稻作农业的起源与小鲁里稻谷

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发表于 2004-10-13 14:07:00 |显示全部楼层

作者：严文明　(中国经济史论坛于2003-12-15 3:34:56发布)　　

1997-1998年之交和2001年秋，韩国忠北大学博物馆的李隆助教授等先后两次对忠北小鲁里旧石器时代晚期遗址进行发掘，在遗址旁的泥炭层中发现了不少古稻谷，测定年代在12500-14800bp之间。李隆助先生十分重视，先后在菲律宾马尼拉举行的第四届国际水稻遗传学研讨会（2000年10月22-27日）和中国河南省文物考古研究所成立50周年学术讨论会（2002年7月28-31日）上作过报告，同时亲自与许多相关学科的学者进行了广泛的讨论。李先生也曾亲自将部分稻谷送到敝舍，使我有机会了解稻谷的一些情况。这次又专门召开国际研讨会来进行研究，让大家充分发表意见。对于东道主的盛情和周到安排，谨此表示衷心的感谢！小鲁里位于韩国忠清北道清原郡玉山面的梧仓科学产业团的开发区，北依木岭山，南临锦江的主要支流湖川，地势低平，土壤肥沃，是忠清北道的主要粮仓。在古代想必也是重要的水稻产地。但年代是否能有那么早？究竟应该如何认识小鲁里的发现？我个人没有深入的研究，只能结合稻属植物和稻作农业起源研究的基本情况，来对小鲁里的发现谈一点粗浅的看法，错误的地方请大家批评指正。 一、稻属植物的基本情况 稻属植物的分类世界上稻属植物的起源大约有几千万年，种类也相当繁杂，其分布遍及于亚洲、非洲、大洋州和中南美洲。有人曾经建议提升为亚科，但一般还是放在禾本科中的一个属。1931年R.J.罗斯契维兹首先将稻属植物分为四个区组19个种，后来许多学者对其分类和命名提出了不少改进的意见，现在公认的是菲律宾国际水稻研究所的张德慈1976年提出的方案。这个方案将稻属植物分为20个种，其中只有两种是栽培稻，即亚洲稻和非洲稻。非洲稻的分布仅限于西非一个很小的地方，可能是由当地的长雄蕊野稻培育而成。世界上的稻米主要是亚洲稻，它虽然起源于亚洲，却已分布于全世界，除亚洲的东部和南部（约占产量的90%）以外，欧洲、非洲、美洲和大洋州也都有少量的分布。因此我们研究稻作农业的起源，主要是研究亚洲栽培稻的起源。关于20种稻属植物的基本情况列表如下： 区组Section |种系Series |稻种Species |遗传组Genome |原产地Origin |乳突类Kind |乳突型Type Oryzae |Oryza |普通野稻O.rufipogon（多年生）|AA|亚洲|双峰类|锐2 --|--| 印度野稻O.nivara|AA|南亚|双峰类|锐2 --|--|亚洲栽培稻（籼）O.sativa（hsien）|AA|亚洲|双峰类|锐2 --|--|亚洲栽培稻（粳）O.sativa（keng）|AA|亚洲|双峰类|钝2 --|--|长雄蕊野稻O.lonistaminata|AA|非洲|双峰类|钝2 --|--|短舌野稻O.barhii|AA|西非洲|双峰类|锐1 --|--|非洲栽培稻O.glaberrima|AA|西非洲||双峰类|钝2 --|--|极短粒野稻O.schlechteri|AA|新几内亚|双峰类|钝1 --|--|长护颖野稻O.longiglumis|--|新几内亚|--|-- --| latifol|药用野稻O.officinalis|CC|亚洲南部|双峰类|钝2 --|--|紧穗野稻O.eichingeri|CC|非洲双峰类|钝2 --|--|小粒野稻O.minutaBBCC|东南亚|双峰类|锐3 --|--|斑点野稻O.punctata|BBCC|东非洲|多峰类|钝3 --|--|宽叶野稻O.latifolia|CCDD|中南美洲|双峰类|锐3 --|--|高秆野稻O.alta|CCDD|中南美洲|双峰类|锐3 --|--|大颖野稻O.grandiglumis|CCDD|南美洲|双峰类|锐2 --|--|澳洲野稻O.australiensis|EE|澳洲|双峰类|锐3 Granulatae |ranulata |颗粒野稻O.granulata|XX|亚洲|瘤峰类|多皱 --|--|疣粒野稻Omeyeriana|XX|亚洲|瘤峰类|光滑 Ridleyanae |ridleyi |马来野稻O.ridleyi|？？|亚洲|单峰类|-- ngustifoliae |gustifolia |短药野稻O.brachyantha|FF|非洲|凹痕类|-- 亚洲栽培稻与普通野生稻的关系上表中的亚洲栽培稻又称普通栽培稻，染色体为2n=24，系AA染色体组。亚洲栽培稻为两个亚种，即籼稻和粳稻，或者称印度稻和日本稻，也有学者建议称为印度稻为中国稻。张德慈曾建议除上述两个亚种外，还可分出另一个亚种爪哇稻，但多数学者认为分为两个亚种已可完全概括全部普通栽培稻，不必另立新的亚种。由于经过长期的栽培，稻谷的种类已经非常之多。从生态习性分为水稻和陆稻，而以水稻占绝对优势；从所含淀粉特性分有糯稻和非糯稻，而非糯稻占最大比例；以成熟期分又有早稻、中稻和晚稻的区别。其中每一类都有籼、粳之别，又都包含有许多品种，单是中国的水稻品种就已达到三万个以上。但追根溯源，它们的野生祖本都只是一个，就是普通野生稻。它广泛分布于南亚、东南亚和中国的南方，其学名曾有O.perennis，O.fatua和O.spontanea等，现已统称为O.rufipogon。也有用O.spontanea指杂草型的普通野生稻，而用O.rufipogon专指多年生的普通野生稻的。这种野稻喜欢高温、多湿和开阳的环境，所以多生长在热带和亚热带的沼泽地带。一般为多年生，匍匐茎，分蘖繁殖，抽穗时间不一，籽实易于脱落。也有一些是一年生的，例如过去在中国安徽巢湖地区发现的浮稻和江苏北部发现的稆稻便都是一年生的野生稻。但它们是由多年生野稻演化而来，还是由野稻与栽培稻杂交而来，还需要进行研究。王象坤认为普通野生稻是一个大群体，其中有多年生的，也有一年生的。多年生普通野生稻中又可分匍匐型、倾斜型和半直型三种，一年生普通野生稻则可分倾斜型、半直立型和直立型三种。显然只有一年生直立型是接近于栽培稻的。他又提出要用同功酶检查野生稻究竟是原生的，还是次生的，或者是栽培稻野性化。酶谱上只有一条带的是纯合的，也就是原生的；有两条带的是杂合的，也就是次生的。显然只有原生的才可作为研究栽培稻起源的依据。 日本遗传研究所的森岛启子认为普通野生稻有偏籼、偏粳和中间型的区别。王象坤证实了她的看法，指出中国江西、湖南和广西北部的普通野生稻多数偏粳，海南岛的则以偏籼为主。这样看来，普通栽培稻的两个亚种似乎是从两种不同的普通野生稻培育出来的。不过籼稻和粳稻并没有严格的生殖隔离。有人用20份籼、粳杂交种种在云南元江海拔400米的地方主要表现为籼型，种在海拔1650米处主要表现为粳型，说明环境选择压的确有重要的作用，丁颖的意见仍然是不可忽视的。 近年来佐藤洋一郎提出一个方案，主张粳稻起源于普通野生稻种即O.rufipogon，而籼稻起源于印度野生稻O.nivara(1)。但有人认为O.nivara乃是由O.rufipogon演化而来。何况中国和印度都有O.rufipogon和O.nivara，中国史前栽培稻并不都表现为粳型而是籼粳并存，所以这样的划分恐怕也还有不少问题。 东乡野生稻发现的意义在中国的多年生普通野生稻中，最靠北的已分布到江西鄱阳湖南岸的东乡县，为北纬28度14分。