第一章 木材考古学概论
人类和树木休戚相关，社会文明的发展与树木也是息息相关的。远古的先民，由于生产力水平低下，他们的衣食住行多数仰仗于森林的无私给予。如古代先民“构木为巢”“食禽兽之肉，采树木之食”“昼食橡栗，暮栖木上”“刳木为舟，剡木为楫”“钻木取火，炮生为熟”“民不知衣服，夏多积薪，冬则炀之”“弦木为弧，剡木为矢”“断木为杵”“斫木为耜，揉木为耒”等。
随着生产力水平的逐渐提高，社会文明的不断进步，树木仍然是人类利用的主要资源之一。如我国古代北方地区存在的火烧木骨泥墙式土筑建筑和南方地区存在的干栏式传统建筑，水利建设中的木井，记载文字的木简和竹简，木雕，车马器，漆木器，棺椁葬具，日常生活用具，炊煮、制盐、制陶和冶金的燃料，木材副产品如漆、松脂、桐油、香料、染料、药材等都取材于树木。
树木不仅提供人类能源、木材、食物、药材及各种副产品，还提供人类赖以生存的环境。正是由于古代先民对树木的依赖，有意无意中把木材带入遗址，各种实践活动使这些木材经过了不完全燃烧形成木炭，或者保存在干燥或含水较多或冻冰的极端环境中，因此考古发掘中经常出现四种保存形式的木材：木炭（charcoal）、干木材（desiccated wood）、湿木材或饱水木材（wet wood， waterlogged wood）和冰冻木材（frozen wood）(1)。
考古遗址出土的这些木材具有自然和社会双重属性。自然属性是指木材的构造特征、物理及化学性质，是由树木生长发育过程中的自身特性、自然环境和人为环境决定的。考古遗址出土木材的社会属性更多地倾向于木材自然属性背后的文化、历史等，如人们利用木材的行为方式、特点，各个历史阶段的制度观念、伦理观念、思想感情以及深层次的民族心理、宗教等。考古遗址出土木材承载并见证了自然环境及其演变以及人类文明的形成和发展，是进行植物考古学和环境考古学研究的生物质材料。
木材考古学包括树轮分析、木材分析和木炭分析三个方面的研究（图1-1）。根据出土木材的保存形式，进行木材分析或木炭分析；根据木材遗存年轮多少，可以决定是否进行树轮分析，年轮数在70轮以上的可以进行树轮分析，如果年轮数在30轮以上，而且年代范围已知，也可以做树轮分析。三种分析的研究对象都是考古出土的木材，并且都有其自身的理论、研究内容、研究目的和研究方法。这些方法不但是研究第四纪乃至新近纪、古近纪人与环境关系的重要方法，也是植物考古和环境考古的重要研究内容。随着现代科学技术的突飞猛进、人类学理论的不断发展以及考古发现的日益丰富，木材分析、木炭分析和树轮年代学分析必能广泛开展。鉴于此，有必要开辟一个新的学科。考虑到考古的分支学科多是以特定时代或考古出土样品为对象而命名的，如新石器时代考古、夏商周考古、植物考古、动物考古等，因此本书把考古遗址出土木材遗存的木材分析、木炭分析和树轮年代学统称为木材考古学。
图1-1 木材考古流程图
第一节 木材考古学的定义与学科定位
一、木材考古学的定义
木材考古学（xylonarchaeology）是专门研究考古遗址出土木材遗存的学科，以考古遗址出土的木材遗存为研究对象，应用木材解剖学、木材学、植物考古学、环境考古学、气候学、生态学、树轮年代学的研究方法，确定木材植物种属，判定文化遗存的年代，探求人类利用木材的信息，探索古代先民与植物的相互关系，复原区域性木本植物种类，重建古环境和古气候，进而研究古代文化历史和社会(1)。考古遗址出土木材遗存主要包括木炭、干木材、湿木材和冰冻木材，木材考古学方法包括树轮年代学、木炭分析和木材分析。
树轮年代学是美国的天文学者道格拉斯博士（A. E. Douglass）*早建立起来的。他不仅在20世纪20年代早期建立了树轮年代学，而且于1920年和1929年，用交叉定年法测定了印第安人遗址中残留树木的树轮，明确了遗址的年代，于是这种方法在美国的史前年代学研究中得以确立(2)。斯克威格鲁伯（F. H. Schweingruber）把利用*外层年轮确定文化遗存年代的树轮年代学的学科分支命名为树轮考古学（dendroarchaeology）(1)，dendro来自希腊文，是树的意思。
