青海喇家遗址齐家文化时期黍粟农业的植硅体证据

齐家文化时期的农业经济状况是学术界关心的问题。喇家遗址是一处具有中心聚落性质的齐家文化遗址, 已有的研究认为喇家遗址齐家文化时期的经济形态是以粟为主的粟黍旱作农业, 但在具体的认识上还存在一些不同看法, 仍需系统的植物考古学研究进一步验证。对喇家遗址土样的植硅体分析结果显示, 齐家文化时期种植的农作物为粟和黍, 而且以黍为主, 没有发现麦类遗存。以黍为主的种植结构可能与所在区4.5ka B.P. 以来气候趋于干冷有关。植硅体和浮选结果在黍粟含量对比上存在差异, 我们对这种差异的产生原因进行了探讨。这一结果为重新认识喇家遗址乃至齐家文化的农业生产状况提供了新的参考资料。     

湖北荆门屈家岭遗址史前农业发展的植硅体证据

采用植硅体分析方法,对湖北荆门屈家岭遗址南部2015~2017年度主发掘区TN14W35探方内油子岭至石家河文化时期（5800~4200 a B.P.）的地层土样进行了系统取样分析,并重点对水稻扇型植硅体形态特征进行了研究。结果显示,遗址各文化时期土样中均含有丰富的水稻（Oryza sativa）特征型植硅体,表明稻作农业在屈家岭遗址各阶段先民植物资源的开发利用中始终占据着主导地位。同时,实验还在油子岭和屈家岭文化地层发现粟（Setaria italica）、黍（Panicum miliaceum）植硅体,但从发现数量看,粟类作物在屈家岭遗址先民农作物利用结构中只占据极小的比重。论文通过对水稻扇型植硅体形态参数测量和鱼鳞状纹饰统计发现,屈家岭遗址的水稻遗存主要属于粳稻类型,且驯化程度在油子岭文化早期时期就已经达到现代栽培稻水平。本文研究揭示了屈家岭遗址先民的农业结构、水稻类型及驯化水平,为了解江汉平原汉水东部地区新石器时代晚期人类生业形式与水稻驯化水平等提供了重要科学依据。

     

浙江浦江上山遗址水稻扇形植硅体所反映的水稻驯化过程

对长江下游最早的新石器时代遗址——上山遗址出土的各类水稻遗存,其性质是野生、驯化或者是处于驯化过程中,一直争议颇多,这也导致了关于水稻驯化开始时间的争执。本文利用植硅体分析对浙江浦江上山遗址南区剖面距今10000年至历史时期的文化层堆积物进行了研究。通过对提取出的水稻扇形植硅体进行形态测量和鱼鳞状纹饰的计数,结果发现,扇形植硅体的形态测量参数——长、宽和 b/a 值（扇形植硅体扇柄长度/扇面长度）,在过去一万年间的变化呈无序状态;具有大于等于9个鱼鳞状纹饰的扇形植硅体,占扇形植硅体总量的比例越来越大,从上山文化早期的34.98%上升到河姆渡文化时期的44.68%,进而达到春秋战国时期的59.18%和唐宋时期的78.72%,反映了水稻漫长的驯化过程。通过与野生稻田扇形植硅体的对比,我们认为,上山文化时期水稻驯化已经开始;通过与现代稻田扇形植硅体的对比,我们认为,唐宋时期水稻扇形植硅体特征已与现代种植水稻扇形植硅体相同。     

新石器时代晚期凉山地区粟黍农业初探——来自河东田、河头地遗址先民骨骼生物磷灰石的稳定同位素证据

中国西南地区是新石器时代粟黍向外传播、发展的重要交流通道,然而该区域粟黍南传的具体过程和路线尚不明确。鉴于此,本研究对四川凉山地区河东田遗址（26°10'7.78″N,102°6'51.83″E）和河头地遗址（26°10'25.20″N,102°6'54.84″E）先民骨骼生物磷灰石进行了碳、氧稳定同位素分析,以探讨凉山地区先民的生存策略以及粟黍在该地区的传播。河东田遗址和河头地遗址共获取了6例人骨生物磷灰石的有效数据,其δ¹³C均值分别为-5.5‰±1.8‰（n=4）,-5.5‰（n=2,-6.9‰和-4.0‰）,结果显示该区域人群的饮食呈现为兼具C₃和C₄类食物的混合食物结构,且粟黍等C₄类食物在本地区先民的食物结构中具有重要的贡献;河东田遗址和河头地遗址先民的δ¹⁸O均值分别为-12.3‰±0.4‰（n=4）,-12.0‰（n=2,-12.0‰和-11.9‰）,显示两处遗址先民摄入的水分来源相对一致,当时的先民可能是在本地生活,围绕城河定居。在此基础上,结合中国西南地区同时期稳定同位素数据和其他考古研究发现新石器时代晚期凉山地区的粟作农业应当是当地自然环境和考古学文化互动双重影响的结果,粟黍可能传播至凉山地区后继续南传至云南乃至东南亚地区。

