“时光胶囊”解码万年农耕文明（考古中国）

　　青海喇家遗址出土的4000年前(niánqián)的粟米面条。

　　上山遗址地层剖面中(zhōng)的水稻扇形植硅体（上三排）和水稻壳植硅体（下一排）。　　以上图片均为吕厚远提供(tígōng)

　　在青海喇家遗址的(de)黄土层中，一只倒扣的陶碗里，凝固了4000年前的米黄色粟米面条，封存着史前人类的饮食智慧；浙江上山文化遗址的土壤(tǔrǎng)地层里，显微镜下闪烁着宝石(bǎoshí)般光彩的植硅体(zhíguītǐ)，记录着水稻从野生到驯化的10万年漫长演化历史；汉阳陵地宫半炭化的植物叶片和(hé)西藏阿里古如江寺墓葬出土的食物残渣，作为最早的茶叶实物，揭开了横跨青藏高原的文明交流密码……解读这些隐藏在泥土中的遗存，都(dōu)离不开“植硅体”这个微体化石(huàshí)。

　　中国科学院地质与地球物理研究(yánjiū)所古生态古环境团队，以植硅体(zhíguītǐ)、孢粉、蜗牛等生物微体化石研究为手段，历经30年深耕，构建起一套(yītào)“从微观化石到宏观文明”的研究范式。植硅体就像(xiàng)一把微观钥匙，解码万年农耕文明。

　　在传统考古中，植物遗存主要依赖炭化种子，但早期地层(dìcéng)中的有机物极易腐烂、灰化，微小破碎的粟与黍的炭化颗粒更是难以区分(qūfēn)。植硅体(zhíguītǐ)的出现，彻底改变了这(zhè)一困局。这种沉淀在植物细胞中的二氧化硅颗粒，如同植物的“微缩(wēisuō)身份证”，能保存数万年(shùwànnián)，不仅产量丰富，而且更携带着独特的“植物指纹”。为了揭开这些“指纹”的秘密(mìmì)，我们耗时10多年，解剖分析了2000余种现代植物的植硅体，建立起中国首个植硅体分类鉴定体系，进一步建立了粟、黍、稻野生(yěshēng)—驯化的农作物植硅体国际鉴定标准。

　　河北磁山文化(wénhuà)、河南裴李岗文化遗址，长期以来被认为是以粟为主的(de)农业结构。通过植硅体研究，我们发现早期(zǎoqī)地层中黍的比例占95%以上，这一结果重新定义了中原文化分布区新石器(xīnshíqì)早期的农业结构。

　　水稻(shuǐdào)(shuǐdào)驯化(xùnhuà)也有自己的“鱼鳞(yúlín)纹密码”。在(zài)对现代野生稻—驯化稻的植物、土壤中水稻植硅体(zhíguītǐ)进行系统(xìtǒng)研究的基础上，我们建立了(le)利用(lìyòng)水稻泡状细胞中扇形植硅体鱼鳞纹数量作为判别水稻野生—驯化的标准和统计方法，明确了水稻扇形植硅体鱼鳞纹数量增加与(yǔ)水稻驯化程度增强的植物生理和农艺性状的联系。通过对浙江上山文化遗址的植硅体研究，我们有了一系列重大发现：早在约10万年前(wànniánqián)，野生水稻就已经在长江下游地区广泛分布；大约(dàyuē)在2.4万年前向末次盛冰期过渡时，人类就已经开始采集并利用野生稻；在大约1.3万年前，开始了野生稻驯化前栽培的过程；在大约1.1万年前，水稻植硅体驯化比例迅速积累达到显著标准，这标志着稻作农业起源的开始。这一发现揭示了东亚野生稻从采集到驯化完整而漫长的过程，进一步确认了我国是水稻的起源地。1.1万年前上山文化区的稻作农业起源与西亚(xīyà)两河流域(liúyù)的麦作农业同步，对世界人类社会的历史进程产生了深远影响。

　　气候变化是文明演进的底层(dǐcéng)驱动力。我们采集全国不同气候带3000多个表土(biǎotǔ)样品，建立起植硅体、孢粉等与年均温、降水量的定量转换函数，实现了古气候参数的精准重建，从而揭示了中国东部2万年以来(yǐlái)的温度、降水气候变化，系统量化(liànghuà)了从旱作区(hànzuòqū)到稻作区气候变化的时空格局。

　　我们发现，全新世的3次千年尺度气候温暖湿润期，恰好对应裴李岗文化、仰韶文化(yǎngsháowénhuà)、龙山文化农耕文化繁盛期；而(ér)约500年周期性气候变暖有利于华北地区区域性农耕文化的发展，与季风气候波动紧密相关(xiāngguān)。我们提出了温暖气候促进(cùjìn)东亚史前农耕文化发展的模式，为理解文明(wénmíng)与气候的关系提供了科学依据。

　　农业为什么起源(qǐyuán)？全球农业为什么都在最近2万年(wànnián)以来起源，为什么集中在中南美洲、西亚和东亚3个中心地区起源？为什么不同地区的(de)农业起源都选择禾本科植物进行驯化？通过定量的古气候(gǔqìhòu)数据、粟黍稻植硅体和炭化颗粒(kēlì)变化数据以及人类(rénlèi)活动(huódòng)强度变化的数据，我们分析对比气候变化与农业起源及人类活动的证据，发现了3个关键节点：1.4万年前短期增温(zēngwēn)，1.2万年前突然变冷，1万年前以来长期增温，与水稻(shuǐdào)驯化前栽培、水稻退化、黍粟稻的驯化完成，在时间上一一对应，建立了相互(xiānghù)关联的东亚气候与农业起源及人类活动的证据链。在末次冰期，气候寒冷、快速变化，没有驯化条件，1.4万年前气候转暖、1.2万年前突然降温、1万年前以来的持续升温，是驱动北半球中纬度禾本科驯化、农业起源的普遍机制(jīzhì)。

　　植硅体这一微观世界的(de)“时光胶囊”，不仅记录了植物的生死轮回，更见证(jiànzhèng)了人类文明的起源与发展。从一粒粟的植硅体到一个文明的延续逻辑，微观世界里藏着中华文明(zhōnghuáwénmíng)“多元一体”的基因密码。

　　（作者为中国科学院地质与地球物理(dìqiúwùlǐ)研究所研究员）

　　《 人民日报 》（ 2025年06月(yuè)21日 07 版）