南莊頭是華北平原上一個名不見經傳的小村莊，地處徐水區高林村鎮的北部，1986年的一次意外發現，南莊頭引起了人們極大地關注。南莊頭村東北兩公里處有一座磚廠，東側鄰萍河，西部、南部分別有雞爪河、瀑河。磚廠工人們取土時發現了一支鹿角，他們感到奇怪，南莊頭地處平原，怎么會有鹿角埋在這里呢？

1986年4月，在文物普查中，鄉文化站聽說磚廠在使土中發現了鹿角，就到磚廠詢問發現的經過，并攜帶鹿角報告了縣文化局，文物管理所的工作人員發現鹿角上有人工切割的痕跡，感到這個鹿角包含著遠古的信息，就組織力量到南莊頭磚廠進行調查，初步認定可能是古人類生活的遺址。不久，保定地區文物管理所、徐水縣文管所對磚廠進行了小型試掘，在使土區北部推去兩米多厚的黑色淤積土后，在下面發現了文化層堆積，并在面積16平方米的范圍內作了清理，出土了獸骨、禽骨、鹿角、木炭和一些骨、角、石器及少量陶片。他們采集了一段朽木和一些木炭作對比，認為再進行試掘和測定更多年代數據十分必要，經請示河北省文物主管部門同意，1987年8月，由北京大學考古系、保定地區文管所、徐水縣文管所、河北大學歷史系、河北省文物研究所等單位聯合進行了試掘，在45平方米面積內，又發現了陶片、石磨盤、石磨棒、骨錐、角錐及動物骨、角等遺物。經北京大學考古系碳14測定，南莊頭遺址年代距今10510~9700年。

不過這兩次發掘僅發現陶片15件，并且陶片又較小，所以有的學者對南莊頭遺址出土遺物的文化面貌和陶片的確切年代存有懷疑。為了對保定北部新石器時代文化面貌有一個更深入全面的了解，河北省文物研究所于1997年組織實施了保定地區新石器遺址發掘項目。

1997年7~9月，河北省文物研究所、保定市文管所、徐水縣文管所聯合對南莊頭遺址進行了發掘。遺址南部是磚廠取土區，遺址已遭到一定程度的破壞。他們在取土區北部南緣、底層堆積完整的區域進行布方發掘，發掘面積112平方米，同時，為了解磚廠取土坑底的情況，在緊鄰發掘探方南部的取土坑底進行了清理，這個區域文化層及其以上的堆積早已蕩然無存，只發現了兩道殘溝。令專家們驚喜的是，在清理的一道殘溝中，發現了大量遺物。隨著對南莊頭遺址的不斷發掘，一萬年前人類的生活情景顯現在人們面前。

在南莊頭遺址發現了一定數量的水牛骨骼，這個現象引起專家們的注意，因為在全新世開始時期，僅有一種被叫做“圣水牛”的野生水牛，從時間上看，南莊頭遺址出土的這些水牛骨骼應該是屬于圣水牛的，據此推斷，南莊頭所在的北方地區自更新世晚期以來相當長的時間里，存在著適合水牛生長的自然環境。

對南莊頭遺址的孢粉分析結果印證了這個推測，在距今11280年的晩新世末期，這里的環境是寒冷干燥的冰期氣候。到距今12000~9000年的古全新世，這里的山林以松樹為主，還有櫟、椴、樺、柳、榆等闊葉樹種，是針闊葉混交林和草原植被，表明冰后期氣溫迅速回升，降水量增加，一些洼地開始積水，形成一些小的湖沼洼淀，當時南莊頭遺址周圍地處淺水湖泊，湖沼的邊緣生長著水生藻類植物。

南莊頭遺址保存最多的是動物骨骼，種類有鼠、雞、鶴、狼、狗、家豬、麝、馬鹿、麋鹿、狍鹿、梅花鹿、斑鹿，以及鳥、魚、鱉、蚌、螺等。說明當時這里是適合先民生存的良好居所。南莊頭孢粉還證明這里土壤既有貧瘠的，也有富含有機質的；氣候既干涼，也有溫和濕潤的時候。這樣的氣候有利于植物生長，也為新石器時代早期原始農業的出現創造了條件。

