國立臺灣大學文學院人類學研究所 碩士論文
Department of Anthropology College of Liberal Arts National Taiwan University
Master Thesis
以植物矽酸體分析和陶器壓痕翻模法 探討卑南遺址的植物遺留
Discussion of Plant Remains in the Peinan Site Based on Phytolith Analysis and Plant Impression
Replica Method on Pottery
康芸甯 Yun-Ning Kang
指導教授：陳有貝 博士 Advisor: Yu-Pei Chen, Ph.D.
中華民國 102 年 1 月
January, 2013
本論文曾獲得下列獎助補助，特此感謝
國立臺灣史前文化博物館
「博、碩士生研撰卑南遺址相關研究或臺灣考古學研究」
學位論文暨研究計畫─博、碩士生田野可行性調查
國立臺灣大學人類學系
「國立臺灣大學人類學系邁向頂尖大學計畫
─研究生在地語言學習與田野研究計畫」
「國立臺灣大學第二期邁向頂尖大學計畫（2011-2015）
─人類學系研究生論文寫作研究補助」
國立臺灣圖書館
「博碩士論文研究獎助 」
致謝
總算，在這最後的一刻，我終於完成了一直以來的夢想，對於現階段的自己 也算是有個交代了。
細算起來，踏入人類系已是第 9 年了，從當初的懵懵懂懂，到現在已有不少 體會。當初何曾想過會待在這個圈子這麼多年，但是考古學就是如此令人著迷。
很慶幸自己在那時做了對的決定，報考了人類學碩士班，經過這些日子我確實體 會到做研究的不易，不只需要一份熱情，更是需要全心全意地投入，雖然辛苦，
但是我獲得的遠比付出更多。學海無涯，瞭解越多越是覺得所學不足，只希望能 夠透過一己之力對考古學有一絲貢獻即可。
這本論文的完成真的要感謝許多幫助我、陪伴我的人。首先是引領我進入考 古學領域的陳有貝老師，老師不僅對待學生寬容，也處處為學生設想，讓我可以 無後顧之憂地盡力去做我想做的事，不用擔心現實的問題，因為有困難的時候總 有老師在。謝謝擔任我口委的李作婷老師，沒有妳教導我矽酸體的實驗技術，根 本不可能有這本論文產生，妳總是給我最多、最有利的建議。感謝同為口委的陳 伯楨老師，老師為教學工作不遺餘力，又與學生亦師亦友，是我深感佩服的。感 謝陳瑪玲老師在課堂上的指導，每次讀過老師批改報告的意見總覺得獲益良多，
與老師一同享用美食同樣令我印象深刻。在臺東進行田野的時候，特別要感謝李 坤修老師及葉美珍老師的熱情招待，讓我感覺臺東猶如我第二個家那般溫暖，偶 爾得以一窺珍貴的標本也讓我著實大開眼界。謝謝楊小青老師從實證科學的角度 帶領我更仔細地思考研究方向。亦非常感謝史前館考古隊的工作夥伴們對我的協 助，讓我每次的取土工作可以順利完成。謝謝張光仁學長曾對我論文提出指教。
在求學的路途上，受到不少學長姐及同窗好友的照顧。感謝彭佳鴻學長在當 初得知我要從事矽酸體研究，便二話不說地指點我可參考的書籍資料，也和我分 享對於研究的看法。謝謝游媁婷同學指導我翻模的實驗方法，很懷念在實驗室和 妳一起嬉鬧的時光。感謝艾倫、惠媛、意智、俊廷、天賜、攸攸、俊昱、儷螢、
柔君、竹雯、傑夫等學長姐在課業和生活上的幫助。謝謝與我一同奮鬥的好戰友 大喵。謝謝昱婷、孟孟、芳儀、紀安、小九、惠君平時陪我聊天抒壓。謝謝大學 以來一直帶給我溫暖與歡笑的大采、郁潔、宜君、惠捷、阿呆、閔鈁、宗威、小 綱。也謝謝靜文助教、鈺錠助教、小王、陳先生、杜先生、瑞婷在行政與各種雜 項事務上屢次幫忙，辛苦你們了。
最後要謝謝我的家人們對我無私的付出。謝謝母親永遠在背後支持我的決 定，平時也處理家中的大小事。謝謝父親這些年的體諒，讓我得以順利完成學業。
願你們身體永保健康、快樂順心。
摘要
卑南遺址是臺灣東部新石器時代卑南文化的代表性遺址，歷年來經過多次發 掘而累積不少考古資料，然而卻從未發現植物遺留，致使卑南遺址的農業研究顯 得困難。
因此本研究嘗試運用植物矽酸體分析及陶器壓痕翻模法兩種科學分析方法 試圖尋找卑南遺址的植物遺留線索，瞭解卑南遺址曾經存在哪些植物、植物遺留 的時間與空間分布以及史前人類的植物利用情形。本次植物矽酸體分析是從陶質 標本及土壤樣本中擷取植物矽酸體並進行辨識與分析，陶器壓痕翻模法則是藉由 陶片內外壁所殘留的植物壓痕進行翻模與比對。
根據分析結果顯示，在繩紋陶文化及三和文化中沒有發現任何扇形矽酸體，
在卑南文化的陶質標本中則有竹亞科、蜀黍族和稻屬矽酸體。自卑南文化初期，
稻米就與史前人類的生活息息相關，一直延續到卑南文化消失後才逐漸不見。另 外，茅芒草的數量一向最多，是常見的野外雜草，竹亞科矽酸體從卑南文化早期 至近代都曾出現，表示卑南遺址的史前環境應有部分區域偏向溫暖潮濕。
在卑南文化時期，聚落範圍內外呈現出兩種截然不同的情景。在聚落外，生 長著卑南文化人賴以維生的稻米，耕作方式可能屬於旱稻種植，在稻田間可見茅 芒草植物，在部分區域也有蘆葦及薏苡等濕生植物，說明了可能存在小池塘或湖 泊地形。聚落內，人們將稻米連稈帶葉的帶回聚落大量集中存放，用意可能是將 稻稈與草稈作為一種建築材料使用。
卑南遺址的稻屬矽酸體經形態分析推測為栽培稻，並藉由稻米亞種分析判斷 是屬於秈稻類型。最後，筆者彙整臺灣各地遺址出土的稻米類型，提出未來可以 運用科學分析方法重新檢視既有資料，以增加資料的可信度。
關鍵字：卑南遺址、卑南文化、植物遺留、植物考古、農業考古、臺灣古稻、植 物矽酸體分析、陶器壓痕翻模法
The Abstract
The Peinan Site is the representative site of the Peinan Culture in the Neolithic Age in eastern Taiwan. It has been excavated many times over the years, and there is much archaeological data. However, researchers never discovered any plant remains. For this reason, it is difficult to research agriculture at the site.
Therefore, this study tries to apply two methods of scientific analysis, phytolith analysis and plant impression replica method on pottery, in order to find clues of plant remains in the Peinan Site, to know what kinds of plants existed, what was their distribution in time and space, and how prehistoric people used plants. The phytolith analysis is based on ceramic and soil samples, and the plant impression replica
method is from plant impressions in the inside or outside of the pottery.
According to the results of the analysis, there are not any fan-shaped phytoliths in the Cord-mark Pottery Culture and the Sanho Culture, and there are phytoliths of
Bambusoideae, Andropogoneae and Oryza in the Peinan Culture. Rice was part of
prehistoric peoples’ life from the early period of the Peinan Culture, and it
disappeared after the end of the Peinan Culture. In addition, cogongrass and awn were always plentiful, and the most common seen outdoors. Bambusoideae phytoliths appeared from the early period of the Peinan Culture to modern times, and that means the Peinan Site was warm and wet in the prehistoric environment.
In the period of the Peinan Culture, there were two findings between the inside and outside of settlement. The rice which the prehistoric Peinan people depended on grew on the outside. They possibly farmed by upland rice cultivation. There were cogongrass and awn along the field. Some areas had reeds and job’s tears, and this illustrates that there may have existed a pond or lake. In the settlement, people took rice with its stalks and leaves back to store. They may have intended to use them as structure materials.
Through shape analysis, the Oryza phytoliths in the Peinan Site are cultivated rice, and they may belong to O. sativa Indica by rice subspecies analysis. Finally, I have collected data of rice types in archaeological sites in Taiwan, and I propose that we can reexamine the data by applying the scientific analysis method in the future to increase the level of confidence.
