汤山南京直立人研究的回顾与展望

高庆辉

多年来，南京汤山地区一直是文物工作者调查、追寻旧石器时代人类活动遗迹的重点地区。1993~1994年，文物部门在雷公山葫芦洞发现古人类头骨化石及哺乳动物化石等。这一发现把南京地区人类活动的历史推进到距今数十万年前，是我国旧石器时代考古、古人类学和古动物学研究领域的重大收获，对于研究古人类分布、演化历程以及长江中下游古环境等有着十分重要的意义，故被评为1994年度全国十大考古新发现，以及上个世纪九十年代我国十大考古新发现之一，2006年被列为全国重点文物保护单位。二十多年来，关于汤山古人类化石及相关问题的研究已经取得大量成果，本文就此资料进行搜集整理，以飨感兴趣的一般读者。

1990年3月22日，在汤山镇西雷公山开采过程中发现一大溶洞，即“葫芦洞”，洞内发现大量动物化石。1992年6月，应汤山镇人民政府邀请，南京地质古生物研究所前往考察出土的动物化石。在随后数月中，又采集了相当数量的哺乳动物化石。

1993年3月13日，当地民工在清理葫芦洞南侧小洞中的堆积物时，发现保存相当好的1号头骨化石。4月17日，南京市博物馆又接收了在葫芦洞大洞与小洞之间巷道沉积中发现的2号头骨化石。

1993年12月10日至1994年1月16日，南京市博物馆和北京大学考古学系合作，对发现头骨化石的葫芦洞小洞进行了考古发掘，共获得2000余件动物化石标本，并在小洞东南角化石层下发现了1枚直立人牙齿化石。

2000年，南京博物院对葫芦洞西仅约800米的驼子洞进行了发掘，共获3万余件古脊椎动物化石。

1.测年研究

南京直立人年代问题一直是相关研究中的重点课题，由于具体操作过程中测年方法、样品等不同，故结论存在较大差异。关于南京直立人测年方法，主要有以下两种：

铀系法：采用这种方法进行测年的有陈铁梅及陈琪等，测定结果一为35万年左右，一为早于40万年。目前学术界对此方法所测定的年代普遍存在质疑。这是因为铀系法测年的极限值为30万年左右，而上述两数据均大于此数值，故可能存在较大误差。

热电离质谱法（TIMS）：自1999年始，南京直立人的测年大多运用此法。相较于铀系法，这一测年方法具有以下优势：样品用量少；测试时间短；测量精度高；测年范围宽，上限可至50~60万年。

1999年，周春林等对葫芦洞小洞钙板方解石进行TIMS法测定，并将测定结果与生物化石及气候地层进行对比，认为南京直立人年代应早于50万年。

吴江滢等利用TIMS法对葫芦洞钙板和石笋的年龄进行测定，并根据洞穴碳酸盐相与洞穴文化堆积层的地层关系推断南京直立人化石时代在距今50万年左右。

2001年，赵建新等用TIMS法对该洞的钙板、石笋、哺乳动物化石等进行测定，认为南京直立人时代至少距今58万年，更可能距今62万年。

2002年，吴江滢利用TIMS测年数据并结合氧碳同位素分析，认为南京直立人生存时代至少早于距今46万年。

2003年，程海等根据对钙板等样本的TIMS-U/ Th和U/ Pa的测定结果，认为南京直立人年代距今约50~100万年。

2006年，刘金陵等以更新世全球性气候变化规律为基准，结合深海氧同位素阶段的划分等方面的研究进展，认为南京直立人可能生活于昆仑主冰期，年代距今62~64. 2万年。

综上所述，南京直立人的测年虽已取得众多成果，但仍未形成共识。究其原因乃受TIMS测年法的时段所限，其上限一般为50~60万年，越过60万年，则数值误差越大，而1号头骨的绝对年代恰巧大于或等于这个数值。致使研究者在用TIMS法进行测年时，还要参照古生物和古地层分析，但这些参照研究本身存在着不确定性和多解性。此外，由于测年所用样品不一，有的为钙板，有的为石笋，也会影响到结论的不同。

需要注意的是，上述成果均是对1号头骨化石年代的推断。目前尚无对2号头骨化石的直接测年研究，只在相关研究中顺带提及，如汪永进等在1号头骨化石的测年结果中提及2号头骨的年龄上限为至少距今23. 9万年。刘钦琦认为2号头骨化石年代可能介于大动物群与小动物群之间，距今18. 3~33万年。许汉奎在《南京直立人研究的新进展》中提及2号头骨化石应距今40~50万年。

