2023-12-01 10:36
初冬,北京市考古研究院通州工作站,户外工作现场,一台浮选机正在运作——水箱内,成块的土样被注入的水冲洗开,通过水波的浮力,一粒粒细小的炭化种子与土壤颗粒分离,逐渐浮于水面。
浮选机旁,市考古研究院副研究馆员金和天弯着腰,用手轻轻拨动水面,让水流将浮选出来的种子带到筛网里。两三分钟,她的双手已经冻得通红。“要格外小心,炭化的种子一捏就变成泥了。”她专注地说。
这些古老的植物遗存,是这位科技考古人主攻的课题。近年来,金和天的足迹遍布北京各大遗址考古现场,利用前沿科技,为路县故城遗址、三合庄遗址发现的炭化种子“正身”,尝试透过微观视角,寻找圆明园皇家稻田遗迹种植水稻的证据。 在她的努力下,一扇扇衔接古今的窗口开启,遗落在历史尘埃中的细小颗粒重获姓名,为历史填上丰富底色。
解读古人食谱
金和天在实验室观察炭化种子
一袋约50公斤重的土样,经过一遍遍“淘洗”,幸运的情况下,一次能浮选出几粒植物种子,总重量可能还不足10克。
日复一日,金和天就这样静静地和泥土打着交道,将收集来的种子放进一个个纱布包里,彻底晾干后,再送到实验室。
市考古研究院的植物考古实验室里,规规矩矩地摆放着大小不一的储藏箱,其中就有来自路县故城遗址的植物遗存。“每年冬天,结束田野工作后,我的主要工作就是整理和研究这些有趣的种子。”谈起这些“珍藏”,金和天的眼神里闪着光,2017年,在路县故城西侧一处名为“3区T1254”的发掘现场,她和同事发现了一个连续约4平方米的黑色炭化地层,“这个地方可能是粮仓,曾经着过火,墙塌下来把炭化的粮食埋在地下,保存至今。”最近几年,她一直在努力解读其中埋藏的汉朝普通人的食谱。
显微镜下,一粒粒“小黑点”被放大,清晰呈现出不同形态:炭化大豆的个头较大,椭圆形的种子侧面,有一个扁扁的种脐;炭化小麦也是椭圆形,但更小巧,正中间有一条缝;形状不规则的小颗粒是粟,俗称小米;圆形的小颗粒是黍,俗称黄米……
金和天用“五谷丰登”来形容路县故城发现的粮食遗存现象。她解释,目前检测出的种子包括大豆、小麦、水稻、粟、黍、红小豆、大麻7种作物,这既符合东汉《孟子·滕文公上》里记载的“五谷”——稻、黍、稷、麦、菽,也符合《周礼·天官》里的“五谷”——麻、黍、稷、麦、菽。“两种说法的区别在于稻和麻,主要原因在于南北差异。但是在路县故城,这些粮食我们都找到了。”金和天说,经过碳14测年,这些炭化种子都属于东汉早期,甚至可以早到西汉晚期,其中5粒水稻种子尤为珍贵。“在大家的印象中,水稻的主产区在我国南方,而我们的考古发现说明,大约2000年前,水稻已经传入路县所在地区,当时的‘北方人’已经开始吃水稻了。”
有了收获,金和天并不满足于此。她翻阅了大量文献,希望找出更多水稻北迁、传入路县的细节。
“东汉初年,渔阳郡的太守张堪将南方的优质水稻品种引到狐奴县,即今天的顺义区东部,开创了我国北方种植水稻的先河。”根据文献记载,金和天推测,是狐奴县的居民将水稻种植技术推广到隔壁的路县,或者两地居民有贸易往来。为了证实自己的猜想,她上个月特意到顺义区北小营镇张堪文化园调研,在园区保留的水稻田里开了一个探坑,“我在3米深的剖面里采集了稻田土,希望通过进一步研究,找到汉代的地层,发现水稻植硅石。”
今年,金和天还收到了同事送来的一批人骨,来自路县故城遗址西北侧的一片墓地。这为她研究古人的食谱增添了新材料。“对人骨进行碳氮稳定同位素分析,能够确定古人是吃肉多、还是吃素多,是爱吃小米、还是爱吃水稻。”她笑着说,这项研究也“急不得”,因为信息量很大,“解读微观世界里的奥秘,需要抽丝剥茧。”
掌握“穿越”技能
金和天(中)在考古现场浮选样本
