《Quaternary International》：Soil phytoliths as indicators of Sts'ailes (Coast Salish) stewardship legacies and history at Lhemqwó:tel in western Canada
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本研究通过土壤硅酸体分析，结合历史与生态指标，评估加拿大Sts'ailes地区原森林花园及周围针叶林的土地利用影响。结果显示硅酸体形态变化可揭示植被历史演变，证实原森林花园规模大于现状，并验证硅酸体在识别历史土地管理实践中的潜力。
作者：Levi Cormier、Morgan Ritchie、Alex C. McAlvay、Rosa Maria Albert、Jean-Thomas Cornelis、Francesco Berna、Chelsey Geralda Armstrong
历史生态研究实验室，原住民研究系，SWH 9091，西蒙弗雷泽大学，8888 University Drive，Burnaby，BC，V5A 1S6，加拿大
摘要
人类对土地的使用和管理方式长期以来一直在全球范围内塑造着生态系统，但由于保护偏见和遗留效应的性质，如今要解读这些影响仍然具有挑战性。此外，关于原住民土地利用历史的假设也导致了对历史景观的误解。我们采用历史生态框架，将土壤植硅体分析与北美太平洋西北部Sts'ailes（海岸萨利希人）地区的土地利用变化的历史和生态指标相结合。土壤植硅体的保存为评估过去人类对周围环境的影响提供了可能性，尤其是在植硅体研究尚未得到充分应用的温带地区。本研究评估了祖先森林花园及其周边针叶林中的植硅体保存情况及其形态识别能力。结果表明，在所有研究环境中植硅体都十分丰富，且形态类型的量化有助于表征随时间变化的景观植被。根据土壤剖面中观察到的特定形态类型变化，我们证明Lhemqwó:tel地区的森林花园面积比现在更大。此外，某些植硅体形态类型被确定为不同场地类型的指示物，这突显了植硅体分析在识别太平洋西北部残留森林花园生态系统以及其他类型的历史土地利用和管理方式方面的潜在价值。
引言
全球范围内，古代和历史时期的土地利用对各种文化景观和环境背景都产生了持久的生态影响。然而，作为综合科学中的一个相对较新的研究领域（例如Foster等人，2003年；Bürgi等人，2017年），确定过去人类活动对当代生态系统的影响面临重大挑战。这些挑战主要源于土地利用规模的复杂性（空间和时间维度）、保护偏见以及对非西方土地利用方式的殖民主义假设（Black等人，1998年；Turner和Deur，2005年；Johnston等人，2023年）。例如，尽管生态学和古生态学研究在重建过去的环境变化和动态方面取得了成功，但这些研究往往忽略了人类或文化因素的驱动作用，或者时间范围和控制有限（Lane，2019年；Sebata等人，2023年）。同样，考古学家通常通过考古植物学、动物考古学和地球化学分析来研究环境历史，但这些方法主要依赖于直接考古遗址中的微量物质，很少能推断出人们对更广泛景观尺度的影响。尽管具有挑战性，但当结合考古学、古生态学和民族志/历史文献时，有效考虑文化过程在塑造当代生态系统中的作用的研究已经取得了成功（Ichikawa等人，2006年；Lombardo等人，2013年；Swanson等人，2021年；Rick等人，2022年；Roos等人，2022年；McMichael等人，2023年；Schmidt等人，2023年）。正是在这种背景下，我们提出进一步扩展此类研究。
历史生态学指标有助于更好地理解人类活动和生物物理因素如何随时间共同驱动环境动态（Erickson和Balée，2006年；Braje等人，2017年；Isendahl和Stump，2019年）。例如，某些植物物种的分布（无论是否超出其自然分布范围或栖息地），以及与人类居住地相关的民族植物学上显著的物种的多样性和分布情况，有助于评估世界各地过去人类活动的生态遗产（Hrdli?ka，1937年；Jones，1945年；Takeuchi等人，2003年；Ross，2011年；Cook-Patton等人，2014年；Odonne等人，2019年；Sebata等人，2023年）。然而，由于我们能够确定当代生态系统年代的时间跨度相对较短（即活树和灌木的寿命通常只有几十年或几个世纪——尽管有些树木例外，参见Earnshaw，2019年），因此需要更好地理解和阐述人类对生态系统发展和管理的时间和空间影响范围。
北美洲太平洋西北部的森林花园是过去人们管理的遗留生态系统，至今仍在考古村落附近生长。这些花园由果树和坚果树（如Malus fusca、Corylus cornuta）以及各种可食用和药用灌木及草本植物（如Rubus属、Vaccinium属、Viburnum edule）组成（Hoffman等人；Armstrong等人，2021年，2023年）。在殖民化之前，森林花园是太平洋西北部高度管理和耕作的景观的一部分（Turner，2014年），可能通过除草、修剪、焚烧、移植和清理等方式进行管理（Armstrong等人，2023年，2024年；Vanier等人，2025年）。民族志证据表明，人们主动清除针叶树以促进阔叶树种（尤其是浆果和根茎类食物）的生长（Bekwith，2004年；Lepofsky等人，2005年；Turner，2014年）。与其他被管理的生态系统相比，森林花园的研究较少，需要更多研究来全面了解其时间和空间范围以及相关的管理方法和模式（Lepofsky等人，2017年）。例如，之前的树木年轮学研究表明森林花园及其周边针叶林的规模可能比之前认为的更大，同一研究的古民族植物学数据表明，原住民的耕作和管理活动的时间跨度比之前认识到的更长（Armstrong等人，2023年）。
