，也是討論稻作農(nóng)業(yè)起源的關鍵區(qū)域之一。張敏對“栽培稻”與“栽培的稻”進行了區(qū)分、對稻米馴化和稻作農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程進行了歸納。他認為“栽培的稻”是介于野生稻和栽培稻之間、處于馴化過程中的稻，比如彭頭山和八十垱、賈湖、上山、羅家角與河姆渡皆是“栽培的稻”，“栽培稻”是馴化種，淮河下游以龍虬莊遺址稻米遺存呈現(xiàn)了由栽培的稻向栽培稻逐漸發(fā)展的過程。韓瑩瑩等對江淮東部新石器時代晚期至末期的生業(yè)方式進行了研究，認為龍虬莊文化時期江淮東部最終形成以稻作農(nóng)業(yè)為主、輔以漁獵采集、兼以家畜飼養(yǎng)的生業(yè)經(jīng)濟。張煉等以順山集與石山孜遺址為重點對淮河中下游農(nóng)業(yè)狀況進行了分析，認為生業(yè)受社會、環(huán)境等多種因素的影響，雖然整體上農(nóng)業(yè)經(jīng)濟不斷強化，但在微觀層面農(nóng)耕與漁獵采集之間的此消彼長共同構成了新石器時代生業(yè)模式的螺旋式發(fā)展進程。邱振威等對安徽泗縣于莊遺址開展了植硅體與孢粉等植物微體化石取樣與研究，在順山集文化時期發(fā)現(xiàn)了少量水稻植硅體，其中水稻扇形植硅體魚鱗狀紋飾上的馴化類型占比54%。顧純光等在安徽蚌埠禹會村雙墩文化時期的植物植硅體樣品中發(fā)現(xiàn)了大量馴化程度較高的粳型稻，并據(jù)此認為該遺址雙墩文化時期延續(xù)了順山集文化時期以來以粳稻為主要作物的農(nóng)業(yè)結構傳統(tǒng)。李魏同欣等則根據(jù)禹會村龍山文化時期的植硅體組合推測當時的農(nóng)作物以稻米為主，稻米的收割方式為連稈收割，隨后帶入音質(zhì)完成脫粒、脫殼。相比稻米，粟重要性較低。
程至杰等在淮河上游4處龍山晚期遺址的炭化植物遺存中發(fā)現(xiàn)粟、黍、稻米、大豆屬和小麥五種農(nóng)作物，認為淮河上游南部龍山晚期的作物結構以粟為主、黍為輔，兼以少量稻米和大豆。汪啟航等通過對既有動植物考古研究成果的梳理認為，青銅時代淮河流域先民（淮夷）的生業(yè)模式是以稻作農(nóng)業(yè)為主，同時種植少量小麥和小米。吳文婉等對江蘇西周時期新沂聶墩遺址、西周中期至春秋晚期鎮(zhèn)江孫家村遺址的植物考古研究均發(fā)現(xiàn)了粟、黍、稻、小麥和大豆等農(nóng)作物。其中，聶墩遺址小麥的重要性較高、稻米和粟作為補充，孫家村遺址整體上稻米的重要性呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。王曉靜等在江蘇儀征聯(lián)營漢墓M77隨葬的植物遺存中分別發(fā)現(xiàn)了數(shù)萬粒稻米、粟、大麻、豆科及一些黍子，這些農(nóng)作物與墓葬出土木牘墨書恰可對應。
隨著發(fā)表資料的增多，中原地區(qū)早期農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程逐漸清晰。鐘華等結合雙槐樹、班溝等遺址植物遺存的新發(fā)現(xiàn)對中原地區(qū)仰韶文化晚期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式進行了討論，認為仰韶晚期以粟為主的旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式在耕作制度上相對粗放，稻米的重要性相比廟底溝文化時期明顯提升，有些遺址甚至形成了稻旱混作的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。在此基礎上，鐘華又結合已發(fā)表資料歸納了新石器時代中期至東周時期中原腹地農(nóng)業(yè)耕作由粗放到集約的幾次重大轉(zhuǎn)變。其中，裴李崗文化至仰韶早期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較低，黍是最重要的農(nóng)作物；廟底溝文化開始，粟取代黍成為主要作物，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟走向成熟；龍山時代之后稻米和大豆的逐漸普遍，二里崗文化時期小麥的重要性開始提升；東周時期則發(fā)展出了“兩年三熟輪作制”，紅小豆被納入輪作。作者認為，這一系列轉(zhuǎn)變是人口-資源矛盾作用下，土地利用效率逐漸提升，土地利用方式則由“長期休耕”或“森林休耕”到“灌木休耕”，進而轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸唐谛莞被颉安莸匦莞?、再到復種的發(fā)展過程。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)田管理的時空特點是植物考古研究的重要議題。比如，張飛等對河南殷墟大司空遺址出土的植物大遺存進行了研究，證實殷墟內(nèi)部存在一定規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)對象以粟為主、黍為次，兼有少量稻米和小麥。這對于理解早期文明發(fā)展背景下城市化進程中大型都邑的功能布局具有啟示意義。金丹等以陜西延安覺德遺址為切入點，根據(jù)農(nóng)作物與非農(nóng)作物種子比例，討論了不同區(qū)域農(nóng)業(yè)開發(fā)范圍與農(nóng)田管理水平，并認為兩周時期覺德遺址介于關中與陜北之間。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的繁榮為人類社會的發(fā)展提供了經(jīng)濟基礎，也深刻地影響了野生動物的棲息環(huán)境。生膨飛等對陜西橫山楊界沙仰韶晚期托氏兔牙結石植物微遺存進行的研究，發(fā)現(xiàn)了包括小麥族、粟與相關農(nóng)田雜草的淀粉粒以及一些闊葉樹種的纖維素，作者推測這些野兔的食物受到了人居環(huán)境的影響。
本年度，有關早期農(nóng)業(yè)傳播的研究亮點紛呈。東北地區(qū)，孫永剛等對遼寧建平水泉遺址的植物考古研究發(fā)現(xiàn)夏家店下層文化農(nóng)作物組合以粟黍為主，另有少量大豆，對黑龍江洪河遺址植物考古的研究則發(fā)現(xiàn)了昂昂溪文化時期的粟、黍、小麥、大麥這四種農(nóng)作物。其中，洪河遺址黍的碳十四年代校正結果是距今4286-4084年，這為討論粟黍北向傳播提供了重要證據(jù)。西北地區(qū)，郭榮臻對青?；∩陈】ǎò策_其哈）遺址進行了植物考古研究，發(fā)現(xiàn)仰韶文化時期沙隆卡遺址農(nóng)業(yè)有了一定發(fā)展，農(nóng)作物可見粟、黍；齊家文化至卡約文化粟和黍的比例大大提升，還發(fā)現(xiàn)有一些小麥、青稞、燕麥、大豆等農(nóng)作物，谷物農(nóng)業(yè)發(fā)展為植物性食物資源獲取與利用的主要方式。韓斐等對青海民和喇家遺址辛店文化早期植物遺存的研究發(fā)現(xiàn)了大量的粟、黍以及少量大麥和小麥。作者結合動物考古結果提出辛店文化早期黍的重要性顯著提升可能是先民為了適應移動性較強的畜牧業(yè)而對農(nóng)業(yè)結構進行調(diào)整后的結果。劉嘉祺等對甘肅甘谷毛家坪遺址西周至戰(zhàn)國時期相關單位開展了植物考古研究，發(fā)現(xiàn)了粟、黍、大麥、小麥、大豆五種農(nóng)作物，根據(jù)量化比例和千粒重推測毛家坪先民應從事粟麥并重的旱作農(nóng)業(yè)。
