前殖民时期加利福尼亚中部海岸的原住民文化用火与沿海草原管理：来自火疤、花粉-木炭、植硅体和生态考古的多指标证据（约公元前2000年—公元1800年）

《Fire Ecology》：Indigenous cultural burning on the Central California Coast in precolonial times

　　

背景：本文旨在考察前殖民时期加利福尼亚中部海岸原住民文化燃烧（Indigenous cultural burning）的规模与重要性。研究人员首先回顾近期进展，这些进展有助于理解过去人类—环境相互作用，并促进识别北美西部部落的古代文化燃烧。结合近期工作洞见与研究区内原住民文化实践，研究人员提出可能的文化草原管理（cultural prairie stewardship）预期。随后，研究人员综合历史火生态学（historical fire ecology）与生态考古学（eco-archaeological）研究结果，以评估在晚全新世（Late Holocene，约公元前2000年—公元1800年，ca. 2000 BCE–1800 CE）加利福尼亚中部海岸是否存在文化燃烧证据。结果：在回顾来自火疤分析（fire-scar analyses）、花粉与木炭研究（pollen and charcoal studies）、植硅体土壤采样（phytolith soil sampling）以及精细生态考古调查（fine-grained eco-archaeological investigations）的现有数据后，研究人员发现，有经验性支持（empirical support）表明，至少自约公元700–800年（ca. 700–800 CE）起，加利福尼亚中部海岸沿海草原就发生了频繁的文化燃烧，并持续至历史时期。研究人员认为，仅靠闪电点火（lightning ignition）不会产生对该地区原住民过去和现在都至关重要的植被类型的丰度和分布。结论：该综述表明，加利福尼亚中部海岸部落土地上沿海草原及其他生态系统的长期维持，不可能仅由闪电点火实现。研究人员得出结论，这在很大程度上是故意人类干预（deliberate human intervention）的产物，其目的为增强具有文化重要性植物和动物的多样性及可用性，该实践至少可追溯至1300年前。

引言（Introduction）指出，越来越多文献记录加州部落通过生态文化管理实践提高关键食物、药物、纤维和原材料的生产力、多样性与可持续性。文化燃烧（Indigenous cultural burning）是重要实践，可清除林下植被、控制虫害、辅助狩猎、促进篮材等。文化燃烧的规模与组织因生态条件、气候和社会组织而异。小规模低强度火形成不同演替阶段的马赛克，提供种子、块茎、球茎、蔬菜、浆果、坚果等，并吸引鹿、羚羊、加拿大马鹿等猎物，同时降低燃料负荷、形成燃料中断，减少灾难性火。当前部落正复兴文化燃烧，以逆转环境退化、火抑制和燃料负荷积累。围绕前殖民时期文化燃烧规模存在争论，难点是区分闪电火与人为火。气候显著影响火频率、范围、严重性和季节；原住民将文化燃烧整合入现存火 regime。研究人员承认从闪电主导到人为主导存在连续谱。部分研究者怀疑前殖民部落文化燃烧程度，除非有科学火生态数据证明人类干预。近期进展增强了对北美西部人为燃烧研究。本文目标为：回顾有助于理解过去人类—环境相互作用和识别古代文化燃烧的进展；结合加州中部海岸研究，评估晚全新世（ca. 2000 BCE–1800 CE）文化燃烧证据，并考察其时间、规模和重要性。

人为燃烧研究进展（Advances in the study of anthropogenic burning）采用多学科方法，结合树木年轮生态学（dendroecology）火疤、湿地沉积岩芯木炭累积速率、花粉计数和频率、现代土壤和古土壤植硅体（phytolith）分析，以及部落口述史、探险者和非原住民定居者历史记录、民族志和考古研究。三个关键成果：第一，协作多学科项目涉及部落学者与火科学和文化历史科学专家；第二，考古学对长期火 regime 的生态和文化元素有贡献，包括考古植物遗存（archaeobotanical remains）、人口动态、定居模式和土地利用，人口增长或下降影响燃料负荷和火 regime，并可能增加人为燃烧或资源强化；第三，前殖民人为火证据最好在局地尺度检测，可能表现为异步火斑块、扩大燃烧季节、缩短火返回间隔（fire return interval, FRI）、减小燃烧面积、扰乱自然演替、轮换燃烧地块、多个小型异步火、植被马赛克、经济重要动植物密度和多样性增加、火适应或耐阴差类群增加。协作研究已在北美西部一些地方记录前殖民文化燃烧，如美国西南部频繁低严重度异步火、西北海岸 Coast Salish 的 Ebey’s Prairie、加州北部 Channel Islands 的 Chumash、Karuk 和 Yurok 土地在小冰期（Little Ice Age, LIA，CE 1250–1850）频繁火，以及内华达山脉中部和南部至少650年前的文化燃烧。