Keyword: the Peinan Site, the Peinan Culture, plant remains, archaeobotany, Taiwan ancient rice, phytolith analysis, plant impression replica method on pottery
I
目 錄
目 錄 ... I 圖目錄 ... IV 表目錄 ... VI 圖版目錄 ... VIII 附錄目錄 ... IX
第一章、序論 ... 1
第一節、研究目的... 1
第二節、研究對象與方法... 3
一、植物矽酸體分析... 4
二、陶器壓痕翻模法... 8
第二章、文獻回顧 ... 12
第一節、卑南遺址的發掘與相關研究... 12
一、卑南遺址的發掘歷程... 12
二、卑南遺址的文化內涵... 13
三、卑南遺址的農業研究及其他研究議題... 17
第二節、臺灣史前農業研究與相關發現... 20
一、北部地區... 20
二、中部地區... 21
三、南部地區... 21
四、東部地區... 21
五、外島... 22
第三章、實驗步驟與材料 ... 26
第一節、植物矽酸體分析... 26
一、陶質標本... 26
II
（一）抽樣策略... 26
（二）陶質標本矽酸體實驗流程... 32
二、土壤樣本... 34
（一）抽樣策略... 34
（二）土壤樣本矽酸體實驗流程... 47
第二節、陶器壓痕翻模法... 48
一、抽樣策略... 48
二、實驗過程... 49
第四章、實驗結果 ... 52
第一節、陶質標本的植物矽酸體實驗結果... 52
第二節、土壤樣本的植物矽酸體實驗結果... 55
一、發掘探坑... 55
（一）T029P80NE 探坑... 55
（二）T028P57NE 探坑... 58
（三）T029P57NW 探坑 ... 60
（四）T029P55SW 探坑 ... 61
（五）T034P54SE 探坑 ... 63
（六）T033P53SW 探坑 ... 65
（七）T014P1SE 探坑 ... 67
二、考古結構與現象... 69
（一）砌石圈結構（T08P30NE）... 69
（二）灰坑現象（T015P1NE）... 71
第三節、陶器壓痕翻模法實驗結果... 72
第五章、分析與討論 ... 78
第一節、 卑南遺址植物遺留的縱時性變化與差異情形... 78
一、以不同時期的考古學文化而論... 78
III
二、就卑南文化期間而論... 80
第二節、卑南遺址植物遺留的空間分布情形... 81
一、稻屬矽酸體的定量分析... 82
二、卑南遺址的稻田耕作及其他植物遺留的空間分布... 87
第三節、卑南遺址出土稻米的亞種判別... 89
一、卑南遺址稻屬矽酸體的形態分析... 89
二、臺灣史前時期的出土稻米與對外交流... 91
第六章、結論 ... 97
第一節、有關卑南遺址稻作研究初步成果... 97
第二節、研究限制與未來展望... 98
參考書目 ... 101
圖 版 ... 113
附 錄 ... 138
IV
圖目錄
圖 1、卑南遺址位置圖 ... 1
圖 2、稻米葉片的橫切面（修改自杉山 2000：190） ... 7
圖 3、不同稻米亞種的扇形矽酸體型態（引自王永吉、呂厚遠 1993：74） ... 8
圖 4、日本長崎縣大野原遺址出土的大豆壓痕模型（引自不著撰人 2007A） ... 11
圖 5、卑南遺址分布範圍（轉引自李坤修 2010） ... 17
圖 6、卑南遺址鳥瞰圖（夏麗芳攝影）... 18
圖 7、陶質樣本的抽樣位置圖... 28
圖 8、植物扇形矽酸體的測量位置圖（修改自宇田津 2005：144） ... 33
圖 9、陶質標本的矽酸體實驗步驟 ... 33
圖 10、探坑土壤樣本的抽樣位置圖... 35
圖 11、U1 石柱試掘區內的砌石圈結構 ... 45
圖 12、考古現場內的灰坑現象... 45
圖 13、考古現場平面圖（修改自葉美珍 2009：14-15） ... 46
圖 14、土壤樣本的矽酸體實驗步驟 ... 47
圖 15、陶器壓痕翻模法的實驗步驟... 51
圖 16、不同文化層的陶質標本中發現的扇形矽酸體分布圖... 54
圖 17、T029P80NE 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖... 57
圖 18、T028P57NE 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖... 59
圖 19、T029P57NW 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖 ... 61
圖 20、T029P55SW 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖 ... 63
圖 21、T034P54SE 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖 ... 65
圖 22、T033P53SW 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖 ... 67
圖 23、T014P1SE 探坑中各取土層位的扇形矽酸體分布圖 ... 69
圖 24、砌石圈結構中的扇形矽酸體分布圖... 71
V
圖 25、灰坑現象中的扇形矽酸體分布圖... 72
圖 26、疑似小米 1... 77
圖 27、疑似小米 2... 77
圖 28、不明植物種實... 77
圖 29、卑南遺址以水平偶極探測獲得之地層電阻率圖與本次抽樣探坑位置... 85
圖 30、本次分析所觀測的稻屬矽酸體... 90
VI
表目錄
表 1、卑南遺址陶質標本抽樣項目 ... 27
表 2、卑南遺址陶質標本登錄表... 30
表 3、T029P80NE 探坑的土壤採集記錄表... 36
表 4、T028P57NE 探坑的土壤採集記錄表... 37
表 5、T029P57NW 探坑的土壤採集記錄表 ... 38
表 6、T029P55SW 探坑的土壤採集記錄表 ... 39
表 7、T034P54SE 探坑的土壤採集記錄表 ... 40
表 8、T033P53SW 探坑的土壤採集記錄表 ... 41
表 9、T014P1SE 探坑的土壤採集記錄表 ... 42
表 10、本次陶器壓痕翻模法抽樣之陶片... 48
表 11、陶質標本中的扇形矽酸體觀察結果 ... 53
表 12、T029P80NE 探坑的扇形矽酸體觀察結果... 56
表 13、T028P57NE 探坑的扇形矽酸體觀察結果... 58
表 14、T029P57NW 探坑的扇形矽酸體觀察結果 ... 60
表 15、T029P55SW 探坑的扇形矽酸體觀察結果 ... 62
表 16、T034P54SE 探坑的扇形矽酸體觀察結果 ... 64
表 17、T033P53SW 探坑的扇形矽酸體觀察結果 ... 66
表 18、T014P1SE 探坑的扇形矽酸體觀察結果 ... 68
表 19、砌石圈結構中的扇形矽酸體觀察結果... 70
表 20、灰坑現象中的扇形矽酸體觀察結果... 72
表 21、卑南遺址陶質標本翻模模型測量表... 73
表 22、小米的形態特徵表（修改自劉長江等編 2008：61） ... 75
表 23、本次抽樣探坑於文化層中發現的稻屬矽酸體數量... 82
表 24、T029P80NE 探坑的稻屬矽酸體定量分析結果... 83
VII
表 25、T014P1SE 探坑的稻屬矽酸體定量分析結果 ... 84
表 26、臺灣、中國與日本的考古遺址所作稻屬矽酸體之定量分析結果... 86
表 27、卑南遺址取土探坑的稻屬矽酸體形態分析結果... 91
表 28、臺灣各地區史前遺址出土之稻米種類列表... 93
VIII
圖版目錄
圖版 1、植物矽酸體分析所抽樣之陶質標本登錄照 ... 113
圖版 2、植物矽酸體分析所抽樣之陶質標本切磨照 ... 116
圖版 3、植物矽酸體分析所抽樣之探坑界牆照 ... 122
