“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(yǐshàng)图片均为吕厚远提供

　　在青海喇家遗址的黄土层中，一只倒扣的陶碗里(lǐ)，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地层里，显微镜下闪烁着宝石般光彩的植硅体(zhíguītǐ)，记录着水稻从野生(yěshēng)到驯化的10万年漫长演化历史；汉阳陵地宫(dìgōng)半炭化的植物叶片和西藏阿里古如江寺(gǔrújiāngsì)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(wēitǐ)化石。

　　中国科学院地质(dìzhì)与地球物理研究所古(gǔ)生态古环境团队，以植硅体、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(qǐ)一套“从微观化石到宏观文明”的研究范式。植硅体就像一把微观钥匙，解码万年农耕(nónggēng)文明。

　　在(zài)传统考古中，植物(zhíwù)遗存主要依赖炭化种子，但早期地层中的(de)有机物极易腐烂、灰化，微小(wēixiǎo)破碎的粟与黍的炭化颗粒更是难以区分。植硅体的出现，彻底改变了(le)这一困局。这种沉淀在植物细胞(xìbāo)中的二氧化硅颗粒，如同植物的“微缩身份证”，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，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(jiàndìng)体系，进一步建立了粟、黍、稻野生—驯化的农作物植硅体国际鉴定标准。

　　河北(héběi)磁山文化、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，我们发现早期地层中(zhōng)黍的比例(bǐlì)占95%以上，这一结果重新定义了中原文化分布区新石器早期的农业结构。

　　水稻(shuǐdào)驯化也(yě)有自己的(de)“鱼鳞纹密码”。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(jìnxíng)系统研究的基础上，我们建立了利用水稻泡状细胞中扇形植硅体鱼鳞纹数量作为(zuòwéi)判别水稻野生—驯化的标准(biāozhǔn)和统计方法，明确了水稻扇形植硅体鱼鳞纹数量增加(zēngjiā)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(zǎo)在约10万年前，野生水稻就已经在长江下游地区广泛分布；大约在2.4万年前向末次盛冰期过渡时，人类就已经开始(kāishǐ)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(wánzhěng)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两河流域的麦作农业同步，对世界人类社会(shèhuì)的历史进程产生了深远影响。

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

　　我们(wǒmen)发现，全新世的(de)3次千年尺度气候(qìhòu)温暖湿润期，恰好对应裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化农耕文化繁盛期；而约500年周期性气候变暖有利于(yǒulìyú)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。我们提出了温暖气候促进东亚史前农耕文化发展的模式，为理解文明与气候的关系(guānxì)提供了科学依据。

　　农业为什么起源？全球农业为什么都在(zài)最近2万年以来起源，为什么集中在中南美洲、西亚和东亚3个中心地区起源？为什么不同地区的农业起源都选择(xuǎnzé)禾本科植物进行(jìnxíng)驯化？通过定量的古气候(gǔqìhòu)数据、粟黍稻植硅体和炭化颗粒变化(biànhuà)数据以及人类活动强度变化的数据，我们(wǒmen)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(wànniánqián)短期增温，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(shàng)一一对应，建立了相互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(tiáojiàn)，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“时光胶囊”，不仅记录了(le)植物的生死轮回，更见证了人类文明(rénlèiwénmíng)的起源与发展。从一粒粟的植硅体到一个文明的延续逻辑(luójí)，微观世界里藏着中华文明“多元一体”的基因密码。

　　（作者为中国科学院地质与地球物理研究所(yánjiūsuǒ)研究员）

　　《 人民日(rì)报 》（ 2025年06月21日 07 版）