西南地區(qū)，宋吉香對西藏出土粟類作物進行了系統(tǒng)梳理，認為粟類作物西藏始見于距今4800-4600年，以藏東地區(qū)以卡若遺址為最早。大約距今3500-3000年雅魯藏布江中游地區(qū)形成了麥作農(nóng)業(yè)為主、兼有粟作農(nóng)業(yè)的格局，其中粟類作物的栽培或與牧業(yè)的興起有關。阿里地區(qū)粟類作物集中出現(xiàn)于公元2-3世紀，作者推測可能僅為少數(shù)地位高的人享用。鄧振華結合考古學文化跨區(qū)域互動總結了金沙江流域早期農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程。他認為，距今5000年前后的人群遷徙與文化傳播為金沙江南北兩岸帶來了粟、稻米、黍等農(nóng)作物，大約在4500-3700年稻粟黍混作的農(nóng)業(yè)模式快速擴張，麥類作物大概青銅時代沿著橫斷山區(qū)南傳入，金沙江流域逐漸形成以稻米、粟與小麥為主的多樣化作物結構。郜媛媛從植物考古的角度對云貴高原早期農(nóng)業(yè)發(fā)展進程進行了梳理，并根據(jù)19處遺址植物大遺存的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，至遲在公元前2650-前2300年的白羊村晚期稻粟黍混合型農(nóng)業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)；公元前1400-前1200年前后是云貴高原作物組合由稻米為絕對主導的稻粟黍混合型農(nóng)業(yè)向稻粟麥混合型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變；公元前1200年之后小麥成為先民首選，稻、麥等大粒型作物成為先民的首選。作者認為，新石器時代至青銅時代稻與粟的組合是云貴地區(qū)相對穩(wěn)定的作物組合，但整體上當?shù)氐纳嫹绞绞且赞r(nóng)作物為主的“多資源”模式，植物資源利用呈現(xiàn)出規(guī)模小、種類多的特點。王瀟濱等在四川大邑高山古城發(fā)現(xiàn)了稻、粟、黍、大豆4種農(nóng)作物，其中稻最為重要且比例逐漸升高，其次是粟和黍。楊薇等以云南河泊所遺址植物遺存為對象，討論了滇至漢文化過渡時期滇池盆地植物資源利用，發(fā)現(xiàn)漢代與滇文化時期相比農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式得以強化變化不大，雖然農(nóng)作物結構均是以稻、小麥和粟為主，大豆、蕎麥等為輔。其中，稻米可能由旱田種植轉(zhuǎn)為水田種植。東南地區(qū)，陳秋荷等對福建南山4號洞穴進行了植硅體鑒定與研究，認為距今7500年左右已出現(xiàn)水稻，距今5000-3500年粟、黍與水稻被同時利用。作者推測，農(nóng)作物傳入南山遺址的時間雖然很早，但直到距今5500年之后原來以漁獵采集為主的生計模式才開始在長江中下游古文化的南向影響下逐漸向混作農(nóng)業(yè)過渡。
方法論建設方面，王欣等結合模擬實驗探討了高溫對黍植硅體形態(tài)的影響。作者發(fā)現(xiàn)，與粟相比黍的植硅體受熱之后數(shù)量更易減少，因此后者在考古遺址中保存下來的概率可能比粟更低。這一發(fā)現(xiàn)對于解釋大植物遺存與植硅體分析結果之間的矛盾提供了參考。劉洋探討了炭化過程對五谷形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)炭化對粟、黍重量和體積的影響很小，據(jù)此認為體積或重量比數(shù)量更適合跨時空比較同一谷物的重要性。張予南等總結了真菌、藻類、無脊椎生物等來源的非花粉類微體化石在考古學研究的應用情況，并以浙江余姚井頭山為例討論了毛殼菌類、小莢孢腔菌類、糞殼菌類等糞生與纖維素分解型真菌孢子對于不同類型生計方式和人類活動的指示意義。
此外，還有郭榮臻等山東濟南玉林大汶口文化至東周時期植物遺存的考古學研究、宋阿倩等對陜西旬邑西頭遺址殉人牙結石中包裹淀粉粒的鑒定和研究，任文潔等對先秦時期春小麥向冬小麥的轉(zhuǎn)變進行了綜合分析，藍萬里等對河南南陽府衙新莽鑄幣遺址石器表面殘留淀粉粒的分析以及有關高粱傳播問題的討論，李昱珩等對陜西旬邑上廟遺址南北朝至初唐時期馬具鞦中所用大麻織物的研究，安婷等從全球視角對葫蘆起源與傳播過程的梳理，陳濤等有關植物遺存、吐魯番文書與傳世文獻的對照研究，劉洋等對山東壽光林場東周和宋元時期鹽業(yè)遺址與制鹽生產(chǎn)有關的植物利用的研究等。
鄭云飛先生出版了《鄭云飛植物考古論文集》。書中收錄了作者從事學術研究以來關于農(nóng)業(yè)史、植物考古、環(huán)境考古的主要論述，展現(xiàn)了作者關于栽培植物起源和馴化、稻作農(nóng)業(yè)起源與發(fā)展等方面的諸多探索。
同位素分析
碳、氮、鍶穩(wěn)定同位素分析是研究先民飲食、人群遷徙、家畜飼養(yǎng)與流通的重要研究。本年度學術界圍繞粟作農(nóng)業(yè)的起源與傳播、家畜馴化、生業(yè)經(jīng)濟復雜化、食物結構與社群分層、文化交流與族群融合等問題開展了一系列研究。
新石器時代中期是早期農(nóng)業(yè)形成的關鍵階段。張國文等綜合植物考古與穩(wěn)定同位素數(shù)據(jù)對淮河流域新石器中期先民生計方式進行了討論，認為淮河上游與中下游地區(qū)距今9000-7000年先民生計方式各地區(qū)雖然稻米與粟黍的比例略有不同，但整體而言農(nóng)業(yè)與家豬飼養(yǎng)的重要性居于次要地位差異不大，漁獵采集是先民獲取食物資源的主要方式。侯亮亮等對河北武安磁山遺址動物遺存的研究揭示了距今8000年左右磁山遺址狗和部分豬的食物中已經(jīng)包含一定量的粟黍等C4類食物，這為討論早期粟作農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了線索。戴玲玲等對安徽蚌埠禹會村遺址動物遺存的研究發(fā)現(xiàn)，距今7500-7000年雙墩文化時期的豬骨遺存中同時有家豬、野豬和返野的家豬，但它們的食物與鹿科動物相似。通過比較作者認為，雙墩文化時期家豬的飼養(yǎng)管理較為松散，食物以C3植物為主。
新石器時代晚期，粟作農(nóng)業(yè)經(jīng)濟在黃河流域最終確立并向周圍傳播。雷帥等對河南鄭州青臺與雙槐樹仰韶晚期先民飲食結構生命史進行了研究。針對這兩個典型的粟作農(nóng)業(yè)社群，作者通過牙齒、骨骼等不同代謝周期人體硬組織的同位素比較，發(fā)現(xiàn)兩遺址人群2.5-3.8歲斷奶后，食物消費略有差異，雖然大部分居民一直以C4等粟類食物為食，但仍有一部分個體逐漸由C3與C4混食逐漸粟類食物為主。孫語澤等對青海民和陽山墓地人骨的分析，發(fā)現(xiàn)半山文化時期粟作農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為遺址先民的主要食物來源。劉化石等人的研究則發(fā)現(xiàn)，大約距今4800-3800年前后四川涼山地區(qū)河東田、河頭地兩個遺址的先民均消費了一定比例的粟黍類食物，作者認為粟作農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)可能是受到了馬家窯文化南下的影響。