圖版 4、陶器壓痕翻模法所抽樣之陶質標本 ... 124
圖版 5、本次陶質標本中觀察到的植物矽酸體種類 ... 132
圖版 6、本次土壤樣本中觀察到的植物矽酸體種類 ... 133
圖版 7、陶器壓痕翻模法實驗過程照片 ... 136
圖版 8、植物矽酸體實驗過程照片 ... 137
IX
附錄目錄
附錄 1、卑南遺址陶質標本所得矽酸體測量表 ... 138
附錄 2、卑南遺址探坑土壤矽酸體測量表 ... 139
附錄 3、卑南遺址現象、結構土壤矽酸體測量表 ... 199
附錄 4、稻屬矽酸體測量表及稻種判別公式計算 ... 204
1
第一章、序論
第一節、研究目的
卑南遺址位於臺東縣檳榔四格山的東南山麓，分布在卑南大溪右岸，由現河 床往上數之第四個河階上（圖 1），是臺灣東部新石器時代卑南文化的代表性遺 址，已發掘了為數龐大且重重相疊的聚落建築、墓葬以及無數的考古遺物（連照 美、宋文薰 1986，2006）。
圖 1、卑南遺址位置圖1
卑南遺址出土的遺物數量眾多，其中以陶容器為大宗，相對來說卑南遺址的 生態遺留數量就非常有限，且只限於若干種動物遺骸，包括牙齒、下顎骨、肢骨、
魚脊椎骨及鹿角等部位的殘骸，經初步鑑定其中有鹿、豬、魚等（連照美、宋文 薰 2006：152），但是同屬於生態遺留之一的植物遺留在卑南遺址中卻從未發現。
由於不曾發現任何榖類作物的遺留，使得卑南文化的農業研究顯得相當困難。目 前僅葉美珍（1987）曾從事相關研究，從過去臺灣的史前農業研究及遺址出土的
1修改自 Google Earth。
2
農業工具進行合理推衍，判斷卑南文化應該是存在農業行為的，但是缺乏實際的 植物遺留作為直接證據仍令人感到惋惜。基於如此，本研究嘗試透過一些科學分 析方法以尋找植物遺留的相關線索，期望對於史前卑南文化人的植物利用情形能 有突破性地認識。
筆者的首要目標是藉由植物矽酸體分析及陶器壓痕翻模法（圧痕レプリカ 法）兩種科學分析方法，從卑南遺址的出土陶器和探坑土壤中獲取植物遺留的資 訊。除了發現卑南遺址的植物遺留外，筆者也將進一步分析這些植物的種類和數 量是否存在時間和空間的差異。一方面，根據不同文化時期的陶質標本進行植物 矽酸體分析，可以獲得陶土來源地的自然環境資訊，探討不同文化對於陶土原料 的採集環境是否存在差異性。另一方面，透過刻意選取不同探坑位置和不同層位 的土壤材料進行植物矽酸體分析，以及對陶質標本進行植物壓痕的翻模，可以得 知部分植物遺留在時間和空間上的分布和變化。如此一來，不僅能夠瞭解並復原 卑南遺址過去可能存在的生態環境，從某些植物經由人類利用後所呈現的獨特分 布現象更可進一步釐清植物遺留與聚落分布的關係，探討卑南文化人對於特定植 物是否有選取和利用的行為，進而擴展到卑南文化時期的農作物栽培與生業型態 等農業研究議題。
本論文共包含六章。在第一章序論當中首先介紹本次研究目的、研究對象
與研究方法。第二章為文獻回顧，共分成兩小節，在第一節中筆者爬梳了本次田 野地點卑南遺址的過往研究歷史、卑南遺址存有的文化內涵及其農業的相關研 究，第二節則是整理目前臺灣的史前農業研究以作為本研究的借鏡與參考。第三 章的實驗步驟與材料及第四章的實驗結果是本文研究分析的根基，呈現本次研究 的抽樣策略、實驗流程與實驗結果2。第五章為分析與討論，是就實驗結果進一 步討論卑南遺址的植物遺留之時間、空間的分布變化，並根據所觀察到的稻屬矽 酸體形態進行卑南遺址的稻米亞種分析以及延伸議題討論。第六章的結論則是總
2第三、四章中有部分資料引用及修改自〈卑南遺址的植物扇形矽酸體分析成果簡報〉（康芸甯、
陳有貝 2011）。
3
結本次研究所得的成果，同時檢討缺失並提出未來展望。
第二節、研究對象與方法
本研究選取的研究材料為卑南遺址經發掘出土的陶質遺留，以及卑南遺址發 掘探坑與現象結構的土壤樣本。以陶質遺留來說，由於植物矽酸體分析是一種破 壞性的工作，因此主要選取數量上最多的陶容器，根據設定的各種抽樣策略進行 抽樣，或以直觀的方式尋找殘留植物壓痕的陶片，選取原則是以具有完整出土層 位、區位資訊的陶質標本為主，沒有特別限制陶器的類型和部位。土壤樣本是另 一項重要的研究材料，因為從陶片中擷取的植物矽酸體所富含的資訊不如土壤豐 富，畢竟陶土經過人為篩選的過程，已經不屬於原始的自然狀態，在植物矽酸體 的計量上可能不夠精確，因此從土壤樣本中觀察植物矽酸體可以獲得更佳的效果 與充份的資訊，且實驗流程也較為省時。
本研究主要藉由兩種科學分析方法尋找卑南遺址的史前植物遺留。一是運用 目前已有部分成果的植物矽酸體分析以瞭解史前的植物生態，二是近來日本考古 學在研究植物遺留方面所採用的陶器壓痕翻模法來分析植物種屬，以作為前者的 輔助。因為植物矽酸體分析仍有本質上的限制，並非所有植物皆能產生矽酸體或 是產生具有辨識意義的矽酸體，例如豆類植物或根莖類植物等。所以筆者希望藉 由這兩種分析方法盡可能地獲取卑南遺址的植物遺留資訊，再進一步分析是否呈 現特殊的時間與空間分布，同時也配合文獻資料推測史前人類對於特定植物的利 用情形，嘗試以植物遺留為切入的視角揭開史前人類過去生活情景的另一面向。
最後，筆者經由對稻屬矽酸體形態的觀察與量測，研判其栽培化程度及其所屬的 稻米亞種種類，瞭解當時可能的稻作情形。
以下將針對兩種分析方法的研究歷史、理論基礎、物理性質、現有國外研究 等項目加以說明。
4
一、植物矽酸體分析
植物矽酸體的研究已有超過 150 年的歷史，然而被考古學家所重視及應用卻 是近 40 年以來的事，這段漫長的研究歷程可劃分成四個階段（Piperno 1994：1-7）。 1. 發現和探索階段（1835-1900 年）：1835 年德國植物學家 Struve 首先在現代
植物中觀察到矽酸體。接著由德國科學家 Ehrenberg 將之命名，並從環境中 分離出來，建立了最早的矽酸體分類系統，他繪製的矽酸體插圖至今仍堪稱 是最精緻的。
2. 植物學階段（1900-1936）：此時的研究中心在德國，植物矽酸體的產生、型 態學和分類學的研究正式開始。此一階段開展了最早對於現代植物中矽酸體 含量的定量研究，並提出了植物細胞中矽酸體的沉澱機制，但由於主要文獻 大多是使用德文書寫，因此在以英文為主的科學界中鮮少被注意到。
3. 生態學研究階段（1955-1975）：此時禾本科矽酸體的型態有了更詳細的研 究，並首次引起英語系科學家的重大興趣，植物矽酸體分析第一次被運用於 研究北美的植被歷史。在此階段中發現到 1. 同一植物中常出現多種矽酸體 形狀，2. 毫無相關的兩種植物常含有相同的矽酸體形狀，其中禾本科植物 的研究程度最為深入。
4. 現代考古學矽酸體研究階段（1971-）：考古植物學家開始研究植物矽酸體在 考古沉積物中的情形。在早期的考古植物學文獻中矽酸體分析並未受到重 視，原因是在近東的新石器遺址中碳化植物遺留非常豐富，減低了矽酸體分 析的應用價值，然而自從 Rovner 評價了矽酸體分析在考古學上的應用潛力 後，帶動了考古植物學家對矽酸體分析有更進一步的比較和定量化工作，才 奠定了植物矽酸體分析成為古植物學的分支學科。
植物矽酸體分析是一種針對高等植物細胞中所發育的矽質顆粒的研究，植物 矽酸體在英文中稱為 Phytolith, Plant opal, Opal phytolith, Grass opal, Biogenic
5
opaline silica, Silica body 等，在日文中稱為植物珪酸體，中國大陸稱為植物蛋白 石、植硅石或植硅體，在臺灣有以植物矽酸體、植矽石為稱呼，但主要以植物矽 酸體為主。植物矽酸體形成的原理在於：某些植物透過根系從土壤中的地下水吸 收可溶性的二氧化矽（SiO2），經維管束傳送，在細胞內腔或細胞外部位置以二 氧化矽的形式出現，在植物體內形成難溶的矽酸型態，以這種形式存在的矽佔植 物體矽總量的 90%以上，其形狀會依照原來植物細胞的形狀和細胞之間的空隙而 形成（王永吉、呂厚遠 1993：1；Piperno 1994：8）。不同的植物或者同一種植 物的不同部位，其矽酸體的形態組合、型態特徵各不相同，因此植物矽酸體分析 就是利用植物矽酸體的高殘留性及型態上的種間特異性來推斷植物種類。
