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来源 | 科学大院
撰文 | 葛井莲 舒军武（中国科学院南京地质古生物研究所）
水稻对我们意义重大，它不仅喂养了现代全球近一半的人口，而且在人类文明发展过程中也起到了至关重要的作用。大约在1万年前，东西方的古人类差不多同时分别驯化了水稻和麦类（点此了解水稻是如何被驯化的），让东西方人类都从采集渔猎的原始社会向农耕社会转变，最后进入了新的文明时代。
大量考古证据表明，长江中下游流域就是水稻的“故乡”。例如，在钱塘江流域的上山文化遗址群（距今约11000—8400年）、长江中游的彭头山遗址（距今约9000—7800年）以及淮河流域的顺山集遗址（距今约8500—7500年）等地，都出土了早于8000年的原始驯化水稻的珍贵记录。
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传统考古方式：在大大的土地上面挖呀挖呀挖
传统的考古工作是通过田野考古发掘来寻找先民生存的遗迹。在田野考古中，考古人员主要以野外调查、地层钻探和田野挖掘来获取实物资料——也就是我们经常在电视上看到的一群考古学家用蹲在坑中挥舞着小铲子和刷子的形象。迄今为止，田野考古已经取得了极大的成果，比如在中国境内发现的史前水稻遗存实证遗址已近200处，而且其中还有发现于浙江浦阳上山遗址的关于万年水稻最早种植行为的实证。
然而，传统的考古学在揭示古人生活面貌时，也面临着一些难以逾越的限制。
首先遇到的问题就是一些遗迹地层可能由于岁月久远而埋藏得过深，超出了传统考古挖掘技术所能触及深度的范围；其次，有时地层的保存状况并不理想，受自然因素或人为活动的影响，导致许多有价值的线索难以被发掘。此外，发掘点的选择也至关重要，如果距离古人活动中心过远，那么即便进行了深入的挖掘，也可能难以找到明显的生存痕迹。更为棘手的是，随着城市建设的不断推进，楼房建筑和基础设施的兴建往往会对地下的史前文化遗迹造成破坏或深埋。这不仅加大了考古工作的难度，也使得许多原始稻作农业相关的证据可能被遗漏或未被发现。
考古学家们在三星堆进行田野考古工作 
（图片来源：CCTV新闻截图）
这些局限性导致了一个实际问题，那就是，根据田野考古证据，长江三角洲的原始水稻农业证据似乎相较其他区域在年代上更为滞后。
一般来说，科学家们认为对水稻的驯化过程可能与历史的气候变化过程息息相关。在大约1万年前，寒冷的末次冰期结束，气候逐渐回暖湿润，长江三角洲逐渐形成，这为长江下游地区的古代先民提供了广阔的生存空间和优越的湿地环境。
在长江三角洲以南的浙江宁绍平原，一万年以来经历了类似的海平面上升和气候变迁，促使该地区的水稻在8000年前便踏上了驯化之路。与此同时，尽管北方黄河流域地区的气候条件相对寒冷，但在同一时期也发现了水稻种植的记录。令人费解的是，地处钱塘江流域和黄淮地区中间地带的长江下游地区，至今尚未发现早于8000年的水稻实证报道。
距今8000年前出土水稻遗存的主要考古遗址分布图
（图片来源：邓振华）
这不禁让人产生疑问：长江三角洲早期的水稻记录究竟存在与否？如果存在，为何其年代会晚于其他区域？是古人类在这个区域中跳过了水稻种植的阶段，还是传统的考古方法未能幸运地发掘到相关证据？在传统考古手段未能获得相关实证之际，环境科技考古的手段无疑能够发挥巨大的作用。
在南京发现8000年前的水稻证据
一次偶然的机会，科研人员在日常通勤途中，途经明故宫遗址附近时，无意间观察到地铁城建地勘所钻出的泥土岩芯。这些岩芯呈现出均质细腻的青黑色，且富含有机质，引起了科研人员的浓厚兴趣。他们推测，这些泥土岩芯很可能是湖相沉积遗留下来的宝贵样本。据史书记载，这一带曾是古燕雀湖的所在地。明朝时期，朱元璋为建都而“迁三山、填燕雀”，通过运土填湖的方式，使得这片湖区逐渐转化为陆地。这一历史记载进一步佐证了科研人员的推测，即这些沉积物确实来自于古代的湖泊沉积。
南京明故宫后宰门MGG3钻孔部分岩芯图 
（图片来源：舒军武）
湖泊沉积物主要由河流和风力带来，沉积的速率比较稳定，而且连续性好，其中还会携带大量花粉等生物指标。而这些生物指标则是我们揭示古代植被、气候和环境演变的宝贵线索。因此，这些沉积物被誉为记录古生态的“地层之书”，是科研人员研究古环境的重要材料。其中尤以花粉最为重要，花粉作为种子植物的雄性繁殖器官，其个体微小，从数微米到200微米不等，需借助显微镜方能观察其形态。花粉数量庞大，且质地坚硬不易腐蚀，因此在沉积物中广泛分布。由于花粉的形态与母体植物之间具有良好的对应关系，通过分析沉积物中的花粉种类和数量，科研人员能够较好地重现沉积物形成时周边的植被特征，并进一步推测当时的气候与环境状况。