具体地点在该县东南部东源乡刘家山南坡下的沼泽中。1993年9月我去那里调查时得知原来的分布面有几十亩，后来因为开荒造田绝大部分被毁掉了，现在只剩下两块合共只有两亩多的地方，用围墙保护起来了。我看到那沼泽中绿油油的一片，有的长在浅水里，有的长在干土上，虽然都能正常发育，但浅水里生长的明显旺盛一些。这些普通野生稻都是丛生，每丛有数百株，十分密集。稻茎下段匍匐，上段直立，高约60-80厘米。当时有的刚刚拔节，有的已经打苞，有十几株正在抽穗，个别的却已灌浆，时序很不整齐，这正是野生稻的一大特点。据说大部分要到十月份才会成熟，极易脱粒，大约七八成黄熟就掉下来了。我数了数抽穗的几株，每穗大约有60粒左右，有长芒，属偏粳型。这里北部比较开阔，一月平均气温只有2度，容易受到寒潮袭击。1970年1月5日绝对最低气温曾达到摄氏零下14度，而普通野生稻并未受到严重伤害，说明它的耐寒能力是很强的。据此推测由这种偏粳型的普通野生稻演变为分布纬度更高的一年生野生稻，如安徽巢湖的浮稻和江苏北部的稆稻等应该是可能的。而粳稻喜温凉的特性不一定是人工栽培后才获得的，可能在野生祖本时就已经初步具备。等到人工栽培后，一部分传播到纬度更高的北方地区，喜温特性进一步发展巩固，同籼稻的区别越来越明显，终于发展为两个亚种。史前时期一些稻谷遗存的籼粳差别不如后来的标本那么明显的事实，同这一假说是相合的。东乡普通野生稻发现的意义在于它证实了长江流域有可能生长野生稻，因而有直接培育野生稻为栽培稻的条件。以往人们根据普通野生稻的习性及分布特点，认为只有在北纬24度以南才能正常生长，历史上记载的或近代人调查所见的野生稻，都不过是栽培稻野性化的结果。东乡的发现证明这种说法是没有根据的。 二、关于稻作农业起源的研究 宾福德与哈兰的假说宾福德（L.R.Binford）在论及西亚农业的起源问题时，曾提出过一种边缘理论，认为农业是在最适于其野生祖本植物生长的地区周边首先发展起来的(2)。哈兰（J.R.Harlan）根据他对野生小麦分布区的研究，证明小麦的种植的确不是在其野生祖本的分布区，而是在周围条件较差的地方首先发生的(3)。虽然宾福德依据其假设所谓封闭型人口区和开放型人口区的模式来论证农业起源的方法并不可取，但哈兰所提出的事实却是不可回避的。有趣的是中国稻作农业也是在野生稻分布的边缘首先产生的，长江中下游就是这样一个边缘地带。这究竟是怎么一回事呢？事情还得从普通野生稻的分布说起。 长江是普通野生稻分布的北部边缘我们知道作为栽培稻直接祖本的普通野生稻（O.Rufipogon）的习性是喜欢水生开阳的环境，故多生长在热带多雨地区，少数可分布在亚热带边缘。现时中国的普通野生稻最集中的地区是在海南岛、广东和广西的部分地区，北纬24°以北便已比较稀少了。这一分布区的北界，大体与最冷月一月平均最低温度为摄氏4度的等温线相重合。这是因为多数普通野生稻的越冬抗寒能力较弱，再往北难以安全度过漫长的冬季。但个别野生稻品种也有越出这一界限的，例如前述江西东乡和湖南茶陵都已发现了多年生普通野生稻。由于湖南和江西的北部地势开阔，冬季寒风可以没有阻碍地从北部侵入，一月份的等温线在这里明显地向南呈舌形突出。既然这里可以生长普通野生稻，江苏、浙江和四川等地就更有条件生长普通野生稻。只是由于长期的开发，多数野生稻资源已经被破坏了，以至于现在无法发现。即使如此，长江流域的野生稻资源毕竟比华南少得多。在全新世早期人们开始培育稻苗的时候，长江流域的气候比现在还要温凉一些，野生稻更不会很多，只能是其分布的北部边缘。 野生稻中心区难以发展农业的理由栽培稻是由野生稻培育而来，而野生稻的中心区反而难以发展农业，这不是很奇怪的事吗？其实不然，试以华南地区为例来加以说明。因为那里的气候炎热多雨，长夏无冬，天然食物资源非常丰富，而且全年都能够获胜。