大兴区三合庄遗址,是金和天与植物考古缘分的起点,用她的话来说,“至今仍深爱着这里”。从北京大学考古文博学院科技考古专业博士毕业,来到北京市文物研究所(现北京市考古研究院)工作不到1年,她就赶上了这个“大项目”。2015年,考古人员在这里发掘出了3200余平方米的炭化粮食遗存地层,覆盖整个辽金墓葬区,规模之大世界罕见。专家认为,这里曾经是一处颇具规模的祭祀场所,燃烧粮食是仪式的一部分。
“满满一层都是烧过的粮食,我们在其中提取了3000多个样品,每个样品都非常纯净。”这是金和天第一次发现如此丰富的植物遗存,当时的场景,她至今记忆犹新,为了进一步研究这些植物遗存,她从2月初一直干到7月底,用了5台浮选机,才把所有炭化粮食浮选出来。“我粗略地计算了一下,如果自己一个人在实验室里处理这些种子,我要全年365天无休地干到60岁。”
在这些炭化遗存中,金和天不仅发现了五谷,还辨识出了荞麦、高粱、红小豆……“我们能吃到、能想象到的粮食那里都有。”金和天掰着手指细数,她甚至发现了一种不太常见的粮食——稗子,这种粮食类似小米,金代在东北地区普遍种植,“在辽金墓葬区发现这种粮食,很可能是当时东北的女真人南下到北京地区带来的,是民族融合的见证。”
谈起植物考古,金和天总有说不完的话题。本科的植物化学专业基础,加上硕博期间科技考古的实践经历,让她对微观世界的细小颗粒产生了浓厚兴趣:“同行们都羡慕我,在遗址发掘现场总能收获一大批种子。”其实,每次满载而归的背后,她几乎大半年时间都泡在考古现场的探方里,仔细筛查每一寸土,不漏掉任何历史细节。
如今,三合庄遗址的研究还在继续。在配合同事开展其他遗址的植物考古工作时,金和天还会把不同遗址出土的植物种子作对比,希望拼凑出更多历史信息,她举例,比如金代早期遗址出土的粮食不仅种类少、颗粒还小,而三合庄遗址的粮食经过测年,属于金代末期到元代早期,“这里的粮食是最丰富的,而且颗粒大,从中仿佛能看到国泰民安的生活场景。”
会“穿越”,是科技考古人的必备技能。金和天说,走在乡间野外,从地层中挖掘历史信息,回到实验室,在最“新鲜”的一手材料中对话岁月,观察体会不同时期、不同地区的风土人情,是一件非常浪漫的事。
等待“破土而出”
金和天在圆明园澹泊宁静遗址标记土样
从事考古工作近10年,金和天最常去的办公地点是圆明园。去年,“圆明园四十景”之一的澹泊宁静遗址考古取得重要成果,其主建筑“田字房”的基址全部揭露。作为市考古研究院圆明园课题组的科技考古负责人,金和天在这里发现了皇家稻田遗址。历经沧海桑田,稻田土里的植物仅凭肉眼已很难辨别,在分子微观视角里,才可以寻得蛛丝马迹。
“经过上百年的变化,植物枯黄腐烂,水分、碳、养分全部腐烂掉了,只有植物细胞内的硅元素留存了下来,变成了一粒粒微米级的‘石头’,埋在土壤里。”金和天运用植物考古手段,找到了“御稻”植硅石。
在实验室里,她一遍遍筛选土样,利用试剂将这种保存着植物形状的植硅石提取出来,在显微镜下观察,发现了代表着水稻叶片形状的植硅石,“显微镜里,零星的、小小的扇形和哑铃形图案,为皇家稻田的存在增添了证据。”
小小的植硅石,承载了巨大的信息量。史料记载,这块稻田种植的是京西稻的“祖先”御稻,由康熙亲自培育,康熙、雍正、乾隆三代皇帝精心种植,并在玉泉山周边开辟御稻田,所产御稻米供宫廷食用。新中国成立后,京西稻在海淀区的种植面积进一步扩大,高峰期种植面积达到10万亩。为了厘清“御稻”的前世今生,金和天常往海淀区上庄镇京西稻保护性种植区跑,采集了稻田土的样本,为考古研究积攒一手材料。
今年9月,金和天和同事还在圆明园扇面湖区域进行了考古发掘,经过1个月的采样、浮选,发现了一些炭化种子。这里曾经是不是也种水稻?面对提问,金和天说,现在下结论还太早,“还要把整个扇面湖的样本都处理完,再经过实验室检测和分析,才能确定发现的种子是不是偶然现象。”
在她看来,考古工作者既要脚踏实地,也要静下心在书斋里搞研究,“这个过程就像种子萌发——所有沉淀,都是为了破土而出。”