無人機“神助攻”,三位考古學(xué)者的“尋壩”之旅 | 獨家

文博時空2024-03-15 08:13

文博時空/文 文博時空 作者 安富建 “長江中游史前人們?nèi)绾沃嗡???/p>

2022 年 6 月的一天,劉建國正在進行一場講座。講稿來自他剛完成不久的新書。從收集資料到成書已用時 5 年,出版索性也不著急了,不妨先給考古界同仁講一講,廣納善言,可能還有意外收獲。

此時,正講到屈家?guī)X遺址。

屈家?guī)X遺址核心區(qū)俯瞰圖(航拍) 圖源:荊門市屈家?guī)X管理區(qū)官網(wǎng)

屈家?guī)X遺址,像“一葉扁舟”,飄在漢水支流的青木河與青木垱河之間?!暗谝粋€在長江中游形成統(tǒng)一的考古學(xué)文化‘屈家?guī)X文化’,絕不能落下為之命名的‘屈家?guī)X遺址’”,他說。屈家?guī)X-石家河文化(“石家河古國”),與同時代的長江下游“良渚古國”鼎足而立,成為史前“古國時代”的關(guān)鍵版圖。

手下的鼠標(biāo)停在了屈家?guī)X遺址東北部。南北兩側(cè)山嶺和西側(cè)隆起處,正好圍成“口袋”狀。

屈家?guī)X遺址及其周邊附屬聚落地勢圖(紅框內(nèi)是“水壩”遺跡) 劉建國供圖

“之前一直沒有注意。這里應(yīng)該是一個水壩”,劉建國愣了一下,當(dāng)即做出判斷。形似“口袋”,實則是河谷。疑似“水壩”的隆起,南北兩段保存跡象良好,中央部分因年久失修,受流水沖刷形成豁口。

鼠標(biāo)正好停在豁口附近,讓水壩原型畢顯。

劉建國,中國社會科學(xué)院考古研究所研究員。他將這處疑似水壩的地點告知了屈家?guī)X遺址考古隊長陶洋?!巴蝗蛔⒁獾竭@么大一個水壩在那兒,一定要讓他搞清楚究竟是什么年代的。要盡快考古驗證。說不準(zhǔn)秦漢的,或者更晚明清的?實際上,我們對這些年代的水壩興趣不大,我們必須要找史前的”,劉建國向文博時空解釋,為什么特別想弄清疑似水壩的年代。

2000 多年前的古水壩,中國早已發(fā)現(xiàn)了不少:秦朝在嶺南修建的“靈渠”,戰(zhàn)國時秦國蜀郡太守李冰修的“都江堰”,吳王夫差主持開鑿的人工水渠“刊溝”……2015 年發(fā)現(xiàn)的良渚水壩,將中國古人興建水利設(shè)施的歷史從 2000 年前推至近 5000 年。

而今,新發(fā)現(xiàn)的位于屈家?guī)X東北部的熊家?guī)X早期壩年代已經(jīng)確認:距今約 5100 年,成為發(fā)現(xiàn)的中國最早且明確的大型水利設(shè)施

由“水壩、蓄水區(qū)、灌溉區(qū)、溢洪道”組成的完整水利系統(tǒng) 圖源:陶洋

2023 年 12 月 4 日,在屈家?guī)X遺址考古工作專家現(xiàn)場會上,“最早水壩”考古新發(fā)現(xiàn)的消息正式對外發(fā)布;

最近兩個月里,含“最早水壩”在內(nèi)的屈家?guī)X系列新發(fā)現(xiàn),密集入選國內(nèi)各大年度考古評選,比如,央視發(fā)布 2023 年度“國內(nèi)十大考古新聞”;中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇 2023 年中國考古六大新發(fā)現(xiàn)”。 2024 年 2 月 20 日,入圍有中國考古界“奧斯卡”之稱的國家文物局 2023 年度“全國十大考古新發(fā)現(xiàn)”終評,成為今年評選的大熱門項目。

屈家?guī)X遺址,以“最早水壩”再次走入大眾視野。長江中游史前治水文明,因之浮出。

就在屈家?guī)X遺址水壩消息披露的前幾日(2023 年 11 月 29 日),另一處屈家?guī)X文化典型遺址湖北“城河遺址”也公布了水壩的新發(fā)現(xiàn);2023 年 3 月,“石家河遺址”也公布了有大型水利工程系統(tǒng)的存在。