新石器時代末期至青銅時代，黃牛與綿羊傳入，不同區(qū)域人群生業(yè)經(jīng)濟特點逐漸鮮明。楊柳紅等對山西太原西殿南的研究則揭示出，龍山時代該遺址粟黍農(nóng)業(yè)經(jīng)濟較為發(fā)達，不僅為人們提供主要的口糧，也為家豬飼養(yǎng)提供了充裕的飼料。侯亮亮等對山西大同吉家莊遺址的研究也發(fā)現(xiàn)類似的情況，但吉家莊黃牛食物中C3植物的比例明顯高于前者，與綿羊不相上下。李唯等對河南漯河溝李、皇寓遺址人與動物骨骼的研究揭示出，二里頭文化時期當?shù)叵让裰魇骋运跒橹?、黍為輔，家畜中豬和狗主要喂以人類殘食，牛羊則被投喂了不同比重的C4植物。陳相龍等對河南洛陽皂角樹的研究發(fā)現(xiàn)該遺址二里頭文化時期黃牛的飼養(yǎng)基本依賴粟作農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，并認為黃牛飼養(yǎng)已經(jīng)成為粟作農(nóng)業(yè)的衍生產(chǎn)業(yè)，黃牛飼養(yǎng)的強化可能與其被用于跨遺址、跨區(qū)域之間的資源運輸有關。李楠等對陜西周原賀家北、齊鎮(zhèn)東、齊家村東三個地點殷遺民的研究發(fā)現(xiàn)，三地居民食物來源均以粟黍等C4類食物為主導，僅有少數(shù)個體使用了較多C3類食物。其中，高等級人群消費動物性資源的比重高于小貴族與平民，身份地位較低的平民或奴隸消費肉食資源的機會非常少。蔡慧娉等對陜西西安馬騰空遺址春秋時期秦人食物結構進行分析后認為，西周至戰(zhàn)國秦人東遷過程中粟作農(nóng)業(yè)的重要性不斷增強。
中華文明起源、形成與發(fā)展過程中，食物不僅是人們生存的營養(yǎng)之源，也是各民族交往交流交融的重要媒介。陳相龍等介紹了西藏阿里故如甲木與曲踏遺址的研究結果，認為公元前一千紀晚期阿里地區(qū)先民飲食以動物產(chǎn)品為主，當?shù)爻鐾恋乃凇⒌久?、茶葉等生業(yè)資源應與跨區(qū)域的文化互動有關。作者還從機制上探討了西藏西部早期金屬時代文化繁榮的原因，即畜牧業(yè)為主的生業(yè)經(jīng)濟天然的結構性缺陷要求牧業(yè)社會必須通過不斷的移動拓展資源邊界、通過貿(mào)易與交換獲取社會發(fā)展所需要的物資。侯亮亮對內(nèi)蒙古準格爾旗福路塔秦漢墓地動物骨骼的研究發(fā)現(xiàn)，秦漢時期福路塔墓地先民的生業(yè)經(jīng)濟以農(nóng)耕為主、畜牧業(yè)為輔，并推測這種生業(yè)經(jīng)濟可能與當時黃河流域農(nóng)耕居民大量北遷有關。生膨飛等介紹了陜西長安北周武帝宇文邕、阿史那皇后等皇室、貴族人群以及部分平民的同位素研究進展，發(fā)現(xiàn)宇文邕為代表的高等級整體上比平民階層消費了更多動物性蛋白，食物結構來源也更加復雜。除了部分個體消費了較多C3食物外，其他皇室與貴族成員食物中有較高比例與黍粟有關的C4類食物。張國文較為系統(tǒng)的討論了拓跋鮮卑立國前后先民的食物結構與生計方式。作者對呼倫貝爾、內(nèi)蒙古中南部、山西大同、陜西西安等地鮮卑墓地出土人骨開展了同位素分析，分析了草原人群與農(nóng)耕人群互動與交融的過程，揭示了北方民族生業(yè)經(jīng)濟層面的漢化之路。胡耀武則從更加宏大視角，梳理了前仰韶至北魏時期黃河流域與中國北方地區(qū)人骨的同位素數(shù)據(jù)，分析了粟作農(nóng)業(yè)起源與發(fā)展的基本脈絡以及粟黍之于古代游牧民族的重要性。作者提出，粟作農(nóng)業(yè)是古代民族交流融合的“粘結劑”，是中華文明與中華民族共同體形成與發(fā)展的物質(zhì)基礎。這些研究為討論中華文明多元一體、統(tǒng)一多民族國家的形成與發(fā)展提供了重要視角。
資源流通、文化互動一定伴隨著人群的交融。吳小桐等對山西臨汾靳墓地陶寺文化人群開展了碳、氧和鍶同位素分析，發(fā)現(xiàn)較高比例其他地區(qū)遷入的個體。其中，外來女性的數(shù)量明顯高于男性，且來源地可能遠至山東沿海、西北內(nèi)陸等地區(qū)。作者認為，這與公元前三千紀末、二千紀初跨區(qū)域的文化互動背景下以女性遠距離遷徙為主要特色的外婚政治結盟有關。何曉歌等對湖北隨州葉家山西周墓地出土牙齒與骨骼進行了鍶同位素分析，發(fā)現(xiàn)葉家山墓地外來人群比例高達55%。綜合墓葬位置、形制與隨葬品、墓主人年齡與鍶同位素結果等相關信息，作者認為M111時代最早、M28次之，代表了西周初年分封時來到隨州的曾侯家族。通過與最新鍶同位素比值地質(zhì)分布圖的對比，作者推測曾侯及其直系親屬可能來自鄭洛地區(qū)，墓地其他外來人群來自關中平原東部或晉南地區(qū)的可能性較大。
近年來，植物同位素逐漸成為穩(wěn)定同位素研究的一大熱點。陶大衛(wèi)等對河南開封虎丘崗龍山至東周時期出土炭化植物進行了綜合研究。根據(jù)植物碳同位素結果，作者認為遺址先民為了提高農(nóng)業(yè)收成，在推行多品種谷物栽培的同時，還增加了施肥等農(nóng)田管理的強度。王欣從植物同位素的角度探討了黃河中游地區(qū)史前施肥等農(nóng)田管理的行為。作者結合模擬實驗，具體以陜西白水河流域、河南環(huán)嵩山地區(qū)仰韶至龍山時代炭化植物為案例，分析了仰韶晚期以來黃河流域施肥的可能性與表現(xiàn)。作者認為，仰韶晚期關中地區(qū)、龍山晚期中原腹地多個遺址已經(jīng)出現(xiàn)了施肥，并推斷施肥等農(nóng)田管理加速了新石器時代晚期以來黃河中游地區(qū)粟作農(nóng)業(yè)擴張、人口增加、文化繁榮。
本世紀以來，穩(wěn)定同位素生物考古快速發(fā)展，從業(yè)人員與學生逐年增加，數(shù)據(jù)解釋、認知誤區(qū)等問題也逐漸顯現(xiàn)。面對這種現(xiàn)狀，胡耀武基于研究實踐和思考撰文闡述了包括術語、實驗與測試在內(nèi)的穩(wěn)定同位素生物考古的學科規(guī)范，重點聚焦和澄清同位素生物考古研究的8個認知誤區(qū)，并建構來了科學詮釋同位素數(shù)據(jù)的分析模型。該文章對中國穩(wěn)定同位素生物考古學的學科建設具有重要的指導意義。
科學詮釋同位素數(shù)據(jù)的分析模型
古DNA
近年來，古DNA研究為學術界討論現(xiàn)代人起源與演化、新石器時代以來人群之間的基因交流提供了獨特視角，相關研究成果極大更新了我們對人類起源、文化互動與族群融合等相關問題的認識。
現(xiàn)代人起源方面，張明等以末次盛冰期的結束時間（19kaBP）為界，分兩個階段梳理了歐亞大陸東部地區(qū)45-10kaBP史前現(xiàn)代人古基因組研究成果。作者認為，末次盛冰期結束之前歐亞大陸存在若干個古人群，彼此間或發(fā)生過基因交流；末次盛冰期結束之后，歐亞大陸各地區(qū)的現(xiàn)代人進入快速發(fā)展期，不同地域現(xiàn)代人群體人口的增加、遷徙與基因交流奠定了現(xiàn)今人類的遺傳結構和分布格局。