加州中部海岸评述区（The Central California Coast review area）范围包括 San Francisco Bay 和太平洋海岸从 Fort Ross 到 Santa Cruz，涉及 Kashia Pomo、Southern Pomo、Coast Miwok、Costanoan 四个主要原住民语言群。该区属地中海气候，冬季冷湿、夏季暖干，地形从海岸/湾岸到 Coast Ranges 和 East Bay Hills，支持沿海/湾岸草原、北部沿海灌丛、低海拔常绿树斑块，以及海岸红木（Sequoia sempervirens）、混交 Douglas-fir（Pseudotsuga menziesii）常绿林、橡树林地和 chaparral。接触时该区为加州人口最密集地区之一，估计人口密度 0.77–2.43 人/km²，Coast Miwok 一些地区达 4.63 人/km²，Costanoan 语言区可能有17,000人。政治景观为许多小规模自治政体，地方部落通常由1–5个主村或小村组成，约200–300人，有的超过400。领土多数仅13–19 km 宽，利用从海岸/湾岸或内陆排水到附近丘陵山地的垂直生态系统序列。生计包括贝类、鱼、海洋哺乳动物、陆生猎物和多种植物性食物，一些多村部落随季节在低地和高地间移动。

加州中部海岸沿海和湾岸草原（Coastal and bay shore prairies on the Central California Coast）是上述四个原住民群体家园的重要生态系统，提供草和杂类草种子、块茎、球茎、果实和食草动物猎物，用于食物、药物和工艺。这些草地沿太平洋海岸从 Santa Barbara County 向北到 Oregon、Washington、British Columbia。评述区中，草原在低于300 m、常受夏季雾影响的海成阶地和低山坡繁荣。沿海草原是干扰依赖群落，需要频繁火、放牧、耕作、啮齿动物取食等维持开放，否则木本植被通过自然演替定殖，北部沿海灌丛以 coyote brush（Baccharis pilularis）、poison oak（Toxicodendron diversilobum）、blackberry（Rubus ursinus）以及 Douglas-fir 和上部干燥地 chaparral 为主。部落历史、殖民记录和民族志观察记录原住民燃烧太平洋北美海岸沿海草原，目的包括促进食物、药物、工艺植物生长和多样性，改善大型有蹄类饲料，防止木本植被侵入。管理导致80多种特有植物繁盛，鹿群、tule elk、jack rabbits、啮齿动物数量上升。可能刺激频繁部落燃烧的重要因素是北加州和中部海岸闪电和自然火发生率低。评述区案例由西班牙、墨西哥、俄罗斯和美国殖民者目击记录锚定。俄罗斯 Colony Ross 记录描述当地人用火“时常烧草地以增加肥力”，以及收获黑麦状野生植物后烧秸秆使来年作物更大更美味。Coast Miwok 被记录定期烧沿海草原、灌丛、山麓林地和草地。Tolay Valley 生态考古研究强调草/灌丛适应动植物由 Coast Miwok 管理数百年并延续到历史时期。1769–1775 年西班牙探险队记录 Ohlone 地区，Cuthrell 分析发现广泛烧过的景观，Crespi 描述景观以草地为主，尤其海成阶地和 San Francisco Bay 岸线，燃烧发生在夏末和秋季，维持约1–5 km 宽的沿海草地走廊，有些斑块至少数 km²。殖民记录表明多个部落在欧洲殖民初期实践沿海和湾岸草地文化燃烧；而今天前草地多被灌丛和针叶林吞没，禁止原住民燃烧和火抑制政策是关键，沿海草原被认定为“极度濒危”，估计仅1%–2%加州原生草地存在。

评估加州中部海岸前殖民文化燃烧（Evaluating precolonial cultural burning on the Central California Coast）提出两个预期。缩短火返回间隔（Shortened fire return intervals）：若人们常规文化燃烧，预期 FRI 短于仅闪电火 regime。加州中部海岸闪电罕见，1985–2000年 Central Coast 和 North Coast 闪电频率最低，分别2.96和2.97 strikes/100 km²/year；1945–2002年 Alameda、Contra Costa、Santa Clara 县和1893–1979年 Santa Cruz 县数据表明仅1.15%–1.66%闪电触发火。闪电火 regime 的 FRI 可能为50–100年或更长。与沿海草原生态系统相关的火适应类群增加（Increases in fire adapted taxa associated with coastal prairie ecosystems）：若常规文化燃烧，预期开放景观类群增加。无干扰时木本植被可在3–5年开始侵入草地。维持沿海草原需 FRI 约1–10年；Cuthrell 认为5–10年或更短，Keeley 引用2–10年可将 San Francisco East Bay 木本植被转为草地，Redwood National Park 研究指示3–5年规定火返回必要。因此，持续维持沿海草原植被主要是人为火 regime 产物；闪电火 regime 50–100年偶尔创造草地但不长期维持。