在屈家?guī)X文化所有聚落里,石家河、城河、陶家湖、屈家?guī)X遺址面積最大。一年之間,其中三處重要遺址冒出水壩,并非偶然。

石家河、城河、陶家湖、屈家?guī)X遺址位置關(guān)系 

2017 年起,劉建國邀請同事彭小軍,中國社科院考古所史前考古研究室副主任、城河遺址考古隊長,擔(dān)任拍攝助手。二人對長江中游江漢平原大大小小近三十處遺址全部進行無人機實地拍攝。這些照片合成的遺址三維模型圖,成為這些水壩新發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵線索。

事實表明,不止屈家?guī)X在治水,而是幾乎每一處古遺址都有治水痕跡,古代治水文明的興盛,遠超今人的想象。

河網(wǎng)密布的江漢平原及其周邊地區(qū)地勢圖 劉建國供圖

如果不是他(劉建國)指出,我們在現(xiàn)場調(diào)查,看到的地面都是高高低低的,根本難以分辨全貌。他提出(史前治水遺跡相關(guān))想法之后,實際上,我們一直在尋找?!迸硇≤娬f。

在屈家?guī)X水壩線索發(fā)現(xiàn)之后,江漢平原治水主題講座繼續(xù)進行了數(shù)十場,書稿幾經(jīng)刪改增補。2023 年 8 月,劉建國作為第一作者的《江漢平原史前治水文明》正式出版。江漢平原史前普遍存在的治水面貌得以呈現(xiàn)。

劉建國主導(dǎo)借助無人機新技術(shù)提供線索,考古隊長陶洋、彭小軍單點突破具體聚落。無人機“上天”,考古手鏟“入地”,三位考古人數(shù)載“尋壩”,書寫了不同于傳統(tǒng)考古故事的嶄新一頁。

文博時空邀請三位考古學(xué)者講述親身經(jīng)歷,解讀屈家?guī)X遺址及治水工程角逐“十大考古”實力在哪里,為什么“了不起”?

01

“最早水壩”顯形

打開五千多年前治水畫卷

2022 年 9 月,發(fā)現(xiàn)屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩跡象的三個月后,劉建國前往屈家?guī)X考古現(xiàn)場,試圖揭開水壩謎題。

劉建國找到了陶洋。自 2015 年起,陶洋受命湖北省考古所的安排來到屈家?guī)X遺址,擔(dān)任屈家?guī)X遺址聯(lián)合考古隊隊長至今。

二人來到了水壩遺跡處,能夠看到的部分尚有一人高的隆起殘留。陶洋用手鏟在北側(cè)斷面處刮面。

壩體初露,已能夠分辨早晚兩期。露出一個灰坑?;铱忧度?,打破了早期壩體,發(fā)現(xiàn)了一塊陶片?;铱?,是古人生活的垃圾坑。

陶片的出土可以回答水壩年代疑問,是考古年代確認的第一重證據(jù)。良渚水壩年代最初就是依據(jù)三塊古陶片得以揭示。

屈家?guī)X遺址出土的油子嶺文化晚期陶器 彭小軍供圖

能夠?qū)さ焦盘掌⒉蝗菀?,需要考古人的運氣。好運眷顧屈家?guī)X,短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)了陶片。

按照經(jīng)驗判斷:這是一個油子嶺文化的陶片,比屈家?guī)X文化更早!油子嶺文化距今 5900~5100 年,距今 5100-4500 年的屈家?guī)X文化接續(xù)其后。屈家?guī)X遺址是油子嶺文化長江中游地區(qū)同時期面積最大的聚落,所以才會有這樣的陶片。

大家意識到:這個應(yīng)該是目前可知最早的水壩了,一個可能非常重大的考古發(fā)現(xiàn)。在場的考古工作人員都非常興奮。

屈家?guī)X不僅有水壩,還可能是最早水壩。劉建國安心了,若缺熊家?guī)X水壩一節(jié),江漢平原治水文明一書會留下深深遺憾。

這次勘查之后,陶洋找了不少權(quán)威學(xué)者對出土陶片年代進一步確認,多位考古學(xué)者一致認定:不晚于油子嶺文化。

江漢平原發(fā)現(xiàn)了 5000 多年前可能的最早水壩”,消息很快在考古界傳開。2022年11月,考古學(xué)者孟華平前往考察。孟華平,荊楚考古重要專家(著有《長江中游史前文化結(jié)構(gòu)》),主持的發(fā)掘項目曾兩次入選“全國十大考古新發(fā)現(xiàn)”。見到水壩之后,孟華平當(dāng)場表示這是“中國第一壩”。

不久,屈家?guī)X遺址正式向國家文物局申報考古發(fā)掘。2023 年,屈家?guī)X遺址主要工作是搞清楚這個水壩的三大關(guān)鍵點:一是“年代”,二是“范圍”,三是“功能”。

