2025年12月5日，兰州大学资源环境学院教授、北京大学人文社会科学研究院邀访学者杨晓燕教授应邀于北京大学考古楼A座101开展学术讲座，讲座题为《新兴技术下的环境考古研究》。本次讲座为北京大学人文讲座第460讲，由北京大学考古文博学院院长沈睿文教授担任主持人。

讲座伊始，杨晓燕老师介绍了环境考古的概念，指出环境考古主要研究过去的人与气候、地貌、水文、土壤、岩矿、动物、植物、微生物等各个自然地理环境要素之间的关系。兰州大学的自然地理学历史悠久、实力顶尖，目前正在成立环境考古与文物科学中心，其中的环境考古模块聚焦寒区、旱区与高寒缺氧区域，主要研究旧石器时代史前人类、农业起源与传播、生存环境与人地关系演变等方向。中心具备完整的年代学、古环境重建、生物考古等实验平台，且与中国科学院青藏高原研究所、敦煌研究院等机构协同建设，由不同领域的专家团队共同推动研究发展。

杨老师指出，传统形态学方向的考古分支，比如动物考古和植物考古普遍面临技术更新带来的压力与机遇，新兴方法尤其是生物技术与人工智能的迅速介入，使“传统方法是否仍具前景”成为普遍问题。以植物考古为例，植硅体与淀粉分析曾是新兴手段，如今已成为常规技术；动物考古中依赖形态学进行物种鉴定也存在局限性，骨骼保存状况不佳或物种间形态相似均会导致误判的情况。杨老师指出，随着生物技术、生化方法等手段的发展，继上世纪的年代学革命之后，生物技术正带来“考古学的第二次革命”。如何在此背景下重新定位传统方法与新技术的关系，成为当前考古学方法论的重要议题。

接着杨老师结合案例，简要介绍了沉积物古DNA分析、古DNA分析、稳定同位素分析和AI深度学习形态学等技术方法。沉积物古DNA可从湖泊等稳定沉积环境中获取，可同时获得包含动物、植物与微生物的信息，因此可用于重建完整生态系统。杨老师回顾了这项技术自上世纪末至今的技术演进，指出在考古应用时需要谨慎，尤其是旷野遗址，其文化层受动物、人类活动、地下水等影响，可能导致DNA的垂直迁移与污染。以丹麦动物园为例，园内不同动物区的DNA可向下渗透几十厘米至一米不等，存在较严重的淋溶情况，因而旷野遗址的文化层信号往往难以保证原生性。目前的沉积物DNA研究更多在旧石器时期的洞穴遗址开展，这类遗址无论存续期间还是后期扰动都比较少、沉积稳定，且因为年代跨度大，淋溶一定程度上可以忽略，如研究人员在白石崖溶洞遗址中成功检测到丹尼索瓦人及动物DNA。但在新石器以来的旷野遗址中，遗址存续期间和废弃后的人类活动频繁，且年代分辨率高，造成的DNA迁移和扰动均不可忽视。通过对郑州商城遗址区唐代人工池塘的静水沉积研究，杨老师团队成功验证了沉积物古DNA在此类静水沉积地层中的可行性，为这一技术在旷野遗址中的应用提供了新的视角。

在介绍沉积物古DNA后，杨老师阐述更为常见的古DNA研究方向，包括人骨和动物骨骼的古DNA。古DNA分析直接获取骨骼遗存中的古代基因组信息，经历了多年的发展，现已广泛应用于人类演化研究、动物驯化研究等议题。杨晓燕老师特别指出，宁超老师的工作是国内将人骨古DNA用于解决考古学问题的重要研究，直接回答了考古学提出的文化和社会结构问题。付巧妹团队的最新成果不仅解释生物学层面的群体演化，也进一步在父系遗传结构层面拓展研究，揭示史前社会的父系组织特征，使相关研究的竞争与深度持续提升。杨老师以团队在青藏高原玛不错遗址的研究为例进行介绍。该遗址位于海拔4000米以上，考古队耗时五年仅发掘约1700平方米，但发现了类型丰富的遗存，包括多种墓葬、祭祀遗迹和大量外来物品，如象牙饰件、海贝、化石和青铜器等。团队对典型骨器进行古DNA分析，旨在判断其原料是否来自外地动物，同时探索是否存在以人骨或外来动物制器的现象。结果显示原料均为本地动物，但不同器类体现出明确的原料选择策略：骨锥多以盘羊制作；骨针使用岩羊和麝；多数骨饰品由马鹿制作；与捕鱼相关的器物则大量采用鸬鹚肢骨作为原料。此外，对于大量不可辨识的碎骨，杨老师团队采用将其混合后整体磨粉、按沉积物样本处理的方式进行大批量骨骼鸟枪宏基因组分析，从而一次性解析碎骨中涉及的全部动物种属。这一方法鉴定出玛不错遗址中丰富的鸟类与鱼类信息：鸟类既有留鸟也有候鸟；鱼类可通过骨骼年轮判断捕捞季节，这些结果显示遗址存在全年抓鸟、捕鱼，反映玛不错遗址是一个利用稳定湖泊资源、全年居住的定居点，虽未发展农业，但依托丰富的湖泊渔猎资源实现了长期稳定的居住模式。

玛不错遗址出土动物碎骨遗存的种属鉴定

然后杨老师介绍了碳氮稳定同位素在考古研究中的应用。碳同位素能够区分C3和C4植物，例如中国北方的重要作物粟和黍属于C4植物，而自然植被主要为C3植物，从而可以用于推断古人和家畜的食谱。氮同位素则反映食物链的位置，不同营养级的生物氮值逐级累积。因此，碳氮同位素分析可以揭示古人饮食结构、家畜饲养方式及农作物管理情况，包括灌溉、施肥及放养或圈养行为。她以中国北方仰韶晚期大地湾遗址为例，展示了对碳化作物种子和猪牙的分析结果。研究发现，农作物存在重度施肥的信号，猪为圈养，食谱中含有施肥作物残余，说明当时已经形成了集约化农业体系。这种农业模式为社会分工和复杂化提供了物质基础。类似证据在中国北方其他遗址也有所体现，表明从约6000年前起，施肥和集约化农业已成为普遍实践。此外，杨老师指出，通过植物考古、动物考古、古DNA和碳氮同位素等对青藏高原拉颇遗址进行研究，研究人员发现猪和粟黍一起上了高原，且由粟、黍和家猪组成的集约化农业技术也一起向高原地区扩散。这一结果表明，早期农业技术能够在不同生态环境中传播和适应，并为理解新石器时代中国北方农业发展及社会复杂化进程提供了证据。

5200—3500BP农业聚落遗址陆续出现在青藏高原东缘并向腹地扩散

再接着，杨老师以动物和植物考古为例，展示了AI技术在具体科研工作中的应用。以玛不错遗址的鱼骨研究为例，鱼骨数量庞大且体型小，传统鉴定方法耗时极长。为提高效率，团队开展了基于深度学习的自动识别系统建设：首先采集大量现代鱼类样本，并进行拍照、手绘、CT扫描和建模；随后将数据用于训练机器学习模型。经验证，该系统对鱼骨鉴定的结果与DNA分析高度一致。在植物考古方面，杨老师团队聚焦于鉴定藜属种子的鉴定问题，此项研究仍在进行中。

杨晓燕老师最后指出，传统形态学研究依然是生物遗存鉴定不可或缺的环节，与新兴技术的结合，可以在物种鉴定、DNA分析和多模态建模中发挥更大作用，为理解人类行为和农业发展提供重要证据。