赵春燕：《利用锶同位素分析技术追踪古代人类和动物的迁移活动》讲座纪要

　　2022年5月14日19:00—20:30，应南京师范大学社会发展学院文博系的邀请，中国社会科学院考古研究所赵春燕研究员做了题为《利用锶同位素分析技术追踪古代人类和动物的迁移活动》的线上讲座。此次讲座是我校考古学系列讲座总第73讲，由我院陈曦老师主持。校内外师生及社会各界人士共170余人通过线上参与讲座。

　　讲座伊始，赵老师首先对锶同位素分析技术的研究史进行了简要回顾。1985年，Ericson首次将锶同位素分析方法引入到考古学，他采用87Sr/86Sr来探索古代人类迁徙活动，提出可以通过比较男性与女性个体牙齿与骨骼之间这一比值的差异及变化率来评估区域通婚模式，也可以更广泛地用于评估人类与动物迁徙活动。

　　考古学是一门通过研究特定时空范围内人的活动进而探索社会发展规律的学科，而人的行为方式自然成为一大焦点。与传统的考古类型学相比，锶同位素分析方法可以获得古代人群迁移的直接证据，目前已成为国际考古学界用于探索人类与动物迁移活动的主要方法。2011年，中国社会科学院考古研究所在国内建立了第一个专门用于考古出土人与动物遗骸锶同位素分析的超净实验室，同时陆续开展了陶寺遗址、二里头遗址、喇家遗址等遗址出土人与动物遗骸的锶同位素比值分析。

　　接下来，赵老师对锶同位素分析的原理进行了介绍。不同矿物和岩石的锶同位素组成是不同的，一般以87Sr/86Sr作为某一地区的表征指标。当不同锶同位素组成的岩石在风化作用下形成土壤，锶也随之进入土壤和地下水中，由此构成具有不同锶同位素组成特征的地质区域。锶通过食物链进入人体内。因此，生活在不同锶同位素地质背景环境中的人，其体内锶同位素组成就可能存在差异。这便成为研究人员通过锶同位素追溯人类或动物栖息地的依据。

　　赵老师接着对锶同位素分析技术的操作流程进行了简要介绍。第一步是样品采集，采集对象是遗址中人类或动物的骨骼及牙齿。第二步是样品预处理，以去除污染，这是进行样品分析的关键环节。之后便是锶同位素比值测定和数据分析。

　　在介绍国内研究案例之前，赵老师以南非的司特克方丹遗址为例阐述了如何确定遗址当地的生物可利用锶同位素比值范围。研究人员发现植物的锶同位素比值变化范围小于土壤，动物主要以当地植物为食，导致其机体内锶同位素水平进一步的平均化，锶同位素比值变化小于植物，因此可以利用当地的动物牙釉质或骨骼的锶同位素比值确定地区生物可利用锶同位素比值特征。关键在于动物种类的选择。Bentley等人测定了德国新石器时期Vaihingen遗址出土的猪、牛、狗、鹿等动物牙釉质的锶同位素比值，经过计算得出猪的标准偏差远远小于其他动物，而且他们还认为当时的猪吃的主要是人类剩余的食物，也就是说猪吃的食物与当地人类食物基本一致。因此其骨骼和牙齿中锶同位素比值可以代表当地的锶同位素水平。以此，猪通常是比较理想的动物种类。

　　随后，赵老师介绍了国内锶同位素考古的四个案例。首先是陶寺遗址。研究人员在陶寺遗址周边每隔五公里采集土壤样品，同时选择出土的猪、牛、羊的牙釉质样品作锶同位素比值测定。通过计算得出土壤及各种动物牙釉质的锶同位素比值的标准偏差，可以看出，猪牙釉质的标准偏差远远小于土壤样品和其他动物。据此推断，陶寺遗址的猪应为本地饲养，该结论也与动物考古学研究的结果吻合。因此，可以猪的牙釉质样品来确定当地的生物可利用锶同位素比值范围。

　　陶寺遗址人类牙釉质的锶同位素分析表明， 21个个体中仅有6个个体的锶同位素比值落在本地生物可利用锶同位素比值范围内，说明这些个体可能在当地出生，而其他15个个体可能是外来移民，外来者占总数的70%以上。

　　紧接着，赵老师又介绍了二里头遗址的人口迁移研究。该研究同样用猪来确定本地锶同位素比值范围。对比可知，二里头文化第二期出土的绵羊可能都是外来的，且来源各不相同，说明当时的统治者可以控制和集中使用绵羊这种重要而有限的动物资源。在二里头文化第三期，当地的居民已经饲养绵羊；至二里头文化第四期，本地绵羊已占多数。这说明，随着二里头遗址社会经济的不断发展，上层社会消费的绵羊可能最终大部分由本地供给，类似的情况也见于黄牛。

　　二里头遗址还测定了21个人类个体的牙釉质和骨骼的锶同位素比值。其中，可能为本地人的有14个，约占居民总数的60%；其余7个个体可能为外来移民。通过比较同一个体的牙釉质和骨骼的锶同位素比值，可推断个体的迁移情况，以及移居当地的时间长短。此外，外来人类个体和部分绵羊的牙釉质锶同位素比值重叠，而与黄牛没有重叠，暗示这部分外来移民与部分绵羊可能来自同一地区。

　　尔后，赵老师又介绍了距今3900—4300年的喇家遗址的相关研究。通过喇家遗址22个人类个体及 8个猪牙釉质样品的锶同位素比值测定，发现仅有3个个体牙釉质的锶同位素比值在遗址当地的生物可利用锶同位素比值范围以外。其中，F3内幼儿个体的锶同位素比值超出本地比值范围。这可能意味着该幼儿是外来人员，也可能与其特殊的饮食相关。此外，本地出生人群牙釉质和骨骼的锶同位素比值比较接近，暗示着喇家遗址古人类的生活方式可能比较统一。

　　通过上述三个案例，赵老师表示可通过锶同位素数据探讨人类生存状况、社会复杂化等考古学问题，从而进一步追索影响都城遗址兴衰更替的潜在动因，复原中国早期社会的发展进程。

　　之后，赵老师又介绍了辽宁小珠山遗址的锶同位素研究概况。小珠山遗址位于辽宁大连的广鹿岛上，四周海水环绕，与大陆隔海相望。赵老师研究团队选择遗址内出土的啮齿动物、猪和鹿进行锶同位素比值的测定。经过计算，得出三者锶同位素比值的标准偏差，即啮齿动物＜鹿＜猪。由于本研究是以广鹿岛作为地理边界，而且啮齿类动物的锶同位素比值均在以鹿牙釉质所建立的锶同位素比值范围之内，因此，最终选用活动范围比较大的鹿来确定广鹿岛的生物可利用锶同位素比值范围。数值对比表明，小珠山遗址的猪从小珠山文化第三期开始出现外来个体，并且这种现象延续到第四期和第五期。

　　讲座结束后，同学们在线上提出了一些问题，包括同一地区锶同位素比值的历时性变化，饲料非本地化对家猪锶同位素比值的影响，硫同位素、氧同位素与锶同位素对研究人类迁徙的不同作用等。赵老师逐一进行了耐心解答。

　　最后，同学们纷纷留言，对赵老师的精彩讲座表达感谢。(文：高靖涵、张励錡 图：赵春燕)

（图文转自：“南师文博”公众号）