45-10 kaBP歐亞大陸人群示意圖
青藏高原及其鄰近地區(qū)是最近幾年古DNA研究者關注的熱點區(qū)域。汪鴻儒等對青藏高原29處遺址人骨開展了基因組研究，旨在重建距今5100年青藏高原人群演化與互動的歷史過程。作者認為青藏高原古今人群遺傳成分總體上比較連續(xù)，其中高原適應基因EPAS1等特有遺傳成分大約在5100年前已經(jīng)形成。距今2800年左右以來攜帶EPAS1基因的人群急劇增加。通過對不同時空人群遺傳成分的分析，作者認為距今4700年左右高原東北部的共和盆地北方粟作農(nóng)業(yè)人群的遺傳成分迅速提升，距今3400年以前高原南部與西南部雅魯藏布江流域人群已經(jīng)呈現(xiàn)出高度的遺傳相似性；距今700年之后，來自東亞低海拔地區(qū)人群的大量流入又進一步影響了青藏高原人群的遺傳結構。張淦宇等介紹了距今4000年以來西藏37個遺址人群線粒體基因組研究結果。通過對多個單倍體類群開展系統(tǒng)發(fā)育分析，作者認為全新世早中期西藏與黃河中上游人群有共同的祖先。距今4000年以來，西藏人群的母系遺傳關系整體上呈現(xiàn)出長期的連續(xù)性，與東亞其他地區(qū)北方人群的母系遺傳聯(lián)系在不同時期有所差異。其中，距今約4000-3000年聯(lián)系較為密切，距今約3000-1100年呈下降趨勢，距今約1100年以后又有所加強。地理、氣候變化和歷史事件同時影響了西藏地區(qū)人群的遺傳結構。
陶樂等應用捕獲測序技術成功提取并對新石器時代四川寶墩文化高山古城與青銅時代云南劍川海門口遺址人骨樣本的古DNA進行了測序和分析。作者認為，兩遺址人群與新石器時代黃河流域粟黍農(nóng)業(yè)人群關系非常緊密，同時有少量和平文化狩獵采集人群的遺傳貢獻，稻作人群對橫斷山區(qū)藏彝走廊人群產(chǎn)生的基因影響并不明顯。郭建新等基于古基因組學討論了“南島-壯侗一體”考古學發(fā)現(xiàn)與南島語人群的遺傳連續(xù)性，認為北方粟黍農(nóng)業(yè)人群、南方稻作農(nóng)業(yè)人群以及亞洲東南海岸線漁獵采集人群共同塑造了南島-壯侗人群。
動物古DNA研究本年度取得的成果也刷新了我們對家畜馴化與傳播的認識，代表性的工作包括牛、馬與狗的古DNA研究。趙欣等對河南登封王城崗遺址龍山晚期至夏初的黃牛遺存進行線粒體DNA分析，發(fā)現(xiàn)了分屬于單倍型類群T3和T4的4個單倍型。通過比較，作者認為中原地區(qū)龍山時期普通牛的母系遺傳結構具有相似性。張乃凡等對黑龍江洪河遺址牛骨遺存開展了線粒體DNA研究，發(fā)現(xiàn)距今大約4000年前嫩江流域已經(jīng)出現(xiàn)了馴化黃牛，當?shù)攸S牛以中國古代常見的T3世系為最多。該團隊又對比了石峁、陶寺、二里頭、大山前等遺址黃牛的線粒體DNA，發(fā)現(xiàn)從新石器時代末期至秦漢時期黃牛母系單倍體型以T3為主、兼有少量T2和T4，呈現(xiàn)出高度的連續(xù)性。陳寧博等結合形態(tài)學與古DNA研究在西藏瓊結縣邦嘎遺址（3000BP-2200BP）鑒別出了普通黃牛、牦牛及它們雜交的后代犏牛。其中，古DNA研究發(fā)現(xiàn)邦嘎黃牛與距今4000年左右的石峁黃牛以及現(xiàn)代青藏高原黃牛的基因組具有極高的相似性，并推測青藏高原黃?？赡苁怯晌覈鞅钡貐^(qū)傳入。李暢等對家馬起源的古DNA研究進展進行了綜述，認為家馬的馴化過程非常復雜，單倍體類型指示家馬的母系來源廣泛、父系來源相對單一。就其馴化區(qū)域而言，歐亞大陸西部伏爾加河下游地區(qū)最有可能是家馬的起源地，中國家馬則由歐亞草原引入同時還受到本地馴化因素的影響。王興成等對家犬起源的古DNA研究進展進行了綜述，發(fā)現(xiàn)雖然目前學術界均同意家犬由灰狼馴化而來，但對馴化的地點存在爭議，有歐洲或東亞起源說，中亞、中東和西伯利亞北部起源說等。就馴化的時間來看，不同學者看法不同，從距今33000年至距今16000-11000年，不一而足。
此外，顧政權以西藏廓雄遺址為對象，嘗試從沉積物中提取古DNA，以期為理解古代動植物資源利用與人類行為提供借鑒。研究者在遺址堆積中檢測到了大麥、綿羊與粟的DNA以及多種與農(nóng)作物相伴的微生物。沉積物古DNA提取技術的成功對于揭示古人動植物利用、復原古植被具有重要意義。
殘留物分析
殘留物分析是近年來科技考古發(fā)展迅猛的研究領域。本年度，學術界圍繞陶器、石器、青銅器等器物內(nèi)及土壤中殘存的有機大分子與無機物等開展的提取分析與研究闡釋工作，使得我們對于古代社會的藝術審美、醫(yī)療衛(wèi)生、技術工藝生業(yè)經(jīng)濟等多個方面又有了新的認識。
吳朦等對山東濟南一座漢代平民墓出土梳妝用具內(nèi)盛的白色粉末和肉色膏狀物進行了綜合分析，發(fā)現(xiàn)了前者可能是作為美白用品的羥基碳酸鉛、后者可能是作為遮瑕膏的混油動物脂與植物提取物。作者結合相關資料推測，漢代化妝品已是成熟的商品類型，化妝品的使用已由貴族擴散到平民階層，化妝品工業(yè)或已形成了區(qū)域性的“原料-作坊-商品-消費者”完整鏈條。丁莉等介紹了山西垣曲北白鵝兩周墓地M4銅盒殘留物分析的結果，推測銅盒殘留物可能是藥品，主要成分為朱砂、重金石以及植物甾醇、脂肪酸、多酚類物質(zhì)等植物殘留物。任萌等對云南師宗大園子出土多件珠、鐲等飾品的材質(zhì)進行了分析，發(fā)現(xiàn)均為樺樹皮焦油制作而成。王楨等對蜂蠟類殘留物分析方法進行了梳理和綜述，對比了包括傅里葉變換紅外光譜法、X射線衍射法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術、熱裂解氣相色譜-質(zhì)譜連用技術、同位素質(zhì)譜技術、核磁共振技術、紫外-可見吸收光譜法等分析方法的適用性，認為色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術是目前鑒定蜂蠟類殘留物最高效的方法。
山東濟南漢墓M3出土的化妝品
呂楠寧等對北京上宅遺址（7500-6000BP）出土陶片進行了脂質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)了黍的生物標記物以及以C3植物為食的野生反芻動物的體脂。呂楠寧等對江蘇宜興下灣遺址崧澤文化時期至良渚早期陶器內(nèi)壁炭化殘留物進行了脂質(zhì)分析和蛋白質(zhì)組學分析，檢測出了大黃魚和鱖魚的肌肉蛋白以及野生羊亞科和某種奇蹄目等哺乳動物的膠原蛋白，并通過現(xiàn)代樣品驗證提出γ-生育酚和α-生育酚這兩種維生素E族化合物可作為水稻的生物標記物。劉曉迪等對廣西大巖和頂螄山遺址陶片吸附脂類殘留物分析發(fā)現(xiàn)了大量植物和動物脂類化合物及其熱加工和降解產(chǎn)物，是探討華南史前先民生計方式的有益嘗試。張予南等利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術結合同位素質(zhì)譜分析方法對海拔約4000米的西藏日喀則共塘遺址剖面采集陶片開展了脂質(zhì)殘留物分析，檢測到了奶制品、反芻動物與非反芻動物體脂。結合陶片光釋光測年，作者認為距今約3000年本地已經(jīng)出現(xiàn)了奶制品利用，為理解人類長期定居青藏高原高海拔地區(qū)提供重要的參考。孫諾楊等對寧夏姚河塬西周遺址出土陶器吸附的脂質(zhì)殘留物進行了分析檢測，發(fā)現(xiàn)了小米、反芻動物肉和乳制品的信號。作者根據(jù)定量統(tǒng)計結果推測姚河塬遺址乳制品消費占比較低，反芻動物飼養(yǎng)的主要目的應是肉食消費。
