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农业起源于新石器时代早期，发展到今天已经有1万多年的历史，但农耕历史在人类300万年的历史长河中，只是短短的瞬间。以栽培植物和饲养家畜为主要特征的农业出现之前，人类长期处于狩猎采集经济社会。在距今5万年以前的旧石器时代早中期，人类主要通过狩猎猛犸象、野牛、披毛犀、驯鹿等喜寒的大型苔原动物获取肉食和蛋白质供应，通过采集获取谷物和能量。在距今约1.8万年前，末次冰期结束，进入冰后期，全球气候转暖使低纬度的季风雨区向南北移动，在赤道两侧的温带区形成大片沙漠和干旱地带，森林向高纬度扩散。生态环境和资源的变化对人类适应产生了极大的影响，一些食物资源的灭绝、消失或迁徙迫使人类开始利用以前不曾利用的食物资源，他们开始猎杀鹿、牛、野猪等草食性动物，捕捞鱼类、贝类等水生动物，采集植物种子、树木坚果等高淀粉种实来果腹充饥，呈现食物种类增加、利用水生资源比例大增的广谱革命特色。在旧石器时代晚期出现的食物广谱革命也反映在生产资料和器物工具变化方面，如石磨盘被广泛用来加工种子和坚果；大量采用渔具，提高捕鱼技术；出现火裂石和陶器，改善炊煮和食物储藏；利用狗和弓箭，提高了狩猎的效率；用细石器和磨光石斧等制作各种复合工具和砍伐森林。技术和工具呈现多样化和复杂化，提高和改善了各种加工和处理食物的方法。这种复杂渔猎采集经济是对不稳定生态的一种不稳定适应方式，还出现了强化开采少数几种再生快、产量高的资源，如鱼、贝类、种子和坚果等，通过严密组织、强化劳力投入、开拓各种技术来利用和储藏食物。在这次广谱革命中，人类试图从特定生态环境的众多食物资源中，寻找以最少力气或时间就能获得最高食物回报的最佳觅食模式。
寻找最佳觅食模式就意味着人类开始进行动植物的选择，吹响了农业起源的前奏。
旧石器时代晚期中国古人类在生存行为方面发生了较为明显的变化，采集食物种类明显增加，普遍出现了象征采集模式的石磨盘以及陶器、石镰、石锄等粟类植物专项加工和集约采集模式的组合工具。
如在距今2.3万—1.1万年的山西柿子滩遗址石磨盘上发现了栎果、黍属、小麦族、薯蓣、豆科、栝楼等植物的淀粉粒残留
；在距今1.1万年左右的北京东林胡遗址发现了具有驯化特征的粟属、小麦族、块茎类等植物淀粉粒残留。
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位于宁夏的水洞沟遗址是中国北方典型的旧石器时代晚期遗址，根据部分石制品刃部的植物残留物分析，发现了大量的小麦族种子淀粉粒，有的异常破损，有的失去十字消光特征，表明先民对包括大麦属、小麦属、黑麦属在内的小麦族及其他植物种子经过研磨、加热或其他方式的加工后食用。
古人类已经积累了采集野生谷物方面的知识，认识到了谷物在营养成分、可储藏性等植物资源开发方面的技术储备，奠定了植物种植行为的认知基础。这场广谱革命在旧石器时代中国南北各地均有表现，但原因各不相同，如中国北方水洞沟遗址等遗址为了缓冲和抑制人口增长等客观因素带来的巨大生存压力，从以野驴、鹿、羚羊等为主要猎食对象的狩猎模式，转向把相对低档位置的兔子、獾、鸟类等快速型小动物纳入食物范畴；南方马鞍山等遗址则由于气候的变冷变干，原有的大型动物如水牛或因不适应气候的骤变而大批死亡，或被迫迁徙至更为湿暖的其他地区，从而导致了这一区域大型动物数量出现较大规模衰减，古人类不得不改变原有的生存策略，转而以相对小型化的动物为其猎捕对象。
在旧石器时代晚期，长江以南地区人类采集食物种类和特点与北方地区是有差异的。在旧石器时代末期的长江中游垄岗台地是人类活动的区域，人们以狩猎小动物、打鱼和采集植物维持生计，其中就包括湿地里的野生稻稻谷。以细小石器为特征的湖南十里岗遗址年代距今2万—1.5万年，是旧石器时代晚期文化遗址，文化层中发现稻属植硅体。
20世纪90年代中叶，中美考古人员对江西省万年县大源镇的仙人洞和吊桶环两处旧石器时代晚期（距今2.3万—1万年）的洞穴遗址进行了联合考古，出土了石片石器，砾石石器、骨角蚌器，烧火遗迹和少量骨角，还发现了世界年代最早的陶器。
仙人洞和吊桶环是一个旧石器时代晚期从采集狩猎经济中孕育出农业的典型考古遗址，距今2.0万—1.5万年的吊桶环二期文化地层中发现了野生稻植硅体，在距今1.2万—0.9万年文化层中，发现了栽培稻和野生稻植硅体，且栽培类型的比例相当高。
