水稻的起源和傳播是人類發(fā)展史上的重大事件之一，其與旱作農(nóng)業(yè)一起，為推動?xùn)|亞社會演進(jìn)和文明發(fā)展提供了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。水稻馴化自長江中下游，隨著全新世大暖期的開始，被傳播到海岱和中原等中國北方旱作區(qū)，并于全新世中晚期，進(jìn)一步向中國西北傳播至甘青地區(qū)。水稻的這一傳播過程促使上述地區(qū)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸向稻—粟混作農(nóng)業(yè)發(fā)生轉(zhuǎn)變，為推進(jìn)黃河流域社會的復(fù)雜化進(jìn)程提供了重要推動力。

自上世紀(jì)九十年代以來，甘青地區(qū)先后在南佐遺址（距今5100-4700年）、禮縣高寺頭遺址附近以及天水西山坪遺址附近發(fā)現(xiàn)了水稻遺存。后兩處為調(diào)查遺址，從調(diào)查剖面的文化層中分別浮選到12粒和7粒水稻碳化種子。南佐遺址（圖1）位于黃土高原最大的塬—董志塬塬面上，是一處仰韶文化晚期的大型考古遺址，其大型夯土建筑區(qū)和大型宮殿式建筑，以及大量高等級的祭祀或禮儀色彩濃厚的器物，顯示遺址所在區(qū)域當(dāng)時已進(jìn)入早期國家或者文明社會階段。

圖1 南佐遺址和帥堡剖面地理位置

在近幾年的考古發(fā)掘中，南佐遺址出土了數(shù)以百萬計的碳化水稻種子遺存，是中國黃土高原地區(qū)目前出土數(shù)量最多的地點。然而，南佐遺址所在的黃土高原中部的農(nóng)業(yè)模式自全新世中期以來便長期以旱作為主。因此，南佐遺址的水稻遺存是當(dāng)?shù)胤N植還是經(jīng)貿(mào)易等途徑帶來一直存在爭議。要回答該問題，最直接的方式是找到相關(guān)的考古學(xué)證據(jù)。稻田和農(nóng)具等的出現(xiàn)是驗證水稻本地種植的直接證據(jù)，雖然目前尚未在南佐遺址附近發(fā)現(xiàn)這些證據(jù)，但不能排除如此大量的水稻是本地種植的可能。因為，上述證據(jù)的保存對埋藏條件要求頗高，通常在飽水低氧的環(huán)境下才能被較好的保存下來，而南佐遺址所在的黃土高原并不具備這樣的保存條件。因此，要解決南佐遺址水稻來源的問題，仍需結(jié)合其它方法來綜合判斷。

氣候是作物生長的決定因素，重建南佐遺址存續(xù)期間（距今5100-4700年）的氣候條件（如年降水量和作物生長季積溫）是判斷水稻遺存是否為當(dāng)?shù)胤N植的重要依據(jù)。在諸多氣候環(huán)境要素中，年降水量和大于10 °C的生長季積溫（水稻生長的基點溫度為10 °C）是影響水稻生長發(fā)育的兩個關(guān)鍵因子。然而，5000年前，南佐遺址所在區(qū)域的年降水量和大于10 °C的積溫如何？其水熱條件能否滿足種植水稻的需求？至今仍不清楚。

為解決上述問題，中國人民大學(xué)歷史學(xué)院韓建業(yè)教授團(tuán)隊在南佐遺址北部6 km的位置找到了理想的涵蓋南佐遺址存續(xù)期的全新世自然剖面—帥堡剖面（圖1），他們將剖面中的蝸?；崛〕鰜?，獲得了全新世以來的蝸?；M合序列（圖2），據(jù)此重建了南佐遺址存續(xù)期間的氣候環(huán)境背景。再結(jié)合前人建立的“現(xiàn)代表土蝸牛組合-氣候環(huán)境參數(shù)”數(shù)據(jù)庫，定量計算出了5000年前遺址所在區(qū)域的溫度和降水范圍，結(jié)果顯示：研究區(qū)當(dāng)時的氣候條件較現(xiàn)今更加溫暖濕潤，年降水量達(dá)到550-600 mm，大于10 °C的積溫超過了3400 °C。結(jié)合水稻生長所需的水熱條件，即年降水量不低于500 mm、大于10 °C的積溫不低于3100 °C，該研究發(fā)現(xiàn)：5000年前，南佐遺址所在區(qū)域的氣候條件足以滿足水稻種植。

圖2 帥堡剖面蝸?；M合序列

a，蝸牛個體數(shù)量變化圖；b，蝸牛百分含量變化圖

2025年1月11日，上述成果以“Favorable Climate Conditions for Rice Cultivation Existed 5000 Years Ago in the Semi-Arid Loess Plateau of China”為題，在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》。此項研究的參與者還包括來自臨沂大學(xué)、蘭州大學(xué)、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、甘肅省文物考古研究所等多家研究單位的專家。中國人民大學(xué)歷史學(xué)院博士后張丹為論文第一作者，韓建業(yè)教授為論文的通訊作者。臨沂大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院郇秀佳博士為論文的共同第一作者，于祿鵬教授為共同通訊作者。