Przestrzenne i czasowe możliwości wskaźników zastępczych używanych do wykrywania prekolumbijskiej aktywności człowieka tubylczego w ekosystemach Amazonii /C.N.H. McMichael, C. Levis, W.D. Gosling, A.B. Junqueira, D.R. Piperno, E.G. Neves, F. Mayle, M. Pena-Claros, F. Bongers

1. Wprowadzenie​

Obecnie uważa się, że ludzie są główną siłą napędową wielu procesów abiotycznych i biotycznych na Ziemi. Zasugerowano, że doprowadziło to do powstania odrębnej ery geologicznej zwanej antropocenem (np. Crutzen, 2002 ; Di Marco i Santini, 2015 ; Gallardo i in., 2015 ; Halpern i in., 2008 ; Lewis i Maslin, 2015 ; Pachauri i in., 2015 ; Vitousek i in., 1997 ). Ludzie przyczynili się do wyginięcia plejstoceńskiej megafauny w neotropikalnej strefie klimatycznej ( Barnosky i Lindsey, 2010 ; Rozas-Davila i in., 2016 , 2021 ) i modyfikowali krajobrazy w ekosystemach neotropikalnych przez co najmniej ostatnie 12 000 lat ( Ellis i in., 2021 ; Roosevelt, 2013 ). Formy działalności człowieka, w tym uprawa roślin i udomowienie, występowały również w regionach neotropikalnych przez co najmniej 10 000 lat ( Lombardo i in., 2020 ; Piperno, 2011 ; Roberts i in., 2017 ). Wiele z tych działań, szczególnie tych, które miały miejsce w ciągu ostatnich 2000 lat, prawdopodobnie pozostawiło trwałe skutki lub dziedzictwo ekologiczne w ekosystemach neotropikalnych, które są widoczne do dziś ( Furquim i in., 2023 ; Levis i in., 2017 ; McMichael, 2021 ; McMichael i in., 2023 ; Ross, 2011 ).

Rekonstrukcja interakcji człowiek-środowisko na przestrzeni czasu jest szczególnie ważna w przypadku ok. 6 milionów km2 lasów deszczowych Amazonii, które stanowią znaczną część bioróżnorodności Ziemi ( Olson i in., 2001 ). Sugestia, że ​​wpływy rdzennych mieszkańców okresu prekolumbijskiego odegrały dużą rolę w kształtowaniu bioróżnorodności obserwowanej w dzisiejszych ekosystemach, wywołała ważną debatę (np. Balée, 2010 ; Clement i in., 2015 ; Levis i in., 2017 ; Piperno i in., 2021 ; Piperno i in., 2019 ; Roosevelt, 2013 ). Większość naukowców z różnych dyscyplin zgadza się, że prekolumbijskie ludy tubylcze Amazonii w pewnym stopniu wpłynęły na jej ekosystemy, ale intensywność, zmienność kulturowa, rozległość przestrzenna, zmienność przestrzenna, czas trwania i ciągłość pozostają przedmiotem debaty ( Barlow i in., 2012 ; Bush i in., 2015 ; Clement i in., 2015 ; Heckenberger i in., 2003 , 2008 ; Levis i in., 2012 , 2017 ; McMichael i in., 2012a ; Piperno i in., 2015 ). Duża część kontrowersji wynika z ogólnego niedoboru danych w regionie, różnic w interpretacji tych samych zestawów danych oraz z ekologicznej heterogeniczności tego rozległego obszaru. Nawet największe zestawy danych ekologicznych w Amazonii odzwierciedlają głównie obszary stosunkowo łatwo dostępne ( McMichael i in., 2017 ). Poruszenie aspektów tej debaty ma istotne implikacje dla sposobu, w jaki chronimy i zarządzamy współczesnymi ekosystemami, a także dla suwerenności rdzennej ludności.

