甘肃西山坪遗址生物指标记录的中国最早的农业多样化

通过花粉、农作物种子和植硅石等农业活动生物指标记录研究, 结合高精度AMS14C测年, 重建了甘肃西山坪遗址5250 ~ 4300 cal a BP时段的农作物类型和农业栽培特征. 5100 cal a BP以来农业活动增强, 5070 cal a BP出现中国西北最老的稻作农业遗存. 4600 cal a BP左右针叶林突然消失和栗树扩张是先民选择性砍伐针叶树, 保留并栽培栗树的结果. 西山坪遗址4650~4300 cal a BP期间种植有粟、黍、水稻、小麦、燕麦、青稞、大豆和荞麦等8种粮食作物, 囊括了东、西亚2个农业起源中心的主要作物类型. 不仅证实小麦和燕麦早在4650 cal a BP已传播到中国西北地区, 也揭示了中国最早的农业多样化可能出现在新石器时代的甘肃天水地区.     

稳定同位素和植物微体化石证据所见山西忻定盆地4000a BP前后的生业经济

为了揭示4000a BP前后地理条件封闭的忻定盆地考古学文化大发展与传统粟黍农业及外来麦类种植和牛羊饲养业的关系,讨论中国北方文明事件所产生的广泛的经济基础,文章以辛章遗址出土的9例人骨和58例动物骨骼为研究对象,运用碳氮稳定同位素分析和人牙结石上植物微体化石分析的研究方法,还原了先民的食物结构和生业经济.结果显示,先民、猪和狗主要以粟黍类食物为生,牛和羊的食物中也包含一定量的粟黍副产品(如秸秆)等.然而,小麦等并没有在该地区被种植.显然,粟黍农业已对外来动物(牛和羊)的饲喂产生明显影响.由此可见,忻定盆地完全采用了以粟黍农业为主兼容诸多外来农业因素的新的农业体系(粟黍农业及猪牛羊饲喂业),进而证实了新的农业体系已成为更广阔区域先民生产和生活的最优选择,这为各地考古学文化的发展甚至文明的最终出现奠定了广泛的物质基础.     

植物大化石和微体化石分析揭示的云贵高原新石器-青铜时代农业发展历程

东亚地区农业起源和史前时代农业发展与传播的过程是学术界关注的热点问题,近20年来取得了很大的进展.云贵高原是连接东南亚的关键地区,但其史前农业发展历程尚不清晰.本文通过对云南省泸水县石岭岗遗址植物大化石和植硅体研究,分析了其青铜时代先民的植物资源利用策略.结合云贵高原已发表的植物考古研究进展,探讨了云贵高原地区新石器-青铜时代农业发展历史.结果显示,距今2500年前石岭岗先民主要种植水稻和粟.云贵高原新石器-青铜时代的农业发展经历了三个阶段:稻作农业发展阶段(距今约4800~3900年),稻、粟混作农业发展阶段(距今约3900~3400年)和稻、粟、麦类混作农业发展阶段(距今约3400~2300年).史前时代欧亚大陆的农业传播推动了云贵高原新石器-青铜时代的农业发展,而云贵高原大河纵横的地貌特征可能导致该地区史前农业生产呈现较大的空间差异,尤其在青铜时代.     

堆积物古DNA揭示西藏廓雄遗址的食物构成

动物考古和植物考古是重建古代食谱的重要手段.对出土动植物遗存的种属鉴定是动植物考古研究的基础,但其鉴定效率严重依赖于动植物遗存的保存状态.沉积物古DNA(sedimentary ancient DNA)是一种新兴的技术手段,可以从数十万年以来的沉积物中提取出古代动植物和微生物的遗传信息,进而恢复当时生态环境中的物种组成.但目前将沉积物古DNA技术应用于旷野遗址的研究还鲜有报道.本文尝试将沉积物古DNA技术应用于西藏廓雄遗址(3160～2954cal a BP)的调查剖面,并与出土的动植物遗存进行对比.结果发现,在大麦(Hordeum vulgare)和绵羊(Ovis aries)等农作物与家养动物的鉴定上,两种方法可以互相印证,但遗址堆积物古DNA中还检测到大植物遗存中没有发现的粟(Setaria italica),以及多种与农作物伴生的微生物.本研究通过动植物常规鉴定方法与沉积物古DNA分析,揭示了廓雄遗址先民的部分食物组成,其中包括:粟类、麦类等谷物,绵羊、黄牛等家养动物,以及渔猎的野生动物等.本项研究表明,沉积物古DNA技术具有通过旷野遗址文化堆积物复原其中动植物种属信息的潜力,...     