野生稻虽然到处都有，但在各种可食的植物中差不多是最难采集也最难加工的，其味道在当时的人看起来也不见得是很好吃的。因此平常采集就不会很多，更没有必要去进行人工的培育与繁殖，这样也就难以成为农业起源的重要地区。事实上确实如此。我们注意到华南在全新世早期便已经有一定数量的居民，他们通常居住在洞穴、河岸和海边河口地带，遗址中多见贝壳类堆积，还有鹿类等野生动物的骨骼，说明他们是以狩猎、采集和捕捞软体动物为生的，至今还没有发现农业的痕迹。这种状况一直持续到新石器时代晚期。现知华南最早的稻谷遗存是在广东北部的石峡文化中发现的，年代不超过公元前3000年。根据石峡遗址中有比较发达的农业工具来看，当地农业的发生也许还可以提早一些，但可能提早的幅度也很有限。考虑到石峡文化中许多因素与江西的樊城堆文化相近，有人认为它是从江西迁移过去的，它的稻作农业自然也是从江西传播过去的。再说石峡文化仅仅分布在广东北部一个很小的地方，华南其余大部分地方仍然没有农业的痕迹。就是到了商周的时代，华南的采集经济仍然占有较大的比重。 为什么山地起源说不能成立 70年代初，日本京都大学的渡部忠世提出稻作农业的山地起源说，认为从印度东北部的阿萨姆、缅甸北部到中国云南的山岳地带是稻作农业的起源中心，佐佐木高明则提出照叶树林文化的概念相互配合，在农学界有相当的影响。山地起源说立论的根据，主要是因为那里有多种野生稻，现代栽培稻的品系也特别发达，许多大江大河都从那里发源，可以把不同的稻种传播到中国、印度和东南亚各地。渡部忠世还从泰国等地寺庙土坯墙上采集的稻谷标本排成若干系列，并名之曰扬子系列、湄公河系列等，以为稻作农业就是通过这些通道传播到现今亚洲的几个主要产稻区的。但那些稻谷都是年代很晚的标本，与稻作起源拉不上关系，更不能作为研究稻作起源的根据。须知稻作农业是一种文化现象，必须在人类文化发展到一定高度，产生了培植谷类作物的社会需要，才会变成社会的行动。阿萨姆-云南山地史前文化很不发达，食物资源又比较丰富，不会产生种植稻谷的迫切需要。即使偶尔种植也不会很快发展起来，更没有力量向距离遥远的、文化发展水平很高的地区传播。那里的史前文化并不是一个统一体而是各有特色，看不出那里的文化对周围先进地区有什么影响，反而是有若干因素是受到了周围文化的影响。由此看来，那里稻谷多型性的特点，除了地形复杂而造成的小气候复杂的因素以外，外部不同稻种的传入也可能是一个重要的原因。再说栽培稻的野生祖本是普通野生稻，在阿萨姆-云南山地的各种野生稻中，普通野生稻恰恰很少。普通野生稻生长在沼泽地带，而山区很少有这样的环境。可见山地起源说是不能成立的。 边缘起源理论的提出我最初提出稻作农业长江流域起源说的时候，就曾经考虑到长江流域只是普通野生稻生长的北部边缘，它同野生稻生长的中心地区的作用应该有所不同。后来发现野生稻生长的中心区实际上难以成为农业起源的中心，而边缘区才有特别培育的必要。在1994年7月日本佐贺召开的讨论东亚稻作起源的国际会议上，正式提出了稻作农业起源的边缘理论(4)。这个理论的要点有二：第一，基于普通野生稻的生长习性，只有在它分布的边缘才可能进入北纬24度以北的亚热带地区。那里四季分明，冬季食物比较缺乏，需要某种可以储存到整个冬季都可以享用的食物作为补充，稻米正好符合这种需要。第二，普通野生稻的数量在边缘分布区肯定比中心区少得多，自然状态的产量不可能满足人们的需要，从而有必要加以人工培植。也只有通过人工培植，稻种才能安全过冬得以继续繁殖。这两点在野生稻的中心分布区是不存在的，所以稻作农业的起源首先应在其分布的边缘。 边缘论与长江起源论边缘论既然是根据长江流域的实际情况而提出来的，当然最适合于长江流域。