虽然水稻的早期起源可能发源于亚洲热带-亚热带地区，但大量考古证据表明在华南和东南亚沿海地区史前稻作农业较大规模的扩张远远晚于长江下游流域。华南沿海大量的新石器时代遗址多表现为渔猎经济为主，农业经济严重滞后于长江三角洲。对于制约南方史前水稻农业发展的原因一直以来存在诸多争议，包括本地充足的野生动植物、沿海丰富的渔业资源、热带地区易于种植的大量根茎类作物等导致的环境压力小，以及稻作农业技术由北向南缓慢传播等。然而，由于缺少古环境重建的沿海地区可耕种土地类型和面积变化的研究，以往的研究缺少将海岸带平原及三角洲的形成过程与史前农业发展进行相关性探讨。
我校地球科学与工程学院郑卓教授团队与美国夏威夷大学和香港大学联合对这一科学问题进行了深入研究。首先利用环南海地区的钻孔古环境数据重建了沿海陆地平原的扩张过程，并将全新世孢粉记录的水稻农业发展历史进行了集成。研究表明，热带亚热带森林生态系统直到距今3千年之前并没有发生显著的减少，表明早期人类以渔猎为主的经济活动对周边植被环境的破坏程度很低。虽然在5-4千年前的一些遗址中发现了少量水稻相关遗存，但并未成为人们经济生活的主要经济形式，始终停留在采集、渔猎经济活动的范畴。
图1. 禾本科和水稻型花粉的变化。不同颜色十字形显示不同钻孔的禾本科记录；红色菱形显示水稻型花粉记录
图2. 主要三角洲和海岸平原的演变。(A) 研究区域主要三角洲平原。A1，珠江三角洲；A2，红河三角洲；A3, 湄公河三角洲；A4，湄南河三角洲。灰色虚线显示为距今6-5 ka海岸线的位置。 (B)该区域大型三角洲在5 ka以后出陆的平原面积估算。(C)沉积记录揭示的3-2 ka沉积环境的变化。(D)沉积物年龄-深度曲线显示三角洲沉积速率的变化
通过区域钻孔数据的综合集成，发现距今3-2千年是各大型三角洲和沿海陆地海湾平原快速扩张和形成的关键阶段。与此同时，华南沿海关键区域花粉记录指示的水稻农业的扩张始于大约2.7千年前，东南亚及菲律宾则始于2.5千年前后，后者与今年在Nature子刊发表水稻基因组多样性获得的迁移时间与路径（Gutaker et al., 2020）具有惊人的吻合。事实上，华南及东南亚沿海平原的扩张与形成增加了适宜水稻种植的土地面积，为后来大量农业人口的输入创造了条件，秦汉时期大规模的农业人口南迁，新的移民带来了先进的集约化水稻种植农业技术，进一步促进了该地区水稻农业的快速发展。
该研究证实了环南中国海周边地区全新世海岸带平原形成的关键过程与亚洲东南部水稻农业的快速扩张是基本同步的，印证了历史时期人地关系研究的重要性，诠释了人类与自然环境在人文生态系统中的相互依存和相互制约。
该研究得到了科技部国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助。成果于2020年9月14日在线发表在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，简称PNAS），题目为“Holocene coastal evolution preceded the expansion of paddy field rice farming”。
论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/09/09/1919217117