阿姆河流域贵霜时期的水稻遗存及喜马拉雅南麓通道的农业交流

稻作农业的起源与传播及早期文明交流是当前学术界关注的热点问题.本研究针对中亚阿姆河流域乌兹别克斯坦的卡尔查延(Khalchayan)遗址进行了初步的植物考古学研究,首次在中亚地区发现了水稻遗存,其AMS14C日历校正年代为1714～1756cal a BP,属贵霜时期(Kushan).通过将遗址中出土的水稻遗存与中国、印度地区同时期的水稻遗存及南亚地区现代栽培稻的形态进行对比,研究显示卡尔查延遗址的古栽培稻与中国南方和印度西北部地区栽培稻形态上更为接近,为南亚粳稻类型.综合周边地区的植物考古学及年代学研究资料,显示其传播途径是由中国西南经南方通道传播到印度河流域后传入到阿姆河流域.卡尔查延遗址发现的碳化水稻是中亚地区首次发现的水稻遗存,指示了水稻至少在1714～1756cal a BP时就已经出现在了中亚地区,相应的饮食文化的转变也可能在这一时期开始.该研究为进一步研究稻作农业在全球尤其是内陆干旱-半干旱地区的传播提供了新的资料.     

晚商中国(1250~1046BC)农业制度的优越性研究:来自考古稳定同位素的新证据

研究表明,作为早期中国政治经济文化的中心区域,中原地区的两次农业模式转变,极大地提升了该地区的农业产量和抗灾能力,促进了中原地区的崛起.第一次是在早期复杂社会形成时期(2500~1600BC)率先由单品种农作物制度向多品种农作物制度过渡,第二次是在商代(1600~1046BC)之后逐步地由依赖粟黍向以种植小麦为主的旱作农业模式转变.为此,文章选择商王朝建都和统治核心区域的郑州地区首次发现密集而排列有序的一处商代晚期墓葬群(郑州黄河路109号院墓地)出土的30例人骨和7例殉狗为研究对象,展开考古稳定同位素分析.结果表明,商代晚期郑州地区的绝大多数先民仍以C₄类(粟黍)食物为主,不同时期、性别、年龄和经济地位先民的食物结构差异并不明显,但是C₃类(水稻和小麦)食物增多.此外,文章通过梳理多个遗址的考古稳定同位素和植物浮选结果发现,多品种农作物的种植制度在商代主要存在于都城级别的高规格等级遗址中,推测与其推广难度有关,体现了商代晚期中原地区农业制度的先进性和复杂性,为早期中国(1250~1046BC)农业制度的优越性研究提供了新的科学证据.     

从福建南山遗址水稻植硅体遗存看水稻在东南地区的利用历史

水稻南传一直备受学术界的关注,既有研究已确立其大致的年代框架,但作为新传入的物种,水稻在当地的被利用状况、对当地生计模式甚至生态系统的影响还不甚清楚.本文通过对福建南山遗址4号洞连续堆积中的植硅体进行分析,并结合周边遗址已有的研究成果,对此问题进行了探讨.我们发现,虽然7,500cal. a BP有早期水稻的传入和利用,但东南地区依然保持着渔猎-采集的生计模式; 5,000～3,500cal.a BP期间,水稻连同粟、黍一起被广泛利用,表明该地区已开始普遍接受很可能源自长江中游地区的混作农业,并经过2000多年的适应逐渐走向成熟.粟稻混作农业改变了该地区原有的渔猎-采集生业,推动了当地农业化进程,并带动了区域文化的繁荣和人口的增长,为他们走向东南亚乃至更远的岛屿东南亚奠定了基础.     

