农业起源是人类发展历史中最重大的变革之一，农业的起源和传播不仅促进了人类社会的快速发展，而且从根本上改变了人类在地球生态系统中的角色，使得人类能够改造自然，提高食物的产量和稳定性，从而为人类的繁衍和文明的发展奠定了基础。我国是世界三大农业起源中心之一，我国北方先民在距今一万年前就开始了对以粟黍为代表的旱地作物的驯化。
数十年来，考古学家对中国北方农业起源的机制提出了多种假说。其中，以气候不稳定导致的生存压力、社会经济竞争以及农业与环境的共同进化过程三种假说最为常见。部分学者认为，“8.2 ka BP”气候事件及其之后的全新世气候适宜期可能对中国北方旱作农业的起源与大规模发展产生了重要影响。当前关于中国北方粟作农业起源机制的争论，需要在中国北方农牧交错带选择典型的考古遗址点，通过探索人类对植物资源的利用，重建粟作农业起源前后的气候和植被演变历史，进而揭示中国北方农业起源和发展的机制。
2015年以来，随着中国北方农牧交错带考古工作的开展，以裕民遗址（图1、图2）为代表的“裕民文化”（距今八千年前后）被发现和命名，也被认为是内蒙古高原中南部新石器文化的开端。裕民、四麻沟、兴隆、四台和乃仁陶力盖等可能涉及农业起源的重要遗址出土了大量的陶器、磨制石器、动物骨骼和植物遗存。裕民遗址考古发掘的开展，为中国北方农牧交错带新石器时代早期人类与环境的相互作用提供了新的材料，为认识中国北方传统旱作农业系统的形成过程提供了可能，对探讨该地区农业起源的机制具有重要意义。
图1 研究区及裕民遗址和坝南遗址位置
为了更好地解释中国北方传统旱作农业系统的形成与地理环境变化的关系，南京师范大学贾鑫、张志平和赤峰学院孙永刚合作，并联合南京大学、兰州大学、香港中文大学、中国科学院南京地质古生物研究所、中国社会科学院考古研究所、内蒙古自治区文物考古研究院、乌兰察布博物馆等组成研究团队，对属于裕民文化的裕民、坝南遗址的沉积剖面开展了石英光释光测年，在裕民遗址发掘过程中采集土壤样品开展了植物浮选和碳化植物种子鉴定，对前述各沉积剖面进行了孢粉、磁化率、粒度和化学元素等多指标分析，获得了全新世农业活动和气候变化的信息。结合已发表的裕民文化圈周边高分辨率的古环境记录，探讨了中国北方农业起源与气候变化的关系。该项研究成果近期发表在《中国科学：地球科学》2024年8期上。
图2 裕民遗址景观
该研究在裕民遗址的房址F6发现了碳化粟（图3），结合发掘获得的农业生产、加工工具和代表定居的16座房屋，研究认为该地区的农业在裕民文化时期（距今八千年前后）已经起源。结合沉积剖面的多指标分析，认为裕民遗址记录的该区域农业起源的时间（中全新世）明显滞后于早全新世的降水显著增加，但与中全新世该区域植被显著增加的时间一致。
图3 裕民遗址F6植物浮选鉴定的碳化粟种子
通过进一步与裕民文化圈周边高分辨率古环境记录的比对（图4），认为该区域农业起源与气候变化存在“异步”现象。自全新世伊始，随着水热条件的逐渐转好，区域生态环境逐步改善，促使地表由贫瘠的砂质层逐渐转变为富含有机质的土壤。早全新世区域生态环境的改善，为8.4ka前后中国北方旱作农业的起源提供了适宜的环境基础。早全新世的“环境积累效应”在中国北方农业起源中发挥了重要的作用，该研究将为未来气候变化背景下的区域农业管理提供参考。
图4 裕民剖面多指标与其他区域及全球古环境记录的对比
该研究得到了国家重点研发计划项目(2022YFF0903500)和国家自然科学基金项目(42271163、42301173)的资助。
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