2.体质特征研究

1996年出版的《南京人化石地点》认为1号头骨为一个30岁左右的女性，2号头骨化石代表一个35岁左右的男性个体，发现的牙齿化石为一个35岁左右个体的右上第三臼齿。

2002年出版的《南京直立人》一书对《南京人化石地点》头骨复原的思路、方法及结果进行了质疑，对1号头骨化石进行了重新复原，认为1号头骨代表一个21~35岁的壮年女性个体，2号头骨化石为一个30~40岁的壮年男性个体所有，发现的牙齿化石属于一个20岁上下个体的右上第二臼齿。

2002年，张银运、刘武将南京直立人头骨与周口店直立人头骨进行了比较。根据比较结果，他们认为中国人群南北两大类型的形态差别可能早在南京直立人生活时期就已显出端倪。

2005年，张银运、刘武将1号头骨与周口店11号头骨及印尼Sangiran17头骨的面颅形态进行了比较研究，认为南京直立人的面颅兼具二者形态，推测我国南方与北方直立人群之间在体质形态上已出现一定程度的地理变异；此外，1号头骨面颅上的某些形态特征，可能反映了特征的梯度变异现象，而其原因还很难确定。

2007年，张银运、刘武等为了验证“直立人头骨形态在一百万年间是保持稳定的”这一观点，又将南京直立人1号头骨与肯尼亚KNM—ER 3733人类头骨化石作了形态上了比较。根据比较结果，认为可将KNM—ER 3733头骨鉴定为“直立人”，而南京直立人1号头骨脑颅似乎保持着一百多万年前的“祖先”的形态。

2008年，为了检测“中心与边缘”的假说，张银运、刘武将南京直立人1号头骨与东非Bodo人类头骨化石进行了比较研究，结果表明人类地区性体质形态差别早在60万年前就很明显，南京直立人1号头骨和东非的Bodo头骨尽管同样古老，但各自与当地的现代人群的面颅上的差异情况并不一致。Bodo头骨与东非现代人群差异显得较大，南京直立人1号头骨与东亚现代人群显得较相近。这种相近，提示了在东亚这个“边缘地区”，现代人群的面颅测量性特征可追溯到以南京直立人1号头骨为代表的远古人类那里，而在“中心地区”，现代人群的面颅测量性特征还很难与以Bodo为代表的远古人群相联系。该项研究结果与“中心和边缘”假说的推测相符合。

3.关于高耸鼻梁的成因分析

南京直立人有一个显著的特点即鼻梁外突，已达到“高耸”的级别，这种情况在欧洲出现的概率比中国高得多。据此，《南京直立人》认为这可能意味着中国古人类在进化过程中曾少量接受过外来的基因，同时不排除是继承最初迁来东亚的人群中不占优势的基因的表现。

2004年，张银运、刘武等撰文提出这种情况的出现可能是对某种气候适应的结果，特别是对寒冷和干燥气候的适应。他们通过对非洲、欧洲、亚洲等地的人类化石标本的观察认为，在南京直立人生存的年代，无论是距今58~62万年，亦或距今33~50万年，当时欧洲、非洲和西亚都未出现高耸鼻梁的远古人类，故南京直立人高耸鼻梁的出现未必意味着“西方血统”。

针对“高鼻梁为寒冷气候适应”一说，吴新智等认为，张、刘文中的引文无法作为高鼻梁是对寒冷和干燥气候适应的论据，目前很难看出鼻的突出程度与气候如何相关。此外，亦无证据表明南京直立人的高鼻梁，可以在东亚的人类谱系上溯源到某些曾经由于对寒冷气候的适应而具有高鼻梁的古人类。此后，吴又撰文探讨南京人直立人高鼻梁形成的原因，认为可能是与来自西方远古移民杂交的结果。

为了论证“高鼻梁为适应环境气候”一说的正确性，张银运、刘武等于2009年及2010年发表《南京直立人的高耸鼻梁和气候适应》及《再论南京直立人的高耸鼻梁和气候适应》，从人鼻的功能、鼻梁高耸程度与气候因素的关系，以及因纽特人的鼻对寒冷气候的适应、南京直立人的生存年代、人类适应性以及高耸鼻梁的化石人类谱系问题等方面进行探讨，指出南京直立人高耸鼻梁是适应寒冷气候的结果，未必意味着“西方血统”，这是目前对南京直立人高耸鼻梁成因的最合理解释。