除了器物本身儲存或吸附的殘留物，一些特殊單位的填土也值得學術界關注。比如，溫睿等對國內(nèi)外土壤沉積物的研究進展進行梳理時便指出，土壤沉積物中蘊含著大量人類活動的殘留物信息，實際工作中可通過對蛋白、脂質(zhì)與其他生物標記物等有機殘留物的分析檢測重建古代飲食、祭祀等人類活動中的動物資源利用情況。
冶金考古
2023年冶金考古成果豐富，研究內(nèi)容涉及銅、鐵等金屬制品的礦料來源與金屬工藝分析、相關研究方法與數(shù)據(jù)分析技術的探索等。
銅冶金考古方面，圍繞著文明起源與早期發(fā)展進程中的青銅冶鑄技術、金屬物料流通等問題，學術界刊布了諸多新發(fā)現(xiàn)與新觀點。金屬物料流通是冶金考古討論的熱點問題。劉建宇分析了陜北地區(qū)商周時期與殷墟的銅器與冶鑄遺物，總結了兩地區(qū)各階段不同風格的器物的合金材質(zhì)、鑄造與加工工藝、微量元素特點等，并通過考察鉛同位素比值的重疊情況，論述了陜北與殷墟青銅器的金屬資源往來情況，以及陜北與周邊不同文化之間的關系。劉思然等對湖北盤龍城小嘴遺址的浮渣、銅塊、銅爵殘片進行微量元素與鉛同位素檢測后，同時發(fā)現(xiàn)了高放射性成因鉛與普通鉛。作者結合以往研究推斷部分青銅器的物料產(chǎn)地指向太行山東麓北段以及太行山與大興安嶺交界地區(qū)的成礦帶。孫振飛等分析了河南鄭州商城遺址二里崗上層階段坩堝與銅渣，根據(jù)A類坩堝上掛渣的普通鉛特征推測其所用部分銅礦礦源與瑞昌地區(qū)有關。銅器高放射性成因鉛是商代青銅器的特點之一，但迄今關于高放射性成因鉛的具體礦料來源說法多樣。王慶鑄等人在山東萊蕪贏城遺址發(fā)現(xiàn)了商代中期的高放射性成因鉛爐渣，其比值與遺址附近的呂祖洞、埠口礦山銅礦石相重合。這是首次在商代冶煉渣內(nèi)發(fā)現(xiàn)高放鉛，為討論大辛莊等遺址商代鑄銅作坊的銅料資源供應地提供了線索。
小嘴樣品與鄭州、盤龍城、垣曲商城、二里頭銅器及礦石鉛同位素數(shù)據(jù)對比圖
三星堆祭祀坑內(nèi)出土的青銅器飽受學界與公眾的關注。黎海超等人對三星堆一、二號祭祀坑出土的15件青銅器進行了分析，發(fā)現(xiàn)三星堆祭祀坑中本地式和外來式銅器使用了相同類型的原料，其來源與殷墟、漢中、新干等銅器群所用原料關系密切，認為部分祭祀坑銅器的原料是外來的。肖紅艷等人則通過宏觀觀察，對三星堆出土銅神器和銅容器的成型、連接、開孔方式的特點進行總結，認為三星堆祭祀坑青銅器群是包括中原系、南方系在內(nèi)多組工匠組織分工協(xié)作的產(chǎn)物，隨后本地工匠基于實際需要又進行了鑄后切割、穿孔。
兩周時期，青銅鑄造技術高度發(fā)達，金屬物料流通網(wǎng)絡日趨復雜。胡毅捷等人分析了湖北隨州義地崗棗樹林墓地春秋中期M190出土的青銅器與錫器，根據(jù)部分器物的鉛同位素比值推斷其礦源分別與鄂東南-贛西北地區(qū)與湖南地區(qū)有關。郁永彬等人對湖北隨州葉家山墓地西周早期高等級貴族墓中青銅容器的分析表明，這批器物使用的部分銅料、鉛料與曾國銅器和殷墟四期銅器相同，暗示商代晚期的部分物料網(wǎng)絡西周早期還在使用。洛陽北窯西周墓地青銅器的研究中，郁永彬等發(fā)現(xiàn)器物多為鉛錫青銅與錫青銅，且均屬于普通鉛范疇。研究者認為西周早期北窯墓地的周人貴族能控制與使用穩(wěn)定的錫料礦源，且開始大規(guī)模開采商晚期殷人開發(fā)利用的銅礦資源。談金卓等綜合鉛同位素與微量元素分析結果討論了山西聞喜邱家莊墓地戰(zhàn)國早期三晉大墓M5001青銅器的礦料來源，認為青銅器的鉛礦料很可能來自豫西地區(qū)，銅料產(chǎn)地可能也從南方楚地轉(zhuǎn)移到了豫西地區(qū)。王曉婷等結合考古類型學對四川成都雙元村青銅器進行了元素分析與鉛同位素比值測試，討論了其制造工藝與物料流通網(wǎng)絡。作者認為，戰(zhàn)國中期以前蜀文化以吸納楚式青銅禮器、共享楚國金屬資源的方式與楚地交流；戰(zhàn)國中期以來，交流模式逐漸轉(zhuǎn)向于蜀楚之間對于金屬資源、鑄銅技術和器用制度的深層次相互作用；楚文化對蜀文化的影響走向衰落，并隨著秦統(tǒng)一進程的推進逐漸消失。此外，還有研究人員基于數(shù)據(jù)特征，論證了豫西、南嶺地區(qū)、長江下游地區(qū)古代多金屬礦料資源開發(fā)與利用。如湖南邵陽東周青銅器、安徽阜陽儲臺墓地青銅器、湖南郴州窖藏開元通寶假幣、陜西劉家洼西區(qū)墓地出土銅翣材質(zhì)與成分的分析、陜西韓城梁帶村芮國墓地部分青銅器材質(zhì)與成分的分析等。
張吉等曾對鉛同位素比值進行了分組，以考察兩周各時段青銅器的物料類型及其歷時性變化。胡毅捷等對陜西澄城劉家洼遺址東Ⅰ區(qū)墓地青銅器開展的研究顯示其鉛同位素數(shù)據(jù)特征支持張吉總結的西周末至春秋中期的演變模式，即由使用中原地區(qū)的A類礦料到兼用A類礦料與漢淮地區(qū)B類礦料分組，作者在此基礎上還對各組礦料的鉛同位素進行了細化。此外，該研究揭示出錫含量與墓葬等級正向關系。
重熔現(xiàn)象一直是困擾古代礦料來源研究的關鍵問題之一，盤龍城小嘴遺址與鄭州商城遺址的研究例證了二里崗文化時期已出現(xiàn)青銅重熔現(xiàn)象。兩周時期，金屬貿(mào)易網(wǎng)絡日益復雜，青銅混熔問題成為金屬物料溯源研究必須要解決的難點。孫振飛等人通過結合流形學習方法，將我國316處銅、錫、鉛金屬礦床降維至五種潛在礦料來源類型，用以作為研究周代青銅器混熔問題的先驗性端元，后結合貝葉斯模型處理以往分析的周代銅器的鉛同位素數(shù)據(jù)，構建了周代復雜金屬重熔體系，給出了公元前11世紀-前3世紀青銅金屬礦料利用的歷史變化。結果顯示，5類潛在礦源類別具有多源性特征，并非指向某一特定礦床。研究者綜合考古研究新進展，對5類礦源的具體指向給出了見解：西周早期可能承自商代主要使用A類礦源，該類礦源指向華北陸塊北部、山東半島、河北北部；隨后，長江流域與秦嶺山脈（B、C類）成為周人的主要金屬來源地；春秋中期見證了B類向C類礦源的重大轉(zhuǎn)變，表明金屬流通系統(tǒng)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變；華南金屬資源（E類）的開發(fā)貫穿了整個周期，可能與南嶺地區(qū)的多金屬礦床有關。
成分分析是研究中國古代青銅器最基本的方法。迄今，我國學者已應用了多種檢測手段來獲取了大量有關古代青銅器的成分數(shù)據(jù)。林俊伶等人強調(diào)了青銅器成分分析數(shù)據(jù)評估的重要性，并利用10種青銅標樣，對中國16家實驗室的成分分析數(shù)據(jù)進行評估研究，發(fā)現(xiàn)Cu、Sn、Fe、Ni含量測定的精確性與重復性較好，但Pb、Sb、Bi、Ag、Zn、Co、As、Mn、Al、Cd元素的評估結果不理想。作者認為，有必要通過標準物質(zhì)的檢測結果來明確分析儀器的誤差范圍，以便在開展對比研究前進行數(shù)據(jù)再校正。這些嘗試為建立青銅制品成分分析的測試標準提供了重要參照。