通过分析这段偶尔得到的湖泊沉积物样品，研究人员在沉积物钻孔距地表16.9米及其以上层位的沉积物中，发现了以一定含量持续存在的水稻型禾本科花粉。经14C测年分析，这些花粉稳定存在的最早层位为距今8200年。在明故宫地区的沉积物中发现水稻型花粉（直径≥38微米）的证据，极有可能说明南京地区自8200年前便存在持续时间较长的原始水稻种植活动。这一发现不仅为我们揭示了南京地区早期农业活动的历史，也为研究古代气候和环境变化提供了宝贵的线索。
光学显微镜下现生水稻花粉形态
（图片来源：毛礼米）
无独有偶，在与南京明故宫地区隔江相望的南京六合沉积物中，也发现了自8200年前开始便持续存在较长时间的水稻植硅体证据。植硅体为植物在吸收水分过程中，水体中可溶性硅质成分在植物细胞内或细胞间沉淀形成的硅质颗粒，其个体大小主要介于数微米至200微米之间。与花粉相似，植硅体同样具有指示古植被和古环境的优秀特性，因而近年来成为环境考古中常用的研究手段。这一发现同样表明，该地区也是自8200年前起便存在较长时间持续稻作行为。
南京六合地区沉积物中发现的8200年前的水稻植硅体
(图片来源：文献 Zuo X, et al. 2016)
目前已知的南京地区最早的原始农业相关遗址是位于鼓楼区的北阴阳营遗址，其年代可追溯到距今约6000年。然而，根据最新发现的水稻型花粉和水稻植硅体证据，我们可以推断，南京地区的先民至少在8200年前就很可能开始了原始水稻种植的活动。这一重大发现不仅揭示了传统田野考古难以触及的重要人类活动信息，更是将长江下游地区的农作活动历史至少向前推进了约1200年。
近年来，在深入探索古代农业历史的道路上，科技考古的重要性日益显现。借助钻孔、实验分析等现代科技手段进行的“另类考古”，不仅能够有效弥补传统考古在大规模挖掘方面的局限性，更能广泛追踪与农业、环境等相关的考古信息。这种科技新考古与传统考古工作的有机结合，为我们提供了更多的实物证据，进一步完善我们对史前农业的认知。通过深入分析这些眼前的证据，我们能够“透物见人”，揭示更多关于古人类生存状态、农业活动细节等方面的历史图景，为理解我国古代文明的发展脉络提供更为丰富和深入的视角。
参考文章
[1]Zuo, X., et al., Phytolith and diatom evidence for rice exploitation and environmental changes during the early mid-Holocene in the Yangtze Delta, Quaternary Research (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.yqres.2016.08.001.
[2]Ge, J., et al., Revealing early Neolithic vegetation and environmental changes in the Lower Yangtze Valley, eastern China: Pollen insights, Review of Palaeobotany and Palynology (2024), https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2024.105060.
[3]He, K., et al., Role of dynamic environmental change in sustaining the protracted process of rice domestication in the lower Yangtze River, Quaternary Science Reviews (2020), https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2020.106456.
[4]Tang S, Ding L, Bonjean A P A. Rice production and genetic improvement in China[J]. Cereals in China, 2010, 15.

本文转载自公众号“科学大院”（ID：kexuedayuan）

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