光明日報蘭州6月29日電（記者宋喜群、王冰雅 通訊員吳雪嬌）距今6000年至4000年前的新石器時代晚期，中國長江和黃河流域出現(xiàn)了大型聚落或中心城市、明顯的貧富分化、社會分工和公共權力，這意味著在中心聚落或城市會出現(xiàn)大量不從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工匠、商人、士兵、統(tǒng)治階層等非農(nóng)業(yè)人口。那么，什么樣的農(nóng)業(yè)策略可以生產(chǎn)足夠的糧食盈余來供養(yǎng)這些非農(nóng)業(yè)人口？

　　蘭州大學環(huán)境考古團隊針對大地灣遺址的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，5500年前可持續(xù)的集約化粟作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)支撐了中國北方的社會復雜化進程。這一研究成果對今天廣大發(fā)展中國家和地區(qū)發(fā)展可持續(xù)的集約化農(nóng)業(yè)具有啟發(fā)意義。該研究以“新石器時代中國北方可持續(xù)的集約化粟作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)”為題，在線發(fā)表于《自然》雜志子刊《自然·可持續(xù)發(fā)展》。

　　中國是世界文明起源和發(fā)展的核心地區(qū)之一。在東亞夏季風的影響下，新石器時代的中國形成了南稻北粟的農(nóng)業(yè)格局——北方的黃河流域以粟作農(nóng)業(yè)為主，南方的長江流域以稻作農(nóng)業(yè)為主。在南北兩套農(nóng)業(yè)體系的支撐下，中國南方和北方在新石器時代晚期開始了社會復雜化進程。

　　為了探求究竟是什么樣的農(nóng)業(yè)策略支撐了中國北方的社會復雜化進程，蘭州大學環(huán)境考古團隊以大地灣遺址為研究對象，從遺址出土的粟作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)核心要素——粟、黍和家豬入手，通過豬牙表層殘留物中的淀粉粒和植硅體分析重建豬的食譜，通過粟、黍炭化種子的氮同位素分析追蹤農(nóng)田的施肥行為。為了評估施糞肥對粟、黍種子氮同位素的影響，研究團隊還在黃土高原東部的傳統(tǒng)粟作農(nóng)業(yè)區(qū)開展了現(xiàn)代農(nóng)田實驗。

　　位于隴西黃土高原的甘肅秦安大地灣遺址是中國北方典型的粟作農(nóng)業(yè)遺址，時代涵蓋了前仰韶和仰韶時期（距今7800至4800年），出土了大量家豬骨骼?！霸诖舜窝芯恐?，豬頜骨和炭化種子的直接測年結果和考古文化分期顯示，只有1件豬頜骨來自前仰韶時期，其余34件豬頜骨應在仰韶晚期（距今5500至4800年），而炭化種子的年代覆蓋了整個仰韶時期（距今6500至4800年）。”論文第一作者、蘭州大學資源環(huán)境學院博士研究生楊繼帥介紹。

　　該團隊從34件仰韶晚期的豬牙殘留物樣品中，發(fā)現(xiàn)了3764片來自粟黍稃殼的特征型植硅體，粟黍稃片植硅體的平均含量達57.4%，有6個樣品甚至達到了80%，出現(xiàn)頻率高達91.2%。然而，在所有仰韶晚期的豬牙殘留物中僅發(fā)現(xiàn)15顆粟類淀粉粒，出現(xiàn)頻率極低，僅為17.6%?！八陬惖矸哿碜悦摎ず蟮乃谑蜃蚜?，粟黍稃片植硅體來自粟黍稃殼。豬牙殘留物中粟黍稃片植硅體與粟類淀粉粒在數(shù)量和出現(xiàn)頻率上懸殊的對比，說明人用粟黍稃殼喂養(yǎng)家豬?！睏罾^帥說。

　　考古遺址出土的粟、黍的氮同位素值是反映施肥效應的可靠指標。研究團隊在黃土高原東部的山西武鄉(xiāng)縣找到了一塊長期施用豬糞的農(nóng)田，開展糞肥對粟氮同位素影響的現(xiàn)代過程研究。通過測試發(fā)現(xiàn)，田內(nèi)長期受糞肥影響的粟氮同位素值明顯高于田外不受施肥影響的粟和雜草種子樣品的氮同位素值，說明施糞肥可以顯著提升粟的氮同位素值。

　　測試顯示，12份大地灣粟、黍炭化種子樣品的氮同位素值不僅明顯高于仰韶時期大地灣遺址當?shù)刈匀恢脖坏牡凰毓烙嬛?，而且與長期施糞肥的現(xiàn)代農(nóng)田中的粟氮同位素值相當，說明大地灣遺址仰韶時期存在持續(xù)的粟、黍農(nóng)田施肥行為。

　　“也就是說，在距今5500年前，大地灣遺址形成了一種高度集約化的農(nóng)業(yè)模式：人吃粟米，豬吃農(nóng)作物廢料——稃殼，這樣可以避免人和豬的食譜重合和競食關系；用稃殼喂豬是一種嚴格的食譜控制行為，暗示家豬是圈養(yǎng)的模式，圈養(yǎng)便于收集糞便；豬糞施肥可以維持土壤肥力，避免或者縮短休耕期，在不擴大種植面積的條件下提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?！睏罾^帥告訴記者，這種粟作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的核心特點與現(xiàn)代可持續(xù)的集約化農(nóng)業(yè)完全一致，說明新石器時代晚期，粟、黍種植和家豬飼養(yǎng)緊密結合形成了可持續(xù)集約化的粟作農(nóng)業(yè)模式，克服了黃土高原地區(qū)粟、黍產(chǎn)量低和黃土肥力有限的瓶頸，為新石器時代晚期中國北方的復雜社會發(fā)展提供了經(jīng)濟基礎。

　　目前，全球有25億農(nóng)民從事類似的集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，管理著全球60%的耕地，生產(chǎn)了全世界50%的糧食?！按蟮貫尺z址的農(nóng)業(yè)案例，對人類社會今天的生產(chǎn)和發(fā)展具有啟示意義。在廣大發(fā)展中國家和地區(qū)發(fā)展可持續(xù)的集約化農(nóng)業(yè)，仍然是捍衛(wèi)全球糧食安全和實現(xiàn)生態(tài)文明的關鍵途徑?！睏罾^帥說。

　　此項研究的參與者還包括來自中國科學院青藏高原研究所、甘肅省文物考古研究所、南京農(nóng)業(yè)大學、倫敦大學學院、澳大利亞國立大學等多家研究單位的考古學家和植物考古學家。