4.其他相关研究

脑容量是衡量远古人类智力水平的重要参考之一。关于南京直立人的脑容量，《南京人化石地点》通过排水法测得1号头骨的脑容量为1000毫升。《南京直立人》根据复原模型，用排水法测得1号头骨的脑容量为860毫升。张银运等运用以耳上颅高推算现代人颅容量的公式推算1号头骨的脑容量为871毫升。

关于1号头骨在额骨、前囟骨、两侧顶骨上存在的与正常颅骨结构不同的病变，《南京人化石地点》认为此病态现象可能和骨膜炎症引起的骨外板受损有关，也不排除由梅毒病症导致骨外板损伤而形成的可能性。《南京直立人》则认为就1号头骨病理来看，骨膜炎的可能性最大，骨血管瘤可能性不是太大，骨梅毒和脑脊膜瘤可以排除。

汤山出土的远古人类化石，通常称作“南京直立人”，但据研究，2号头骨较1号头骨和北京直立人，在形态上表现出了许多进步特征。对此，有的研究者将之称为比较进步的直立人，有的则将其作为智人亚种中的一员。(www.xing528.com)

汤山葫芦洞埋藏的动物化石非常丰富，洞内发现两个哺乳动物的化石层位。其一发现于大洞内，可称为大洞动物群，共5目13科16属17种，分别是马铁菊头蝠、鼠耳蝠、变异仓鼠、根田鼠、似小林姬鼠、棕熊、黑熊、似北方豺、南方猪獾、中国鬣狗、梅氏犀、李氏野猪、葛氏斑鹿、肿骨鹿、毛冠鹿、狍、似德氏水牛；其二发现于小洞内，可称之为小洞动物群，共4目11科14属16种，分别是棕熊、黑熊、中国鬣狗、虎、豹、中华貉、狐、猪獾、李氏野猪、肿骨鹿、葛氏斑鹿、小型鹿、水牛、梅氏犀、马及长剑齿象。两者总称为汤山动物群。

汤山地区地处长江以南，但其伴生动物群却带有强烈的北方动物群色彩，如发现的棕熊、中国鬣狗、中华貉、肿骨鹿、葛氏斑鹿、梅氏犀等均是华北中更新世北京人——肿骨鹿动物群中的主要成员，而且它们在数量上占了绝大多数，虽然也同时存在南方动物群的成员，但属种很少，且缺乏典型动物。此种现象，可能与气候变迁及动物群的自然迁徙有关。与临近的安徽和县人动物群相比，两者有相近的一面，如都有北京人动物群中的肿骨鹿、中国鬣狗、棕熊等典型代表。又有明显区别，和县人动物群中华南动物群的成员在数量上约占三分之一，而南京人动物群中南方动物的数量很少。两者动物群成员的组成差异，可能是不同地质年代的差异造成的，是不同时期不同气候环境的反映。与同一地理单元的汤山驼子洞动物群相比，二者共有属、种分别为16. 67%和15. 38%，不同属、种为83. 33%和84. 62%；驼子洞动物群中生活在上新世到早更新世的动物约占84. 62%，主要生活在中更新世的动物约占15. 38%，而葫芦洞动物群生活年代则为中更新世，所以它们是同一地区分布的时代不同的两个动物群。

伴生动物群的年代研究对于南京直立人的测年工作有极大的参考价值。穆西南等认为葫芦洞小洞中出土的动物化石的地质时代应与周口店动物群晚期，或与和县人动物群大体相当，即中更新世的晚期，距今12. 7~40万年。《南京人化石地点》根据小洞中出土的典型北方动物化石与北京人——肿骨鹿动物群中主要成员的对比情况，认为南京人动物群的年代相当于周口店第一地点的中部地层，地质年代为中更新世晚期。徐钦琦等根据南京人动物群成员组成及中国冰期与深海氧同位素的对比关系，认为小洞中动物化石的地质年代为距今33~50万年，大洞则距今12. 7~18. 3万年。

南京直立人时期的气候、环境可通过动物组合及孢粉、植硅体的分析反映出来。

1.孢粉分析

韩辉友等对采集的21块样品进行鉴定，共发现47个科属类型的花粉473粒，其中松花粉最多，244粒，占56. 1%。次为禾本科，65粒，占13. 7%。其他花粉虽然种类不少，但含量较低，亦较复杂，温带成分和亚热带成分均有。依据孢粉组合，南京直立人生活时期及其前后可能有亚热带气候特征，当时的地貌情况可能与现在稍有差异，附近不太远的地区可能有稍高的山地。根据花粉特征等分析，当时四季的明显程度不及现在，尤其冬季寒潮可能不像现在强盛，总的年温差较小，在一定程度上受到西风气流的影响较多，属于有一定干湿季交替的温和气候。

