玉米单一栽培支持了前哥伦比亚时代亚马逊西南部的城市化

【字体: 时间:2025年01月30日 来源:Nature 50

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  遥感、实地调查和微生物学分析表明,玻利维亚亚马逊地区的前哥伦布时期卡萨拉布文化在景观工程上投入了大量资金,建造了一个复杂的排水渠道系统和新记录的大草原农场池塘。

  

亚马逊西南部玉米单一栽培支撑前哥伦布时期城市发展的研究解读


在考古学与生态学交叉研究领域,来自多个科研机构的研究人员通力合作,取得了一项重要研究成果。西班牙巴塞罗那自治大学环境科学与技术研究所的 Umberto Lombardo 等人在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为 “Maize monoculture supported pre - Columbian urbanism in southwestern Amazonia” 的论文。该研究意义非凡,它打破了人们对亚马逊地区农业系统的传统认知,为理解前哥伦布时期亚马逊地区的农业经济、社会发展以及人类与环境的相互作用提供了全新视角,对研究古代文明的发展模式和可持续性农业实践具有重要的参考价值。


一、研究背景


在古代文明研究中,谷物农业在史前复杂社会生存基础中的作用一直是学术界争论的焦点。在中美洲,有证据表明玉米作为主食可追溯到距今 4000 年,但在安第斯文明中,玉米成为主食的时间和性质存在争议。在亚马逊地区,尽管考古和古生态数据显示玉米至少在距今 6850 年就已开始种植,然而目前尚无确凿证据表明它是主食。多数亚马逊社会依赖多种作物的混合经济,现有考古植物学和古生态数据显示,晚全新世复杂社会的农业经济基础是混合作物的农林复合经营,并非玉米单一栽培。


在亚马逊地区,近期考古研究发现了一些低密度城市化、社会复杂和人口众多的证据,如厄瓜多尔乌帕诺河地区的安第斯山麓以及玻利维亚亚马逊季节性泛滥的草原上的纪念性土丘地区(MMR)。在 MMR 地区,卡萨拉贝人建造了数百个由运河和堤道连接的纪念性土丘,但支撑卡萨拉贝文化的农业系统类型尚不明确。此前虽有观点认为排水运河的建设有助于在季节性泛滥的草原上进行耕种,但一直未发现与之相关的农田或其他食物生产系统,卡萨拉贝人如何养活大量人口仍是未解之谜。


二、研究材料与方法


研究团队综合运用多种研究方法,以探究卡萨拉贝文化的农业系统。研究材料主要包括来自 MMR 地区季节性泛滥草原和森林的土壤样本,以及从农场池塘、排水运河和森林不同深度采集的沉积物样本。


在技术手段方面,研究人员利用无人机搭载的光探测和测距(LiDAR)传感器进行地形测绘,获取高分辨率的地形数据,以识别景观特征,如排水网络和池塘的分布。通过对土壤和沉积物样本进行花粉和植硅体分析,确定不同植物在不同区域和深度的存在情况,以此推断古代的植物种植和生态环境。此外,对部分样本进行放射性碳测年,精确测定样本年代,为研究该地区农业活动的时间顺序提供依据。


三、研究结果


(一)排水网络


研究人员在 MMR 地区的草原发现了密集的排水网络。以其中一个研究区域为例,小型运河汇聚成较大运河,将整个草原的水排向北部的弗朗西亚湖。排水运河分为三个等级,不同等级的运河在宽度和深度上有明显差异。对运河土壤的植硅体分析显示,几乎所有运河土壤剖面中都有大量源自玉米棒颖片和叶子的植硅体,同时偶尔出现南瓜属、木薯属、竹芋属和葫芦属的植硅体。由于部分驯化南瓜品种可能缺乏特殊植硅体,南瓜的实际种植量可能比植硅体组合显示的更多。此外,多数水稻植硅体集中在剖面上层,上层的颖片植硅体多来自驯化植物,下层多为野生品种。综合来看,玉米是这些草原上的主要栽培品种。研究还发现,运河土壤剖面最上层 20 - 25 厘米缺乏玉米植硅体,可能是近几十年或几个世纪以来邻近田地的沉积物填充所致。据此推测,当时人们可能通过定期挖掘运河并将沉积物重新分布在运河边缘来维持运河深度,然后在边缘种植玉米。