     

敦化盆地晚全新世泥炭沉积中植硅体古气候记录的时频分析

沉积地层中古气候参数的多层次性以及解释过程中的人为性使古气候重建结果带有一定的误差。采用Morlet一维连续小波变换对敦化盆地吉祥和榆树剖面中植硅体记录的古气候参数进行时频分析,探讨植硅体反演的古气候变化过程。结果表明,吉祥剖面在频率域尺度a≥30时的小波变换系数波谱及能量变化与榆树剖面在a≥20时存在相似性,且均具有6个不同能量聚集区域,因此把敦化盆地晚全新世以来的古气候变迁分为6个阶段：公元前730年以前为温暖降温期;公元前730—公元前205年为温和湿润并逐渐变凉时期;公元前205—公元255年为温暖时期;公元255—525年为降温变冷时期;公元525—1220年为温暖湿润时期;公元1220年以来进入气候波动比较频繁时期。Morlet一维连续小波变换可以有效处理古气候信息的叠加,减小人为性分析带来的误差,在古气候分析中具有很大应用潜力。     

浙江余姚田螺山遗址古人类活动的环境背景分析——植硅体、硅藻等化石证据

长江中下游丰富的新石器时代文化遗址,为研究该地区新石器时期气候环境变化、古人类活动和文化演化等提供了丰富的材料。浙江余姚田螺山遗址是河姆渡早期文化保存比较完整的一处新石器时代遗址。文章通过对田螺山遗址剖面植硅体、硅藻和炭屑等的分析,探讨了田螺山遗址河姆渡文化早期的原始农业和古人类活动的文化环境背景。7000～6600cal.aB.P.期间,植硅体和炭屑含量较低,淡水-半咸水硅藻丰富,推测为淡水或泻湖沉积环境,受海水影响较小;  从6600cal.aB.P.开始,水稻植硅体和炭屑含量增加说明田螺山先人已经开始大量种植水稻;  晚期（约6000cal.aB.P.后）海绵骨针和硅藻海水种含量的增长说明该时期田螺山地区明显受到海水影响。研究结果表明,河姆渡文化早期,田螺山地区就已经开始水稻栽培,原始农业形态基本是以稻作农业为主;  田螺山遗址河姆渡文化之前和之后都可能存在相对海面较高或受海水影响的时期,其与河姆渡文化在田螺山地区兴起与消失有着一定的关系。     

人工施肥对水稻扇型植硅体形态发育的影响及其意义

研究人类施肥对水稻典型细胞形态发育是否存在显著影响,有可能成为判别水稻考古证据中人类如何驯化农作物的重要依据。本研究通过对比分析人工施肥(NPK处理)与不施肥(CK处理)不同生育时期(从分蘖期、灌浆期、到成熟期)‘中嘉早17’(籼稻)水稻机动细胞扇型植硅体形态特征,结果发现：1)人工施肥(NPK)扇型植硅体形态尺寸(扇宽HL 33.4~41.5μm、扇长VL 36.9~49.4μm)显著大于不施肥(CK)扇型植硅体(HL 20.0~29.3μm、VL 22.9~32.5μm),而且随着生育时期发育,施肥和不施肥处理的扇型植硅体形态尺寸都呈现增加的趋势;2)NPK扇型植硅体形态B/A比值(扇面长/扇柄长)(0.74_分蘖期~0.93_成熟期)与CK植硅体的B/A比值(0.58_分蘖期~0.94_成熟期)比较,没有显著变化,但是随着生育时期发育都呈现长柄型明显减少、短柄型明显增加的趋势;3)NPK植硅体≥9个鱼鳞纹比例(中位数44.5 %、平均数约60.0 %)大于CK植硅体≥9个鱼鳞纹比例(中位数27.8 %、平均数约54.0 %),且随着生育时期发育都呈现出增多的趋势。本文首次研究了施肥对典型水稻品种水稻机动细胞扇型植硅体形态发育的影响,初步揭示了扇型植硅体形态特征在水稻驯化研究中的潜在指示意义。