木炭分析*早可以追溯到19世纪。1864年，意大利的帕瑟里尼（G. Passerini）和瑞士的希尔（O. Heer）在发掘瑞士湖区遗址时，发现了新石器时代和青铜时代的木炭，开始尝试分析木炭遗存(2)。对木炭遗存的研究称为木炭学（anthracology）或木炭分析（charcoal analysis）。以木材解剖构造区分木材种属的木材解剖学也已经有100多年的历史，其研究对象是树木的木质部（xylem）。
树木年轮年代学、木炭分析、木材分析研究的对象都是木材，木材（wood）的希腊文是xylon(3)，所以木材考古学的英文名为xylonarchaeology。
二、木材考古学的学科定位
种子植物按其生物学习性，可分为木本植物和草本植物，树木属于种子植物中的木本植物(4)。树木又可分为乔木、灌木和木质藤本(5)三种类型。木材主要来自乔木的树干部分。木质部是树干的主要组成，位于形成层和髓心之间。从植物学角度看，木质部是由具有不同功能的植物细胞组成的。木炭、木材分析正是对具有不同功能的植物细胞在木材横、径和弦三个方向的构造特征的分析，揭示树种间木材构造上的共同性和相异性，以达到深刻认识木材本质和鉴定木材的目的。树木年轮定年同样也是对早晚材细胞大小、密度、颜色等的分析，判读树轮的年代，甚至可以根据异常细胞结构推断异常的环境。因此，木材考古学属于植物考古学的研究范畴，是植物考古学的一个分支学科。
另外，木材分析可以鉴定到属，甚至种，而树木具有较强的气候指示意义，能代表较小地理范围内的地方性植被、气候特征。木材分析可以帮助认识地域性木本植物种类，探索古代人类对木材资源的利用以及与木本植物的相互关系，在一定程度上重建古环境和古气候。树轮年代学能为古环境和古气候的重建提供以年为尺度的高分辨率代用资料。环境考古学是以人类生态学为理论基础，采用文理科相结合的手段，探讨古代人类与环境之间的相互关系，阐述古人类及其文化形成、发展和演变的环境背景和动因的一门学科(6)。因此，木材考古学又是环境考古学研究的重要工具之一。
第二节 木材考古学的研究目的、研究对象与研究内容
一、木材考古学的研究目的
美国著名考古学家路易斯 宾福德（L. R. Binford）将考古学的研究目标归纳为复原文化历史、复原人类的生活方式和研究文化进程三个范畴(1)，植物考古是研究这些方面的重要手段。木材考古学是植物考古学的一个分支，因此，木材考古学的研究目的与考古学和植物考古学的研究目的(2)基本一致，是认识和了解古代人类与木本植物的相互关系，进而了解人类的文化、历史和社会。具体地说木材考古学的目的是寻找古代人类利用木材的信息、探索古代人类与自然界植物的相互关系、认识地域性木本植物种类、重建古环境和古气候(3)等。
二、木材考古学的研究对象
树轮年代学（dendrochronology），也叫树轮定年（tree-ring dating），是对树木年轮时间序列的研究(4)。研究对象是木质部的年轮，包括年轮宽度(5)、年轮密度(6)、年轮的元素组成(7)、年轮中稳定同位素(8)等。木炭学（anthracology）或木炭分析（charcoal analysis）是通过对木炭横切面、径切面和弦切面上细胞的宏观构造特征和微观构造特征进行分析，通过与现代木材切片或图谱进行比对，从而确定木本植物种属。木材鉴定与木炭分析研究的对象是木质部的细胞及组织构造。由此看来，这三种研究方法的研究对象都是木材的木质部。因此，木材考古学的研究对象是考古发掘出土的木材遗存，包括考古发掘出土的木炭、湿木材、干木材和冰冻木材。木材多来自树干（茎）部分，与根、叶、花、果实和种子一样，属于植物大遗存（macroremains），与植物微体遗存（microremains），如孢粉、植硅石、淀粉粒有所不同，在肉眼、放大镜或低倍显微镜下可见，只有少部分构造特征需要借助高倍显微镜和扫描电子显微镜进行观察。
