长江三角洲北翼植硅体记录的早全新世环境演变及稻作农业研究

Yangtze River delta is a region which had been dramatically influenced by the sea level rising, East Asian monsoon increasing, and hydrological waxing. And it is also a core area where rice agriculture originated in China. Early Holocene is an important stage of the origin and development of rice agriculture. However, our knowledge of the development and environmental background of rice agriculture and its links to climate changes have been hampered by the lacking of high-resolution climatic records and rice evidences during the early Holocene. Using phytolith analysis, two cores from upper reaches of the north flank in the Yangtze River Delta were examined in detail in order to: 1) reconstruct the vegetation change and climatic variability during the early Holocene; 2) pursue the existence of rice agriculture; 3) discuss the relationship between rice cultivation and environment change. In that case, this project will provide some novel insights for the environmental background of rice agriculture development and the relationship between rice agriculture and climatic change during the early Holocene in the Yangtze River delta.

长江三角洲是我国稻作农业起源的重要区域，早全新世是农业起源与发展的重要时段。然而，由于缺少早全新世三角洲地区高分辨率的沉积记录和明确的稻作遗存证据，当前对该区域早全新世稻作农业发展的过程、环境背景和气候变化与稻作农业关系的认识是不清楚的。本项目拟通过对来自三角洲北翼上游区域的2个高分辨率钻孔的植硅体分析，建立长江三角洲地区早全新世植硅体组合变化序列；恢复三角洲地区植被演替过程；利用已经建立的中国表土植硅体类型与气候环境参数关系数据库，重建三角洲地区早全新世气候环境变化过程（趋势和事件）；提取稻作农业活动的植硅体证据，研究其在时间序列上的变化趋势；探讨稻作农业发展与气候环境变化的关系，为早全新世三角洲稻作农业发展的环境背景和稻作农业与气候变化关系提供新的认识。

水稻起源和驯化的时间及其与气候变化的关系是环境考古、植物考古和全球变化学科关注的焦点问题。建立明确的时间节点和恢复详细的气候变化过程是解决这一问题主要突破点。基于此，我们利用植硅体测年和形态分析方法对上山遗址的年代和古稻遗存性质进行了详细的研究，并利用长江下游北部区域（三角洲）早全新世高分辨率沉积记录的植硅体组合变化特征重建了该时段内区域气候变化过程和事件，并探讨了水稻出现的时间及其与气候变化的关系，在长江下游地区水稻利用（驯化）与气候变化方面获得了以下主要进展：.1、在中国开展了系统的植硅体测年工作，确认了植硅体测年的准确性和可靠性，为缺少有效测年材料的考古地层提供了新的替代性测年方法。.2、首次对上山文化早中晚期遗址的年代学进行了系统的植硅体测年限定，指出上山遗址开始的年龄在10000 cal yr BP左右。水稻扇型植硅体形态特征分析揭示，上山遗址早期地层的水稻与野生稻存在明显差异，可能已经开始驯化。.3、早全新世长江下游气候过程呈现出3阶段变化：11000-9400 cal yr BP气候相对暖湿，9400-8400 cal yr BP气候偏凉干，8400 cal yr BP之后气候变化暖湿。此外，还在9400 cal yr BP、9000 cal yr BP、8600 cal yr BP、8200 cal yr BP、7700 cal yr BP和7300 cal yr BP前后存在6次明显的百年尺度冷干事件。.4、植硅体分析结果显示长江下游北部区域水稻出现于9300 cal yr BP左右，这可能是迄今发现的最早的水稻证据。水稻在9300 cal yr BP、9000-8800 cal yr BP和8600-8300 cal yr BP 3个阶段集中出现。.5、长江下游北部区域的水稻出现于早全新世气候相对凉干期，并不是在全新世伊始，3个集中出现阶段对应了凉干期内相对适宜的气候状况，说明相对凉干的气候可能更有利于区域水稻的生长。