除銅礦與鉛礦的物料來源問題，錫礦冶煉活動也有一些新進展。比如，李辰元等對內(nèi)蒙古克什克騰旗哈巴其拉遺址夏家店下層文化至喜鵲溝類型時期爐渣、礦石等進行科學分析，發(fā)現(xiàn)一部分遺物與利用多金屬銅礦石冶煉砷青銅有關，一部分遺物則與冶錫活動有關，而多金屬礦中的伴生錫石可能是遺址錫料的補充礦源。
陶范是中國金屬鑄造生產(chǎn)的重要成型工具，也是冶金考古的重要研究對象。本年度，多位學者對寧夏姚河塬遺址、河南安陽殷墟、山西侯馬遺址、山東鄒城邾國遺址、河南滎陽官莊遺址所用陶范進行了分析。研究問題大體分為兩類——陶范的燒成溫度與測定方法、脫模劑即涂層材料的種類和使用情況研究。紅外光譜被應用于山西侯馬、河南安陽和寧夏姚河塬3處遺址出土的陶范溫度的對比研究，發(fā)現(xiàn)侯馬模具一般在800°C以上燒制，安陽模具的燒制范圍分為500°C以下、500-800°C，以及800°C以上三種，姚河源模具的燒制溫度低于500°C，這表明公元前14-前5世紀不同區(qū)域的模具生產(chǎn)存在區(qū)域性差異。官莊遺址的研究發(fā)現(xiàn)陶范制作過程中會加入少量草木灰、鈣結核粉末作為羼合料以增加耐高溫性能。另一個研究問題是脫模劑的使用。東周時期，山東鄒城和山西侯馬兩處遺址均使用了骨灰、方解石等作為脫模劑，使鑄件更容易從模具脫落且保持表面完整。對山西侯馬遺址陶范的研究還發(fā)現(xiàn)蟲蠟和動物脂肪可能被涂在了模芯用以脫模。另外，孫振飛等使用顯微CT技術對臺家寺遺址中商時期的陶范進行了無損分析，成功區(qū)分了三類陶范和四種范料。這一研究揭示出了中商時期以臺家寺遺址為代表的鑄銅工業(yè)在細致復雜的陶范材料選擇模式方面的關鍵技術創(chuàng)新。
2023年關于青銅器材質(zhì)與工藝考察的文章較多。李曼等人分析了鄭州商城書院街2號墓出土金屬器的制作工藝，認為青銅器均采用塊范法鑄造，銅芯撐技術的使用比較普遍、規(guī)范，實用器可見補鑄及錫焊修補痕跡，合金成分可分錫青銅和鉛錫青銅兩種，配比較為穩(wěn)定且錫含量較高。作者認為書院街金覆面使用了模壓、錘揲等多種工藝加工而成。張穎等人對偃師商城出土的銅器與冶鑄遺物進行了金相顯微觀察與掃描電鏡能譜分析，發(fā)現(xiàn)容器皆為鑄造成型，工具與兵器鑄造與鍛造皆有，一些器物還出現(xiàn)了鑄后熱鍛、冷加工等工藝技術。作者還根據(jù)冶鑄遺物推測偃師商城遺址存在鑄銅行為，小件銅器在本地制作的可能性較大。林永昌等人分析了湖南郴州地區(qū)70多件漢代銅器，發(fā)現(xiàn)這些器物錫含量較低且鉛含量波動較大，還較多出現(xiàn)砷、鐵、硫和銻雜質(zhì)元素，據(jù)此認為漢代銅器在原料來源、精煉加工方式上出現(xiàn)了較大轉(zhuǎn)變。此外，還有關于山西浮山南霍春秋晚期墓、甘肅禮縣博物館、山東青島城陽財貝溝東周墓、甘肅漳縣墩坪墓地、廣東省物資局西漢墓、云南昆明石寨山出土的青銅器，徐陽墓地出土青銅器焊料、四川綿竹市博物館藏紅銅鑄鑲青銅器、廣西館藏古代含砷麻江型銅鼓、廣西民族博物館館藏銅鼓、川陜省蘇維埃銅元鑄造工藝與材質(zhì)的研究工作。
鄭州商城書院街出土的金覆面
相較于銅冶金考古，2023年鐵冶金考古成果十分有限，比較有代表性的是圍繞判斷炒鋼與塊煉鐵開展的研究。張昕瑞等對新疆托里縣那仁蘇墓地兩件鐵刀進行了科技分析，根據(jù)檢測到的鐵紋石、鎳紋石、合紋石以及副礦物隕磷鐵鎳石判定兩件鐵刀均為隕鐵制品。考慮到兩個墓葬的形制、隨葬器物與阿凡納謝沃文化遺存相近，碳十四測年校正可至公元前3000年前后，作者認為這兩件鐵刀為我國目前發(fā)現(xiàn)最早的隕鐵制品。張周瑜則以模擬實驗為主，結合古文獻、考古資料、鐵質(zhì)文物分析等，針對地爐炒鋼工藝進行研究，對炒鋼過程的脫碳行為、夾雜物類別及其形成過程、成渣過程進行闡述，總結了炒鋼制品的夾雜物類型及其特征，并給出不同鋼鐵技術的理論判定依據(jù)。盧欣彤等人系統(tǒng)梳理了非金屬夾雜物分析在國內(nèi)外鐵冶金考古中的應用，針對鐵質(zhì)文物夾雜物的表征方法進行歸納，并進一步總結了非金屬夾雜物在鐵質(zhì)文物工藝判定及其產(chǎn)地溯源問題上的應用情況。此外，河南鄭韓故城倉城鑄鐵遺址出土陶范的研究，則確定了范面上紅色層的顯色成分為赤鐵礦，黑色層的顯色成分為炭黑，且黑色層疊壓于紅色層之上，兩種表面層的使用是為了便于脫模。
2023年，多個礦冶遺址田野工作與實驗室檢測成果陸續(xù)刊布。比如，山東鄒城市邾國故城遺冶鑄區(qū)2019年度發(fā)掘資料的發(fā)表、湖北黃石市陽新縣金盆垴遺址調(diào)查資料與爐渣測試結果的公布，安徽南陵縣大工山南麓七星河流域10處先秦時期的礦冶遺址調(diào)查概況的總結等。類似的工作還有廣東羅定船步鐵爐村古代冶金遺址、黑龍江阿城易小嶺地區(qū)西川冶鐵遺址等。
陶瓷考古
2023年，我國古代陶瓷制品的科技考古研究繼續(xù)快速推進，眾多學者在海內(nèi)外出版物發(fā)表了相關研究。研究時段從史前到清代均有涉獵，分析方法既有成熟技術的應用也有新技術的探討，樣品種類囊括了陶和瓷的許多產(chǎn)品。研究對象既有考古出土的陶瓷制品，也有實驗室模擬制備的樣品。技術手段既有成熟的成分分析、顯微結構表征等方法，也有對新方法新技術的探索。探討的問題非常多樣，從產(chǎn)地工藝、技術起源，到社會復雜化等均有涉及。
按照研究時段，本年度陶瓷科技考古的研究可劃分為史前至前秦和歷史時期兩個部分。史前至先秦時期遺址出土陶器的科技考古研究包含了以下地區(qū)與遺址，分別是湖北宜昌中堡島遺址、葉家山遺址、楊家灣遺址、關廟山遺址、陜西神木石峁遺址、藍田新街、遼寧阜新地區(qū)兩個遺址（賈家溝西和塔尺營子）、山東丹徒遺址、邾國遺址、河南偃師商城遺址、安陽殷墟遺址、山西侯馬遺址、寧夏姚河源遺址、福建葫蘆山遺址與貓耳山遺址、曇石山遺址等。分析技術以無損或微損技術為主，進行主量、微量成分分析，顯微結構與物相分析、燒成溫度測試等為主。這些研究發(fā)現(xiàn)，史前至先秦時期，陶器的選材制作方面有兩個特點。第一，本地材料制作。例如陸青玉等對山東丹徒遺址大汶口晚期（公元前4100-2600年）至龍山晚期（公元前2600-1900年）陶器的研究表明，大多數(shù)陶器都是就地取材來進行生產(chǎn)，且在不同階段，即使陶器形制發(fā)生了重大變化，其胎體的原料配方依然存在連續(xù)性。第二，外部輸入。例如，賀黎民等對陜西石峁遺址陶鷹的成分開展對比分析后發(fā)現(xiàn)，陶鷹所用原料與本地所收集土壤樣本呈現(xiàn)出了顯著差異，這說明其原料可能來自石峁附近的其他生產(chǎn)單位，制作完成后輸入至此。
陜北石峁遺址出土陶鷹
陶器的生產(chǎn)組織方式呈現(xiàn)出“一對多”“多對一”的特點。“一對多”指的是一個地區(qū)或一個文化區(qū)域內(nèi)，有多個作坊生產(chǎn)同類產(chǎn)品。例如郁永彬等對湖北宜昌地區(qū)的大溪文化彩陶研究發(fā)現(xiàn)，中堡島遺址、楊家灣遺址、關廟山遺址均有生產(chǎn)，由多個作坊制作；王文婧等對福建的葫蘆山和貓耳山窯址的研究發(fā)現(xiàn)，兩地雖然相距150公里，但共享了陶器的制作技術使得產(chǎn)品體現(xiàn)出同質(zhì)性?！岸鄬σ弧敝傅氖嵌鄠€作坊同時服務于同一遺址，最顯著的例子就是石峁遺址陶器的研究。在本地作坊生產(chǎn)實用器的同時，石峁附近的多個作坊可能生產(chǎn)了陶鷹等特殊產(chǎn)品，共同服務同一聚落。除了陶器的生產(chǎn)相關的研究，陶器的使用也為我們揭示了古代社會的很多信息。例如，石峁陶鷹的使用可能和某種宗教儀式或者社會政治活動有關。
