粟作农业的起源与发展是支撑中国北方新石器文化发展和早期社会复杂化进程的最重要的经济基础之一。新石器时代晚期和青铜时代跨大陆交流不断加强的背景下，多元化生业模式（生产生活方式）的出现和发展也与社会复杂化进程息息相关。中国西部地区是粟作农业发展强化和扩散的关键地区之一，也是史前跨大陆交流的枢纽地区，其史前时代农业发展和生业格局时空变化的过程是广受关注的热点科学问题。
粟黍距今约10000年前在中国北方驯化和利用，距今7000-6000年前粟黍农业成为黄土高原中东部主要的生业方式。距今约6000年之前先民主要种植黍，但是之后主要利用粟。集约化的粟黍农业在黄土高原西部则出现较晚，此前大地湾遗址骨骼稳定同位素数据认为该地区约5900年前粟黍农业才得到强化。由于缺少粟黍遗存直接测年证据，黄土高原西部种植结构转变的时间和过程还不清楚。新石器晚期-青铜时代，起源于西南亚的大麦、小麦、牛和羊等家畜传入并逐渐纳入中国西部的生业体系。中国弧（即，半月形文化传播带）是跨大陆交流枢纽地区，该地区自然环境和文化背景空间差异显著，史前时代农业传播对先民生业模式的时空格局变化的影响尚不清晰。
针对上述关键问题，兰州大学资源环境学院马敏敏副教授带领的团队在中国弧内的黄土高原西部和云南省开展了动植物考古和骨骼稳定同位素分析等研究。基于在黄土高原西部圪垯川新石器时代考古遗址开展的碳十四测年和植物考古证据，结合考古学和古环境证据，系统梳理了新石器时代粟黍农业发展和强化的过程及其影响因素。研究表明，仰韶文化半坡类型先民至晚在距今6100年前开始在黄土高原西部从事粟黍农业生产，并持续至距今约5600年前。距今约5500年前，黄土高原西部旱作农业主要种植作物出现从黍到粟的转换（图1）。由于粟的产量明显高于黍，此次农业种植结构的转变促进了随后粟黍农业人口的增长和西向的扩张，与气候变化和人口波动相关的人类生存压力则很可能是引发种植结构变化的重要原因。
基于对位于云南西北的白羊村遗址，以及渭河上游遗址出土的人和动物骨骼的碳十四年代和碳氮稳定同位素分析结果，结合已发表的甘青、川滇、燕辽和中原等地区新石器－青铜遗址的动植物考古和碳氮稳定同位素分析等资料的对比研究，发现新石器晚期-青铜时代中国弧地区人群生业模式的时空格局差异显著（图2）。新石器晚期（距今6000-4000年前）燕辽、甘青和中原地区先民生业模式以C4食谱为主，主要种植粟黍，辅以狩猎和饲养猪狗。川滇地区农业出现的较晚，距今5000-4000年前先民开始大量利用中国本土起源的水稻和粟黍。距今4000-2200年前，小麦、大麦和牛羊等食草牲畜传入中国并得到了广泛利用，但中国弧和中原地区的人群生业模式发生了不同步的转变。在甘青地区，距今4000-3000年前小麦、大麦和牛羊成为先民重要的生产资料，麦作农业和放牧牛羊在距今3000-2200年前成为主要的生业模式。然而，在云南和中原地区，距今4000-3000年前麦类作物和牛羊饲养只是辅助性的生业模式。距今3000-2200年前，麦类作物和草食性家畜在生业模式中的重要性呈现出显著的空间差异。青铜时代，燕辽地区先民很少利用小麦和大麦。生业模式格局的不同步转变主要与外来作物和家畜本身的生理特征、交流枢纽地区的自然环境，以及与气候变化和人口波动相关的人类生存压力密切相关。
这些研究工作有助于深入理解中国西部史前农业发展过程及其影响，为认识早期社会复杂化的社会环境提供了新证据，对探讨史前人群生存策略、社会发展和环境变化之间的相互作用关系有重要的学术价值。
相关研究成果近期发表于Frontiers in Plant Science、Quaternary Science Reviews和Frontiers in Ecology and Evolution等杂志上。
相关论文信息：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.939340/full
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379122002967?via%3Dihub
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2022.905371/full
图1 圪垯川遗址（红色）和庄浪县调查遗址（黑色）不同时期粟黍遗存比例。n为植物遗存数量。
图2 新石器晚期-青铜时代中国弧和中原地区人群食谱和生业时空分布。
δ13C：-12‰>以C4食物为主，-18‰<以C3食物为主，-18‰～-12‰之间的即食用C3也食用C4食物。