(二)森林


研究区域的森林主要生长在雨季仍高于水位的河流阶地上。研究人员沿从草原到大型纪念性土丘的样带挖掘并采样了四个森林土壤剖面。剖面中未发现木炭或其他火灾证据,植硅体剖面相似,除棕榈科植硅体略有减少、禾本科植硅体有所增加外,无明显地层变化,且所有剖面均未发现栽培植物植硅体。这表明该地区未发生刀耕火种农业,但无法确定森林在农林复合经营、木材采伐、狩猎或药用植物种植方面的利用程度。


(三)农场池塘群


MMR 地区的草原上有大量直径 10 - 100 米的圆形洼地,这些洼地常通过运河或直接相邻连接。研究人员对两个不同草原上的池塘进行采样分析,发现池塘剖面中有机沉积物填充与下层灰色无机粘土之间的接触非常不规则且明显,无剪切面,其规模远大于天然的吉尔盖(直径 15 - 20 米),且呈线性聚集分布,这些特征表明这些池塘是人工挖掘的。对池塘沉积物剖面的分析显示,其中持续存在玉米植硅体和花粉,偶尔出现南瓜属植硅体和木薯属花粉。对池塘 690 的年代测定表明,该系统在公元 1250 - 1550 年左右被使用。如今,多数池塘一年中大部分时间有水,能在旱季为周边玉米种植提供充足水源,这与玻利维亚高原的 k’hochas 类似,当地池塘周边的产量比区域雨养生产高四倍。此外,在池塘 695 中发现了沼泽鳗鱼的骨头,亚马逊地区唯一已知的家养动物番鸭可能也曾被饲养,这些都表明池塘在当时不仅为农业提供水源,还构成了一个综合生产系统。


(四)前哥伦布时期的 “绿色革命”


排水运河和农场池塘这两种景观工程的结合是 MMR 地区独有的。这种创新的农业策略使卡萨拉贝文化能够大幅延长玉米的种植期,同时为人们提供了获取鱼类、鸟类和猎物的便利途径。排水运河将部分草原湿地转变为适合雨季密集玉米单一栽培的排水田地,而农场池塘则在旱季提供水源用于灌溉,保证玉米种植的持续进行,这种结合可能使每年至少收获两次玉米。附近森林地区缺乏耕种和火灾证据,表明卡萨拉贝文化可能未采用刀耕火种农业,而是保留了森林资源,用于获取柴火、建筑材料、药用植物以及可能的混合作物农林复合经营。古生态研究也证实,在卡萨拉贝文化时期,森林覆盖率没有显著变化。虽然纪念性土丘的微观和宏观植物遗骸显示当时存在多种食物和工业作物,但研究数据表明,在排水和池塘农业系统运行期间,玉米是卡萨拉贝文化的主食。这一发现也反映出与其他作物相比,当时人们的饮食对玉米的依赖程度更高。


四、研究结论与讨论


研究表明,卡萨拉贝文化通过建设排水运河和农场池塘,在亚马逊西南部季节性泛滥的草原上建立了以玉米单一栽培为基础的集约化农业系统。这种农业系统不仅为当地相对庞大的人口提供了食物支持,还支撑了该地区前哥伦布时期的城市化发展,体现了社会复杂性与密集粮食生产,尤其是玉米单一栽培之间的紧密联系。


这一研究成果具有多方面的重要意义。在学术层面,它推翻了以往认为亚马逊西南部季节性泛滥草原只适合养牛和种植亚洲水稻,不适合种植玉米等需肥作物的假设,改变了人们对亚马逊地区农业系统的传统认知。研究显示,在晚全新世,除了亚马逊黑土上的密集混合作物农林复合经营外,像 MMR 地区的排水田地和农场池塘这样的农业系统主要专注于玉米种植,这为研究亚马逊地区以及其他地区古代农业经济的多样性和复杂性提供了新的依据。在社会发展层面,该研究进一步证实了谷物农业在推动社会复杂性增加以及可能导致社会不平等方面的重要作用,为理解古代文明的发展演变提供了关键线索。在实践层面,卡萨拉贝文化在维持森林覆盖的同时发展集约化农业的模式,为现代可持续农业发展提供了历史借鉴,有助于探索如何在利用自然资源的同时实现生态保护和社会发展的平衡。


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