Jiang等^[2]先后采集了黄土高原6个地方两万年来冷期和暖期的孢粉学样品, 研究结果发现, 在末次盛冰期, 黄土高原植被由蒿属(Artemisia)、菊苣(Cichorium intybus)、蒲公英属(Taraxacum)、蓝刺头属(Echinops)、藜科和禾本科的部分植物组成。而在全新世适宜期, 黄土高原西北部植被由禾本科、蒿属、藜和蓝刺头型菊科组成; 东南部植被类型比西北部稍多, 主要包括松属(Pinus)、榛属(Corylus)、禾本科和蒿属等, 此外还有大量中华卷柏(Selaginella sinensis)。所以认为黄土高原的植被覆盖以草本植物为主, 不同的只是暖期植物类型比冷期丰富。另据杨勤业和袁宝印^[3]有关西安半坡全新世孢粉谱分析显示, 西安在整个全新世时期都以草原植被为主, 在气候最适宜时期有一些针叶林的成分。在陕西省中部富平县的孢粉分析也具有同样的结果:全新世期间, 富平一带亦以草原植被为主, 气候最适宜期主要表现为针叶树花粉的增加, 和西安全新世孢粉组合的结果基本一致^[4]。孙湘君等^[5]发表了渭南剖面的孢粉记录, 研究表明整个全新世以草原为主要植被, 短时间有阔叶树生长。李小强等^[6]以沙漠/黄土过渡带— — 陕西靖边柳树湾剖面记录为例, 花粉分析结果和¹⁴C年龄表明, 13 000年以来古植被始终为草原植被景观。

吕厚远等^[7]对于植物硅酸体的研究也证实古植被是草原的结论。他们首先对全国表土植硅体进行了基础研究, 后选择了黄土高原南部自东向西(渭南、宝鸡和兰州)3个剖面末次冰期以来的地质记录, 进行植硅体研究, 并利用和现在不同植被类型下现代土壤植硅体组合的关系, 判别了高原塬区东、西部古植被的空间变化。结果表明, 样点的植硅体形态主要对应于草本植物, 说明自75 000年以来, 古植被主要是草原植被类型之间的演变, 只有在短暂的降水特别充沛的时段可能才有森林发育。黄土塬易流失水分, 如要生长森林, 降水量至少要比基岩山地多出250 mm以上。

黄土高原现存的古土壤类型也提供了判别古植被及古生态环境重要的证据。黄土高原古土壤主要为黑钙土, 又俗称为黑垆土, 发育于距今约8 000年的暖温带草原生物气候条件。郭正堂等^[8]和刘东生^[9]曾对黄土塬区的古土壤学进行过较详细的研究, 也证明该区土壤主要是黑钙土, 是在半干旱的、有较大季节性反差的气候下形成的茂盛草原土壤。

与植被相对应的还有古动物的证据。根据地质学家的考古成果, 远在整个更新世时期, 黄土高原动物的成分都自成为一个有其特征的干旱草原型动物群, 如鼢鼠类(Myospalacinae lilljeborg)、驼鸟(Struthio camelus)、马(Equidea)、鹿(Cervidae)等都是有代表性的黄土区生物, 与河湖相沉积中富含以犀牛(Rhinocerotidae)、象(Elephantidae)等“ 喜湿热” 动物群有明显不同。在动物总的种类数目中, 啮齿类(Glires)占黄土中哺乳动物(Mammalia)化石的90%以上, 现在仍是黄土地区的优势动物。另外, 从不同习性动物的地理分布看, 食肉类(Carnivora)、奇蹄类(Perissodactyla)、偶蹄类(Artiodactyla)等多偏于近山地及在黄土分布的南部区, 在黄土高原的中心地带则较少。啮齿类动物的分布则相反, 这亦说明黄土区为一草原型的生态环境^{[9, 10]}。