植物矽酸體廣泛存在於單子葉及雙子葉植物，它不會受到細菌分解，在各環 境下容易被保存下來，甚至經火燒後依然存在（徐子富等 2006:17-3）。植物矽 酸體具有個體小（大小在 2-2000μm 之間，一般為 20-200μm）、產量高（1g 稻葉 中約含有 20 萬個矽酸體）、抗燒（熔點在 950℃）、抗風化、抗酸鹼（在 PH 值 3-9 之間，矽酸體溶解度不受影響）、比重大（1.5-2.3）、分散程度低（可以確定 是當地的原生沉積）等特點，亦可用於碳 14 定年或環境化學元素測定（王永吉、
呂厚遠 1993；宇田津等 1998；湯卓煒 2004）。植物矽酸體分析的優點在於易於 保存，且材料的取得相對於孢粉容易，在考古遺址中的土壤、陶器、石器、灰坑、
火塘、人類或動物的牙齒、糞便中皆可能發現。一般來說，木本植物的矽酸體型 態研究較不理想，草本植物的矽酸體辨識度較高，而在栽培植物中，禾本科、菊 科、桑科、胡椒科、蕁麻科和薔薇科的植物可以產生豐富而具有重大分類意義的 矽酸體（姜欽華 1994a，1994b；陳報章、劉廣民 1995；陳報章 1997）。
因此，植物矽酸體分析的用途十分廣泛，在植物學、土壤學、地質學、農學 和考古學皆有應用，與考古研究直接相關的研究議題如推測史前遺址的環境性質 與變遷、陶器製作原料（陶土）的產地來源、栽培作物的起源和擴散情形以及農 業系統的發展、野生植物的可得性及其經濟與非經濟用途，以及技術、經濟和社 會組織間的關係等（周曉陸 1993；姜欽華 1994c；杉山真二 2000；張玉蘭、張
6
敏斌、華棣 2002）。
自 1970 年代開始植物矽酸體分析的相關研究與日俱增，筆者將主要的研究 取向歸納成下列三種類別：
1. 分類學
為了更透徹地瞭解植物矽酸體的特性及形態，有部分的植物科學研究者花費 大量時間及心力投入在矽酸體本身的研究上，從而得知環境變化如何影響矽酸體 的生成、哪些植物及在哪些部位容易生成多少含量的矽酸體、以及特定植物或特 定地區的植物矽酸體之型態學及分類學等（Rapp & Mulholland 1992）。
2. 區域研究
對區域性的考古學研究進行植物遺留的相關討論，目前在美洲、歐洲、西亞、
南亞、日本等地區都累積了部分成果（Meunier & Colin 2001；宇田津 2005）。
中國近年來也大量運用植物矽酸體分析於未曾發現稻米的考古遺址上，如針對江 蘇省新石器時代的 7 個遺址中發掘出土的陶器進行分析，結果在句容丁沙地遺 址、鎮江丹徒鎮四腳墩遺址、連雲港朝陽遺址、海安青墩遺址和南京北陰陽營遺 址等 5 個遺址檢測到水稻矽酸體，其中除了海安青墩遺址外有 4 個遺址在發掘時 未發現稻作遺存，因此提出在發掘遺址時可以多加採用植物矽酸體分析，即使是 發掘過的遺址也能再次確認是否為稻作遺址（宇田津等 1999）。又如對於山西襄 汾陶寺遺址的矽酸體分析中證實與孢粉分析有相似的結果，即當時遺址處於溫暖 潮濕的環境中，而中梁一帶的蘆葦扇形矽酸體印證了遺址南高旱、北低溼的些微 環境差異，進而暗示了水稻田潛在的位置，這部分對於先前所作的孢粉分析結果 而言是一大突破（姚政權等 2006）。有鑒於植物矽酸體分析在考古遺址中發現植 物遺留的可行性，這個分析方法已經逐漸成為考古發掘時例行採用的一個分析項 目，在中國江蘇、浙江、安徽、內蒙古等許多地區遺址皆曾進行相關分析，這些 遺址中也都發現了稻米及其他植物的矽酸體（王才林等 2001、2002；姚政權等 2005；吳妍等 2005、2007；王丹等 2007；黃翡等 2009），中國各地的植物矽酸 體分析結果猶如一片片的拼圖，由研究者將這些資料拼合成一塊大的資料地圖。
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3. 農業研究
如前所述，在許多栽培作物中都可以產生大量的矽酸體，尤其是禾本科植物 不僅可以做到科別的鑑定，甚至可以細緻到屬的辨識，而大部份的研究者特別關 注於稻米的矽酸體。
稻米的矽酸體主要來自於其穎殼及葉片，一般所見的稻米扇形矽酸體是出自 於稻米葉片中的機動細胞（圖 2），每個個體約在 40-50μm 上下，與其他禾本科 矽酸體的最大差異在於其頭頂有龜殼狀的凹陷。判斷野生稻或栽培稻的方式亦在 於觀察其矽酸體頭頂的紋樣，野生稻的頭頂表面或呈光滑、或見雜亂的細微凹陷 與突起；栽培稻則呈排列較整齊的龜殼式凹陷（王永吉、呂厚遠 1993：73；陳 有貝 2006：131）。在確認稻種之後，還有判斷稻米亞種是屬於秈稻或稉稻的一 些鑑定方法，如套用稻米扇形矽酸體各部位的測量數值之計算公式（圖 3）（王 永吉、呂厚遠 1993：73-75；宇田津 2005），或是由稻米穎殼矽酸體的形態差異 來判斷（陳報章、王象坤 1995）。
圖 2、稻米葉片的橫切面（修改自杉山 2000：190）
運用植物矽酸體分析不僅可以判斷稻米類別，更可運用計算方法去推測各遺 址或層位中所含有的數量和密度，進而判斷是否可能為水田耕作的生業型態。日
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本佐賀的吉野ヶ里遺址附近並沒有發現明確的水田遺構，但在繩文時代晚期的地 層中發現了大量的稻米花粉化石及植物矽酸體，因此確定在日本列島傳入稻作的 同時，當地的稻作行為也開始了（佐賀縣教育委員會編 2011：6）。再者，知名 的案例之一為中國蘇州的草鞋山遺址之水田遺構探查，就是運用植物矽酸體分析 找到水田的分布所在（宇田津等 1998）。這是利用與稻屬矽酸體大小相似的玻璃 珠進行定量分析而得，在矽酸體實驗時放入固定數量的玻璃珠，透過計算玻片中 可觀察到的玻璃珠數量及稻屬矽酸體數量，從兩者的相對比例即可換算出 1g 樣 本中應有的稻屬矽酸體數量。一般認為，當在 1g 土樣中檢測到 5000 個以上的稻 屬矽酸體時，表示當時人類很可能從事至少 10 年以上、穩定的水稻種植生活（藤 原 1976；宇田津 2005）。
圖 3、不同稻米亞種的扇形矽酸體型態，由左至右分別為秈稻、稉稻及中間型稻
（引自王永吉、呂厚遠 1993：74）
二、陶器壓痕翻模法
在一些低溫燒製的史前陶片中，偶爾能夠發現一些碳化的稻殼或是印痕，這 是因為史前人類在製作陶器時常會在陶土中加入一些稻稈、稻殼、稻穀等摻合 料，以加強陶器炊煮時的防爆裂能力。這些被摻雜在陶土中的植物，在低溫燒製 時外表會被燒成灰燼，在原來的位置上就留下了印痕，有時陶器中夾雜的植物因 受到胎泥保護而碳化便成為夾碳陶，而器表上面的空洞印痕，其形狀和已被燒成
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灰的那顆穀粒一樣，可以看作是那顆穀粒外形的一個印模（俞為潔 2007：4-5，
2010：4）。
日本考古學者山內清男（山內 1925）在1920年代時就曾用石膏對陶器上的 壓痕進行翻模，結果發現是稻殼的壓痕。當時多以石膏和油黏土為翻模材料，之 後，以彈性較佳的齒科用矽膠為材料的陶器壓痕翻模法（土器圧痕レプリカ法）
是由東京大學的丑野毅教授於1979年開發的。目的是為了觀察陶器在製作過程 中，被摻雜和黏貼在陶器表面或內部的穀物壓痕所使用的方法，藉此可以探討陶 器製作的季節和環境等。一般在作碳化植物的研究時，經常擔心會混入外界的污 染，陶器壓痕翻模法的優點即是可以針對陶器在製作時，特別是在燒製之前被壓 印的植物進行研究，所以可以鎖定時間點是在陶器的製作過程中，不會產生混入 現生植物的疑慮（丑野毅、田川裕美 1991）。
此方法的根基假設為，由於黏貼在陶器上的穀物經燒製後就形成木炭而不易 殘留下來，但陶器上仍可留下穀物外形的壓痕，將此壓痕進行翻模後，再將翻好 的模型與現生植物種實相互比對，就可以瞭解史前的植物遺留情形。
陶器壓痕翻模法的實驗步驟整理如下（丑野毅、田川裕美 1991；比佐陽一 郎、片多雅樹 2005）：
1. 觀察壓痕：在實體顯微鏡下觀察壓痕。
2. 清潔壓痕：以柔軟的筆沾水小心地將壓痕內的土清洗乾淨，避免傷到壓痕表 面。
3. 塗抹隔離劑：然後在壓痕表面塗上丙酮和 B72 調合而成的丙烯酸樹脂，用 以隔離陶器壓痕和藥劑。
4. 翻模藥劑的準備：選擇彈性和收縮力適中的矽膠，加入硬化劑進行調配。
5. 注入翻模藥劑：使用注射器將翻模藥劑填入壓痕中，也塗抹在顯微鏡的試料 台上，再將試料台與壓痕接合。此時藥劑尚未乾燥，必須使用道具將陶片固 定以避免矽膠流動。