此外，也有多位學者從不同角度對陶器的技術細節(jié)、不同時期技術變動的原因等問題進行了探究。比如，高雅云將陶片印痕法應用于福建曇石山遺址陶土孱和料的研究，認為水稻稃殼的殘損狀態(tài)表明當時的人類對脫殼后的副產(chǎn)品進行加工再利用以充當陶土孱和料的情形。Goren等對遼寧阜新兩個不同時期遺址出土陶器的對比研究揭示了狩獵-采集的半定居社會和后來定居的粟作農(nóng)業(yè)社會不同的陶器生產(chǎn)技術和使用的器物組合，這種“不同”產(chǎn)生的原因可能就是食物獲取與加工方式的改變。
不同于以上史前至先秦側(cè)重陶器研究，隨著瓷器的大量生產(chǎn)，對于歷史時期陶瓷制品的研究涉獵的樣品種類更為豐富。2023年發(fā)表的關于歷史時期陶瓷制品的研究，時段從漢代至清代，樣品包括彩繪陶、釉陶等陶器以及白瓷、青瓷、彩瓷等。白瓷起源，包括青瓷向白瓷的轉(zhuǎn)變一直是瓷器研究的一個熱點問題。本年度，多位學者從兩個時段的兩個地區(qū)的產(chǎn)品進行了分析與研究。一是北朝至隋代初年的河北邢窯，二是隋唐時期的洛陽。這些研究共同揭示了白瓷的起源歷程。北朝時期，中國北方的窯工在青瓷的基礎之上，通過有意識地降低呈色劑含量來提高白度，創(chuàng)造性生產(chǎn)出了早期白瓷，但是這類器物的生產(chǎn)非常短暫。隋朝初年，高鋁低鐵低鈦的黏土被特意選用來制作胎體，提升胎色白度。尤其是長石和石英的引入使得白瓷更為精致。隋唐時期，白瓷在北方大量生產(chǎn)，雖然地區(qū)之間產(chǎn)品質(zhì)量有所差異，例如洛陽地區(qū)的白瓷不如邢窯白瓷精致，但產(chǎn)量的增加滿足了各階層的消費者的需求。除了起源問題，白瓷在各地各時期的生產(chǎn)和使用也有研究發(fā)表，例如廣西北部灣英羅窯唐代白瓷、四川廣元窯唐宋時期白瓷、遼寧遼陽冮官屯窯址遼金時期白瓷、山西河津固鎮(zhèn)瓷窯金代白瓷等。
青瓷的研究主要分為兩個方向，一是對之前學界發(fā)表較少的窯口產(chǎn)品的工藝研究，例如廣東曾邊窯、雷州窯、廣西雅子沖窯、河南汝窯、陜西耀州窯等，時段集中在唐宋時期。二是基于實驗室考古，對特殊青釉進行模擬制備研究，以探究其配方、燒成技術和呈色機理，模擬對象為青釉乳濁釉、龍泉窯粉青、梅子青釉、越窯秘色瓷等。同樣，模擬制備也被應用于彩瓷的研究，例如CaO/MgO對黃兔毫釉毫紋的影響研究、高溫褐彩瓷的施彩工藝研究等。彩瓷方面，對于考古出土遺物的研究也有所進展。唐代長沙窯銅紅釉和紅綠彩瓷樣品的呈色元素分布與機制、元代河南鶴壁前嘴及崔村溝窯鈞瓷的呈色機制、明清時期景德鎮(zhèn)瑤里和海南澄邁、儋州青花瓷的材料與工藝，也見諸多篇論文。
陶器方面，科技分析主要涉及了三個方面：一是彩繪陶的制作方法研究。彩繪陶誕生于新石器中晚期，從史前至歷史時期均有大量生產(chǎn)和使用，其中最著名的例子即秦始皇兵馬俑。先秦之后，彩繪陶俑依然作為隨葬品出現(xiàn)。本年度的科技考古研究對這類陶器也有所涉獵，例如唐代蘇同家族墓出土的彩繪陶俑的工藝分析。二是釉陶的原料、工藝等問題的探究，其中關于新疆額敏也迷里故城遺址出土彩釉磚的來源研究較為新穎，溫睿等人通過裝飾技法與制作工藝的比較研究，并結合成分分析，確定其為伊爾汗國生產(chǎn)的拉杰瓦迪納（Jajvardina）釉磚，這種釉磚生產(chǎn)于13世紀末-14世紀，由此推斷也迷里故城遺址的年代為宋元時期，且也迷里故城遺址應該就是窩闊臺汗國的都城也迷里。這也是首次在中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)拉杰瓦迪納釉磚，為以后新疆地區(qū)的考古發(fā)現(xiàn)提供了更廣闊的借鑒。三是磚及磚瓦窯的建造研究，在該研究中，一種新方法——流體軟件FLUEN，被引入用以窯爐結構和功能研究。FLUENT可用來模擬磚瓦窯內(nèi)流場和溫度場，從流體力學和熱力學的角度分析漢代磚瓦窯內(nèi)煙氣的流動情況，發(fā)現(xiàn)漢代磚瓦窯燒成溫度為1000℃，且多煙道窯較單煙道窯更具保溫的優(yōu)勢。希望未來這項研究可推廣至更多大尺寸復雜結構的窯爐，在陶瓷的燒造技術研究上提供更多新的發(fā)現(xiàn)。
玉石器與玻璃器研究
玉石器方面，本年度關于石器手工業(yè)、玉器與綠松石的制作與使用研究等問題又取得了新進展。翟少冬對晉南至嵩山地區(qū)廟底溝二期文化至二里頭文化時期多個遺址的石器進行了綜合分析，發(fā)現(xiàn)石器組合特征的變化與遺址性質(zhì)關系密切。中小型聚落農(nóng)作工具數(shù)量最多，大型遺址中除了農(nóng)具外，還常見土作工具。翟少冬結合陶寺、二里頭、殷墟等遺址早期城市化的發(fā)展進程，討論了磨制石器生產(chǎn)的地位及其變遷，認為隨著城市化程度的加深，磨制石器生產(chǎn)逐漸被精英階層所忽視，威望產(chǎn)品的生產(chǎn)則多聚集于都邑核心區(qū)。作者提出磨制石器生產(chǎn)在城市布局中地位的變化說明中國早期城市發(fā)展中的經(jīng)營戰(zhàn)略。鮑怡等對河南三門峽上村嶺虢國國君虢仲墓M2009出土的395件（組）玉器進行了綜合研究，認為部分玉料可能來自新疆與遼寧。作者還對比了社會地位與玉器組合的關系，認為組玉佩的玉璜數(shù)量與墓主人身份地位有關，玉覆面與帶紋飾的玉璋則僅見于國君墓。陳典等使用多光譜成像技術對殷墟晚商M54號墓出土1件玉柄形器和2件玉鏃形器的亞微米結構進行了無損分析，通過與現(xiàn)代樣品的比較對其來源進行了判讀，認為可能與遼寧岫巖玉有關，該方法為探討玉器產(chǎn)地提供了新的視角。先怡衡等對新疆史前考古遺址出土綠松石器進行了系統(tǒng)梳理，認為綠松石制品最早則可追溯于公元前二千紀前期新疆東部天山北路文化，整體上大致沿天山分布，呈現(xiàn)出自東向西時代逐漸變晚的規(guī)律。作者認為新疆地區(qū)綠松石制品的出現(xiàn)可能與甘青等東部地區(qū)考古學文化影響有關。綠松石的產(chǎn)源與礦料流布則較為復雜，部分綠松石應來自新疆天湖東和黑山嶺兩處商周至春秋時期綠松石采礦遺址。
玻璃質(zhì)材料是不同于陶瓷的另外一種硅酸鹽制品。與陶瓷相比，玻璃質(zhì)制品古代較為珍貴，考古遺址出土數(shù)量較少。盡管如此，由于玻璃質(zhì)材料本身就是早期東西方文明互鑒、技術交流的產(chǎn)物，因此被學術界廣為關注。下文舉3例具有代表性的工作予以介紹。