而另一些学者从历史地理考证等方法, 提出黄土高原区应以森林为主, 且面积大于50%^{[11, 12]}。这种差异或许是由于对植被类型的不同认知造成。据草原学家的定义, 湿润度1.2以上, 树木郁闭度大于60%, 高度超过2 m才定义为森林; 主要生长草本植物, 或兼有灌木和稀疏乔木应定义为草原^[13]。所以并非是生长过树木的地点就可认为曾经发育过大面积的森林, 而应该对占据主要地位的植被进行还原与判读。但可以肯定的是黄土高原的原生植被群落两大主体是草原和局部森林, 特别在高原的西北部, 无疑应以草原生态系统为主(图1)。

图1

Fig.1

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	图1 黄土高原的草地类型 注:草原类型基于任继周等“ 综合顺序分类法” (CSCS)制作。Fig.1 Grassland types in Loess Plateau in China Note:This figure is drawn basing on “ comprehensive and sequential classification” (CSCS) of Ren Ji-zhou et al, which shows the potential vegetation types in Loess Plateau.

由该区的史前考古证据显示, 猎取丰富的草食动物是极其重要的食物来源。揆诸历史, 没有食物匮乏的压力, 一般不会由游猎转向种植业。而驯化黄土高原的草食动物, 则是早期寻求稳定食物来源的重要途径。这种以驯化动物为特征的原始畜牧业, 可算是这一区域率先出现的农业形态。这一阶段大概发生于全新世的早期, 全新世大暖期(大西洋期)的种植业发生之前, 也即10 000~8 000 年前这段时间。追随草食动物的季节性迁徙, 家畜的肉、奶成为更为稳定的食物来源, 同时还能进行采集活动。

黄土高原哺乳类动物由上新世森林草原型三趾马(Hipparion)动物群演化而来, 随着气候的变化与黄土堆积的扩大, 温带草原动物和小型啮齿类动物占据主要地位。农业起源时期以来, 黄土高原东南部主要分布着亚洲象(Elephas maximus)、孔雀(Pavo)动物群^* (^* 一般认为孔雀的最早驯化地在中国。见, 斯塔夫里阿诺斯.全球通史:从史前史到21世纪[M]第7版.北京:北京大学出版社, 2005.), 以苏门犀(Dicerorhinus sumatrensis)为主的野生犀牛^[17]。他们的生境以森林-草原的地带为主, 并且有伴有比较大型的河流。而西部较干旱区域则分布着苏门羚(Capricornis sumatraensis)、野马、野驴、野骆驼(Camelus bactrianus)和麋鹿(Elaphurus davidianus)等具有较干旱的草原地带特色的动物群, 并且这些动物可能是在渔猎阶段最早被驯化的对象。根据动物群系的分布与随后该区域的家畜养殖历史记载表明, 野牛的驯化可能发生在该区域, 而羊与马则可能是经中亚或蒙古高原传入, 狗(Canis lupus familiaris)则可能是长江流域文明的传入。长期的采集活动与饲养驯化动物, 使得人们需要种植牧草, 加深了对部分特殊植物的认识, 尝试种植这些植物也成为日后种植业起源的因素之一。

从家畜驯化到定居的种植业, 这一阶段比较短。促成这一转变的原因, 可能为全新世大暖期的到来。全新世大暖期也称作大西洋期, 开始于距今约8 000 年前, 延续约3 000年之久, 被称作冰后期的最适期。当时黄土高原地区的气温比现代要高2~3 ℃, 降水量要多500~800 mm, 亚热带的北界移到了黄河中游37° ~38° N。这种气候条件使得黄土高原地区的森林由基岩山地、河谷向外扩散, 部分草原转化为森林, 广泛分布着落叶阔叶林, 草原带向西、向北扩展。此时的草原面积减少了, 而作为狩猎对象的草食动物也相应减少, 原始草地畜牧业所必需的场所萎缩, 促使人们不得不使用种植来替代游牧。另一方面, 暖湿的气候条件极有利于植物的生长, 松散的黄土又极易被开垦, 成为发展种植业的有利条件。