树木年轮生态学研究（Dendroecological studies）通过火疤分析过去火 regime，样本多来自老生长海岸红木残桩和长寿 Douglas-fir。九个研究显示火历史多样，但多数地方有相对频繁火。最早时期多数 FRI 为4–16年，两项22–28年，两项43和50年；与1980年代以来多数分析观察到的6–15年一致。记录火季多在晚材和休眠周期，即夏末、秋、冬。火疤研究是记录主要人为火 regime 的保守估计。小规模低强度地表火不一定产生明显火疤。较短 FRI 见于相对孤立红木树丛，受邻近草地和 chaparral 火 regime 影响；较长 FRI 见于更连续红木林。多数研究者同意年轮记录火频率可能不单是闪电结果，前殖民时期多数火可能是原住民文化燃烧，以及历史时期伐木和放牧活动烧 slash 和维持牧场。

孢粉学研究（Palynological studies）利用湿地沉积岩芯的木炭累积速率、花粉计数和放射性碳年代学。七个岩芯显示晚全新世多数地点在3500–2000 BP 有频繁燃烧强证据，此时现代气候条件和植被马赛克发展，包括草地、沿海灌丛、海岸红木林、混交针叶和硬木林，也是原住民人口增加时期。研究强调气候在晚全新世火 regime 中的重要性，但也强调人的可能作用。频繁低强度火会促进沿海草地和其他火增强植物。孢粉研究记录中部海岸火 regime 变异大，但在中世纪气候异常（Medieval Climatic Anomaly, MCA）和小冰期（LIA）未观察到加州其他地区那样清晰趋势；沉积木炭识别持续低强度文化燃烧存在挑战，但一些地区有持续数百年频繁较低强度火与草地和火跟随植物相关。

协作生态考古研究（Collaborative eco-archaeological studies）由地方部落、资源机构和学术机构学者组成，采用低影响考古方法。三组数据包括：考古植物遗存、木炭分析（anthracological analysis）和植硅体。七个低地内陆居住遗址显示原住民从火适应植物群落收获多样食物、燃料和原材料。禾本科（Poaceae）种子密度最高，另有 panicled bulrush（Scirpus microcarpus）、coast tarweed（Madia sp.）、clover（Trifolium spp.）、composites（Asteraceae）、bedstraw（Galium spp.）、wild cucumber（Marah sp.）、goosefoot（Chenopodium spp.）、phacelias（Phacelia spp.）等。密集使用证据多 dating 700–1800 CE，但 San Francisco Bay 的 A7 遗址有较早组分 1800–1150 BCE，Tolay Valley 的 A6 可能延伸至6000年或更早。坚果包括 hazelnut、tanoak、oak（Quercus sp.）、California bay（Umbellularia californica）。Santa Cruz Coast 木炭分析显示海岸红木优势，其次 California lilac（Ceanothus spp.）、alder、willow（Salix sp.）；Tolay Valley 显示橡树、California coffeeberry（Frangula）、buckeye（Aesculus）、willow、California lilac。景观土壤植硅体约0.5–4%土壤干重，高于0.30%阈值，草短细胞密度也高，表明长期草地。Fort Ross 和 Salt Point State Park 的植硅体研究也显示草地曾主导海成阶地，历史时期 bishop pine（Pinus muricata）和 Douglas-fir 侵入。总之，约700–1800 CE 原住民使用草原相关植物和附近火适应林地作为重要食物、燃料和原材料，此实践可能更早。

讨论（Discussion）综合多线证据表明，晚全新世研究区沿海和湾岸地区大部分为人为火 regime。约1600 CE 至前殖民结束约1800 CE，许多树木年轮研究报道 FRI 4–16年，远高于仅闪电火预期，并与孢粉研究显示的约1500–50 BCE 至晚全新世火活动增加一致。生态考古发现印证树木年轮和孢粉证据：约700–1800 CE 原住民密集收获和使用沿海草地及其他火适应植物群落资源；动物考古记录 mule deer（Odocoileus hemionus）、lagomorphs、voles（Microtus sp.）等开阔燃烧环境物种。总体，树木年轮、孢粉、生态考古证据强烈表明原住民在700–1800 CE 使用文化燃烧促进和维持海洋阶地、低山坡和湾岸丰富草地及其他火增强生境。最有力前殖民文化燃烧证据在 LIA（1200–1850 CE），较冷湿条件闪电火少，预期 FRI 至少50–100年；识别更早 MCA（900–1200 CE）人为火更难。低地沿海和湾岸草原频繁燃烧可能只是原住民管理努力一部分，未来需研究高地生态系统如橡树林地、混交常绿林和 chaparral。

结论（Conclusion）综合火疤分析、花粉和木炭研究、植硅体土壤采样和精细生态考古调查，强有力支持加州中部海岸至少约700–1800 CE 原住民生态文化管理涉及文化燃烧，并持续到历史时期。仅闪电火 regime 下，部落土地沿海草原及相关植物群落长期维持不太可能；这主要是故意人类干预，增强文化重要植物和动物生产力、多样性和可用性。维持沿海草原免受木本植被入侵需 FRI 1–10年。低地燃烧可能只是晚全新世沿太平洋海岸从加州到不列颠哥伦比亚的生产性草地原住民管理更广泛表现的一部分。这些发现对当代加州应对野火、气候变化、环境退化和高燃料负荷具有重要启示，应纳入原住民生态文化管理。