新疆地理环境特征以及农牧格局的形成

基于环境变化记录和考古发现,以及稳定同位素资料,我们对新疆地理环境的特征及其对新疆农牧业格局形成的影响和时间过程进行了探讨.结果表明,新疆的自然环境特征和气候变化过程导致新疆人口的主体分布在山麓绿洲地带.天山地带晚全新世的湿润程度增加,草原和绿洲面积扩展,为文化的发展奠定了环境基础.距今3000年左右,新疆的农牧业格局基本形成,在南疆是以粟黍-小麦/大麦-畜牧为特征的混合经济,在北疆以游牧经济为主.新疆人口分布的空间聚集现象肇始于距今4000年,距今3000年已经非常明显,小麦/大麦-粟黍-畜牧为特征的混合经济是形成这一特征的直接动力.地理环境的差异,在历史上形成了新疆南重北轻的局面,主要的经济政治中心大都在南疆.到清末以来,随着近代技术和交通的发展,这一局面才得到改变.     

甘肃临潭陈旗磨沟遗址人牙结石中淀粉粒反映的古人类植物性食物

甘肃临潭齐家文化陈旗磨沟遗址是一处4000a BP的墓葬群,规模较大.由于其独特的埋葬制度及丰富的具有代表性的器物类型而被评为2008年中国十大考古发现.我们从墓葬编号M187和M194中获得了两个成人个体的3颗牙齿,在不破坏牙齿的情况下,采取多种方法对该遗址中古人类牙结石里的淀粉粒进行了提取和鉴定.研究结果表明当时人类植物性食物具有多样化特征.牙结石中包括了来自小麦属小麦(Triticum aestivum)、大麦属大麦(Hordeum vulgare)和青稞(Hordeum vulgare var.nudum)等中的一种或者多种、狗尾草属粟(Setaria italica)、荞麦属荞麦(Fagopyrum esculentum)、豆类及坚果类等植物的淀粉粒.其中麦类植物、荞麦和粟的淀粉粒数量占到了淀粉粒总量的70%,可能为当时人类的主要植食来源;坚果类、豆类植物也是当时人类的主要食物之一.大量麦类植物淀粉粒的出现,为研究麦作农业在中国的传播路线提供了证据,而且从恢复的农作物种类来看,当时农业具有多样性特征.坚果类栎属(Quercus)、疑似银杏(Ginkgo biloba)淀粉粒的出现,说明采集仍是农业的...     

河西走廊史前文化年代的完善及其对重新评估人与环境关系的启示

史前文化高分辨率年代的重建是理解人类演化及其与环境变化关系的前提,对探索史前跨大陆文化交流的轨迹具有重要意义.河西走廊是史前世界最早的远距离文化交流中心之一.由于缺乏~(14)C年代的控制,该地区史前文化的年代及序列仍不清楚.本文提供了一个更加精确的~(14)C年代序列以解决河西走廊地区人类定居和文化演化的时间问题.一年生的炭化农作物遗存~(14)C测年具有避免"老木效应"的优点,因此被用来检测河西走廊已有的炭屑和骨骼~(14)C年代的可靠性.在此基础上所得的~(14)C数据集用贝叶斯方法进行建模,模型年代显示其与河西走廊已有的考古文化年代基本一致.然而,青铜时代晚期-铁器时代早期的沙井文化和骟马文化的年代比已有的年代晚约300年.通过对比模型年代与古气候和历史文献资料,我们认为沙井和骟马文化的衰落是受地缘格局的影响而不是气候变化导致的.     