第一要搞清楚的關(guān)鍵是“年代”。

經(jīng)碳十四測年明確:屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩分先后兩期建成,晚期壩的年代距今約 4900~4800 年,早期壩的年代距今約 5100~4900 年,絕對年代略早于良渚遺址水利設(shè)施。

測年樣本 圖源:“中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇-2023 年中國考古新發(fā)現(xiàn)”直播截圖

幾千年來,江漢平原的人們與水有割不斷的關(guān)系。屈家?guī)X遺址發(fā)現(xiàn)的契機是 1954 年冬因開挖水渠。因今人治水而發(fā)現(xiàn)的屈家?guī)X遺址,又發(fā)現(xiàn)了最早的治水工程。

屈家?guī)X遺址的第一次考古發(fā)掘 圖源:屈家?guī)X國家考古遺址公園官網(wǎng)

1956 年 6 月至 1957 年 2 月,屈家?guī)X遺址第二次發(fā)掘出土的繪有圖案的彩陶?;谇皟纱伟l(fā)掘,“屈家?guī)X文化”得以命名 彭小軍供圖

江河萬古流。五千多年來,面對青木垱河的挑戰(zhàn),“人與水如何共處?”這是永恒命題。

第二要搞清楚的關(guān)鍵是“范圍”。

范圍(體量)大小,是衡量水利工程復(fù)雜程度的重要指標(biāo)。

在對屈家?guī)X-熊家?guī)X壩體解剖時,陶洋發(fā)現(xiàn)屈家?guī)X遺址東南角的鄭畈的一處土丘,也是一處水壩(鄭畈水壩)。

一次發(fā)現(xiàn),兩座水壩。

若從上空俯瞰,與如此之大的水壩相比,聚落竟顯得如此之小。要知道,屈家?guī)X遺址是江漢平原面積最大的史前古遺址之一。

屈家?guī)X遺址(黃色)與兩處水壩(橙色)分布及面積對比 示意圖


人與水共存——用好了是“水利”,用不好是“水災(zāi)”。

試想,在五千年前,與“世紀大工程”比鄰而居、朝夕相處的屈家?guī)X人,有多少驕傲,就有多少恐懼!兩座水壩工程,也是文明之初,開路者們闖出新天地的勇敢和生命力的盡情釋放。

圖片“屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩”發(fā)掘區(qū)北壁剖面模型 圖源:陶洋

屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩晚期壩,在早期壩的基礎(chǔ)上加高加寬,擴建而成。現(xiàn)存壩體呈“梯形”:壩頂寬約 13 米,壩底寬約 27 米;高約 2 米;南北長約 180 米。

“屈家?guī)X—鄭畈水壩”剖面清理情況 圖源:“中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇-2023 年中國考古新發(fā)現(xiàn)”直播截圖

相比“矮胖”的熊家?guī)X水壩,鄭畈水壩是“瘦高”型的:鄭畈水壩的長度,是熊家?guī)X水壩的近 3 倍、寬度卻僅接近 1/3:現(xiàn)存壩頂高約 2.3 米,寬約 5.2 米,壩底寬約 10 米,長約 580 米。

據(jù)陶洋推測,屈家?guī)X—鄭畈水壩的壩體堆積僅一期(即一次性筑就),其建造工藝、堆積特征與屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩早期高度一致,年代也相當(dāng)。

熊家?guī)X水利系統(tǒng)(功能分區(qū))示意 圖源:陶洋

鄭畈水利系統(tǒng)示意 圖源:陶洋

以數(shù)據(jù)揭示水壩范圍,最關(guān)鍵有兩個問題:

一、屈家?guī)X遺址有多大?

屈家?guī)X遺址聚落面積頂峰 圖源:“中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇-2023 年中國考古新發(fā)現(xiàn)”直播截圖


在油子嶺文化時期(距今 5900-5100 年),聚落范圍約 105 萬平方米;屈家?guī)X文化時期(距今 5100-4500 年),擴展至 284 萬平方米,環(huán)壕圍合面積(含環(huán)壕)約 90 萬平方米,到達頂峰。

二、兩座水壩蓄水面積有多大?