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仙人洞遗址是一个以渔猎采集为主要生计的社会，从早期到晚期地层中的植硅体数量呈现增加的趋势，表明先民采集野生稻强度的增加和栽培水稻的开始；陶片的发现表明先民开始炊煮和储存食物等活动。仙人洞遗址展现了水稻从野生采集到人类有意识栽培的发展过程。同时期的湖南玉蟾岩遗址出土小型砾石石器、粗糙陶器和骨器、角器、蚌器等，伴出大量的动物骨骼和螺蚌壳，筛选浮洗出大量植物果核，还发现5粒栽培稻谷遗存。
广东英德牛栏洞遗址出土了大量的打制石器、少量磨制石器，以及骨器、蚌器和夹砂灰陶片等，地层中发现少量的水稻植硅体。
这些考古发掘成果表明，在狩猎采集社会人类的食物种类普遍存在多样性的同时，地域性也相当明显，显示出人类生态位构建的特色，生长在气候温暖湿润、降雨量多地区水稻环境适应性的表现。除了上述三个遗址，在南方，尤其是华南地区，分布着许多旧石器时代晚期的洞穴和旷野遗址。在长江中下游地区的洞穴遗址有距今1.6万年左右的湖北省石门县的燕耳洞遗址、距今1.3万年左右的湖北省房县的樟脑洞遗址、距今1.1万年左右的江苏溧水神仙洞遗址；旷野遗址有距今1.5万年左右的湖南澧县十里岗和乌鸦山遗址。在华南地区的洞穴遗址有距今2.0万—1.8万年的广西柳州白莲洞遗址、距今1.2万—0.8万年的广西桂林甑皮岩遗址、距今1.1万年左右的广西柳州鲤鱼嘴遗址、距今1.2万年左右的广西桂林庙岩遗址、距今1.2万—1.1万年的广东阳春独石仔洞穴遗址、距今1.2万年的广东封开黄岩洞遗址等。文化遗存主要出自含有螺蚌壳的黄色土堆积或者灰褐色土堆积中，这是岭南洞穴遗址的一个显著特点，反映了人类对淡水贝壳类的捕捞和食用。除此之外，遗址中还出土竹鼠、豪猪、鹿、牛等哺乳类动物遗骸，其中鹿类始终处于绝对地位，其次为野猪，处在渔猎采集经济的生业形态。
地处亚热带南部的华南地区由于降雨量多，土壤呈酸性，植物遗存保存困难，目前发现的旧石器时代遗址还没有植物考古数据的报道，但华南地区是目前野生稻资源最丰富、分布区域最广的地区，除了在考古发掘中继续开展植物遗存调查工作外，全面开展多学科研究，或许能够找到人类采集野生稻作为食物的更多证据。
在旧石器时代晚期的人类狩猎采集行为常常是非常有条理的，神话、传说、宗教和传统保存着人类对于自然界的巨大敏感性和对人自身本性认识的深深印记。狩猎采集社会的猎人对于植物及其生活周期、繁殖、毒性、麻醉药性已经有深入了解，这些认识对于维持狩猎采集生活是必需的；也有证据表明，在狩猎采集社会中的人已经懂得耕种。木薯是澳大利亚原住民的重要食物，他们在挖掘野生木薯时不会挖取木薯块根的全部，总是要留下一段，他们知道剩下的部分会重新生长出来；在西澳大利亚的一个废弃的沙荒村落，周围数英里范围内生长着山药，很难区别哪片是天然生长、哪片是采挖后把山药顶部放回原处的栽培山药；在撒哈拉，人们在收获野生植物群丛以前，常有意地加以保护，以防野兽啮食。这种保护野生植物、以便下次采食的措施，是前农业时期传统的遗留。
尽管狩猎采集社会掌握的动植物知识足以用来种植植物获取食物，但先民并没有开始农业活动，这与狩猎采集获取食物的高效率有很大的关系。狩猎采集是人类发展史上最成功和持久的生活适应方式：狩猎采集生活比种植更方便，劳动量较小，每三天只需劳动两天，每天劳动3—4小时，就足以维持生活；狩猎采集者的膳食好于种植者，很少营养不良和挨饿；狩猎采集者的健康状况也好于种植者，慢性病，尤其是成年人的慢性病相对较少；狩猎采集社会的人口给养大大低于环境的容纳量，他们只消费有效食物供应量的20%—30%；在狩猎采集社会，通过杀婴、杀老和病残祭、延迟断奶、推迟结婚、战争等措施，保持人口和资源之间的平衡；狩猎采集生活从环境中获取资源有较大的安全性，种植遇到作物歉收时不得不转向采猎生活；狩猎采集生活有选择性，当动植物资源丰富时，植物性食物占60%—70%，肉食占30%—40%，当植物性食物缺乏时，就可能100%的肉食；在狩猎和采集生活中，人们对物质的占有欲望是极小的。
丰富的食物资源、高效的采集狩猎效率，以及采集狩猎社会的食物安全性和自我调节功能，大大降低了人类开展费时耗力以栽培植物为标志的农业生产活动的欲望和动力。不到万不得已的时候，人类是懒于从事农业生产的。热带地区农业发生很早，但进展最慢。主要是因为热带地区可以提供的食物非常丰富，一年四季都可以有收获，不需要贮藏备荒。面包树是热带岛屿地区一种重要的木本粮食植物，果实富含淀粉，3株树的果实就足够1个人全年的粮食；12支香蕉就能满足一个劳动力一天所需的食物；1个月劳动生产的椰子产量，足够两年的消费。块根类的产量尤其可观，据LaCasas估计，20名妇女劳动1个月，每天劳动6小时，在肥沃的土地上，其产量可以维持300人两年的粮食。自然界这种低投入、高报酬的慷慨大方，妨碍了原住民从原始种植向谷物种植迈进。