青藏高原东北部官亭盆地新石器-青铜时代聚落时空演变及其影响因素

青藏高原东北部的官亭盆地史前群发性自然灾害对齐家文化时期大型聚落喇家遗址毁灭的影响是近20年备受关注的科学问题之一.研究焦点多集中在自然灾害对单一遗址的影响,该盆地内新石器-青铜时代聚落演变及其影响因素的研究则相对薄弱,该时段人地关系演化的过程与机制尚不清晰.本文依据官亭盆地内新石器-青铜时代遗址点的位置、海拔和面积,探讨盆地内该时段聚落的时空演变特征,发现仰韶文化晚期(5500~5000cal a BP),盆地内黄河三级阶地上出现4处遗址,聚落分布范围较小;马家窑文化至齐家文化时期(5300~3600cal a BP),遗址数量、聚落规模和分布范围明显增加,聚落分布整体向靠近黄河的海拔较低的区域移动;辛店文化时期(3400~2700cal a BP),遗址数量和聚落规模呈现下降趋势,聚落范围收缩,聚落分布发生空间分异,一部分向高海拔移动,另一部分则处于低海拔位置.结合研究区周边的全新世气候记录、考古及古洪水资料,显示官亭盆地新石器-青铜时代遗址数量、规模和分布范围与甘青地区史前文化的演变和分布范围密切相关,而大区域文化格局的演变又受到气候变化和农业发展的影响.新石器-青铜时代官亭盆地聚落海拔高程的空间分布则主要受到生业模式变化的影响,尚无证据显示其与古洪水事件有紧密关联.     

新疆全新世环境变迁与史前文化交流

通过分析新疆及毗邻区域全新世环境变化的时空分异,结合区域人类活动的特征,阐释了新疆全新世环境变化与人类活动的关系.结果表明,新疆天山地区的气候环境变化和欧亚草原带等地不同,欧亚草原带早中全新世湿润,晚全新世干旱;天山等地早全新世干旱,中晚全新世湿润.在畜牧渔猎经济的条件下,湿润的欧亚草原带比新疆的大多数地区更适合人类生活,文化发展更为迅速.进入晚全新世,天山等地气候湿润程度增加,绿洲农业中形成了稳定的粟黍-大麦/小麦-畜牧业的稳定的产业结构,人口迅速增长,文化繁荣.在距今4000年以前,欧亚草原带的青铜文化因素对新疆影响最大,来自甘青地区和中亚的文化要素相对较少.此时,新疆诸文化的经济特征以采集狩猎加畜牧为主,文化交流的主流是沿着阿尔泰山的南北向的交流.在距今4000年以后,沿着天山的东西方向的文化交流逐渐成为主流,农业加畜牧业的混合经济在天山山麓的绿洲地带快速发展,人口迅速增加.新疆史前文化的高峰出现在晚全新世,是气候变化的区域差异和文化交流共同作用的结果.     

西辽河地区全新世早中期粟类植物利用

中国北方被认为是以粟(Setaria italica)和黍(Panicum miliaceum)为主的旱作农业起源地,但对粟和黍驯化过程尚不完全清楚.已有的研究提出一个"假说",即人类将青狗尾草(S.viridis)驯化到粟是一个漫长过程,但需要更多的工作进行证明.西辽河地区是粟作农业起源的重要区域,本文对该研究区内小河西文化(早于8.5ka BP)、兴隆洼文化(8.2~7.4ka BP)、赵宝沟文化(7.0~6.4ka BP)和红山文化(6.5~5.0ka BP)8个遗址出土的12件磨盘和磨棒表层残留物古代淀粉粒进行了提取和分析,发现从小河西文化、兴隆洼文化、赵宝沟文化到红山文化具有野生性质的粟类淀粉粒所占比例从13.0%下降到3.4%;而粒径在16.8?m以上驯化粟淀粉粒比例从55.0%增加到62.1%.研究表明,小河西文化时期粟类植物驯化已开始;西辽河地区全新世早期、中期粟类植物的野生及驯化特征的变化规律,反映了粟类植物驯化的过程非常漫长.     