Ekolodzy , paleoekolodzy, archeolodzy, antropolodzy, etnografowie, ludność tubylcza i społeczności lokalne mogą dostarczyć cennych informacji na temat działalności rdzennej ludności prekolumbijskiej i jej wpływu na roślinność i krajobrazy Amazonii. Te informacje pochodzą jednak z różnych źródeł, są mierzone w różnych skalach przestrzennych i czasowych, a możliwości rekonstrukcji działalności człowieka prekolumbijskiego różnią się między nimi. Integracja różnych źródeł danych i wiedzy jest jednak niezbędna do zrozumienia wieloaspektowych i złożonych problemów oraz do uzyskania bardziej wiarygodnej i solidnej oceny wpływu działalności prekolumbijskiej na ekosystemy Amazonii ( Mayle i Iriarte, 2014 ; McClenachan i in., 2015 ; Tengö i in., 2014 ).

2. Gleby jako lokalne archiwa działalności człowieka rdzennej ludności przedkolumbijskiej i zmian roślinności

Gleby zawierają bogactwo cennych informacji i danych zastępczych, które można wykorzystać do rekonstrukcji przedkolumbijskiej działalności człowieka i wpływu rdzennej ludności na roślinność. Stanowiska archeologiczne, artefakty, makrofosylia i mikrofosylia , które bezpośrednio dokumentują przedkolumbijską działalność człowieka, znajdują się na tropikalnych glebach lądowych lub w nich ( Ryc. 1 , Ryc. 2 ). Informacje z badań archeologicznych zaczynają być kompilowane w internetowych bazach danych, w tym AmazonArch (Amazonian Archaeological Sites Network), która zawiera lokalizację geograficzną i podstawowe informacje archeologiczne dla ponad 10 000 stanowisk ( Clement i in., 2015 ; Riris i Arroyo-Kalin, 2019 ; WinklerPrins i Aldrich, 2010 ; https://sites.google.com/view/amazonarch ). Zmienność i różnorodność dowodów archeologicznych obejmuje stanowiska zawierające artefakty, takie jak kamienie, ceramika, malowidła naskalne lub petroglify, ziemne budowle i gleby antropogeniczne (zwane Amazonian Dark Earths, lub ADE) (np. Neves i in., 2021 ) (przykłady ceramiki i ziemnych budowli pokazano na ryc. 2 ). W niektórych z tych stanowisk ludzie prekolumbijscy zmodyfikowali teksturę gleby , zawartość składników odżywczych i stabilne izotopy, pozostawiając trwałe dziedzictwo właściwości gleby przez tysiące lat ( Glaser i Birk, 2012 ; Glaser i Woods, 2004 ; Lehman i in., 2003 ).

Ryc. 2. Przykłady bezpośrednio udokumentowanych dowodów działalności człowieka znalezionych w glebach Amazonii. Górny panel pokazuje wykopaliska archeologiczne, a środkowy panel pokazuje ceramiczne artefakty odkryte podczas wykopalisk (zdjęcia: Bernardo Oliveira/Instituto Mamirauá). Dolny panel pokazuje obraz ziemnych umocnień z Google Earth, które odkryto w południowo-zachodniej Amazonii po wylesieniu krajobrazu.

Fitolity to mikroskopijne ciała krzemionki, które są wytwarzane w komórkach wielu gatunków roślin i często zachowane w dużych ilościach w archiwach glebowych, gdzie pyłki i makrofosylia uległy znacznemu rozkładowi ( Piperno, 2006 ) (przykład pokazano na rys. 3 ). Analizę fitolity powszechnie wykonuje się na próbkach pobranych ze stanowisk archeologicznych, ale także w glebach, które nie są związane ze środowiskiem archeologicznym, takich jak osady jeziorne i gleby lądowe ( rys. 1 ). Fitolity często odzwierciedlają lokalny rozkład roślin, szczególnie w glebach lądowych, ponieważ nie mają wewnętrznych mechanizmów rozprzestrzeniania, które przenosiłyby je na znaczne odległości od środowiska depozycyjnego , jak to może mieć miejsce w przypadku pyłku. Badania fitolitów w glebach powierzchniowych lasów tropikalnych w Panamie wykazały, że ruch fitolitów, poprzez ogień lub transport wód powierzchniowych , może być tak niewielki, jak 25–30 m od ich obszaru źródłowego ( Piperno, 1988 ) lub nawet 100–120 m od ich rośliny źródłowej (Piperno, pers. Comm.; Piperno i McMichael, rękopis w przygotowaniu). Ponadto jeziora z dopływającymi strumieniami mogą zawierać fitolity ze znacznych odległości, a w glebach lasów rzecznych z Brazylii wskazany jest ruch fitolitów z obszarów położonych w znacznej odległości w górę rzeki ( Watling i in., 2016 ). Można by się spodziewać, że sezonowo zalewane sawanny będą podobne.