     

闽江下游白头山遗址稻旱混作农业的植硅体证据

稻作和旱作农业的起源与传播一直是植物考古和农业考古研究中的热点,闽江下游地区农业开始的时间及其发展过程对农业向南及向台湾传播的路径和时间研究至关重要,然而由于缺少详细的植物考古学工作,迄今为止关于该地区稻作和旱作农业开始的时间仍然是不清楚的。文章对闽江下游新发掘的闽侯县荆溪镇白头山遗址进行了系统的采样,通过考古学研究和¹⁴C测定确立了年代框架,对遗址进行了详细的植硅体分析。研究结果表明,白头山遗址主要包含闽江下游地区新石器时代晚期到末期的遗存（约5000~3000 cal.a B.P.）,该遗址中植硅体类型丰富,自昙石山下层文化时期至黄瓜山文化时期,均发现有水稻特征型植硅体,黍子稃壳植硅体首次出现于昙石山文化层,说明在距今5000年左右稻作农业已经传播到了闽江下游,距今4700年左右的昙石山文化时期地层中黍子的出现则说明旱作农业的传入,形成了稻旱混作的原始农业格局。结合闽江流域及台湾地区其他的植物考古学工作,认为闽江是稻旱农业向台湾及东南亚地区传播的重要通道,研究结果为深入了解闽江流域新石器时代农业的发生、发展及其结构特征提供新的认识,为稻旱混作农业南传的时间及路径提供了新的证据。

     

植硅体分析揭示成都平原先秦农业发展及其环境背景分析——以宝墩和三星村遗址为例

长期以来,由于受到考古样品保存和研究方法的限制,成都平原先秦农业结构变化、人类生业方式、农业发展与微环境的关系等研究尚不够完善。本文对成都平原的新津宝墩遗址和青白江三星村遗址约4500 cal.a B.P.以来的文化层沉积物进行了农作物植硅体分析,结果表明宝墩文化（4500~3700 a B.P.）以利用水稻（Oryza sativa）为主体（约84 %）,仅有少量粟（Setaria italica）、黍（Panicum miliaceum）出现（约16 %）;宝墩文化晚期（约4000~3700 a B.P.）水稻植硅体浓度到达峰值（303160粒/g）后有所下降,粟、黍基本消失;到三星堆文化早期（3700~3400 a B.P.）水稻浓度仍保持下降趋势,粟、黍仍未出现,揭示了以宝墩文化为代表的成都平原新石器文化是以水稻为主,兼有少量粟、黍的稻-旱兼作农业结构,这一结构至少持续至三星堆文化早期。宝墩遗址中水稻驯化程度自文化层底部开始,整体呈逐渐上升趋势,推测与成都平原农业活动不断加强,遗址区域水资源增加有一定关系。上述发现,不仅为理解成都平原新石器时代农业发展进程提供了新的参考资料,同时也为我国稻旱兼作农业的研究提供了新证据。

     

增温、施氮、CO2浓度升高对羊草(C3)、芦苇(C4)植硅体组合的影响

研究未来全球变暖和氮沉降下C3、C4植物植硅体的变化规律,对松嫩草原优势群落演替方向的预判、古植被及古气候的重建和全球环境变化的预测等工作具有重要意义.本文选取松嫩草原的优势物种羊草(Leymus chinensis,C3)和芦苇(Phragmites communis,C4),对其进行模拟增温、施氮、CO2浓度升高处理,研究叶片部位植硅体的组合规律及形态变化特征,试图寻找在改变某一单一环境要素条件下,C3、C4植物所含各类型植硅体百分含量及形态的变化规律,以探究C3、C4植物植硅体对不同环境因素响应的异同.结果显示:CO2浓度升高、增温对羊草植硅体发育具有促进作用,对芦苇植硅体发育起抑制作用;氮素过高对羊草和芦苇植硅体的发育都不利,但增温能减轻施氮对羊草植硅体的负面效应.棒型、板型、方型、块状、蜂窝状植硅体对模拟增温、施氮、CO2浓度升高反应敏感,可作为指示环境变化的新指标.