南莊頭遺址目前雖然還沒有發現直接的糧食遺存，但從其所處的自然環境及出土的其他遺物推斷，極有可能已處于農業開始發生的階段，即開始馴化栽培狗尾草等植物的階段。南莊頭遺址花粉分析顯示：“這里在全新世之初是淺水湖泊環境，在湖中多生長有水生植物荷草和香蒲。”湖濱周圍黃土中含水量及空氣濕度，十分有利于包括禾本科在內的植物生長。南莊頭的文化遺存直接迭壓在馬蘭黃土之上，表明先民們就生活在黃土之上。黃土具有結構疏松、紋理垂直等特性，既便于使用原始工具挖掘淺種直播，又易于形成毛細現象把下層肥力、水分帶到地表，有利于植物生長和原始農耕的發明，特別為旱地農業的產生提供了必要的地質條件。

徐水南莊頭遺址中出土的勞動工具（骨針、骨錐、石磨、石斧）專家們在南莊頭遺址發現木本花粉14個類型、半灌木和草本花粉20個類型（其中含有禾本科、藜科、豆科、茄科）、蕨類孢子3個類型，其中草本花粉占80%以上，草本花粉中，禾本科和藜科花粉屬較常見的花粉，兩者又都是被人類分別馴化為糧食（麥類和粟類）和蔬菜（如菠菜）的祖源，此外也有少量豆科和茄科花粉發現。粟是耐旱作物，其野生祖本是禾本科的狗尾草，廣布于華北及周圍地區。據有關研究和實驗證明，磁山、裴李崗等前仰韶文化遺址中發現的粟類（小米）栽培作物是從狗尾草馴化而來，而黍類（黏黃米）則可能以野黍為祖本。禾本科和其他耐旱的半灌木麻黃、菊科、蒿屬花粉同時較多地出現，進而印證了“偏晾干”的南莊頭氣候適合禾本科生長和馴化。以上分析考察表明，南莊頭遺存已初具孕育中國最早馴化旱地農作物的基本條件，先民們可能已開始從事小規模的作物馴化栽培。

南莊頭遺址不見石鋤、石鏟等農具，而僅見石磨盤、石磨棒等食物加工工具，還有許多鹿角，鹿角的角根部或分叉部多有一周切割痕跡，切割的目的可能是利用它們做挖坑點播的工具。如此看來，南莊頭人可能處于早期“火耕農業”階段。人們常常把石磨盤和石磨棒的出現與谷物加工聯系在一起。發現的石制品中，石磨盤和石磨棒是最具代表性的器具，有些制作規整，研磨面平滑細膩，在其他部位還密布許多砸擊點，應是研磨和錘擊造成的。南莊頭先民們可能已經用石磨盤和石磨棒加工初經馴化的谷物了。

南莊頭遺址中發現的野生動物，以偶蹄類鹿科動物為主，說明當時狩獵在人們生活中還占有重要地位。此外，遺址中常發現蚌類、螺類等水生動物遺殼；常有不少朽木、樹枝、植物葉子及種子堆放、散布著；出土的工具多是用動物骨角磨成的錐狀器，反映了采集動植物在經濟生活中仍占重要地位。在南莊頭遺址的早期，可能處于由采集經濟向采集農作經濟逐步演變的階段。

狗是人類最早馴化的動物之一，骨骼學鑒定提示狗可能起源于狼，是早期人類從灰狼馴化而來的。中瑞科學家組成的研究小組研究了來自五大洲的654只狗，分析了它們體內一種通過母系遺傳的叫做“線粒體DNA”的遺傳物質的堿基排列后發現，這些狗擁有幾乎相同的基因。他們認為，人類與狗的友好可以追溯到15萬年前，當時，東亞的人類首先開始馴化狼等動物。南莊頭遺址的發掘，證實了這一結論的科學性。

南莊頭遺址出土多塊犬科動物的骨骼，并發現一塊犬科動物的左下頜。為什么專家斷定這些骨骼不是狼的化石，而是狗的呢？這是因為，專家們對新石器時代及商代的多個遺址出土的狗的骨骼進行過測量，發現狗的齒列長度具有隨著年代的更新、在人的飼養過程中逐漸變短的趨勢。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所標本館保存著多個狼的下頜骨，對它們的齒列進行測定，發現它們的長度大致在90毫米左右，而南莊頭遺址發現的狗的左下頜齒列長度為7940毫米，比狼的短了1060毫米。因此專家們斷定，南莊頭遺址出土的這個犬科動物左下頜是狗的，從探討家養動物的起源角度看，這是目前所知的中國最早的狗。