6. 取出模型：等翻模藥劑乾了以後將模型取出。
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7. 觀察模型：將翻模模型拿到電子顯微鏡（SEM）下觀察並進行種屬鑑定，由 此便可得知遺址過去存在的植物種類。
最近，日本考古學研究運用陶器壓痕翻模法後產生許多重要的研究成果。中 澤道彥和丑野毅曾多次以陶器壓痕翻模法鑑定繩文時代晚期遺址所出土的陶器 稻穀壓痕，包含長野縣飯田市石行遺址、大町市一津遺址、茅野市御設宮司遺址、
山梨縣韮崎市中道遺址、千葉縣成田市荒海貝塚等多處遺址，結果發現僅有飯田 市石行遺址的陶器壓痕可証實確為稻米，而在進一步的研究中甚至發現韮崎市中 道遺址的陶器竟有大麥的壓痕，表示耕作栽培的可能性很大（中澤道彥、丑野毅 1998；中澤道彦、丑野毅和松谷曉子 2002）。2005 年山崎純男在熊本縣大矢遺 址出土的繩文時代中期的素陶中發現了稻的痕跡，有學者即提出日本列島的稻作 始於 5000-4000 年前。小畑弘己在長崎縣大野原遺址、同礫石原遺址、熊本縣三 萬田遺址等許多遺址中發現了附有植物壓痕的陶片，壓痕全長約 10-15 公厘，運 用陶器壓痕翻模法後確認為大豆的壓痕，在電子顯微鏡下還清楚可見大豆的種臍
（圖 4），這個發現使得日本的大豆栽培起源由彌生時代上溯 1000 年前至繩文時 代後期中頃，約為 3600 年前，打破了過去認為縄文時代的人類是過著採集狩獵 生活的想法，而可能進行各式各樣的作物栽培（不著撰人 2007a，2007b；小畑 弘己 2009）。由於近期發表了許多有關陶器壓痕翻模法的研究成果，因此吸引更 多考古學者從事這類的分析方法（中澤道彦、丑野毅 2003a，2003b）。
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圖 4、日本長崎縣大野原遺址出土的大豆壓痕模型（引自不著撰人 2007a）
臺灣史前遺址的陶片中也曾發現稻米或是豆類的印痕，過去只能藉由植物學 者對陶片印痕進行植物種類的鑑定，但是由於單一觀察角度的緣故，從印痕觀察 不僅不如實際的植物種實容易判斷，所能進行的研究也受到限制。如今使用陶器 壓痕翻模法，可以復原原來植物種實的樣貌，可從各種視角觀察植物特徵，更可 以進一步對翻模出來的稻米模型進行量測，從稻米粒型數值討論其所屬種屬。臺 灣最早引進陶器壓痕翻模法是透過小畑弘己先生的介紹，他首先將此法運用於臺 南石橋遺址的陶片上。李作婷（2012：94）亦將此法運用於臺北縣下罟坑遺址所 採集到的 1 片陶片，認為「利用矽膠翻置印痕模型進行觀察，比起直接觀察印痕 本身更具立體感，更能觀察到當時印上的種子形態。同時，不但可以呈現更多的 特徵，翻製後的模型更便於檢視，並可以減低對原陶片印痕重覆觀察造成耗損。
此外，也可以讓不同研究者檢視，進行客觀討論」。很特別的是，該片陶片表面 竟同時有 6 個明顯的稻穀印痕，經過矽膠翻模並在電子顯微鏡下觀察以後，可以 清楚看見穎殼上突起的雙峰體排列及稻穀連接的小穗軸，經由小穗軸的型態確認 為稉稻（李作婷 2011，2012）。事實上，不僅是植物遺留，使用陶器壓痕翻模法 也有機會觀察到細微的昆蟲或貝類等生物，甚至是史前人類的指紋。
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第二章、文獻回顧
本章文獻回顧主要分成兩節。第一節聚焦於卑南遺址的考古發掘過程與相
關研究發展內容。第二節將視野擴及全臺灣，對臺灣的史前農業研究作全面性的 回顧，以瞭解臺灣史前農業研究的現況、討論面向及研究方法。
第一節、卑南遺址的發掘與相關研究
第一節是對於本文田野地點卑南遺址進行介紹，包含其發掘歷程、文化內涵 及過去積累的研究議題，特別聚焦於農業型態的相關研究，以作為本研究的出發 點。
一、卑南遺址的發掘歷程
作為卑南文化定名且最具代表性的卑南遺址，其最早的考古紀錄是在1896 年由日本學者鳥居龍藏進行臺灣東部人類學調查時所拍攝的石柱照片，因此早期 於卑南遺址進行的調查及發掘工作多以石柱為對象，主要有1930年代日本學者鹿 野忠雄之調查與發掘（鹿野忠雄 1930）以及1945年國分直一與金關丈夫之發掘 工作（金關丈夫、國分直一 1957）。光復後，國內外學者亦在卑南遺址調查，但 未進行發掘。1980年因臺灣鐵路局建設臺東新站，工程中大量石板棺露出地表，
因此在1980至1988年間，內政部及教育部委託國立臺灣大學考古人類學系3的宋 文薰與連照美教授進行新站基地範圍之考古搶救工作。9年的期間共進行了13次 的發掘，發掘面積將近一萬平方公尺，成為臺灣考古史上發掘規模最大的遺址之 一（宋文薰、連照美 1983，1984，1985，1987a，1987b，1988，2004；連照美、
宋文薰 1986，2006）。
在搶救發掘過後，由於卑南遺址出土豐富而珍貴的遺物，教育部決定設立國
3「國立臺灣大學考古人類學系」於 1982 年改名「國立臺灣大學人類學系」，後文簡稱「臺大人
類系」。
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立臺灣史前文化博物館4，卑南遺址的發掘目的逐漸走向因特定區塊的土地開發 而進行環境評估。1988年教育部委託臺大人類系針對卑南文化公園範圍進行試掘
（連照美、宋文薰 1989）。1990年國立臺灣史前文化博物館籌備處成立以後，1992 年至1993年間又針對遊客服務中心基地、考古現場選地、停車場、25米聯外道路、
暸望台等公園範圍內進行試掘（李坤修 1993）。1993年底至1994年初因為卑南文 化公園東側的私人土地上有開挖行為，僅針對石板棺進行清理（李坤修、葉美珍、
楊淑玲 1994）。1996年底起在卑南遺址考古現場進行發掘，目的在於展示考古發 掘技術，以及採集卑南遺址資料，並兼具遺址保存工作，這項發掘工作持續至今 未停（葉美珍 2004：14-20）。2000年至2001年史前館在鐵路東側進行發掘，期 能找出卑南遺址的範圍，卻意外出土鐵器時代的生活面及墓葬區，顯示出卑南文 化具有長時期的延續性（李坤修 2002，2010）。
自2009年起史前館開始執行「卑南文化公園二期範圍卑南遺址短期考古發掘 計畫」5，意指「2008年間所完成的卑南文化公園第二期土地徵收範圍的相關工 作與計畫，相對於它的第一期即是在這之前的卑南文化公園區域」（葉長庚 2010：10）。2010年1月，史前館與臺大人類系在學術上共同合作，卑南遺址作為 臺大人類系「考古田野實習與方法」課程的田野地點，由修課學生與課程助教參 與為期兩個星期的發掘工作，雙方至2012年間共進行了3年的合作計畫。
卑南遺址自百年以前被日本學者不經意發現後，陸續經過了二十餘次的發掘 工作，為卑南遺址累積了大量的考古材料，值得進一步深入研究，下一小節便進 入到卑南遺址的文化內涵及其發展出的研究議題。
二、卑南遺址的文化內涵
研究者根據大量出土的遺物判斷卑南遺址的內涵包含新石器時代早期的繩 紋陶文化、晚期的卑南文化以及屬於鐵器時代的三和文化。其中繩紋陶文化年代
4「國立臺灣史前文化博物館」後文簡稱「史前館」。
5「卑南文化公園二期範圍卑南遺址短期考古發掘計畫」，後文簡稱「卑南二期計畫」。
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約為距今5000年前至3500年前，卑南文化存在於距今3500年前至2300年前，三和 文化為距今2300年前至2000年前（葉美珍 2004：27）。
文化與文化間固然為有順序性的層層堆疊關係，但並非在發掘時的每一個區 域皆同時並存這三個文化樣貌，而是經過多次發掘以後透過考古學及層位學的概 念所整合出來的結果。這樣的情形也影響到本研究在取樣及分析上的策略，後面 第三章實驗步驟與材料將針對這部分說明。
