野生-栽培水稻植硅体形态分析及在长江下游稻作起源研究中的应用

水稻是世界三大粮食作物之一，与人类文明的形成和发展关系密切。但由于目前缺少对早期腐朽、灰化的稻作遗存准确的鉴定方法，关于水稻起源时间、过程存在多种不同的认识。植硅体分析是鉴定早期腐朽水稻遗存的最有效手段之一，但过去研究由于受方法和材料限制，学界对能否利用植硅体形态区分野生、栽培稻的准确性和可靠性存在质疑。本项目拟通过对不同纬度及气候条件下大量现代野生稻（已采集20个样品）和栽培稻及其地方品种稃壳及叶片/茎秆的不同部位、不同生长期的植硅体形态进行解剖式对比分析，试图建立各类水稻植硅体形态判别标准，提供水稻植硅体形态学研究的新方法；通过对我国野生稻生长区自然地层剖面样品的分析，结合已有的古气候变化资料，分析水稻种类、含量的变化过程与气候变化的关系；通过对长江下游上山、田螺山等遗址剖面水稻植硅体的形态分析，探讨长江下游地区水稻起源、驯化过程。

中国南方稻作农业是孕育东方古代文明的重要物质基础之一。稻作农业的发生、发展一直是国际学术界的热点问题。但是，由于目前缺少对早期腐朽、灰化的稻作遗存准确的鉴定方法，至今有关稻作农业起源地点和时间、传播等的过程与规律是不清楚的。本项目利用形态测量学方法，通过对不同纬度及气候条件下大量现代野生稻和栽培稻扇形植硅体轮廓的定量化测量与分析，初步获得了区分野生稻和栽培稻扇形植硅体的关键形态参数和区分特征，但仍需进一步增加样品数量，检验判别标志的可靠性和准确性。同时，通过对黄河流域唐户遗址植硅体分析，提供了距今7800年前黄河中游水稻和黍、粟混合耕作的新证据；通过对丝绸之路上楼兰古国样品的多指标分析，揭示了古楼兰国区域为典型的绿洲景观，生长着芦苇、黍亚科和早熟禾亚科的草类，可能还生长灌木，黍子可能是当地居民的主要作物、粟和青稞作为次要作物，这些结果对于认识水稻和黍、粟农作物的驯化和传播过程以及中华文明的形成和发展具有重要意义。最后通过植钙体（植物体内草酸钙晶体）的形态分析，为鉴定考古遗存中腐朽的茶叶提供了形态鉴定标准，不仅对认识茶的演变和开发利用历史具有重要意义，而且为鉴定考古遗址中腐朽且又不产生植硅体的经济作物提供了新的途径。