屈家?guī)X—熊家?guī)X水壩東側(cè)為蓄水區(qū),與自然崗地合攏面積約 19 萬平方米,和國家體育場“鳥巢”面積不相上下。鄭畈水壩蓄水區(qū)面積,比熊家?guī)X水壩可能更大。

蓄水區(qū)的實際區(qū)域面積目前尚未公布,需要依據(jù)水壩真實高度測算??勺鲄⒖嫉氖?strong>兩處水壩與自然崗地合攏面積之和,可能超過 40 萬平方米。

如此看來:40 萬平方米,和屈家?guī)X整體面積(90 萬~284 萬平方米)相比,足以反映水壩工程的浩大。

要完成如此大型水利工程,一些人因極具資源調(diào)配能力,脫穎而出成為了水壩工程的規(guī)劃者、監(jiān)督者。

因治水有功而推為首領(lǐng),這是“大禹治水”傳說的現(xiàn)實映射。

長江中游史前文明化肇始的物證 圖源:“中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇-2023 年中國考古新發(fā)現(xiàn)”直播截圖

治水,改變了定居農(nóng)業(yè)面貌,刺激階級分化,孕育文明產(chǎn)生。因治水而文明,這就是江漢平原大型水利工程“最早水壩”發(fā)現(xiàn)的意義:五千多年前,長江中游文明曙光已現(xiàn)。

第三要搞清楚的關(guān)鍵是“功能”。

劉建國認為,“屈家?guī)X聚落群所處的地理環(huán)境,應(yīng)該是江漢平原的最佳地域”。地處完整而封閉的山前沖積平原,水源充沛。處在高海拔區(qū)、有適合居住的高臺地,基本沒有防洪的需求。河谷沖積平原上可耕種農(nóng)作物。

經(jīng)系列治水工程,屈家?guī)X遺址可以“成為一處極為理想的‘史前文明發(fā)祥地’”

屈家?guī)X遺址出土的油子嶺文化扣碗 彭小軍供圖

有人會好奇,守著兩條河,屈家?guī)X人為什么還要“多此一舉”建水壩,以灌溉農(nóng)田?

筑壩的動因或許是,當(dāng)人口較少時,屈家?guī)X遺址環(huán)壕內(nèi)小型水利工程足矣。隨著人口擴大,首領(lǐng)決定開辟出更多水稻田,并看中了西部地勢更高的臺地。史前先民無法實現(xiàn)對水資源的提級使用(即將水從低處抽往高處),所以水壩的主要作用是抬升水位,以達到對高處農(nóng)田的有效灌溉

屈家?guī)X遺址高程模型:綠色區(qū)域地勢高于藍色區(qū)域 圖源:陶洋

屈家?guī)X遺址自油子嶺文化早期有人類定居起,已出現(xiàn)了較為成熟的稻作農(nóng)業(yè)。熊家?guī)X水壩西側(cè)為灌溉區(qū),約 8.5 萬平方米(約等于 127.5 畝),植物考古顯示該區(qū)域存在史前稻田。“具體的史前稻田遺跡面積有多大?”陶洋說,“有待進一步工作的揭示?!?/p>

讓人再次對古人智慧刮目相看的是,屈家?guī)X人并沒有圍截聚落旁流經(jīng)的青木河或青木垱河,而是選擇了聚落西邊的兩個小河。

選擇小流域修壩(熊家?guī)X水壩圍截的流域面積是 4.7 平方公里,鄭畈在 4.9 平方公里),水壩施工難度更小,而且水壩和高處的水稻田均不容易受洪水沖擊。一座水壩不夠用,那就再圍一座。水壩里留有足夠的農(nóng)業(yè)用水,伏旱、秋旱來臨,還可以灌溉以“抗旱”。

對自然之力順勢而為,實現(xiàn)旱澇不侵,這是屈家?guī)X人的高級生存指南。

當(dāng)水壩的水位高到一定程度,會從“溢洪道”流出,進入青木垱河里。

熊家?guī)X水壩溢洪道清理圖 圖源:“中國社會科學(xué)院考古學(xué)論壇-2023 年中國考古新發(fā)現(xiàn)”直播截圖


熊家?guī)X水壩的溢洪道位于蓄水區(qū)的北部缺口處,入口寬約 26 米,呈南高北低的走勢。

后來,先民學(xué)會了提級用水,可以將低處的青木垱河水引至高處的崗地,這些水壩逐漸失去了存在的價值。長期得不到維護,水壩中央部分經(jīng)流水日積月累沖擊形成豁口——淪為事實上的“潰壩”被廢棄。

這就是五千年前屈家?guī)X“最早水壩”遺跡留給后來人的故事,也是屈家?guī)X人踏入文明時代最初的有力證明。

02

無人機“飛手”尋壩

新技術(shù)帶來考古新發(fā)現(xiàn)