那里属于湿润的亚热带季风气候，是地球上同纬度地区气候条件最好的地方，又有广泛阔而肥沃的冲积平原，所以史前文化非常发达，随之人口也会较快地增加起来。但是那里冬夏差别十分显著，冬季气候寒冷，植物性食物非常稀少，狩猎动物也难保总有收获，需要寻求一种解决冬季食物供应的办法。那里的野生稻尽管不多，采集和加工又十分麻烦，但是因为它有耐储藏的优点，人们也只好不嫌麻烦地去收集。又因为野生稻特别容易繁殖，所以人们会加意地保护、培育，玉蟾岩和仙人洞等地处于萌芽状态的稻作农业应该就是这样地出现的。由于人们对稻种的采集，解决了安全过冬的问题，因而种植范围可以很快地扩大起来，以至于传播到纬度很高的地方。由于这些地方稻谷的生长几乎完全依赖于人工栽培，人们对土地和稻种的选择，以及稻谷生长过程中的管理，都会使栽培稻逐渐改变其野生祖本的若干特性，形成真正的栽培稻。而这在野生稻资源十分丰富的华南地区是难以做到的。这就是为什么处在野生稻分布边缘的长江流域反而成为稻作农业最重要的起源中心的根本原因。三、关于小鲁里出土的稻谷 小鲁里是一个旧石石器时代遗址或旧石器出土地点，在它的近旁出土了多达59粒的稻谷和类似稻谷，自然是一件非常值得注意的事。发掘者做了很细致的工作，包括泥炭的分层、孢粉分析、系统的年代测定、稻谷形态的鉴定和DNA分析，甚至注意到杂草等植物遗存和昆虫的研究，这是做得很周到的。我个人没有得到详细的发掘资料，只能根据李隆助教授提供的比较简单的资料，谈一点很不成熟的意见，如果有不正确的地方，希望能得到李隆助教授和各位先生的指教。我认为根据目前的资料，有些事情可以肯定，有些则需要进一步的思考： 1、小鲁里的59粒稻谷和类似稻谷，除第一次出土的一粒在下部泥炭层以外，其余59粒都是在中部尼炭层。可以说基本上是属于一个时期的。那一粒的层位关系究竟怎样，是不是需要重新检查一下？与稻谷一同出土的基本上没有其他人工制品，也没有人工遗迹或文化堆积。可见这个泥炭层是自然层而不是文化层。自然层中出土稻谷，而且有一部分栽培稻谷，是一件不太好理解的事情。泥炭形成的条件应该是植物茂盛的沼泽，是不是有人带着稻谷经过沼泽时（这是很难的）不慎洒落了？这需要在附近寻找人类活动的证迹。 2、根据许文会教授的研究，在89粒稻谷中只有18粒可以确定为古稻也就是栽培稻，其余41粒被划为类似稻，古稻又被分为短粒的日本稻和长粒的印度稻两个亚种。但日本稻中也有长粒形的，因此还要看双峰乳突的形态。可惜绝大部分双峰乳突都已损坏，只有极少数保存尚好。从所见长粒形和短粒形的双峰乳突来看，基本上是一样的。就是乳突较小，乳突距离较宽，都像是日本稻。这是合乎情理的。因为印度稻一般生长在低纬度地区，早年似乎难以分布到朝鲜半岛一带。 3、根据会议期间对稻谷实物的观察，小鲁里稻谷比较短宽而厚实，应该属于完全成熟的圆粒形栽培稻，不像起源时期的栽培稻，这跟测定的年代极早是一个明显的矛盾。从逻辑推理来看，即使一万多年以前已经开始种植稻谷，那时的稻谷也应该具有明显的原始性，也就是具有某些野生稻的特征，而在小鲁里的稻谷上完全看不出来。至于那些所谓类似稻，是不是有些是没有成熟的瘪谷，或者是表面磨损比较严重而不好辩认。这需要做进一步的研究。因为在稻属植物研究中，并没有类似稻的概念，同其它野生稻也无法类比。 4、根据徐学洙先生对标本进行DNA分析的结果，与现代栽培稻和野生稻只有39.6%的遗传类似性。这里有些不大明确的地方。一是标本是不是包括了栽培稻和类似稻还是只有栽培稻；二是与现代野生稻和栽培稻相比是不是都是39.6%的遗传类似性。不管怎样，这个数字是很低的。如果真的只有39.6的遗传类似性，很难说它还是稻谷。而从形态的观察和测量来看，至少其中的18粒是栽培稻应该是毫无疑问的。 