Ryc. 3. Mikrofosylia znalezione w glebach Amazonii, które mogą dokumentować działalność człowieka i zmiany środowiskowe. Górny panel przedstawia fitolity z drzewa Licania micrantha Miq. (Chrysobalanceae), które są diagnostyczne co najmniej do poziomu rodzaju ( Piperno i McMichael, 2023 ) (Zdjęcie: Dolores Piperno). Środkowy panel przedstawia ziarna skrobi z fasoli zwykłej (Fasola) (Zdjęcie: Dolores Piperno). Dolny panel przedstawia węgiel drzewny wyizolowany z gleb Amazonii (Zdjęcie: Crystal McMichael).

Fitolity bezpośrednio dokumentują różne rodzaje roślinności, takie jak sawanna, otwarte lasy z bambusami, lasy wiecznie zielone, półzimozielone i liściaste , a także wczesny wzrost sukcesyjny typowy dla zakłóceń powodowanych przez człowieka. Fitolity bezpośrednio wykrywają również niektóre duże i małe uprawy oraz inne rośliny gospodarcze (np. kukurydzę [ Zea mays L], Cucurbita spp. [dynie i tykwy], maniok [ Manihot esculenta Cranz], maranta arundinacea L. ] i różne gatunki palm) ( Carson i in., 2014 ; Dickau i in., 2013 ; Lombardo i in., 2020 ; McMichael i in., 2012a , 2012b ; Piperno, 2006 ; Watling i in., 2016 ; Whitney i in., 2013 , 2014 ). Wszystkie palmy, trawy i turzyce oraz wiele nadrzewnych roślin okrytonasiennych i dwuliściennych wytwarzają dużą liczbę fitolitów diagnostyczną co najmniej dla rodziny, a nierzadko, dla rodzaju ( Huisman i in., 2018 ; Morcote-Ríos i in., 2015 , 2016 ; Piperno, 2006 ; Piperno i McMichael, 2023 ; Piperno i in., 2019 ; Witteveen i in., 2022 ). Duża produkcja fitolitów przez palmy i trawy oznacza również, że ich brak w zapisie faktycznie oznacza brak tych taksonów w roślinności ( Piperno i in., 2015 ). Jednak nie wszystkie rośliny wytwarzają fitolity, a niektóre taksony pozostaną niewykrywalne w rekonstrukcjach ( Piperno, 2006 ). Dotyczy to niektórych drzew o dużym znaczeniu gospodarczym, np. Bertholletia excelsa (orzech brazylijski), Annona spp. (graviola, cherimoya), guawy ( Psidium guajava L.).