姜钦华对采集的6块样品进行鉴定，统计出孢粉149粒，其中木本植物花粉49粒、草本花粉22粒、蕨类孢子7粒，各样品中还有一些真菌孢子。根据孢粉组合特征，他认为葫芦洞周围的植被面貌是落叶阔叶与针叶混交林为主，草本植被为辅。这一植被面貌表明当时的气候特征是温带性质，比南京现在的温度要低。

1996年，韩辉友、姜钦华等以上分析报告作为附录随《南京化石地点》一同出版，该书在总结南京直立人时期的生活环境时采纳了韩辉友的分析结果，认为其时当地具有温暖、潮湿的亚热带或偏暖的温带气候。对此结论，刘金陵等并不认可，认为韩辉友等在分析论证过程中的论据并不具有说服力，故而得出的结论难以令人信服。根据统计的孢粉组合特征，他认为当时南京地区地带性植被可能属于温带针阔混交林，故当时气候应属温带性质，且当时的气温也比现在低得多。

此后，刘金陵等又从葫芦洞及炼灰厂洞所采得的105个孢粉样品中，共鉴定出孢粉1744粒，分属58个科属。根据孢粉分析结果，他认为在葫芦洞及周边地区曾生长有温带性质的落叶——阔叶林（夏绿林）、针叶——阔叶混交林或森林草原——草原3种植被类型。考虑到现代植被的分布及冰期时气候和环境的变化，推测当时汤山地区离海岸较远，冬季风盛行，夏季风萎缩，受干寒的大陆性气候控制。若以森林植被类型来推算当时气候，则年均气温为6~10 ℃，以7~8 ℃为多（与现在年均温相差最大达9℃）；降水量由东向西逐渐减少，最东部达1000毫米，而西部不过500~600毫米。也就是说，南京直立人生存时期的年均气温最多可比现在低9℃，年降水量减半。若按森林草原——草原植被来推算，当时的气候还要干寒些，气温的下降幅度在9℃以上。

2.植硅体分析

通过分析植硅体类型及含量在不同剖面上的分布规律，可揭示沉积时期葫芦洞及其周围地区植物与环境的变化过程，对于了解南京直立人的生存时期环境的变化规律具有重要的参考价值。

王伟铭等分析了56个样品，认为葫芦洞内沉积中的植硅体组合都以棒型和短尖型占优势为特征，而据现代表土植硅体的研究结果，这两种类型在我国主要分布在北部、西部和东北部，反映相对寒冷的气候。因此，葫芦洞内反映的总的气候格局为偏冷型。他还认为，葫芦洞中更新世沉积时期气候曾发生周期性冷暖变化，代表冰期和间冰期的气候环境，但暖期植硅体较少，故更多的是反映出冰期气候特征。另外，葫芦洞内植硅体组合虽然表现出一定分布规律，但与洞外露头剖面相比，变化幅度不大，说明洞内沉积在一定程度上可能只是反映了一种特定的气候环境。

3.其他相关研究

1998年，朱诚等综合葫芦洞及雷公炼灰厂洞洞内和洞外沉积剖面的孢粉、动物化石、钙板分布、氧化物及粘土矿物和粒度分析资料，对南京直立人生存时期古环境的演变过程进行了重建。俞锦标等通过对哺乳动物群性质、孢粉分析结果、稳定同位素等资料的分析，认为南京直立人的生存环境为亚热带环境、气候温和、温差较小，但有干湿交替变化，此后气候环境则趋于变干。

1999年，徐钦琦根据汤山动物群的性质，推断南京直立人生存时期应当是一个寒冷期或冰期。董为对葫芦洞大洞发现的偶蹄类化石的4科5个属种，与周口店第一地点的相关标本进行了对比研究，认为当时古环境为植被丰富，并以阔叶乔木和灌木为主，间有局部开阔草地。当时的年平均气温与现在相似，但冬季偏冷。

2006年，周春林等将含南京直立人1号头骨化石的地层与周口店第一地点洞穴堆积的第6层进行了对比，推断南京直立人可能生存于并不寒冷的冰期环境。

1.已取得的主要结论

南京直立人1号头骨化石具有北京直立人的许多形态特征，而不同于大荔早期智人，处于我国人类演化序列上的直立人阶段，距今约50~ 64. 2万年。同时它又具有不同于北京直立人的形态特征，表明直立人在体质形态上有相当程度的地区差异。其高耸的鼻梁可能表示中国古人类在进化过程中曾接受过外来基因，也可能是对当时干冷气候适应的结果。其2号头骨相较于1号头骨和北京直立人有许多进步特征，代表比较进步的直立人，亦可将其归为智人亚种的一员。