“他(劉建國)一直致力于江漢平原史前治水文明的研究,堅信距今 5000 年前后,江漢平原一定存在相當(dāng)成熟的史前水利設(shè)施?!碧昭笳f。

本世紀初,劉建國對中國先民治水發(fā)生興趣,“感覺到中國先民應(yīng)該從五六千年前開始治水,后來做了一些工作,但一直沒有發(fā)現(xiàn)類似跡象?!?/p>

高性能無人機技術(shù)的普及,為“尋壩”帶來契機。

劉建國曾是一名資深的“飛手”,操控?zé)o人機航拍考古遺址在考古界知名。愛好攝影,朋友圈經(jīng)常發(fā)一些鳥類照片,被人戲稱是“考古界內(nèi)最會攝影”?!拔覐?2006 左右開始買無人機,到了 2014 年,已開始給考古同仁們做培訓(xùn),推廣無人機拍攝。”劉建國說,“考古遺址在二維呈現(xiàn)的照片上沒有高低起伏。通過航拍獲得的三維建模,可以很全面的把一個遺址信息全部要記錄下來。

一臺像素 2000 萬的無人機,當(dāng)飛行高度在 430 米左右,可以獲得 10 厘米的分辨率的正射影像。

屈家?guī)X及周圍附屬聚落的正射影像圖 劉建國供圖

1974 年 11 月屈家?guī)X遺址鎖眼衛(wèi)星影像圖 劉建國供圖

無人機拍攝獲得的最新圖像,與 1974 年衛(wèi)星拍攝的屈家?guī)X遺址對比,可以看到技術(shù)進步對遺址新認識的重塑。

三維建模生成高程圖后,一個遺址的壟崗溝谷在高程圖上看得一清二楚。

石家河、屈家?guī)X、陶家湖等江漢平原重要遺址的數(shù)字表面模型 劉建國供圖

數(shù)字模型圖中,不同顏色代表著地勢高低的差異?!八吞幜鳌保菍ふ宜骱圹E的首要準(zhǔn)則。

在他的推廣下,三維重建在考古界普遍使用。三維重建,成為“尋壩”取得成果的關(guān)鍵技術(shù)。

早在 2010 年,劉建國首次提出良渚遺址存在水壩痕跡。

此前,考古界對治水的關(guān)注度并不高,當(dāng)良渚因嘆為觀止的大型水利工程申遺成功之后,考古人無一不期待著能夠找到更多古人治水的遺跡。

在 2023 年12月城河水壩發(fā)現(xiàn)公布的當(dāng)日,良渚遺址也公布了“新發(fā)現(xiàn)疑似水壩近 20 處”(其中 7 處的碳十四年代皆距今約 5000 年),加上 2015 年以來新發(fā)現(xiàn)確認的 11 處水壩——良渚大型水利系統(tǒng)中存在近 30 條水壩。

良渚古城及其外圍多個水利系統(tǒng),數(shù)字模型下清晰可見 劉建國供圖

那么,江漢平原是否存在治水痕跡?最初只有一個假設(shè)。

“大洪水”敘事的傳說,普遍存在于北緯 30 度線文明之中。因氣候條件一致性,這條線上的古人普遍存在治水經(jīng)驗,并學(xué)會與水共處。

2017 年,劉建國邀請彭小軍一起先從無人機航拍遺址起步。

不同于普通拍攝,無人機拍攝考古遺址需要看老天的臉色。要反映豐富的地理地貌,最適合拍攝的是冬季。其他季節(jié)江漢平原植被茂盛,樹葉遮擋對拍攝結(jié)果干擾大。冬天,還不能是陰天或多云,最好有連續(xù)四五天的晴天。也不能是早上,有霧;上午九十點開拍,冬天黑得早,下午五點前得拍完。

劉建國操作無人機拍攝遺址的飛行軌跡 劉建國供圖

苛刻的拍攝條件,必須高強度工作。一有合適天氣,劉建國就從北京趕來。因沒有駕照,約上彭小軍當(dāng)司機。有時一天跑幾百公里遠。長江以南澧陽平原的五個遺址(湖南的城頭山、彭頭山、八十垱、雞叫城、邱家橋),竟然趕在同一天拍完了,早上從湖北荊州出發(fā),晚上驅(qū)車幾個小時,返回原地住宿。