Ziarna skrobi (przykład pokazany na rys. 3 ) mogą identyfikować pewne odmiany uprawne, takie jak kukurydza ( Zea mays L.), dynia ( Cucurbita spp.), maniok ( Manihot esculenta Cranz) i inne rośliny bulwiaste (np. Pearsall i in., 2004 ; Piperno, 2006 ; Piperno, 2011 ). Niektóre uprawy, które nie produkują fitolitów, takie jak orzeszki ziemne ( Arachis hypogaea L.) i papryczki chili ( Capsicum spp.), mają diagnostyczne ziarna skrobi (np. Dickau i in., 2007 ; Ezell i in., 2006 ; Piperno, 2006 ). Fasola, w tym gatunki Phaseolus , i niektóre palmy , które były używane przez tubylcze ludy przedkolumbijskie, również produkują identyfikowalne ziarna skrobi ( Watling i in., 2018 ). Ziarna skrobi są zwykle izolowane z ceramiki lub narzędzi kamiennych znalezionych na stanowiskach archeologicznych ( Ryc. 1 ) ( Iriarte i in., 2004 ; Pearsall i in., 2004 ; Watling i in., 2018 ; Young i in., 2023 ). Pozostałości makrobotaniczne, często zwęglone, są zwykle odzyskiwane z osadów stanowisk i wraz z ziarnami skrobi i fitolity dostarczają empirycznych dowodów na dietę i styl życia tubylczych ludów przed kontaktem (np. Furquim i in., 2021 ; Watling i in., 2018 ).

Makroskopowe fragmenty węgla drzewnego (np. >500 μm) znalezione w glebie, w tym na stanowiskach archeologicznych, reprezentują lokalne wydarzenia związane z pożarami w przeszłości (np. Rhodes, 1998 ; Whitlock i Larsen, 2002 ) (przykład pokazano na rys. 3 ). W lasach pozasezonowych z ograniczoną porą suchą (na przykład tych znajdujących się w północno-zachodniej Amazonii) pożary lasów prawie zawsze rozpoczynają się od interwencji człowieka ( rys. 1 ) ( Bush i in., 2008 ; Malhi i in., 2008 ). Obecność węgla drzewnego w tych lasach pozasezonowych wskazuje na działalność człowieka ( Bush i in., 2008 ), ale pożary lasów, które uniknęły pożarów w tych obszarach, mogą również występować podczas ekstremalnych susz ( Flores i in., 2017 ). W suchszych obszarach, tj. w sezonowych lasach graniczących z sawannami we wschodniej Amazonii, pożary są mniej zależne od podpalenia przez człowieka, ale nadal występują częściej, gdy są obecni ludzie ( Alencar i in., 2004 ; Maezumi i in., 2015 , 2018b ; Nepstad i in., 2004 ; Power i in., 2016 ; Ramos-Neto i Pivello, 2000 ). Dane paleoekologiczne i archeologiczne pokazują, że częstotliwość pożarów w Amazonii była większa w późnym holocenie , gdy klimat był wilgotniejszy niż we wczesnym i środkowym holocenie ( Arroyo-Kalin i Riris, 2021 ; McMichael i Bush, 2019 ; Nascimento i in., 2022 ), co podkreśla, że ​​głównym źródłem zapłonu była działalność człowieka.

Węgiel drzewny zachowuje diagnostyczne cechy morfologiczne rośliny, z której pochodzi, i może być stosowany do identyfikacji typów roślin, np. taksonów zdrewniałych i niezdrewniałych ( Bodin i in., 2020 ; Di Pasquale i in., 2008 ; Orvis i in., 2005 ). Morfologia węgla drzewnego może czasami zapewnić identyfikację taksonomiczną na poziomie rodziny, a czasami rodzaju lub gatunku w ekosystemach tropikalnych i była stosowana do charakteryzowania użytkowania gruntów i lasów sukcesyjnych na stanowiskach archeologicznych ( Bachelet i Scheel-Ybert, 2017 ; Bodin i in., 2019 ; Cartwright, 2015 ; Fernandes Caromano i in., 2013 ; Goulart i in., 2017 ; Iriarte i in., 2020 ; Scheel-Ybert i in., 2014 ). Właściwości chemiczne (tj. spektroskopia FTIR) fragmentów węgla drzewnego można również wykorzystać do oszacowania temperatury spalania w trakcie pożaru, a także do rozróżnienia rodzajów roślin (np. roślin zdrewniałych i trawiastych), które uległy spaleniu ( Gosling i in., 2019 ; Maezumi i in., 2021 ).