據考古學家考證，豬是人類較早馴養的動物，在伊拉克庫爾德斯坦的賈爾木遺址中出土的一批豬骨，曾被認為是最早的家豬遺骨，距今約8500年。南莊頭遺址的發掘，將家豬馴化和飼養的歷史上溯到1萬年以前。

根據南莊頭遺址中發現的夾砂動物骨骸推斷，豬已作為家畜飼養是可以肯定的。家豬與野豬的顯著差異，表現在體型、習性和繁殖力、產肉力等方面。野豬嘴長、頭大而身直，頭部的比例占體長的三分之一甚至更長；四腿長而瘦，有很強的奔跑能力。而家豬在人類馴養下，嘴部、頭部的結構完全改變，犬牙退化，四腿變得短而肥。野豬的體重一年左右才長到30~40公斤，成年時體重也就在90公斤左右，成熟晚，孕期長；而家豬半年體重就可達到90公斤以上，且成熟早繁殖力強。南莊頭遺址發現的豬骨骼化石已經符合家豬的這些特點。

豬和狗的飼養是以有剩余糧食為前提的，只有當采集的野生植物種子或被馴化的栽培谷物在人們食用外還有剩余的時候，才用來飼養家豬和狗。南莊頭花粉組合中有較多的禾本科植物正好給家畜的飼養提供了必要的飼料。家豬和狗骨骸的發現為南莊頭可能已經開始了原始農業提供了有力旁證。

南莊頭遺址雖然還沒有發現具有一般特征的居址遺跡，但也已經找到了棲息湖濱地帶的活動場所，種種跡象表明，南莊頭先民已經過上相對穩定的定居生活。

遺址有一條東西向淺灰溝，其西端是鍋底形的洼坑，呈直徑為1米左右的不規則形，深06米，上下疊壓埋著大小不等的鹿角和角錐3件。這三種分屬不同種別的鹿角（或角制品）同埋于一淺坑內，從上面多有人工加工過的痕跡看，它們或是制作骨、角器的原料，或是半成品存放處，或是舉行原始宗教活動的祭品。洼坑西南面有一片直徑約1米范圍的紅燒土構成的火燒痕跡，周圍散布著豬髖骨、豬牙、鹿下頜骨、木炭、燒土塊、石片等，上面還壓著朽壞的樹枝、樹皮等。在鄰近的相應層位也發現了骨錐、石磨盤、石磨棒以及炊煮食物的陶罐殘片。應該是先民們在稍加整平的湖沼邊緣地帶棲息和加工食物、燒烤食物或制作骨角器的場所。也許先民們還搭蓋過簡易窩棚式房子居住。

南莊頭遺址發現的50余件陶片，說明已經進入有陶階段。這些陶片已經有夾砂深灰陶、夾砂紅褐陶的區別，摻和料也有差別，陶土中多摻雜著石英粒、云母或蚌殼末，器形有罐、缽，以平底炊器為主。器表除素面外，還有附加堆紋，火候也有高低之分，有一件陶片的原始燒成溫度略高于900℃，其余在550~900℃之間，從測溫結果看，南莊頭遺址的陶器燒制技術可能還處于平地堆燒階段。陶胎也有松軟和較硬的區別，說明南莊頭制陶技術已邁過萌芽期、發生期，似乎經歷過一段發展期。陶器常常作為區分新、舊石器時期的重要標志。陶器一般因人類需要炊煮谷物類食物而產生，因此，也是定居生活與原始農耕到來的象征。

南莊頭遺址是中國重要的新石器早期遺址，填補了中國舊石器時代晚期文化至磁山、裴李崗新石器時代早期文化之間的空白。比南莊頭文化更早的北京山頂洞人已經可以人工取火和制作獸皮衣服，相當于新石器文化早期的燧人氏階段，但當時還沒有飼養馴化動物的畜牧業和陶器，到了南莊頭文化才解決了這個問題，進入了早期的定居農業。原始農業、原始家畜馴養、原始制陶和原始聚落的起源或產生，構成了中華文明起步的顯著特征，對研究新石器早期人類的生存方式、陶器和農業的起源、家畜飼養業的興起等有著極為重要的意義。