从新石器时代到西汉早期（距今1万至2千年），中国饮食和农业变化的同位素证据

《Quaternary Science Reviews》：Isotopic evidence for changing diet and agriculture in China from the Neolithic to the Early Han period (10-2 ka BP)

中国新石器时代至早汉代的农业与畜牧业策略，通过整合稳定同位素分析与考古数据，揭示区域生态差异对作物选择（小米与小麦/大麦）和畜牧管理（猪与绵羊/山羊）的影响，指出黄河流域形成密集农业系统，西北地区发展放牧经济。

　　
该研究系统梳理了公元前10世纪至公元2世纪中国北方地区农业与畜牧业发展的时空差异，通过整合3492例人类骨骼和2919例动物骨骼的稳定同位素数据，结合考古学证据，揭示了不同生态区作物种植与牲畜管理模式的演进规律。研究发现，黄河流域中下游的粟作农业体系与西北干旱区的麦作畜牧体系形成鲜明对比，这种差异既受自然环境影响，也与社会组织形态演变密切相关。

在时间维度上，研究划分了五个关键阶段：新石器时代早期（公元前10-7世纪）、中期（公元前7-5.5世纪）、晚期（公元前5.5-4世纪）、青铜时代早期（公元前4-3.2世纪）和晚期（公元前3.2-2世纪）。数据显示，粟作体系在公元前6世纪后呈现三次扩张浪潮，分别扩散到青藏高原东北部、河西走廊和川西地区。值得注意的是，这种作物传播并未同步带动畜牧业升级，特别是在高海拔和半干旱地区，牲畜管理策略始终保留着游牧特征。

空间分布方面，研究将中国北方划分为八个核心区域。其中，黄淮海平原（Upper and Middle Yellow River）成为粟作农业与畜牧融合的典范，狗、猪等家畜的δ15N同位素值与人类存在显著差异，表明已形成稳定的食物链分工。而辽河流域（Lower Yellow River）和华北西部（Hexi Corridor）则展现出不同的畜牧模式：辽河平原的狗类存在明显的海洋蛋白质摄入（δ15N值达12.5‰），与该区域近海地理环境相符；河西走廊的羊群则呈现高度混合膳食特征（δ13C值在-20‰至-13‰间波动），反映其放牧与农作物的协同发展。

研究特别揭示了公元前5世纪后作物结构的转变。青铜时代早期，河套地区（QTP）出现高原燕麦与粟作并存的膳食模式，δ13C值显示其羊肉摄入占比超过60%。而黄河中游地区（UYE）的 cattle δ15N值比当地鹿群高出8-10‰，证实存在规模化饲料喂养。这种区域差异在动物骨骼δ13C值上得到印证：西北地区羊群δ13C值稳定在-15‰至-12‰区间，表明以C3植物为主的放牧策略；而黄河流域猪群的δ13C值普遍高于-13‰，显示粟类饲料的深度介入。

在畜牧业管理层面，研究发现了三个典型模式：粟作农业区（如豫西地区）形成了"人-猪-粟"的循环系统，猪群δ13C值与粟作遗址出土的粟壳同位素值高度吻合（相关系数达0.87）；半干旱区（如河套地区）发展出"羊-草-粟"的协同模式，羊群δ15N值比当地C3植物含量高出5-7‰；而东北松嫩平原（NE）则维持着"猪-野生植被"的原始共生关系，其猪群δ13C值与当地蕨类植物同位素特征（-17.5‰）存在显著差异。

值得注意的是，青铜时代出现的麦作扩张并未改变畜牧业结构。西北地区在公元前4世纪引入的绵羊和山羊，其δ13C值始终在-18‰至-15‰区间波动，表明仍以天然植被为主；而黄河流域引入的牛羊，δ15N值较当地野生动物高出3-5‰，显示已形成稳定的圈养体系。这种时空差异在δ15N食物链偏移值（Δδ15N）上体现得尤为明显：粟作区Δδ15N值稳定在4-6‰，表明人畜共享同一食物链；而西北干旱区的Δδ15N值可达8-10‰，显示存在独立的畜牧食物系统。

研究还发现，动物驯化存在显著滞后性。例如，尽管青铜时代早期（公元前3世纪）已引入牛羊，但 cattle的δ13C值在4-3世纪时仍维持在-18‰左右，表明其饲料中粟作的比例不足20%。直到公元前2世纪，随着灌溉系统的完善，该地区 cattle的δ13C值才稳定在-14‰以下，显示开始规模化摄入粟类副产品。

在技术层面，研究创新性地采用"同位素指纹图谱"方法，通过构建不同物种的δ13C-δ15N组合模型，可区分圈养与野生状态。例如，在豫西地区，家猪的δ13C值（-11.3‰）与粟作遗址出土的粟壳（-10.8‰）高度一致，而野猪的δ13C值（-17.6‰）则明显低于该值，证实存在定向喂养。这种技术手段有效解决了形态学鉴定中野猪与家猪的界限模糊问题。

研究揭示的农业社会演变规律具有普遍意义：在生态适宜区（如河套平原），农作物扩张直接催生集约化畜牧；而在生态过渡带（如青藏高原东北部），则形成"粟-猪-野生动物"的混合农业模式。这种区域分异现象在δ13C-δ15N散点图中表现为明显的聚类特征，黄河流域的点群多集中在粟作农业区，而西北地区则分布更广的畜牧点群。

未来研究方向可聚焦于：1）建立跨区域同位素基准值数据库；2）结合古DNA技术解析动物驯化路径；3）开发多变量同位素分析模型，整合C、N、O等元素信息。该研究为理解早期农业社会的生态适应机制提供了重要依据，其方法论框架可推广至其他文明区的农业考古研究。