水稻（Oryza sativa L.）是目前世界上最重要的糧食作物之一，全球超過半數(shù)以上人口以水稻為食。古往今來，稻作農(nóng)業(yè)為中華文明的發(fā)展和繁榮提供了重要的物質(zhì)和文化的基礎(chǔ)。而關(guān)于水稻是何時(shí)、何地、在什么環(huán)境下開始馴化等問題一直是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。 浙江省浦江縣上山遺址是長(zhǎng)江下游地區(qū)上山文化遺址群中最早的新石器遺址，長(zhǎng)期以來由于上山遺址最下部地層中（第8文化層）缺少直接測(cè)年的有機(jī)物質(zhì)或水稻炭化種子，對(duì)于上山文化開始的時(shí)間、水稻出現(xiàn)時(shí)間以及水稻是野生還是馴化的狀況一直沒有可靠的證據(jù)和明確的認(rèn)識(shí)。在缺少有機(jī)質(zhì)的文化層中，如何尋找新的定年材料與方法和發(fā)現(xiàn)能夠鑒定水稻的標(biāo)志物，是多年來限制水稻起源學(xué)習(xí)的瓶頸，也是國(guó)際學(xué)術(shù)界長(zhǎng)期面臨的難題。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理學(xué)習(xí)所新生代地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)員呂厚遠(yuǎn)學(xué)科組與國(guó)內(nèi)同行合作，利用植硅體14C測(cè)年和形態(tài)鑒定新方法，揭示出距今約1萬(wàn)年前水稻在長(zhǎng)江下游地區(qū)開始馴化，進(jìn)一步確立了我國(guó)早期水稻馴化在世界農(nóng)業(yè)起源中的地位。 植硅體是沉淀在高等植物細(xì)胞組織中的二氧化硅礦物，其形成過程中封閉了植物細(xì)胞組織中原有的有機(jī)碳，其含量可以達(dá)到植硅體重量的0.3-6%左右，是14C定年的新材料。呂厚遠(yuǎn)學(xué)科組建立了從地層中提純植硅體的新方法，并利用提純植硅體中包裹的有機(jī)碳進(jìn)行14C測(cè)年，為了驗(yàn)證植硅體14C測(cè)年的可靠性，首先對(duì)湖西遺址（上山文化晚期）多組文化層相同層位提取的植硅體和植物炭化種子（或碳屑）的年齡進(jìn)行了對(duì)比（圖1A），發(fā)現(xiàn)兩者年齡在誤差范圍內(nèi)是一致的，證明植硅體測(cè)年是可靠的。在此基礎(chǔ)上對(duì)上山等遺址早期文化層的植硅體進(jìn)行了系統(tǒng)14C測(cè)年（圖1A），結(jié)果顯示，上山遺址早期的年齡至少在9400 cal yr BP之前。 基于現(xiàn)代野生稻和栽培稻的植硅體形態(tài)鑒定統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，他們發(fā)現(xiàn)上山和荷花山早期文化層中（ca.9400 cal yr BP）魚鱗紋飾大于9個(gè)的水稻扇型植硅體比例達(dá)到36%左右（圖1B、C），遠(yuǎn)大于現(xiàn)代野生水稻土壤17%左右的比例。上山和荷花山晚期（ca.8600 cal yr BP）文化層中魚鱗紋飾大于9個(gè)的水稻扇型植硅體比例達(dá)到55%左右（圖1C），低于現(xiàn)代栽培稻土壤的67%的比例，反映水稻馴化程度的扇型植硅體個(gè)體大小，從早到晚也呈現(xiàn)出逐漸變大的趨勢(shì)，說明在上山文化早期，水稻馴化已經(jīng)開始，而且馴化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程�？紤]到上山遺址早期植硅體測(cè)年的層位離第8文化層底部有約6cm左右的距離和水稻緩慢馴化的速率，他們認(rèn)為水稻開始馴化的年代大致在距今約1萬(wàn)年前后的全新世開始時(shí)期。 該學(xué)習(xí)表明，我國(guó)長(zhǎng)江下游地區(qū)水稻馴化的時(shí)間與世界上主要農(nóng)作物（西亞的小麥、中美洲的玉米）開始馴化的時(shí)間基本上是同步的，都發(fā)生在更新世末向全新世初過渡的時(shí)期，水稻開始馴化的時(shí)間對(duì)應(yīng)了約1萬(wàn)年前后東亞季風(fēng)開始增強(qiáng)、氣候逐漸變暖、變濕的氣候環(huán)境背景，這與全球氣候格局在該時(shí)段內(nèi)的重要轉(zhuǎn)變有著密切的關(guān)系。 以上學(xué)習(xí)成果于5月29日在線發(fā)表（Early Edition）在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊美國(guó)科學(xué)院院刊（Zuo et al. Dating Rice Remains Through Phytolith Carbon-14Study Reveals Domestication at the beginning of theHolocene. PNAS， 2017， doi/10.1073/pnas.1704304114），并被推薦為亮點(diǎn)成果。該學(xué)習(xí)得到了科技部“973”項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國(guó)博士后基金項(xiàng)目的資助，博士后左昕昕為論文第一作者，學(xué)習(xí)員呂厚遠(yuǎn)與副學(xué)習(xí)員張健平為共同通訊作者。浙江省文物考古學(xué)習(xí)所和中科院地理科學(xué)與資源學(xué)習(xí)所等學(xué)者參加了合作學(xué)習(xí)。 論文鏈接