这里需要说明的是考古遗址出土木材的界定范围与现代木材的界定范围有所不同。现代木材主要来自高大乔木健康成熟的茎干部位。木材考古学的研究对象，既包括乔木，也包括灌木和木质藤本植物，甚至包括禾本科的木本植物（如部分竹材）及作物的茎秆和纤维等；既包括健康成熟的茎干部位，也包括被古人利用前还在生长的小枝、根等。因此，广义上讲木材考古学研究的对象是考古遗址出土的所有木质遗物(1)。
三、木材考古学的研究内容
在木材考古学研究中，发现和鉴定古代木本植物不是目的，而是为了进一步认识和了解古代人类与植物的相互关系，进而解释人类的文化、历史和社会。这种相互关系可以体现在许多方面，例如，通过对考古出土木炭鉴定和分析，重建考古遗址周边的古植被；通过对考古遗址出土树种种群的特性和构成分析，复原遗址周边的古环境和古气候；通过对考古遗址出土木材的材质分析，探讨古代人类合理选择和利用木材资源的行为方式；通过对考古遗址出土木材的树轮分析，判定古代文化遗存的年代等。事实上，木材考古学的研究内容所涉及的范围十分广泛，考古学家关心的一些重大问题可以通过木材考古学得以解决。一般来说，出土遗物的原材料来源，是确定古代族群之间联系的重要依据，对于考古研究是极为重要的，如根据遗物的材质分析，更容易追溯遗物原材料的来源。如，在诺夫哥罗德发现10～15世纪时用黄杨制成的木梳，北高加索是*邻近诺夫哥罗德出产黄杨的地方，在500年内，诺夫哥罗德的商人从北高加索带回黄杨供给制作木梳的匠人制作木梳(2)。根据制成的器物，还可知道古人对木材的认识水平。如对土耳其伊斯坦布尔市港口出土的浸渍在海中的木材材种鉴定，发现有栓皮栎、柏木和水青冈属木材，而水青冈属木材在古代并非当地所产木材，说明当时的人们已认识到水青冈木材的价值从而到更远的地方去获得它(3)。有时虽然有的树种是当地种植的，而通过木材解剖观察，木材结构与本地所产的不同，而与其他地区或国家的相同，说明这类木材是从其他地区引入的。例如，在日本，漆器及漆器加工在绳文文化时期（约开始于6300 BP）开始普及，大漆不仅仅被用作涂料，还用于粘接材料。由于漆树木材具有耐久性，在东京的Shimo-yakebe遗址和本州中部到北部的多个遗址中，漆木常常出现，通过木材解剖观察，漆木是中国的漆树（Toxicodendron vernicifluum）木材，而非日本本土的漆属木材。研究者认为这个时期该植物资源被引进、种植、管理并多方利用，进而明确地证实史前先民并不是过着原始简单的生活(4)。食物资源也是考古学家关心的问题。树木的叶、花和果实等是人类重要的食物资源。三叶木通、合欢、香椿、漆树、青荚叶等树木的嫩芽、嫩叶是重要的蔬菜资源，垂柳、旱柳、构树等的嫩花絮均可食用(5)。我国南北广泛分布的野山楂、山里红、山杏、山丁子等都是重要的水果资源。据民族植物学调查，蒙古栎的果实是内蒙古阿鲁科尔沁蒙古族的粮食资源之一；云南等地在粮食供应紧张时期，常在粮食中掺栎属、锥属的种子，以补充淀粉(1)；蒙古族传统茶用植物中存在20多种茶的代用品，包括榛树、蒙古栎的叶等(2)。树木的果实和花还常作为可食用的添加剂，如柿的果实在北方一些地区常被用作馒头等食品的甜味剂(3)，傣族用石梓的金黄色花朵制作年糕，称为“毫糯索”，毫糯索是傣族人过年必备食品(4)。
第三节 木材考古学的交叉学科
木材考古学是自然科学与社会科学交叉的一门新兴学科，涉及的研究领域包括考古学、植物考古学、植物解剖学、植物学、植物分类学、木材学、木材解剖学、树木年轮年代学、环境考古学、气候学及生态学等学科。木材考古学是以考古发掘中出土的木材遗存为主要研
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