土壤植硅体可能是扩展时间深度和更好地理解原住民森林管理空间范围的一种途径。植硅体是植物细胞或细胞间隙中沉淀的生物硅质物质，在植物衰老和分解过程中沉积在土壤中。某些植物种类会产生独特的植硅体形态类型，其存在和数量取决于具体物种，这使它们成为过去环境和局部物种组成的良好指示物（Albert和Weiner，2001年；Str?mberg，2004年；Iriarte和Paz，2009年；Lisztes-Szabó等人，2023年）。例如，植硅体已被用于重建过去的环境（Str?mberg，2004年；Inoue等人，2016年；Bremond等人，2017年；Ramírez等人，2019年），评估与植物驯化（Rosen，1989年；Zhao等人，1998年；Pearsall等人，2003年；Piperno，2009年；Ball等人，2016年）以及其他与古代饮食和环境基础设施相关的文化过程（Puech等人，2001年；McQuilkin，2014年；Out等人，2022年）相关的模式和过程。由于草类比其他植物种类吸收更多的硅，植硅体分析在评估长期栖息地变化（从森林到开阔草地）方面特别有用，结合其他考古数据后，有助于探究人类在塑造过去生态系统中的作用（Lombardo等人，2020年；Li等人，2022年）。
在这里，我们探讨了利用土壤植硅体检测太平洋西北部Sts'ailes（海岸萨利希人）地区祖先森林花园遗址的潜力，并评估其与附近针叶林的差异。迄今为止，该地区进行的植硅体研究较少，部分原因是长期以来人们认为植硅体在温带森林环境中保存不佳。然而，这一假设从未得到充分验证（Piperno，2006年；Pearsall，2015年；Cormier和Armstrong，2025年）。植硅体的保存程度部分取决于土壤形成聚集体的能力（Li等人，2020年），尤其是在高有机质含量的环境中（如森林花园）。因此，我们的目标是更好地了解：（1）不同森林环境中植物植硅体的保存情况，以及独特考古环境中的保存情况；（2）土壤植硅体是否可以用来重建过去人类的影响；（3）植硅体是否具有形态可识别性和/或可量化的特征，并且是否具有特定生态系统的代表性。该地区的初步研究表明，某些环境（如温带混交阔叶-针叶林）中的土壤植硅体确实存在（Blinnikov，2005年；McCune和Pellatt，2013年；Cormier和Armstrong，2025年），但还需要更多研究来证实这一点。
研究地点
Sts'ailes原住民社区位于加拿大不列颠哥伦比亚省西南部的哈里森河沿岸，处于他们传统领土的核心地带，涵盖了哈里森河流域的大部分区域。该流域属于干燥的海洋性西部铁杉（CWHdm）亚区，夏季温暖干燥，冬季温和湿润，降雪量少，年平均降水量为1860毫米，年平均气温为10摄氏度（Meidinger和Pojar，1991年）。
结果
所有89个样本都分析了每克土壤中的植硅体数量。然而，其中两个样本CD1-15和EL1-13的植硅体形态类型不足（至少需要200个），因此共有87个样本可用于形态类型分析。
植硅体组成和保存
来自三种环境（森林花园、外围森林和文化洼地）的土壤柱中的植硅体形态组合显示出几种模式，植硅体的数量和形态类型在整个土壤剖面中发生了变化，这可能反映了（1）植被组成的变化，以及（2）沉积植硅体的随时间溶解。
整个Lhemqwó:tel地区的植被变化证据体现在草本植物植硅体中
结论
为了评估北美洲太平洋西北部地区植物植硅体是否得到保存以及是否可以对其进行有意义的量化，本研究分析了历史上的耕作区和人口密集的Sts'ailes地区的独特环境中的土壤样本。结果表明，植硅体至少可以用来评估管理过的森林花园与外围针叶林之间的差异。此外，量化植硅体形态类型可能有助于...
作者贡献声明
Levi Cormier：写作——审稿与编辑、初稿撰写、调查、数据分析、数据管理。
Morgan Ritchie：写作——审稿与编辑、资源获取、项目管理、方法论设计、概念构思。
Alex C. McAlvay：写作——审稿与编辑、可视化处理、验证、软件应用、数据分析、数据管理。
Rosa Maria Albert：写作——审稿与编辑、验证、资源获取、方法论设计、调查。
Jean-Thomas Cornelis：写作——审稿与编辑、资源获取。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究的资金由Armstrong的SSHRC Insight Grant（#435-2023-0295）提供。我们感谢Kali Wade在实验室培训方面的帮助，感谢Stephanie Leon Reidl在野外工作上的协助。我们还要感谢Sts'ailes社区的配合——样本是在他们的许可下从他们的领土中采集的，同时感谢他们对这项工作的关注以及在加拿大推动森林花园复兴工作的努力。
