科技日报记者 颉满斌
新石器时代中国北方可持续的集约化粟作农业系统 受访者供图
近日，兰州大学环境考古团队题为《新石器时代中国北方可持续的集约化粟作农业系统》的研究成果在《自然-可持续发展》在线发表，揭示秦安大地湾遗址5500年前就有了“生态循环农业”，与现代可持续集约化农业模式完全一致。
人类起源、农业起源和文明起源是史前人类社会发展的三大里程碑。新石器时代晚期（距今6000-4000年），四大文明相继出现，出现了大型聚落或中心城市、明显的贫富分化、社会分工和公共权力，大量工匠、商人、士兵、统治阶层等非农业人口出现。什么样的农业策略可以生产足够的粮食盈余来供养这些非农业人口？这一直是学界关注的焦点。
兰州大学环境考古团队以位于陇西黄土高原的甘肃秦安大地湾遗址为研究对象，从遗址出土的粟作农业系统核心要素——粟、黍和家猪入手，通过猪牙表层残留物中的淀粉粒和植硅体分析重建猪的食谱，通过粟、黍炭化种子的氮同位素分析追踪农田的施肥行为，发现在距今5500年前，大地湾遗址已经形成了一种高度集约化的农业模式：人吃粟米，猪吃稃壳；圈养家猪，收集粪便；猪粪肥田，维持地力，避免休耕，提高产量。这种农业模式与现代可持续的集约化农业模式完全一致，说明新石器时代晚期中国北方粟作农业社会，便通过粟、黍种植与家猪饲养的紧密结合，克服了粟、黍产量低和黄土肥力有限的瓶颈，为当时中国北方的复杂社会发展提供了经济基础。
以往研究发现，新石器时代晚期中国北方粟作农业遗址的家猪骨骼碳同位素数据显示，C4植物（包括粟和黍）在猪的食谱中占比高达80%-90%，这不免让人怀疑猪与人是否同时消费粟米，形成竞食关系。通过此次发现，大地湾遗址中猪与人并不存在竞食关系，家猪食用的是农作物废料稃壳；而用稃壳喂猪是一种严格的食谱控制行为，暗示家猪是圈养的模式，更方便于收集粪便。