王宜飛等利用便攜式能量色散型X射線熒光光譜儀和三維數(shù)字顯微系統(tǒng)，對湖南出土的11顆戰(zhàn)國時期蜻蜓眼進行科學分析，根據(jù)化學成分、顯微形貌等信息認為這些蜻蜓眼制品既有埃及或東地中海地區(qū)起源的泡堿型鈉鈣玻璃、植物灰鈉鈣玻璃，又有中國本土起源的鉛鋇玻璃。劉念等對新疆出土的古代玻璃制品進行了系統(tǒng)梳理，認為新疆是我國目前考古發(fā)現(xiàn)玻璃質(zhì)遺存年代最早的地區(qū)。公元前1800-前1500年的青銅時代中期，新疆先民開始使用費昂斯制品，公元前1000年開始出現(xiàn)玻璃。戰(zhàn)國之后，新疆地區(qū)玻璃制品的種類與來源越來越復雜，產(chǎn)品幾乎包含了鈉鈣玻璃、鉀玻璃、鉛鋇玻璃以及混合堿玻璃四大類玻璃。新疆地區(qū)玻璃質(zhì)遺物的來源可能與中國內(nèi)陸、西亞、中亞、南亞、東南亞以及歐洲等多個地域有關，不同區(qū)域玻璃制品的流入與技術交流造就了新疆地區(qū)古代玻璃產(chǎn)品的多樣性。田興玲等對南海Ⅰ號150多件玻璃制品進行了研究。結合形制、顏色、孔洞大小、孔洞與截面的形態(tài)，作者將它們主要區(qū)分為珠狀、環(huán)狀等玻璃制品，顏色主要分為黑色、白色、黃色、藍色和綠色等。作者認為，這批玻璃器的制作工藝以模壓法和纏繞法為主，成分上多屬于鉛硅酸鹽玻璃。這些發(fā)現(xiàn)為研究海洋絲綢之路上的商貿(mào)活動提供了重要參考。
新疆出土的漢晉時期部分特殊器型玻璃制品與域外相似玻璃制品對比（1.山普拉墓地出土絞胎玻璃珠；2.古印度Bara遺址出土絞胎玻璃珠殘片；3.營盤墓地M45出土人面紋玻璃珠；4.泰國空統(tǒng)遺址出土人面紋玻璃珠；5.扎滾魯克墓地M49出土磨面紋玻璃杯；6.營盤墓地M9出土磨面紋玻璃杯；7.黑海北岸切爾尼霍夫文化磨面紋玻璃杯)
其他
顏料科技分析
古代的顏料使用非常普遍。2023年度，學術界圍繞各類建筑、壁畫等開展了顏料和制作工藝分析，重現(xiàn)了五彩斑斕的古代社會。代表性研究案例包括甘肅敦煌莫高窟北魏壁畫、天水麥積山131號窟壁畫、永靖炳靈寺171窟大佛發(fā)髻彩繪顏料與制作工藝的研究，以及陜西西安雁塔區(qū)新發(fā)現(xiàn)元墓中壁畫、西安南郊唐墓壁畫、靖邊唐楊會墓石棺、甘肅天?？h慕容智墓葬壁畫、內(nèi)蒙古多倫縣清代山西會館壁畫顏料與制作工藝的研究。綜合以上的研究結果可知，壁畫、彩塑的白色底色層所用顏料有方解石、石膏、滑石、蛇紋石等，紅色顏料多使用鉛丹、朱砂、鐵紅，鉛白與炭黑通常被用作白色與黑色顏料使用，綠色顏料為石綠，藍色顏料為石青和靛藍。多位學者在黑色顏料中檢測到了氧化銅，學者推測它可能是藍銅礦等含銅礦物的次生礦。為了增強附著力，有些顏料使用過程中還加入了動物膠等生物制品進行調(diào)和。
顏料不僅體現(xiàn)了古人的藝術追求，一些顏料的使用也蘊含著技術、物品與文化的交流與傳播。例如，張文元等綜合敦煌莫高窟第257、259窟的時代與壁畫彩塑的顏料組合推測，第259窟的顏料使用承自北涼、多為就地取材，而時代略晚的第257窟所用原料大大豐富。其中，第257窟中青金石、朱砂兩種顏料的出現(xiàn)可能是受到了巴米揚與克孜爾石窟的影響，這一工藝隨后在莫高窟等絲綢之路沿線石窟中得以傳承。
鹽業(yè)考古
王青對有關古代煮鹽活動的考古遺存與文獻資料進行了系統(tǒng)梳理，探討了東南沿海古代竹盤煮鹽的問題。竹盤是以竹篾編制成盤狀，盤外涂以蜃泥、草拌泥等作為保護層，盤中加鹵水，煮燒之后獲取粗鹽。王青認為，竹盤煮鹽至少可追溯至東晉時期，主要流行于錢塘江迤南的沿海地區(qū)，直至清代曬鹽興起時仍有存續(xù)。王青結合元代文獻《熬波圖》，從操作鏈的角度把古代的制鹽工藝總結為四大環(huán)節(jié)，即團城建設、攤場建設、淋鹵環(huán)節(jié)、煮鹽環(huán)節(jié)。隨后，作者輯證了南河崖、雙王城、大左莊、軍糧、九母丘、尹家窩鋪等商周至元明時期遺址與鹽業(yè)生產(chǎn)有關的考古遺存，并梳理了鹽業(yè)生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)由粗陋簡略至精密系統(tǒng)的發(fā)展過程。
《熬波圖》制鹽工藝流程圖（1.起蓋灶舍圖?2.開辟攤場圖?3.淋灰取鹵圖?4.上鹵煎鹽圖）
紡織品
王丹對距今2600-2400年新疆吉爾贊喀勒墓地出土的毛織物殘片進行了研究，發(fā)現(xiàn)這些織物中除了有常見的羊毛織物外，還發(fā)現(xiàn)了駱駝毛織物和羊毛與駱駝毛混織或混紡的織物。目前所知，新疆吐魯番、蒙古等地也曾發(fā)現(xiàn)過使用戰(zhàn)國至東漢時期駱駝纖維的毛布和毛氈，但吉爾贊喀諾墓地無論是出土數(shù)量如此之多、年代如此之早，實屬罕見。宋會宇等對新疆尼雅一號墓地出土的短靿氈靴的材質(zhì)及染色顏料進行了分析檢測。紅外光譜與顯微形貌分析顯示，靴面紅色織物及內(nèi)襯毛氈為動物毛纖維外，其余靿口織物、繡線、縫線等纖維與蠶絲蛋白的特征一致。研究者采用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析對紅、黃、藍、綠四種顏色的顏料進行了分析，認為紅色織物可能與茜草染色有關，黃色可能使用了黃檗與含有木犀草素的藎草染色，靛藍則是藍色織物的主要染色劑，綠色可能是黃檗和靛藍套染所得。
光譜技術
針對文物表面文字褪色、模糊不清的問題，王詩涵等利用高光譜圖像的空間信息與光譜技術，嘗試對山西云岡石窟第38窟雕像表面文字進行了分析，得到了字跡增強圖像。此項工作為從文物表面提取文字信息提供了有效的技術手段。
高光譜成像技術是無損的成像技術，光譜范圍廣、分辨率高，具有圖譜合一的特點，非常適用對于較為脆弱的文物表面開展圖像分析。近年來，該技術開始中國古代書畫研究方面發(fā)揮作用。丁莉等撰寫綜述介紹了高光譜成像的原理、特點，梳理了高光譜技術在書畫、檔案及相關彩繪文物的增強顯示、物質(zhì)識別、虛擬修復方面應用情況。
此外，王昌燧先生作為國內(nèi)第一代科技考古界的學者，數(shù)十年來瞄準學術前沿，以篳路藍縷、孜孜以求之創(chuàng)業(yè)精神，堅韌不拔、鍥而不舍之意志品格，在陶瓷、冶金、玉器、建材、生物、農(nóng)業(yè)、殘留物和鹽業(yè)等領域不斷“開疆拓土”、培養(yǎng)新人?！犊萍伎脊怕佑啊穮R編了王昌燧先生治學以來的隨筆、綜述、著作序言、紀念文章等，對于科技考古專業(yè)的年輕教員和研究生，一定會有著切實的啟示和借鑒。
《科技考古掠影》書封
回顧過去，科技考古的形成與快速發(fā)展是自然科學技術與考古學交叉融合的產(chǎn)物，是百年來中國考古學學科體系建設的關鍵成果與重要內(nèi)容。從學術體系與話語體系建設的角度來看，科技考古已經(jīng)擺脫了作為考古報告“科學主義”花瓶的角色，不斷助力中國考古學展示中國經(jīng)驗、彰顯中國智慧，豐富對人類社會發(fā)展過程及其規(guī)律的認識，總結提出的中國方案為世界文明研究作出了原創(chuàng)性貢獻。展望未來，隨著學科交融的日益深入、相關自然科學技術的應用推廣與科技考古專業(yè)規(guī)范的逐漸加強，科技考古必然會不斷拓展考古學研究領域、增強考古學研究信度，進而繼續(xù)推動中國特色、中國風格、中國氣派的考古學“三大體系”建設，為人類文明新形態(tài)的實踐提供理論支撐。
（科技考古文獻龐雜，作者團隊翻閱了中外期刊論文、著作等600余篇/冊。但因時間倉促、學識有限，仍不免舉一廢百。即便是輯入的論著，料定亦無法短時間內(nèi)理解諸位學者之深意，相關概括亦有坐井觀天之嫌。筆者不揣谫陋，試圖對2023年科技考古之進展加以概括，不當之處，請讀者批評。）
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