研究者指出卑南遺址最下層的的繩紋陶文化層「不似卑南文化層有明顯的全 面性文化活動而有的遺留堆積，而零星出現在卑南文化生活層下部堆積與礫石層 上部，以及集中在分布於礫石層之上的黃褐土堆積中。…在年代學基礎上，東部 繩紋陶文化與被考古學家所擬定臺灣北部與西海岸平地的大坌坑文化是同時代 的，這由繩紋陶器本身之初步比較也相符合，而可以認為是同一文化傳統（連照 美、宋文薰 2006：141-142）」，由此可知繩紋陶文化被認為是東部地區的大坌坑 文化。張光直（Chang 1969：217-218；張光直 1995：164-165、196）曾對大坌 坑文化人的生業型態作了一些描述，他認為當時人類是以漁獵採集為生，但以芋 薯等根莖類為主的農作物栽培之可能性也很大，由陶器上的繩紋顯示出繩索被人 類大量使用，繩索的用途應與捕魚有關，而繩索的廣泛使用也證明當時對植物的 普遍利用。值得注意的是，由於未經擾亂的繩紋陶片大都只存在於淡黃土層或砂 層中，且陶片量少而破碎，其破邊顯示經水的滾磨，因此研究者認為繩紋陶片是 因黃土層或砂層等透鏡體的形成過程流進來的。亦即，卑南遺址的繩紋陶文化層 並不是原生地層，而是二次自然堆積所造成。至於原生的繩紋陶文化層位在何 處，目前僅推測是由他處沖刷過來（王強 1984；宋文薰、連照美 2004：47）。
卑南文化層是卑南遺址最主要的文化層，綜合多年來的研究成果，研究者對 於卑南文化人的日常行為與生活概況整理出以下四點理解（連照美、宋文薰 2006：153）：
1. 藉各種石質農具（如斧鋤形器、石刀、石鐮、石杵等），以及狩獵工具（如 矛、鏃及細長尖器等）大量出土之事實，卑南文化人以穀類種作（seed
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cultivation）與狩獵（hunting）為維持生活的主要生業型態。雖然目前不能 確定其經營的是定耕或游耕方式，但由可靠的民族誌記錄之了解，傳統高山 族的農業技術都未超出游耕的方式，因此推想卑南文化的農業技術當不致於 超越傳統高山族的技術。
肯定的打漁工具仍然很有限，故這方面的解釋似乎只能停留在過去所說 的「因為文化層中有大型魚的脊椎骨之出現，而墓葬中更有以鯊魚牙齒作為 裝飾器陪葬，使得考古家需要重新考慮卑南文化並不重視漁業的想法」。不 過，在將來的研究工作中，似乎可朝部落間貿易或交換行為的方向作思考。
2. 雖然製陶技術不是很好，如沒有窯的設備、火候低及只有手製等，但卑南文 化在其他方面卻表現有相當高的工藝技術，如各種工具與器具的種類變化 大，其中有很多類型明顯表現其為達到特定工具的功能效果而有選擇特殊材 料的能力。此外，對於質地堅硬的玉材之製作，大量成器的出現，即為最好 的明證。
3. 雖然由大範圍建築遺留的普遍存在可以作為說明本遺址是定居村落的直接 證據，但由文化層出土遺物的性質，不但可予以佐證，而且可以說明村民們 日常生活的可能活動細節。由文化層陶片密佈的情況，陶紡輪大量出土，玉、
石質資料中包括素材到成器到廢料，以及製造石器之工具等的出現，很顯然 的，村內是當時人的住居及生活作息如製陶、製玉及石器、紡織等活動的場 所。
4. 除了日用器物之外，文化層中還出土相當多數精製美觀的玉質裝飾器，再加 上更大量之各類精美的玉為主的陪葬品，說明了卑南文化的工藝水平很高，
他們在日常生活以外，還十分重視象徵性的精神生活，這在其埋葬行為上有 更直接的表現。
前述曾提到，屬於鐵器時代的三和文化層是在晚近的發掘工作中發現的，發 掘的位置集中於卑南遺址的考古現場及臺東鐵路東側（李坤修 2002）。在考古現
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場除了出土過去常見的板岩石柱、砌石牆、砌石圈等結構以及石梯、石臼、密集 陶片堆積層以外，在文化層上層也出現了凝灰岩質石臼、板岩及片岩質石輪、紅 色琉璃珠、陶耳飾、三角形陶把、鐵質矛頭等屬於鐵器時代的文化要素。在鐵路 東側的探坑現象主要為墓葬，陪葬品中也出現了玻璃珠，而在文化層中有玉耳 飾、鐵塊及巨石遺留。李坤修（2002）認為從上述琉璃珠、鐵器等遺留物可以確 定該文化層已經進入了鐵器時代，再從埋葬形式、墓葬走向以及遺物之間的脈絡 關係更加確認了三和文化與卑南文化間的延續性。由於目前尚未在卑南大溪以北 的區域出現，可能與北邊的鐵器時代靜浦文化形成對峙，另外，遺址內發現的巨 石遺留也再次證明了巨石文化與鐵器時代的關連，也就是說一直到鐵器時代，巨 石遺物仍被人群所使用。不過，2003年以來在舊香蘭遺址的發掘工作促使其產生 新的想法（李坤修 2011），從無棺葬及陪葬陶容器的差異顯示出卑南遺址的三和 文化層和卑南文化沒有直接的發展關係，在空間分布上也未出現重疊的現象，但 從卑南平原以南的史前文化發展關係來看，三和文化與卑南文化應有密切的淵源 關係，可能是卑南文化向南發展後的回溯現象。
根據發掘結果指出卑南遺址的最小分布範圍為「東西方向從鐵路車站範圍向 西延伸到卑南文化公園的西界，長度約700公尺，南北方向從卑南文化公園東北 角延伸到鐵路東側2000年的發掘點，長度約800公尺（李坤修 2010：7）」。遺址 範圍內的遺物並非均勻分布，臺東車站用地周圍屬於史前聚落的精華區，愈往外 圍則遺物密集程度逐漸降低，而卑南文化公園範圍由於「山腳位置屬於不安定的 定居條件，人口數較少」（連照美、宋文薰 1989：71），故屬於聚落邊緣的位置
（圖5）。可見史前卑南文化人的聚落設置及空間概念是建立於其對於自然環境的 掌握之上，因此對遺址周圍環境的理解當為首要之務。
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圖 5、卑南遺址分布範圍（轉引自李坤修 2010）
三、卑南遺址的農業研究及其他研究議題
要討論卑南遺址的農業型態，首先必須對遺址周圍的地理環境及氣候特徵有 基礎的理解，才能進而推測可能生長的農作物類型。
卑南遺址中心位置在北緯 22°47’40”、東經 121°06’48”，遺址之西北緊鄰檳 榔四格山丘陵，地勢為自西北向東南傾斜之緩坡，東側與北側有向南流入太平洋 的卑南大溪，遺址分布於卑南大溪右岸的第四個河階面（圖 6）。當地的自然環 境為「地高而無溪流，亦無灌溉系統，故無法開闢為水田」，在鹿野先生 1927 及 1929 年進行調查之時，是以小米田地種植為主（鹿野忠雄 1930：275）。參考 臺灣光復初期的《臺東文獻》（臺東縣文獻委員會 1983）資料，有關農業的部分
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雖然也同樣提到「廳轄下之主要平野，即中央山脈與海岸山脈間之卑南大溪流域 及臺東平野，係由中央山脈所流出河川沖積而成。此等河川氾濫區域，到處混有 石礫，農業上不能隨即利用」，但卻強調具有農業的可利用性，「因其有灌溉上之 便利…，且其土性及土質，除了石之外，壤土類分布最廣，就中如砂質壤土等輕 鬆者占多，除了河川氾濫地帶之外，土壤均為肥沃。據中央研究所農業部之調查，
廳轄下之土壤，腐植質之含量雖不多，其他之化學的成分均為良好，勝過西部諸 州之土壤」（ibid：216-217）。而宋文薰教授等人進行地表調查時，發現當地種植 的作物已經改為耐旱的番薯、甘蔗及生薑，也有地方已經開始開闢成為果園（宋 文薰、連照美 2004：22）。基本上，一般認為卑南遺址的主要位置因地勢偏高且 無河川支流經過，種植水稻的可能性極低，過去學者也較不重視稻米在卑南遺址 史前時期的發展情形。
圖 6、卑南遺址鳥瞰圖，圖中紅色圓圈處表示卑南遺址的最大範圍（夏麗芳攝影）
當地的植物生長情形也深受到氣候影響。臺東屬於北迴歸線以南之熱帶氣 候，五月至十月為雨期，十一月至四月為乾燥期，地方多屬伴有颱風之豪雨或電
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雷性驟雨，降雨量全年約 1900 公厘。風向在冬季多為東北季風，夏季多為西南 季風，但一年中在夜間一定轉為北西乃至北北西為常例。該地因地勢關係海陸風 顯著，導致夏季送涼風以緩和暑熱，冬季寒氣亦不強，四季劃分並不顯著，終年 高溫，最低溫為一月，平均 16℃左右；最高溫為七月，平均 28℃左右，較西海 岸同緯度地區為暖，臺東的年平均氣溫是 24℃（臺東縣文獻委員會 1983：196；
葉美珍 1987：29；潘富俊 1991：21-22）。卑南遺址的氣候環境具有高溫、降雨 量不高的特點，是屬於較為穩定而乾燥的環境，在這樣的環境下適合於旱作植物 或農作物的生長。假若臺東平原未曾發生過於強烈的環境變化，數千年來一直維 持穩定一致的狀態，可以據此推測在卑南遺址附近長期以來應該皆有旱作植物的 種植。