5、中部泥炭层的年代，根据韩国汉城大学AMS实验室和美国地质年代实验室所测13个泥炭样品测定的结果，大致落在12780bp±170～14820±250bp，中部层出土的类似稻用加速器质谱法测出的年代为12500±200bp。这一层前后相距2300多年，年代幅度是很大的，类似稻的年代最晚，也超过了12000年。这个年代大致相当于最老仙女木冰阶（Oldest Dryas），当时的年平均温度比现在要低5-7°。A地区下部和B地区与C地区泥炭层的年代更早到17000乃至36000多年，这个年代已经进入了更新世晚期玉木冰期的盛冰期，年平均气温比现在低7-15℃。那样寒冷的气候，不知道能不能生长稻谷。我完全相信两个实验室年代测定的准确性，只是怀疑泥炭中是否有混杂更早的碳素或死碳的可能性。据我所知，与朝鲜半岛相邻的中国东北也是泥炭比较发达的地方，那里最早的泥炭不超过10000年，最发育的时期约在距今7000-5000年之间，与小鲁里泥炭的年代有很大差距，很难进行横向对比。能不能采集一些泥炭样品进行孢粉研究，看看在植物群落上是否可以作些对比。还可以进行氧18研究，结合孢粉组合看看当时的气候是否与最后冰期的气候相符。因为如果气候太寒冷的话，稻谷是不容易生长的。 6、据我所知，过去在韩国的泥炭层中也发现过较早的稻谷。例如1991年忠北大学先史文化研究所在汉城附近的高阳家瓦地的泥炭层中，发现有保存完好的稻谷，经鉴定属于日本稻，碳14测定的年代为公元前3070-2480年。汉城大学的任孝宰教授同年在金浦郡的泥炭层中也发现了稻谷和稻草，碳14测定年代为公元前2230年。由于都是在自然形成的泥炭层而不是在文化层中出土的，没有共存的文化遗物来推定年代。加以泥炭中往往包含有一部分比实际年代更早的碳或死碳，所以多数学者采用慎重态度而不予引用。现在小鲁里稻谷的年代比以上两处还要早几千年，与整个稻作农业起源的大趋势不相符合。假如小鲁里稻谷的年代确实那么早，我们就得承认旧石器时代晚期的人们，在异常寒冷的气候条件下，培育出来了跟现代栽培稻非常相像的稻谷。整个稻作农业起源的理论和稻属植物的分类都需要重新考虑。这是多么重大的事情！ 7、基于以上分析，我个人认为有必要对小鲁里稻谷做进一步的研究。首先要对出土稻谷的泥炭层的形成条件，也就是古沼泽进行研究。了解沼泽的发育过程和古气候演变的关系。其次要通过植物硅酸体的研究看看沼泽中是不是有野生稻生长。因为野生稻喜欢水生开阳的环境，多半生长在沼泽中。只有当地有野生稻，人们才可能将它培育成栽培稻。最后也许是最重要的，就是要扩大考古调查和发掘的范围，要在附近找到从事稻作农业的人们的聚落遗址。从地形来看，似乎北边的可能性比较大。那里北依木岭山，南临沼泽，是比较理想的居所。不要在泥炭层中寻找遗址，因为在沼泽中是无法住人的。为了使这些研究能够进行下去，需要把周围的环境好好地保护起来，同时要组织相关的学者进行较长时期的努力，以便寻找更加确实的证据而不必急于求成。在新的结果出来之前，需要采取慎重的态度。 2002年12月18日于韩国忠北大学主办的第一届亚洲农业起源与小鲁里遗址研讨会上的发言，会后做了部分修改 注释： （1）佐滕洋一郎：《DNAガ语る稻作文明》，日本放送出版协会，1996年。 （2）森本和男：《农业起源论谱系（下）》，《农业考古》1989第2期。 （3）Jack Harlan，"The Origins of Cereal Agriculture in the Old World"，in"Origins of Agriculture，"1977，Charles A.Reededit.Mouton Publishers。 （4）严文明：《中国史前的稻作农业》，《东亚古代稻和稻作文化》，佐贺大学农学部，1995年。 作者：严文明，北京市。00871，北京大学考古系。 出处：《农业考古》2003/3