外出拍片的日子,經(jīng)常在路邊小超市里對付。一兩個面包、一瓶水,湊合一頓。幾乎沒有正兒八經(jīng)坐下來吃頓午飯。

彭小軍頗為浪漫地講述了一次難忘的體驗:返程時已經(jīng)黑天了,經(jīng)過一處高架橋,兩側(cè)山谷相夾,前方無垠的星空,“感覺像在太空里”。

或許,夜晚遇到星空,是白天踏訪古遺址勞累一天的獎勵。

要不抓緊時間拍完,一等就是一年”,劉建國說,近三十個遺址正式拍了三個冬天(2017 年底、2018 年初、2019 年初)。一些情況復(fù)雜的,后期還有幾次補拍。三年算下來,適合拍攝的時間湊起來也就一個月,“剛開始以為 3 年就能把書(《江漢平原的史前治水文明》)寫出來,結(jié)果到去年花了 5 年時間”。

到拍攝接近尾聲,劉建國也學(xué)會了開車拿了駕照。比駕照更重要的是,他拿到了江漢平原近 30 個遺址獨一無二的三維影像資料。新技術(shù)帶來了前所未有的研究新視野。他的下一本書,已經(jīng)從江漢平原治水升級至“中國史前治水文明”的恢弘圖卷。

03

按圖索驥

“最早水壩”在哪里?

以劉建國提供的信息,陶洋、彭小軍按圖索驥進入了尋壩“最難的一步”:考古確認。2020~2023 年,一系列成果先后出爐:城河、石家河、屈家?guī)X……

“我開始給了一些線索,結(jié)果并沒有發(fā)現(xiàn),‘忽悠’了他們?!?/strong>起初,劉建國認為摸清江漢平原早期治水模式,應(yīng)該多關(guān)注“小水塘”。在年代更早的彭頭山文化(距今 8500 年)的湖南澧縣八十垱遺址,有古河道旁發(fā)現(xiàn)了一些挖出的“小水塘”,極可能是古水稻田。推測先民會從水稻田旁邊的河里引水灌溉。

三維地圖顯示,江漢平原的史前遺址存在與彭頭山相似的“大量短小的堤壩”痕跡。2021 年底,劉建國向屈家?guī)X、城河、石家河等考古隊提供了 20 多個疑似小水塘的地點。幾位考古隊長分別做了鉆探,兩三個月以后卻無功而返。

劉建國意識到“小水塘”都處于填埋狀態(tài),只有鉆探是不夠的,必須進行深入的考古挖掘才可能有收獲;而大型的水利設(shè)施,比如“水壩”,往往在地面留有明顯遺存,更容易識別。

重點放在找水壩上。

陶洋前后勘探了屈家?guī)X十幾處疑似水利工程,最終確定了熊家?guī)X、鄭畈兩處水壩。2023 年是屈家?guī)X-熊家?guī)X水壩發(fā)掘的關(guān)鍵期,完成熊家?guī)X水壩東西向的解剖清理工作用了 8 個月,一年到頭,陶洋前后才回過 3 次家。

城河遺址數(shù)字表面模型 劉建國供圖

在城河遺址,彭小軍依次對 14 處古水壩的疑似痕跡作解剖發(fā)掘,只在一處找到了陶片,經(jīng)過確認屬于屈家?guī)X文化遺存。“盡管有理由認為,解剖的 14 處都是水壩,但是能夠 100%經(jīng)考古作年代確認的,只有這一處。”彭小軍說。近幾年,幾乎每年有 8~10 個月都泡在考古工地上。

偶然性,為考古帶來困難,也是這項工作的魅力來源——你永遠不知道接下來會發(fā)現(xiàn)什么,一切皆指向未知。

04

史前治水文明的樣板工程

——城河遺址

“擋水、引水、用水”的三部曲

迄今為止,江漢平原史前治水工程的大型水壩,只有陶洋和彭小軍分別負責(zé)的屈家?guī)X遺址—熊家?guī)X水壩和城河遺址東北部的水壩,這兩個是“經(jīng)過考古學(xué)年代確認,而且比較早的”。城河遺址未能獲得“最早水壩”稱號,因這是一處“移民”聚落,并不存在更早的油子嶺文化,而晚于屈家?guī)X遺址。

城河遺址曾以發(fā)現(xiàn)屈家?guī)X文化時期的罕見大型高等級墓地等,入選了國家文物局“2018 年度全國十大考古新發(fā)現(xiàn)”。水利工程的發(fā)現(xiàn)進一步抬升了城河遺址的重要性。

城河遺址是“史前治水文明樣板工程”之一,劉建國認為。城河人治水對地形的利用,復(fù)雜而精巧。城河遺址(湖北沙洋城河新石器時代遺址),年代距今約 5100 年~4500 年,地處漢水西側(cè)支流城河及其次一級支流的沖積平原上。