北京平谷上宅遗址磨盘磨棒功能分析：来自植物淀粉粒的证据

关于史前考古遗址出土的磨盘和磨棒的功能,一直众说纷纭。过去一直认为是一种加工谷物的农具,近年来虽有异议,但缺乏直接证据。本文利用淀粉粒分析对北京平谷上宅遗址（7500-7000cal a BP）出土的一件磨盘和一件磨棒进行了研究。从石器表面残留物上提取出的淀粉粒,可分为9类12种。在可鉴定的淀粉粒中,最多的是来自栎属（Quercus）果实（橡子）的淀粉粒;其次是来自粟（Setariaitalica）的淀粉粒。栎属中包括蒙古栎（Q.mongolicus）、麻栎（Q.acuttssima）和槲树（Q.dentata）的淀粉粒,另有一定数量的黍（Pmiliaceum）和小豆属（Vigna）淀粉粒,其余杂草类及可能为块茎类的淀粉粒无法更进一步鉴定归属。磨盘磨棒上植物种类的多样性表明这些器物不是只用来加工谷物,更不能作为农业出现的标志。这些石器被用于加工各种需要碾磨和脱粒的植物果实或者块茎。同时磨盘磨棒上的植物组合也反映了7000年前,北京平原上人类社会的经济方式以采集与农业并重,日常饮食包括了粟、黍、橡子以及一些块茎类和杂草类植物的种子和果实,当时的气候条件较今温暖湿润。     

中亚东部晚全新世水文气候变化及可能成因

中亚东部水文气候变化对中纬大气环流非常敏感.为了查明该地区水文气候的长期变化及其与大气环流的关系,文章利用位于中天山深水湖泊——赛里木湖钻孔岩芯,在137Cs、210Pb和AMS14C定年基础上,对湖泊岩芯有机碳、有机氮、碳/氮比、碳酸盐含量和粒度等多指标进行了分析,重建了晚全新世以来该地区水文气候变化历史.结果显示,晚全新世以来共发生了4次降水显著增加时期(4000~3780、3590~3210、2800~2160和890~280cal a BP)和1次降水微弱增加时期(1700~1370cal a BP),这与中亚东部地区已有的降水/湿度记录相吻合,表明晚全新世以来该地区具有相似的水文气候变化模式.太阳活动减弱以及整个环北大西洋地区大气环流南移,特别是中纬西风主要路径的南移,可能是中亚东部地区晚全新世水文气候变化的最主要原因.此外,赛里木湖研究结果还揭示了该地区最近100年降水显著增加,但中亚地区未来水文气候如何变化仍需更多不同载体的深入研究.     

中国史前农业起源演化研究新方法与新进展

中国是世界农业起源的主要中心之一,粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)和水稻(Oryza sativa)等是在中国最早被驯化的农作物.目前对史前粟类旱作和稻作农业起源与演化的时间、地点、种类、过程以及与气候变化和人类适应关系的认识,仍然是不确定的和有争议的.本文总结了近十多年来中国科学家针对这些问题在史前农业起源、演化研究方面取得的新进展,重点介绍了早期农作物遗存鉴定的新技术、新方法,包括部分植物大化石(炭化种子、小穗轴)、微体化石(植硅体、植钙体、淀粉粒、花粉)、生物标志物(蛋白质组学、类脂物分子)等方面研究的新成果;早期农业起源、发展和传播的部分新证据,以及气候环境背景等方面的研究.分析了研究中存在的问题和潜在机遇,对进一步深入研究农业起源、演化以及人类活动对气候变化响应等提出初步建议.     

史前农业传播:从中国南方到中南半岛

农业的发展与传播是人类历史上最重大的变革之一,史前农业向中南半岛的扩散关系到现今南亚语族的形成,是农业传播领域的重要科学问题.以往大部分研究集中在稻作农业传入东南亚的时间和路线上,而粟作农业没有得到应有的重视.本文梳理了中国和中南半岛128个遗址出土的312个稻(Oryza sativa)、粟(Setaria italica)和黍(Panicum miliaceum)遗存的直接测年数据,发现中南半岛于公元前三千纪后期出现粟作农业,至迟于公元前二千纪后期出现稻作农业.经分析,我们认为中南半岛的早期农业可能有中国西南、两广地区和福建沿海三个来源.史前农业在中国西南地区的传播路线与文献记载的"西南丝绸之路"非常接近,这表明在新石器晚期青藏高原东缘就存在一条文化通道,为后世西南丝绸之路的开通奠定了基础.     