與卑南遺址農業研究最為相關的主要是葉美珍（1987）以石刀和石鐮作為研 究對象探討卑南文化的農業型態。她首先點出農業在卑南文化的重要性：「目前 為止，在卑南遺址內並沒有出土穀粒或榖粒的印痕遺留來直接說明卑南文化人可 能種植的作物，但由大量的農具出土的情況來看，無疑的，卑南文化人是有農業 行為的，而且農業在生業活動中可能佔有很重要的地位」（ibid：32）。由於石刀 與石鐮在卑南遺址中大量地出土，這兩項工具可能透露出與之相關連的穀類作物 的種植，因此作者選取此兩者為研究對象。作者透過對於臺灣原住民族的農業器 具使用情形作為類比，由於石刀是用來摘取粟穗，石鐮是用來收割稻稈，因此推 論卑南文化人很可能種植粟類或陸稻。透過細緻地分析石刀和石鐮的類型及屬性 測量後，發現兩種遺物之下所劃分的各種類型雖然在外形方面有共同特徵，質地 方面的相似度也很高，但是其它的測量屬性均有變異範圍，表示這兩種器物的在 製作上沒有一致性。另外，由石刀、石鐮的層位分布顯示卑南文化的農業策略是 粟類和陸稻兩種作物並重的型態，雖然該文化人可能各有種植作物種類的偏好，
但整體而言兩者同等重要，這種策略在時間上的消長是一致的，因而卑南文化人 的農業生計活動發展得很穩定。本篇論文不僅應用了過去臺灣對於史前農業的研 究方法，更考量到對卑南遺址周邊環境資源取得的可能性，藉由對石刀和石鐮等
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收穫工具的多樣化分析，實可提供一個卑南文化農業型態的復原圖像，不過有關 卑南遺址出土的石刀和石鐮的實際用途及其對應到的栽培作物類型，目前尚未完 全肯定，仍需要再進一步思考。
由於卑南遺址保存了極為豐富而完整的史前聚落、日常生活遺物、墓葬及陪 葬玉器等考古資料，極具學術研究價值，後續產生許多廣泛的研究議題。除了農 業型態的研究，其他還包括聚落型態的研究（連照美 2003；簡天翔 2004）、墓 葬人骨、拔齒習俗、人身裝飾品等墓葬方面的研究（連照美 1999，2001，2003，
2008），以及陶器分析（李坤修 1987）、矛鏃形器（劉克竑 1990）、玉器工業（連 照美 1998，2000，2003）等日常或工藝器物的研究，這些對於瞭解卑南遺址與 東部史前文化的學術貢獻皆不在話下。
第二節、臺灣史前農業研究與相關發現
在過去臺灣各地的考古發掘資料中曾經出土直接或間接的植物遺留，直接植 物遺留指的是碳化稻米或其他植物種實，而間接植物遺留主要是陶片上留下的植 物種實印痕。由於發現頻率不高，大部分出土的植物遺留僅作過初步的鑑定分析。
一、北部地區
最早在 1981 年黃士強教授發掘的芝山岩遺址就曾發現 2 塊帶穗的碳化稻 米，經岡彥一教授鑑定後確認為稉稻（黃士強 1984；李匡悌 1992：11）。圓山 遺址的一個發掘探坑經篩洗過後也發現 1 顆稉稻及零星的苦楝種子（黃士強 1999）。十三行遺址亦有稻殼遺留以及未經鑑定的植物種子（臧振華、劉益昌 2001）。
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二、中部地區
1964 年臺灣大學和美國耶魯大學合作計畫發掘下的營埔遺址，出土了若干 碳化的植物種子，另外在 2 片陶片上也各有 1 個稻米印痕（Chang 1969；宋文薰 1980；臧振華 2012）。
三、南部地區
最早為 1977 年李光周先生發掘的墾丁遺址，在 8 件出土陶片上留有 9 個穀 物印痕，經過臺灣大學植物系的研判，其中 3 個是稻殼印痕，另外 6 個是某種豆 類種子，而岡彥一教授判定稻米種類屬於秈稻，這將臺灣稻米栽培的歷史提升至 4000 年前（Li 1983：105-106）。近幾年來位於臺南科學工業園區範圍的幾個遺 址皆出土大量的植物種實，包括碳化稻米、小米、薏苡、苦楝、朴樹子、破布子、
豆科等（陳有貝 2005，2008a；臧振華等 2006），更說明了早在大坌坑文化時期 可能已有成熟的農作系統。在臺南的西寮遺址亦曾發現大量的植物遺留，包括碳 化的以及現代汙染的，依科別分成禾本科、莎草科、豆科、莧科、棕櫚科、大戟 科、桑科、茄科、菊科、菫菜科、瓜科、橄欖科、紫草科、楝科、旋花科等，其 中禾本科種類有秈稻、稉稻、薏苡、小米等（劉益昌 2011）。
四、東部地區
2001 年陳有貝老師發掘的宜蘭淇武蘭遺址中出土大量植物遺留，內容包括 植物種子、植物纖維、碳化樹枝、樹葉、竹節、木片等，可辨識的植物種子分成 19 科 33 類，有山漆樹、破布子、欖仁、瓢瓜、苦瓜、似冬瓜、似大黃瓜、瓜科、
薹屬、海濱莎、水毛花、油桐或石栗、花生、短尾葉石櫟、殼斗科、稻穀、樟樹、
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疑似楠木、似穗花棋盤腳、苦楝、千金藤、構樹、榕屬、薛荔、番石榴、林投子、
桃、梅、山櫻花、臺灣膠木、烏皮九芎等，但是並未發現南部地區的小米（陳有 貝 2008b）。
五、外島
澎湖馬公市赤崁 B 的兩處細繩紋陶文化遺址分別發現了 1 片帶有稻穀印痕 的陶器碎片，這 2 個稻穀印痕經鑑定都屬於秈稻（臧振華 1990：5）。
在這些遺址中都是直接發現碳化稻米或其他植物種實的遺存，或是間接的在 陶片上面發現植物種實的印痕。事實上，在考古發掘中並不容易直接發現植物遺 留，主要是受限於遺址的自然環境，如溫度、溼度、土質酸鹼度等條件的影響，
使得過去可能存在於遺址中的植物種實不易保存，如在臺灣東部地區的考古出土 資料中就較少生態遺留的發現。因此，考古學者開始借助跨學科的科學分析方法 瞭解史前遺址的古自然環境或可能的農作物種類。
孢粉分析是一種透過種子植物的花粉和蕨類植物的孢子遺存研究植被、氣 候、地理等環境訊息的植物學分支學科，通常運用於地質學與考古學等研究中，
亦可作為斷定地層和年代的指標（湯卓煒 2004）。
臺灣中部的十八張、大邱園、牛罵頭、草鞋墩等遺址曾進行孢粉分析，結果 發現四處遺址所獲得的孢粉數量並不豐富，且花粉種類稀少。但仍瞭解到牛罵頭 遺址在 4000 年前屬於水性環境，草鞋墩遺址在 1000 年前已經是潮濕性的草源環 境，各遺址在過去可能都曾出現水澤性的環境。另外，從禾本科花粉顯示從 4000 年前的紅色繩紋陶（細繩紋陶）文化層開始就有穀類花粉的出現（黃增泉、臧振 華 1976）。
濁水溪上游河谷的曲冰遺址也曾作過孢粉分析，從結果瞭解到從當時的植被
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與林地生態的情形來看，可以將地層大約分成 0~50 公分及 51~100 公分兩個階 段，這與發掘時觀察到生活居住面的層位是在地下 4、50 公分之間的結論一致（劉 平妹、陳仲玉 1990）。
過去所進行的孢粉分析之研究焦點主要在於古環境氣候的復原，最早開始討 論當時人類活動的研究是塚田松雄在 1964-1965 年採集日月潭的湖心剖面所作的 孢粉研究，他從資料中看到氣候暖化的趨勢，且亞熱帶和暖溫帶的樹木層增加，
同時，原始森林的燒除和次生林木與灌木不斷增長，因此他認為自更新世晚期始 有人居於湖濱，當時人類的生活方式已牽涉某種程度的農業（張光直 1995：
169）。後來，林淑芬（2004）在其博士論文中亦結合地質學與考古學，資料顯示 宜蘭地區在 4000~3500 年前發生一次海侵事件，可能迫使原本居住在平原區的人 們向高處遷移，距今 2400 年前開始長達千年以上的史前文化間斷則可能與季風 增強、造成古人的生活條件惡化有關，大約 1300 年前屬於「中世紀暖期」的氣 候環境，吸引了另一群人進入宜蘭地區居住。
臺南烏山頭遺址的發現源起於嘉南大圳的的興建，根據李坤修的報告中推 測，烏山頭遺址是一個距今 2800 年至 2500 年的新石器時代聚落，當時的環境是 一片林木蒼鬱的沼澤，人們靠水而居，透過孢粉分析之工作，採樣結果可分成五 個植生帶，這五個植生帶皆顯示屬於亞熱帶到暖溫帶的氣候，其中第五帶、第四 帶較為偏涼，第三帶至第一帶為較偏暖的氣候，這個分析結果恰與發掘報告中對 植生環境的討論結果一致（蕭承龍、李坤修 2010）。