城河遺址正射影像圖 劉建國供圖

彭小軍認為,屈家?guī)X文化時期城河遺址的史前水利系統(tǒng)工程分為了三步,完成了“擋水、引水、用水”的三部曲。

遺址地勢東北部分較高,西南低。西南側(cè)應(yīng)該是城河干流擺動形成的早期河谷。

工程第一階段

在工程第一階段,最早來到城河的一批人,為了擴大農(nóng)耕生產(chǎn)面積,沿著西南部的臺地邊緣修筑了一道“擋水墻”,從城河河谷切出一塊來種植水稻,主河道不再來回擺動。

工程第二階段

工程第二階段的開啟,到了屈家?guī)X文化晚期,或因人口增加、聚落面積擴大的需要。在西南部原來的“擋水墻”之外,又營建了更大的“擋水墻”。

城河遺址淹沒模型分析 劉建國供圖

數(shù)字模型顯示,西南部的人工“擋水墻”在一定水位情況下,能夠起到明顯的防洪作用,將水擋在城外。

除了“擋水”之外,這一時期的城河人對水資源利用出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)變——“引水”,東北部出現(xiàn)了一座水壩。

2023 年 11 月 14 日,航拍城河遺址“水壩”遺存  彭小軍供圖

這條水壩(在遺址外的泊陽湖、鄧關(guān)臺地點)將東北部的城河支流的主河道攔截。

“水壩”遺跡橫跨城河支流河谷,南北長 260 米,西最寬處為 39 米,地面可見最大高度為 6.5 米。水壩下側(cè)可能有古稻田,仍在確認中。

城河遺址北部淹沒模型分析與筑壩貯水和引水方式(右圖紅色是人工“引水”的通溝) 劉建國供圖

水壩蓄水面積大概 18 萬多平方米,約占城河遺址面積(約 70 萬平方米)的四分之一。當(dāng)水壩庫容超過 100 萬立方米,水可以引入城內(nèi)。通過人工通溝,河水一直貫穿進入城里,又形成了兩個自然水系(環(huán)壕)。

城河遺址垣壕水系圖 彭小軍供圖

從“擋水”城外到“引水”入城,城河人實現(xiàn)了一次治水能力的跨越。

工程第三階段

更妙的是工程的第三階段,精細化“用水”。

在環(huán)壕水渠里存在 C 字形的短小堤壩。類似一級一級的滾水壩,分級蓄水。

雨水多的時候,小堤壩作為擋水設(shè)施,將水擋在城外邊;雨水少時則也可蓄水“抗旱”。城,接近于自然水系(環(huán)壕)堤壩。

最后,城內(nèi)的水流通過城東南水門,流入另一條自然河流里(城河)。

擋水、引水、用水,這符合后世李冰修筑都江堰奉行的“道法自然”,做到了“引水以灌田,分洪以減災(zāi)”。

5000 年前屈家?guī)X文化先民,實現(xiàn)對水資源的高水平管理,“水”、“城”融為一體。

05

治水,成就五千年前

“問鼎中原”的“眾城之邦”

城,是屈家?guī)X文化的典型特征。

這里有中國最早史前城址“城頭山”,還有最多的城址。近 30 個遺址,有 17 處“城”址。

長江中游史前城址群(10 指城河遺址;8 指石家河-譚家?guī)X) 彭小軍供圖

“城”,最初來自挖環(huán)壕的泥土,堆筑而來。名為“城”,卻并不是北方后來常見的夯土墻。這些“城墻”普遍寬、大,兼有緩坡。

橫截面多呈梯形,一般底部寬能達 30 米,頂部寬達 10 米以上。

城河遺址的“城墻”橫截面(左側(cè)為城外與外壕溝) 彭小軍供圖

有人可能會好奇,這樣造型的“城”不是很容易攻破嗎,如何防御敵人或野獸?

江漢平原史前文明有兩個側(cè)面:正面是“多城”現(xiàn)象,反面是“治水”的普遍存在。

長江中游降水季節(jié)分布極不均勻。劉建國將過去被人忽視的長江中下游平原的伏旱、秋旱納入考慮,認為城和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接掛鉤?;诟鬟z址治水工程的研究,劉建國提出城的“抗旱”功能。

類似圍壩形狀的“城”,也是為了蓄水“抗旱”以種植水稻等農(nóng)作物。水稻產(chǎn)量上去了,人口就進一步擴張,為文明發(fā)展提供動力。

這成為對“城”功能認識上一項重大突破。城,兼有抗旱、防洪、防御等多功能用途。

治水,成為理解江漢平原文明的一把鑰匙。

江漢平原是“楚文化”的主要源頭。楚國不諳中原諸夏禮儀,中原看不起,楚國也以“蠻夷”自居。曾發(fā)生楚莊王北上“問鼎中原”故事。實際上,距今 5000 年前后,一統(tǒng)江漢平原的屈家?guī)X文化發(fā)生了一次大擴張,北進中原的仰韶文化,東入大汶口文化。