全球陆地饱和水汽压差的年代际突变

饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit, VPD)是表征大气干旱的一个重要变量.基于英国气候研究中心月尺度数据,本文主要分析了1980年后全球陆地VPD年代际突变的时空变化特征.结果表明:全球60.5%的陆地VPD存在显著的年代际突变增长,欧亚大陆中低纬、非洲和南美部分区域的VPD持续突变增长明显,而北美中部和西西伯利亚区域未出现显著变化.在1980～2020年期间,大多数区域发生的持续突变增长不超过两次,两次以上的显著增长主要发生在地中海周边和南美东部.持续性突变增长在欧亚大陆中低纬、非洲和南美东部地区出现较早,而高纬、东欧和青藏高原附近等地区则多发生在2000年后,持续超过10年的区域主要集中在北非、西亚、南美东部和东亚部分地区,说明这些区域大气干旱持续加剧的现象明显.总体而言, 1993～2000年开始发生的持续突变增长明显多于其他时期,且持续时间相对1990年前更长,表明20世纪90年代后全球陆地同时处于突变增长状态的区域增加,水分限制在中亚和中国大部分地区此次持续突变增长中作用变强.此外, 2009年VPD在全球陆地再次出现大范围的持续突变增长,说明全球大...     

淮河上、中游地区史前稻-旱混作农业模式的形成、发展与区域差异

稻-旱混作是淮河上、中游地区史前农业发展的基本模式.现有资料显示,该模式在淮河上游地区最早出现于7.8~7.0ka BP的裴李岗文化中晚期,且至迟在5.0~4.0ka BP的新石器时代末期,成为淮河上、中游地区普遍盛行的农业生产方式.然而,对于该农业生产模式在淮河上游地区出现后的发展过程,淮河中游地区的早期农业类型及其发展过程与淮河上游地区是否存在区域差异等问题,目前皆不清楚.本文利用浮选法和淀粉粒分析方法,对淮河上、中游地区不同地域和不同阶段的8处新石器时代遗址的炭化及微体植物遗存进行了分析,结果显示,淮河上游稻-旱混作的农业模式自新石器时代中期后段(8.0~7.0ka BP)在裴李岗文化区出现后,经历了新石器时代晚期(6.8~5.0ka BP)的快速发展阶段,至新石器时代末期(5.0~4.0ka BP)完全确立了该模式在人类经济生活中的主体地位.与上游地区不同的是,淮河中游地区新石器时代中期(8.5~6.8ka BP)的原始农业为单一的稻作农业模式,但至新石器时代末期同样形成了稻-旱混作的农业模式.此外,分析结果还显示,淮河上、中游地区新石器时代末期虽然同属稻-旱混作的农业模式,但水稻与粟、黍在这一模式内部结构中的地位在上述两个地区之间存在明显差异.该研究结果对了解淮河上、中游地区史前农业的发展、演变过程以及新石器时代气候环境变化与文化变迁背景下的人类适应方式等问题有重要科学意义.     

江苏无锡杨家遗址植物遗存分析

考古调查和初步试掘表明,江苏无锡杨家遗址是太湖流域北部一处以马家浜文化晚期(6270~5920cal.a BP)堆积为主体的新石器时代遗址.为了解太湖北部史前遗址的植被景观、环境特征及稻作农业情况,本文在杨家遗址开展了较为系统的植物考古工作.炭化水稻的百分含量、出土概率和标准密度等指标在所有出土的种子类植物遗存中均为最高.除此之外,杨家遗址还出土了小二仙草科、莎草科、苔草属、酢浆草等多种湿地杂草.孢粉和植硅体分析结果表明,马家浜文化晚期杨家遗址及其附近的环境景观为:以栎属和栲属为代表的亚热带常绿-落叶阔叶混交林趋于减少,以禾本科为代表的陆生草本植物发育,水域面积扩大、水体活动加强,气候总体温暖湿润,呈现适宜稻作农业发展的湿地景观.大植物遗存、孢粉和植硅体等多种记录表明,杨家遗址被利用以前其所在区域即有野生稻分布;马家浜文化晚期,稻作农业得到迅速发展.