雖然水稻的早期起源可能發源于亞洲熱帶-亞熱帶地區，但大量考古證據表明在華南和東南亞沿海地區史前稻作農業較大規模的擴張遠遠晚于長江下游流域。華南沿海大量的新石器時代遺址多表現為漁獵經濟為主，農業經濟嚴重滯后于長江三角洲。對于制約南方史前水稻農業發展的原因一直以來存在諸多爭議，包括本地充足的野生動植物、沿海豐富的漁業資源、熱帶地區易于種植的大量根莖類作物等導致的環境壓力小，以及稻作農業技術由北向南緩慢傳播等。然而，由于缺少古環境重建的沿海地區可耕種土地類型和面積變化的研究，以往的研究缺少將海岸帶平原及三角洲的形成過程與史前農業發展進行相關性探討。
我校地球科學與工程學院鄭卓教授團隊與美國夏威夷大學和香港大學聯合對這一科學問題進行了深入研究。首先利用環南海地區的鉆孔古環境數據重建了沿海陸地平原的擴張過程，并將全新世孢粉記錄的水稻農業發展歷史進行了集成。研究表明，熱帶亞熱帶森林生態系統直到距今3千年之前并沒有發生顯著的減少，表明早期人類以漁獵為主的經濟活動對周邊植被環境的破壞程度很低。雖然在5-4千年前的一些遺址中發現了少量水稻相關遺存，但并未成為人們經濟生活的主要經濟形式，始終停留在采集、漁獵經濟活動的范疇。
圖1. 禾本科和水稻型花粉的變化。不同顏色十字形顯示不同鉆孔的禾本科記錄；紅色菱形顯示水稻型花粉記錄
圖2. 主要三角洲和海岸平原的演變。(A) 研究區域主要三角洲平原。A1，珠江三角洲；A2，紅河三角洲；A3, 湄公河三角洲；A4，湄南河三角洲。灰色虛線顯示為距今6-5 ka海岸線的位置。 (B)該區域大型三角洲在5 ka以后出陸的平原面積估算。(C)沉積記錄揭示的3-2 ka沉積環境的變化。(D)沉積物年齡-深度曲線顯示三角洲沉積速率的變化
通過區域鉆孔數據的綜合集成，發現距今3-2千年是各大型三角洲和沿海陸地海灣平原快速擴張和形成的關鍵階段。與此同時，華南沿海關鍵區域花粉記錄指示的水稻農業的擴張始于大約2.7千年前，東南亞及菲律賓則始于2.5千年前后，后者與今年在Nature子刊發表水稻基因組多樣性獲得的遷移時間與路徑（Gutaker et al., 2020）具有驚人的吻合。事實上，華南及東南亞沿海平原的擴張與形成增加了適宜水稻種植的土地面積，為后來大量農業人口的輸入創造了條件，秦漢時期大規模的農業人口南遷，新的移民帶來了先進的集約化水稻種植農業技術，進一步促進了該地區水稻農業的快速發展。
該研究證實了環南中國海周邊地區全新世海岸帶平原形成的關鍵過程與亞洲東南部水稻農業的快速擴張是基本同步的，印證了歷史時期人地關系研究的重要性，詮釋了人類與自然環境在人文生態系統中的相互依存和相互制約。
該研究得到了科技部國家重點研發計劃項目和國家自然科學基金項目的資助。成果于2020年9月14日在線發表在《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，簡稱PNAS），題目為“Holocene coastal evolution preceded the expansion of paddy field rice farming”。
論文鏈接：https://www.pnas.org/content/early/2020/09/09/1919217117