近年來的臺灣考古學研究中，徐子富等（2006）在〈淺談考古學上植物遺留 的研究方法〉中簡單扼要地介紹農業研究的一些方法，如以分子生物學為基礎的 水稻 DNA 遺傳推演、植物矽酸體分析以及孢粉分析等，為臺灣史前農業研究帶 來一些刺激。作者亦從臺中的惠來遺址取得兩個土壤樣本進行植物矽酸體分析，
在其中一個樣本中觀察到為數不少的水稻扇形矽酸體以及竹亞科之矽酸體，暗示 了植物矽酸體分析的可行性。王映皓（2007）即利用稻米粒型測量、上述的水稻 DNA 分析以及稻殼表面的雙峰乳突之觀察，對南關里東遺址（大坌坑文化
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4800-4200B.P.）、右先方遺址（牛稠子文化 3800-3300B.P.）、芝山岩遺址（芝山 岩文化 3400-3000B.P.）、五間厝遺址（蔦松文化 1400-1000B.P.）、惠來里遺址（番 仔園文化 1300B.P.）和南勢坑遺址（番仔園文化 600-500B.P.）等 6 個遺址的碳化 稻米進行試驗，以討論臺灣史前稻作農業的起源與演進。結果並未發現野生稻，
推知臺灣在 5000 年前人類已將秈、稉稻分化，且選拔了適應當時環境栽種的偏 秈稻，隨年代漸晚逐漸轉變成以偏秈稻為主的稻種族群，而臺南的五間厝遺址的 古稻粒型分析顯示了爪哇稻之熱帶稉型稻可能因當時海路興起由南島移民流入。
之後，不少研究者陸續投入植物矽酸體分析，觀察遺址中可能殘留下來的植 物遺留線索，進而探討史前的社會型態、區域互動及農業發展等議題。陳有貝老 師（2006）以大坌坑文化的陶片進行植物矽酸體分析以探討當時的生業模式，結 果發現有若干可能是稻米的矽酸體，顯示當時所居地區有稻米分布，但亦有可能 比較接近野生稻，推測當時可能位於稻作農業的初期發展階段。有鑑於此，其後 又再次針對臺灣部分現生植物及北部地區的史前陶片進行植物矽酸體分析（陳有 貝 2009），前者如稻米、竹類、芒草、蘆葦，後者包括大坌坑遺址、芝山岩遺址、
圓山遺址及十三行遺址，目的除了建立扇形矽酸體的資料庫，亦檢視了臺灣北部 各史前文化之代表性遺址陶片中的扇形矽酸體，觀察結果發現大坌坑文化、芝山 岩文化及十三行文化的陶片中皆有稻屬矽酸體，僅圓山文化陶片未曾發現，基本 上大致符合目前一般對臺灣史前文化的認識，而研究最後也點出了竹類矽酸體的 研究潛力。
李作婷與鄭建文（2009）同樣運用植物矽酸體分析討論鵝鑾鼻第二遺址及恆 春半島的稻作農耕情形，說明該地區在新石器晚期確實有稻米栽培的活動，且栽 培稻可能是稉稻，考量到遺址週遭的自然環境及透過定量分析的結果顯示稻米栽 培區域應該是在遺址外的地方，另外，遺址中出土大量石刀，從石刀的可能用途 及栽培稻機動細胞矽酸體的檢出結果，作者推測居民對於稻稈再利用的可能應大 於成束稻穗收割。
彭佳鴻（2010）則利用孢粉、矽酸體和碳化植物種實等多種分析方法配合民
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族誌文獻進行研究，討論石橋遺址蔦松文化時期的環境與植物利用，他認為當時 稻米、薏苡仁和破布子等主要作為食用目的，其中稻米和薏苡仁以採穗而歸的處 理方式；另外，竹子可能採集作為獵具和武器，而芒茅屬則可能為現地生長或採 集而來，苦楝亦是採集而來，此兩者皆為燃料使用。
李作婷（2010）在其博士論文中藉由植物矽酸體分析和石製收穫具的類型分 析，論述地域社會接受稻作農耕及產生變遷的過程，由栽培方式和稻種的差異表 現出稻作系統的差異，討論臺灣社會史前稻作起源的多源性。作者指出雖然從資 料中顯示臺灣北部、西南部、南部與東部都屬於日本型稻（O. sativa Japonica，
本文統稱稉稻），但由於臺灣北部、東部地區的稻屬矽酸體亞種判別值和形狀值 可判定為熱帶日本型稻（tropical Japonica，本文統稱爪哇稻），西南部、南部則 顯示出不同的判別值，可能是輪種印度型稻（O. sativa Indica，本文統稱秈稻）
的影響，這表示臺灣史前時代存在兩種不同的稻作系統，亦可能受到來自兩個不 同發展歷史的稻作系統起源地的影響。
回顧臺灣有關植物矽酸體分析的研究，可以發現雖然臺灣考古學對於植物遺 留的科學分析才剛起步，但已有越來越多學者投入植物研究的領域。立基於這些 文獻基礎上，筆者認為植物矽酸體分析可以應用於不易發現植物或生態遺留的遺 址以找到史前農業行為的相關線索，這是因為矽酸體具有數量眾多、形態特殊、
在許多植物種屬中皆能産生等特徵，且相較於植物種實的保存性和穩定性更佳。
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第三章、實驗步驟與材料
第一節、植物矽酸體分析
本次分析參考的現生植物矽酸體資料庫皆出自陳有貝老師（2009）所建構，
以禾本科植物（Poaceae）為主的矽酸體圖庫，植物類別包含稻屬（Oryza sativa
L.）
、竹亞科（Bambusoideae）、蜀黍族（Andropogoneae）、蘆葦屬（Phragmites）等。稻屬位於稻亞科（Oryzoideae）與稻族（Oryzeae）之下，包括野生稻和栽培 稻。竹亞科即為一般常見的竹類，如綠竹、蘆竹、唐竹、臺灣矢竹等類。蜀黍族 之下主要為戶外常見的芒屬（Miscanthus）及白茅屬（Imperata）等茅芒草植物，
但其中也包含具有食用功能的薏苡屬（Coix lacryma-jobi），因此筆者在辨識時將 薏苡屬另標一類註記，以與其他的蜀黍族植物作區別。蘆葦屬位於蘆竹亞科
（Arundinoideae）及蘆竹族（Arundineae）之下，為水邊常見植物─蘆葦。
本次分析材料依照不同的問題意識設定為陶質標本及土壤樣本兩種，並分述 如下。
一、陶質標本
針對陶質標本的植物矽酸體分析，將說明分析樣本的抽樣策略及實驗流程。
（一）抽樣策略
在抽樣策略的部分，共分作兩種並分述如下。
策略一、根據卑南遺址不同文化層的陶質標本進行取樣
從陶質標本進行植物矽酸體分析基本上是希望瞭解在卑南遺址的三個考古 學文化中，採集陶土的地點或環境是否可能透過植物遺留的情形呈現出異同性，
也可以知道當時的自然環境中存在哪些植物類型，因此抽樣策略一是挑選卑南遺 址中不同文化層的陶片進行比較。
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策略二、在卑南文化層的陶質標本中挑選不同部位，以及在特殊現象中的陶片 在卑南遺址中主要的文化層為卑南文化，屬於卑南文化的陶片其形制及數量 皆十分豐富。曾有學者提出有些史前人類在製作陶器時會在陶土中加入一些稻穀 或稻殼以增加陶器的抗熱性（俞為潔 2010），因此筆者刻意選取不同部位的陶質 標本進行分析，觀察是否存在差異。
另外，在 T029P57NW 探坑中出現大量陶片堆疊聚集的現象，其中更出土了 數個排列呈線狀的小型陶杯及一個陶勺，疑似是一種祭祀行為，因此筆者分別選 取了在此探坑中屬於現象內的陶片以及一般生活面的陶片進行對照。
基於以上的抽樣策略，本次抽樣所選取的陶質標本共有 30 件，包括（表 1）：
1. 發掘出土於 T030P44SE 探坑，屬於繩紋陶文化的陶片 5 件。
2. 發掘出土於 T030P44SE 探坑，屬於卑南文化的陶片 5 件。
3. 發掘出土於 T029P57NW 探坑，屬於卑南文化的陶片 5 件。
4. 發掘出土於 T029P57NW 探坑，屬於卑南文化的特殊現象陶片 5 件。
5. 發掘出土於卑南遺址二期研究計畫中的「U1」石柱試掘區，屬於卑南文化 的陶質遺留共 5 件，包括陶把、口緣、圈足、腹片等部位。
6. 發掘出土於鐵路東側試掘區域，屬於鐵器時代三和文化的陶片 5 件。
表 1、卑南遺址陶質標本抽樣項目
項目 年代 文化層 坑號或位置 數量 備註 登錄號碼 1
新石器時代
繩紋陶文化
T030P44SE
5 第 16-20 號
2 卑南文化 5 第 21-25 號
3 卑南文化
T029P57NW
5 第 6-10 號
4 卑南文化 5 於現象中出土 第 11-15 號
5 卑南文化 「U1」石柱試掘區 5 不同部位之比較 第 26-30 號 6 鐵器時代 三和文化 鐵路東側試掘區域 5 第 1-5 號