南京直立人伴生动物群共发现6目15科22属24种，其年代约距今12. 7~50万年。其成员大都属北方动物群，属南方动物群的成员，不仅属种少，占比也很小。这种情况可能与气候变迁及动物群的自然迁徙有关。

南京人化石地点的孢粉、植硅体及伴生动物群等方面研究表明，当时汤山地区的植被类型主要有落叶阔叶、针叶混交林和草原三种类型。当时的气候总体属温带性质，不仅气温要比现在低得多，而且降水量也要少很多。

2.存在的问题

南京直立人的研究工作虽已取得众多成果，但还远未结束，无论是体质特征，在人类演化史上的位置，还是其年代，同时期的古环境、古气候等，许多问题还存在争议：

南京直立人1号、2号头骨之间存在不少差异，目前学术界对这些差异产生原因及对南京直立人高耸鼻梁的认识，仍有不同见解。

南京直立人生存的地层时代为中更新世，但其绝对年代仍存在争议。由于2号头骨为采集所得，出土位置存在争议，参照不同测年依据推断的绝对年代更存在较大分歧。

依据孢粉、植硅体及伴生动物群分析南京直立人生存时期的气候环境状况，目前仍有不同意见。此外，孢粉、植硅体等研究本身还存在一定问题。

3.今后研究的展望

进一步加强对南京直立人头骨化石的复原研究，同时将古人类化石所处的地理位置、生态环境等结合起来研究，有助于揭示南京直立人体质特征发生变异的原因及演变规律。

南京直立人测年研究虽已取得一些阶段性成果，但离确定其绝对年代还有一定距离。将来要在测年工作中取得突破，还需仰赖科技进步，尤其是新的测年方法的应用。

孢粉、植硅体等植物微体遗存分析在重建古人类生存时期的气候和环境方面有独特优势，但同时也存在一定问题，如孢粉形态研究还不够细化，现代植被类型和孢粉等的定量关系还不够健全，这些局限性给孢粉样品的鉴定及相关评判工作带来了挑战和不确定性。此外，目前关于古人类环境的研究多仰赖于孢粉及植硅体等领域，真菌孢子等类型则缺乏研究，如果将多种植物微体遗存结合起来研究，必将对重建和恢复古人类生存时期的气候与环境有极大裨益。

附记：王师是我的博士指导教师。他自1990年北大毕业来宁已近三十载，由于他的刻苦钻研和勤奋，至今已是颇具影响的考古学者，不仅在六朝考古研究领域取得了丰硕成果，在南京地方史方面亦多有耕耘。因此，可以说本文选题的出现，即是王师学术情怀的一个侧面。

本文选题属于旧石器时代考古，这对于初试啼声的我而言确有些困难，首先遇到的便是材料的收集问题。如所周知，一课题或领域的研究，无非论文与著作两种形式载体。得益于学校较为完备的设备支持，论文方面的汇总还算顺利。至于著作方面则稍显曲折，所幸有王师的指点和藏书，这才解决了本文写作的第一个难点。

我虽已硕士毕业，论文也经盲审通过，然因未有自觉而系统的练习，因之写作过程也出现了诸如逻辑不畅、内容反复、词不达意等许多常规甚至是低级的错误，后虽几经修改，但问题却是如故。面对这一困惑，王师教给我们一种看起来很笨，但却实用甚至称得上捷径的办法，就是将他修改过的论文与我们的原文一一比对，仔细推敲二者的不同之处，并思考其作出改动的原因；再者，就是推荐我们多看孙机先生的论著，仔细观察孙机先生在行文架构，段、句衔接等方面的处理技巧。王师对孙机先生甚是推崇，他曾说其学术生涯初始，就是从模仿孙机先生开始的。由此可见，王师之所以有现在的文字功夫，与此种方法有着很大的联系。

我的兴趣点在历史时期，主攻则在六朝考古，又加之学识限制，故本次写作仅是浅尝辄止，更多的是学习如何写论文与如何写“好”论文。这之后，在王师的指导下，又陆续撰写了《南京新见两方明代买地券考释》《河南邓州题名石柱新证》《明末天童、三峰派争之管窥——以南京弘觉寺铁板道人塔为中心》三文。其中，除却汤山直立人一文收录于《江宁春秋》第15辑外，尚有买地券一文被《华夏考古》录用待刊。