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淀粉粒分析方法已经成为古代残留物研究领域一个重要的研究方向。自上世纪80年代逐渐兴起以来,已在植物资源的获取及加工方式、石制品功能分析、古代人类食物结构研究以及古植被和古环境变化研究等领域取得了许多重要的研究成果。近些年该研究方法被引入到国内考古学研究中来并迅速得到发展,特别是在磨盘类器物功能、古代人类食物结构研究等方面充分展示了该方法的研究潜力。
但是,古代淀粉粒作为一种有机质残留物,它的应用实际上比其他微体遗存如植硅体、孢粉更复杂。淀粉粒分析作为一种较新的研究手段,还存在很多问题,在具体应用和解释时要更加谨慎。
基于此,本论文首先关注古代淀粉粒研究中的一个基本问题即如何确切鉴别各类考古遗存中提取的物质为淀粉粒。首次将耐热性α-淀粉酶降解法介绍到国内,并运用到具体的研究中,对陷于牙结石样品中的以及提取出的部分疑似淀粉粒物质进行了降解鉴定,显示了耐热性α-淀粉酶降解法在古代淀粉粒鉴别分析中的重要意义。同时对41种来自国内外的现代植物淀粉粒进行了形态学研究,建立了初步的现代淀粉粒形态数据库,并以此为基础,开展了具体的古代淀粉粒研究工作。本论文的具体研究主要集中于磨盘类器物功能、古代人类食物结构研究两个方面,同时对于国内史前土壤沉积物中淀粉粒的提取方法进行了初步的探索。
磨盘类器物一直是我国北方新石器时代特别是早中期遗址石器组合中的重要组成部分,近些年又陆续在一些旧石器时代晚期的遗址中发现了此类器物。之前的研究多是依据民族学资料等来推断其功能,一直未能获得该类器物功能的直接证据。,已有学者利用淀粉粒分析手段研究了华北以及黄河中游地区自旧石器时代晚期至新石器时代早中期部分遗址出土的磨盘类器物的功能,获得了上述地此类器物功能的直接证据。但是在磨盘类器物出土较多的东北地区,则一直未见此方面的研究。本论文利用淀粉粒分析方法,对内蒙古白音长汗新石器遗址出土的部分磨盘类器物进行了研究,发现了来自坚果类(主要是栎属)、谷类(很可能来自粟和黍)以及其他未知种属的淀粉粒,从而首次获得了东北地区此类器物功能的直接证据,即被用来加工多种淀粉类植物资源。同时结合已有的研究成果,从而表明国内磨盘类器物自旧石器时代晚期阶段就已经作为淀粉粒植物的加工工具。
从淀粉粒分析方法的应用历程可以看出,相比与其他微体化石(孢粉、植硅体等)分析方法主要应用于沉积物分析的情况,它更侧重于对器物特别是石制品功能的分析。国内虽然已逐渐重视古代淀粉粒分析方法在考古学上的应用,并从多种考古材料中成功提取出淀粉粒,取得了重要成果。但是,关于土壤沉积物中淀粉粒分析的研究不多,仅见一篇。特别是未见有关南方特别是华南地区史前土壤沉积物的淀粉粒分析。正是基于此首先探讨了南方这种酸性土壤条件下沉积物中淀粉粒的提取方法且成功提取出了淀粉粒,初步了解了南方这种酸性土壤条件下淀粉粒的保存状况,并进一步讨论通过沉积物中淀粉粒分析来研究南方特别是华南地区史前农业发展模式和人类生存模式的可行性及前景;同时,对南北方不同性质土壤淀粉粒的提取实验表明南北方不同性质土壤中淀粉粒的提取在重液比重选择方面存在一定的趋同性,即都在比重1.7下提取出数量最多的淀粉粒,尽管补要村遗址的土壤样品在比重1.7下仅提取出1颗淀粉粒,因此该初步结论还需更多不同地域土壤样品淀粉粒提取实验的判别和支持。
古人类食物结构研究的途径有很多种,如人骨的C、N稳定同位素分析、动物考古学、植物大遗存等,但多数提供的均是间接性的证据。尽管C、N稳定同位素分析能为我们提供直接性证据,但是这种证据多是宏观的,缺乏微观的直接性证据。而牙结石的微体化石分析(主要是淀粉粒分析)是近些年兴起的一种古人类食物结构分析方法。牙结石中提取的微体植物遗存(主要是淀粉粒,还包括植硅体,孢粉以及植物性食物纤维)向我们提供了古人类食用淀粉类植物的直接证据。近东地区一直是农业起源研究的热点地区。该地区新石器时代早期人类生存模式的演变即狩猎采集经济到农业经济的转变则是重要的研究课题之一。通过对叙利亚Dja'de遗址人牙结石进行的古代淀粉粒和扫描电镜分析,获得了当时人类食用淀粉类植物的直接证据;结合其中发现的各种特征的破坏状态的淀粉粒,进一步了解了当时人类处理和加工淀粉类食物资源的方式等重要信息。