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中国古代文献中有许多传说记录着古人对农业起源的思考，如“民人食肉饮血，衣皮毛，至于神农，以为行虫走兽难以养民，乃求可食之物，尝百草之实，察酸苦之味，教民食五谷”。
“古之人皆食禽兽肉，至于神农，人民众多，而禽兽不足，于是神农因天之时，分地之利，制耒耜，教民农作，神而化之，使民宜之，故谓之神农也。”
这些传说与现代许多西方学者提出的农业起源理论有惊人的相似之处，认为农业起源是对人口增长、肉食性动物资源短缺的生存策略反应，是在人口压力下强化劳力投入的结果。
进入全新世后，全球气候转暖，环境日益改善，人口持续增长与膨胀，使土地载荷加重，人类能够迁徙活动的区域缩小，导致食物资源压力增大，人们不得不食用那些原来不利用的资源。这种转变促使形成多样化的觅食方式和种类多样的食谱，并必须发明和应用各种新技术来开发和储藏资源以应付粮食短缺的压力。通过栽培植物获取更多稳定的食物来源是最重要的应对策略。
在末次冰期（距今2.6万—1.8万年）以后，全球气候向温暖湿润发展，南北半球春暖花开，一片繁荣景象，环境变得越来越适宜于动植物生长和繁衍，食物资源相当丰富，地球人口增长速度很快。另一方面，海平面逐渐上升，渤海、黄海、挪威海等全球滨海湿地草原被水淹没，人类生存空间被压缩到一些丘陵与盆地。距今1.28万年左右，在末次冰期向全新世转换快速升温过程中出现了全球气温急剧下降的新仙女木（Younger Dryas，YD）事件。 [4] 在短短10年内，地球平均气温下降了大约7℃—8℃。这次降温持续了上千年，直到1.15万年前，气温才又突然回升。由于气温骤然下降，世界各地转入严寒，许多在高纬度地区的动植物大批死亡，使得环境的承载能力大大减弱。同时，一些原来宜居地区的气候也变得异常干燥和寒冷，食物生产的季节性相当明显，寒冷冬季几乎不能获取食物，如何在春夏季节增加耐储藏和耐饥寒的食物来解决冬季食物资源短缺的问题，成为当时人类不得不思考的问题。禾本植物种子的主要营养成分是淀粉，含量在80%以上，是一种多糖，具有能量高、耐饥饿等特点；种子含水率低，适合储藏，可储藏2—3年，甚至更长，仍然具有较好口感和食用价值；由于颖壳的保护，病虫害不易侵入。由于这些原因，禾本植物或许是人类应对新仙女木期环境变化引起食物季节性短缺的最佳选择，由此以栽培禾本科植物为主要特征的农业应运而生。人类选择果实个体小，采集费时、效率低下，加工食用处理复杂的禾本科植物作为主要粮食作物，既是新仙女木事件人类食物资源短缺的反映，也是人类应对食物季节性短缺的策略。总之，农业起源的目的是为了使食物生产更安全、更有效，是人类在对动植物认识水平提高的基础上，应对环境变化下人口增长和食物短缺的一种策略。
[1] Yang, X.Y., Wan, Z.W., Perry, L., et al.,“Early millet use in northern China”, PNAS , 109(2012):3726-3730.
[2] Zhao, Z.,“The Middle Yangtze Region in China Is One Place Where Rice Was Domesticated:Phytolith Evidence from the Diaotonghuan Cave, Northern Jiangxi”, Antiquity , 72(1998):885-897.
[3] Page, J.W.,“From Hunter to Husbandman”, Geographical Journal , 95(1940):233-234.
[4] Chen, H., Zhang, H., Spol, C., et al.,“Timing and Structure of the Younger Dryas Event and its Underlying Climate Dynamics”, PNAS , 117(2020):23408-23417.