彭小軍稱之為“第一次問鼎中原”。

在屈家?guī)X遺址,最新公布的新發(fā)現(xiàn)有一個 510 平方米的屈家?guī)X文化大房子。

陶洋引用北京大學(xué)考古文博學(xué)院一級教授趙輝的評價:“在屈家?guī)X遺址最高的地方,發(fā)現(xiàn)了一個大型宮殿式的建筑,建筑技術(shù)相當(dāng)高級。屈家?guī)X遺址所反映的社會,其實是一個相當(dāng)高級的社會。它是一個江漢地區(qū)的史前文明。

510 平方米大房子正射影圖

這里也發(fā)現(xiàn)了已知最早的磉墩(整座房址承托木柱的礎(chǔ)基)遺存。陶洋介紹,此前發(fā)現(xiàn)的磉墩遺跡有明確記載的出現(xiàn)在河南省新密市古城寨遺址。古城寨遺址,一處龍山時代晚期城址,已進入有史籍記載的夏代紀年,遠晚于屈家?guī)X文化時期。

在城河遺址,王家塝墓地發(fā)現(xiàn)的墓葬 300 多座,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大、保存最完整的屈家?guī)X文化墓地。

城河遺址M4 出土的屈家?guī)X文化陶器 彭小軍供圖

城河遺址出土的玉石鉞 彭小軍供圖

穆林頭遺址出土的牙璧,是屈家?guī)X文化出土較少玉器中的一件精品 彭小軍供圖

從屈家?guī)X、城河、石家河等遺址出土遺跡來說,屈家?guī)X文化的這一批“城”,互相不統(tǒng)屬且邊界分明。但是,具備共同的信仰。

四耳器、筒形器等意識形態(tài)有關(guān)的器物在各大聚落里出現(xiàn)。

城河遺址出土的筒形器 彭小軍供圖

彭小軍將這種不存在聚落間主次格局的聯(lián)合關(guān)系,稱之為“眾城之邦”。

第一次“問鼎中原”的屈家?guī)X文化,并非在某位“王者”的統(tǒng)率下完成,而是存在一個“領(lǐng)導(dǎo)集團”。

至石家河文化(距今約 4500~4200 年),真正的“王”才出現(xiàn)。

以 4500 年為分界線:此前,在屈家?guī)X文化時期是 18 處;

屈家?guī)X文化聚落分布圖 劉建國供圖

此后,石家河遺址附屬聚落猛增至 40 處。

石家河文化聚落分布圖 劉建國供圖

金字塔式聚落層級格局出現(xiàn),“石家河古國”最終一統(tǒng)江漢平原上的其他眾多聚落。

此后,江漢平原經(jīng)過肖家屋脊文化時期(4100~3800 年)逐漸衰微,進入史籍記載的“夏商周”而融入中原王朝,成為中華文明形成“多元一體”重要組成部分。

屈家?guī)X—石家河文化宗教屬性明顯,需要投入了大量非生產(chǎn)性勞動,“衰亡原因主要取決于其內(nèi)部的社會機制,這種機制的存在也決定了它們對來自外部的沖擊難以做出有效的反應(yīng)。”(許宏《溯源中國》2022 年)

興衰更替,自然為之。文明走過初期而衰亡,未能如同中原奉禮制而長久繁盛。系統(tǒng)瓦解出自內(nèi)部,屈家?guī)X—石家河文明的淘汰出局,有了宿命式的結(jié)局。

參考資料:

劉建國:《江漢平原史前治水文明》,2023

彭小軍:《屈家?guī)X-五千年前的眾城之邦》,2023

湖北省文物考古研究所等:《湖北荊門市屈家?guī)X遺址2015年-2017年發(fā)掘簡報》,《考古》2019年3期

姚凌、陶洋、張德偉、羅運兵等:《湖北荊門屈家?guī)X遺址炭化植物遺存分析》,《江漢考古》2019年6期

許宏:《溯源中國》,2022

萬建輝、曹巧紅:《考古創(chuàng)系列“之最”!湖北屈家?guī)X遺址發(fā)現(xiàn)史前“水壩”》,《長江日報》2023


圖片 | 安富建

排版 | 小謝

設(shè)計 | 尹莉莎

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