黄土高原的种植业主要分布在黄河流域沿岸, 起源地集中分为黄河中游与黄河上游两个区域, 并演变为黄河流域的旱作雨养农业。

3.2.1 黄土高原东南部的种植业 黄土高原东南部的种植业主要位于黄河中游, 也是该区域人类活动集中的区域, 主要包括渭水流域、豫西和晋南地区。这一区域按照时间与地点又可大致划分为4个文化序系^[18]:

老官台文化(大地湾文化):大地湾文化是我国旱作农业的起源地之一, 从已发掘的考古资料看, 发现有黍(Panicum)、油菜(Brassica campestris)、稷(Setaria)等作物种子, 其中黍种子距今约7 000年之久, 已知最早的标本。大地湾遗址的石器还是以打制石器为主, 磨制石器较少, 但石器中用于耕作的石器已经不少。同时还在大地湾遗址出土了中国最早的彩陶, 有最早开始养猪的考古证据。

仰韶文化:仰韶文化距今6 100~4 400年, 延续约1 700年, 主要分布在渭河流域、豫西和晋南地区。该文化的发展序列是半坡类型→ 史家类型→ 庙底沟类型→ 西王村类型或半坡晚期类型。仰韶文化的石器从早期的打制石器, 到后期的磨制石器, 甚至通体磨光的石器。早期社会结构是母系氏, 后期逐步过渡到父系氏社会。

庙底沟二期文化:庙底沟二期文化是从仰韶文化到龙山文化过渡阶段的遗存, 年代为公元前2 900~前2 800年。庙底沟的建筑以半地穴式, 父系制已确立。这时私有概念也已经产生, 社会阶层分化。黄河中游地区继庙底沟二期文化, 分化出3个支系, 即关中地区的客省庄二期文化, 豫西和晋西南的三里桥二期文化, 汾河中下游地区的陶寺类型。

客省庄二期文化、三里桥二期文化及陶寺类型:客省庄二期文化的农业工具约占全部工具的三分之一, 农业的重要性进一步提升。在赵家来遗址的一些窖穴里残留有成堆的碳化粮食。家畜饲养也比较兴旺, 出土有狗、猪、羊、牛的遗骸。在客省庄﹑双庵均发现有陶窑。通过对这些遗址的陪葬发掘显示这一时期正在经受剧烈的社会转型, 社会阶层形成。陶寺遗址还发现了约200 hm²的大型城址, 证明到陶寺类型阶段已形成了稳定的社会结构。

3.2.2 黄土高原西北部的种植业 黄河上游的青海东部、甘肃的姚河流域、渭河上游和河西走廊的东部、宁夏的南部, 大致可以划归一个种植业文化起源区系, 它们受黄河中游种植业影响痕迹较为明显, 年代明显较轻。种植业文化类型主要有马家窑文化和齐家文化, 它们的分布或许表明了当时种植业在黄土高原由东南向西的传播过程^[18]。

马家窑文化:马家窑文化是仰韶文化向西发展的一种地方类型, 出现于距今5 700多年的新石器时间晚期, 历经了3 000多年的发展, 有石岭下、马家窑、半山、马厂4个类型。主要分布于黄河上游地区及甘肃, 青海境内的洮河、大夏河及湟水流域一带。马家窑文化主要经营粟和黍等旱作作物, 饲养猪、狗、羊、鸡(Gus gallus)等家畜与家禽。除了农业活动, 采集和狩猎仍是重要的补充, 遗址中发现有大量的狩猎工具及鹿、野猪等野生动物骨骼。

齐家文化:齐家文化年代为公元前2 000~公元前1 900年。分布在甘肃、青海省境内的黄河及其支流沿岸阶地上, 共发现遗址350多处。该文化种植业发达, 发现有较多的骨制与石制工具, 种植以粟为主的作物。同时畜牧业也达到较高水平, 出土有猪、羊、狗、牛、马等家畜骨骼。制陶业较为发达, 广泛用于生活及农业生产。