已知的独立农作物驯化起源中心(图片出处: Doebley et al. 2006 The molecular genetics of crop domestication. Cell)

长江流域起源的农耕文明是中华文明的重要组成部分。作为世界著名的农作物起源中心之一, 长江流域拥有丰富的生物多样性, 孕育了大量栽培植物。刊于《生物多样性》2018年26卷4期“长江大保护与植物遗传多样性专辑”的综述“长江流域农作物起源及其与生物多样性特征的关联”梳理了起源于长江流域的农作物资料以及古文化遗址的植物遗存信息, 结合对长江流域自然环境特征与全新世以来植被变化的总结, 尝试厘清长江流域对植物资源利用的动态变化, 探讨本地起源的栽培植物与生物多样性的关联。该文章由南昌大学生命科学研究院流域生态学研究所赵耀博士与陈家宽教授合作完成。

1、长江流域的自然特征

长江流域是指长江干流和支流流经的广大区域, 面积达180万平方公里, 流域呈现东西向的多级阶梯性地形。长江流域大部分地区年平均气温在16–18℃之间, 年平均降水量为1,067 mm, 为典型的季风气候。长江流域具有丰富的生物多样性, 拥有众多具有国际影响力的生物多样性热点地区;森林在流域生态系统中占有主要地位, 湿地面积占全流域的9%; 有高等植物14,000余种, 高等动物1,300余种, 占我国现有物种总数的70%左右。

长江流域的地带性植被在纬向上变化较小, 在经向上由东向西出现森林–草原的规律更替。作为人类活动的热点区域, 长江中下游主要的植被类型为亚热带常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林以及沼泽植被。长江中下游不同地区近一万年来的气候与植被变化规律大致相同：在全新世早期, 平原地区为针阔混交林, 低山丘陵地区为针叶林; 在全新世中期之初,常绿阔叶林面积增加, 混合有一些落叶阔叶种属, 随后落叶阔叶林变为主要植被; 在全新世晚期, 植被为常绿落叶阔叶混交林, 与该地区现代的植被组成相似, 部分地区的森林出现人为开垦的迹象。

2、长江流域起源的农作物

目前, 中国共有农作物840种, 涉及到栽培物种1,251个; 其中起源于中国的农作物有420种,涉及到栽培物种553个。经统计, 在粮食、蔬菜、果树以及经济作物这四种最重要的农作物类型中, 原产于中国的农作物共计124种, 其中可能由长江流域农耕文明选育与利用的作物为58种(图1)。长江流域起源的农作物大部分源于常绿落叶阔叶林与湿地,具有明显的地域特征。粮食作物的种类相对单一,稻作生产在该区域占据了绝对优势; 大部分经济作物为来源于常绿落叶阔叶林的小乔木、灌木或者林下草本植物; 蔬菜作物大部分为水生植物; 果树类型丰富, 且大多是我国的特有物种。

从长江流域主要作物的驯化时间来看,  除少量极为重要的物种(如水稻)外, 大部分作物被驯化的时间相对较晚, 驯化程度也不高（表1）。考察古文化遗迹的植物遗存发现, 长江流域农耕文明充分利用了周边区域中森林与湿地的植物资源, 逐渐形成以稻作农耕为核心的经济体系。

3、长江流域与其他农作物起源中心的比较

纵观世界上重要的农耕文明发源地, 都有着适合农耕文化起源与发展的必要生态要素。长江流域农耕文明发源地处于湿润森林植被区, 属于亚热带季风气候, 雨热同期, 温暖湿润, 光热充足, 水源丰富, 土地肥沃; 河流的东西走向决定了长江流域处于相同的纬度,农耕文明极易发生纬向传播与扩张。与两河流域、印度河流域或尼罗河流域相比, 长江流域生态要素配置上占据优势。以两河流域文明为例, 其自然条件与黄河流域相似, 适宜以禾草类为主粮的旱作农业的发展; 然而, 两河流域除新月沃地之外地区的生态要素配置并不足以支持大规模农耕, 年降水量的限制使得农业生产极度依赖灌溉, 后来因气候变化导致的整个地区平均降水量减少又加剧了这一问题; 长年累月的灌溉带来土壤盐碱化问题, 频繁的战乱也提前透支了文明的发展潜力。尼罗河流域和印度河流域所处地理位置使文明的纬向扩张受阻, 偏高的年均温度也阻碍了文明的进一步发展。