W przypadku badań gleby w celu rekonstrukcji minionych pożarów, replikowane rdzenie glebowe są zazwyczaj pobierane z danego miejsca (w promieniu 100–200 m) ( Hammond i in., 2006 ; McMichael i in., 2012a , 2012c ), aby uwzględnić nierównomierne osadzanie się węgla drzewnego, które występuje na skalę lokalną po spaleniu roślinności (np. Lynch i in., 2004 ). Tak więc powtarzający się brak węgla drzewnego w rdzeniach glebowych zlokalizowanych w bliskim sąsiedztwie można z pewnością zinterpretować jako fakt, że w badanym obszarze rzeczywiście nie było ognia, a nie że próbkowanie nie było w stanie wykryć pożaru ( McMichael i in., 2012a , 2015 ). Replikowane rdzenie glebowe mogą również wskazywać, czy duże połacie roślinności zostały spalone lub spalone wielokrotnie, zwłaszcza jeśli niektóre z cząstek są datowane metodą ¹⁴ C AMS ( Feldpausch i in., 2022 ; Heijink i in., 2022 ; McMichael i in., 2012a ; Sanford i Horn, 2000 ; Whitlock i Larsen, 2002 ). Replikowane rdzenie są często analizowane również w celu sprawdzenia, w jaki sposób zmiany roślinności zaszły w stosunkowo małej skali geograficznej lub wzdłuż gradientów środowiskowych (np. Heijink i in., 2022 ; McMichael i in., 2012a ; McMichael i in., 2012b ; Watling i in., 2017 ).

Stabilne izotopy węgla i azotu są powszechnie używane do wnioskowania o dynamice roślinności ( Rys. 1 ) ( de Freitas i in., 2001 ; Pessenda i in., 1998 ). Stabilne izotopy węgla z gleb były również używane do wnioskowania o przekształceniach krajobrazu przez rdzenną ludność prekolumbijską. Są one szczególnie przydatne do dokumentowania zmian lub przesunięć między zbiorowiskami traw C3 i C4 oraz zmian roślinności na podniesionych polach prekolumbijskich ( Iriarte i in., 2010 ; McKey i in., 2010 ; Watling i in., 2017 ). Analiza stabilnych izotopów węgla i azotu z kolagenu kostnego była również używana do rekonstrukcji zmian diety rdzennej ludności prekolumbijskiej (np. Colonese i in., 2020 ; Roosevelt, 1989 ).

Gleby mają bardzo wysoką rozdzielczość przestrzenną , ponieważ można zebrać wiele próbek w odległości kilku metrów od siebie (tj. wysoka potencjalna częstotliwość pobierania próbek) i bardzo wysoki limit przestrzenny, ponieważ występują niemal wszędzie w systemach lądowych ( rys. 4 ). Limit czasowy gleb jest również bardzo wysoki; gleby rejestrują dowody od czasów współczesnych do tysięcy lat temu ( rys. 4 ). Najwyższy 1 m gleb amazońskich zwykle reprezentuje ostatnie kilka tysięcy lat ( Piperno, 2016 ; Piperno i in., 2021 ). Gleby mają jednak niską rozdzielczość czasową ze względu na procesy takie jak formowanie się gleby, erozja i bioturbacja , a ustalenie zależności wiek-głębokość nie zawsze jest możliwe (np. Mayle i Iriarte, 2014 ; Sanford i Horn, 2000 ) ( rys. 4 a). Datowanie radiowęglowe ( ¹⁴ C AMS) ze stanowisk archeologicznych lub mikrofosyliów glebowych zwykle ma dokładność 2-sigma wynoszącą ok. 100 lat ( Neves i in., 2004 ; Piperno, 2016 ; Schaan i in., 2012 ; Taylor i Bar-Yosef, 2016 ). Jednakże, gdy z tego samego rdzenia uzyskano wiele dat, często można ustalić ogólne trendy w pożarze lub roślinności od starszych do młodszych w rdzeniach glebowych (np. Hill i in., 2023 ; McMichael i in., 2012a ; McMichael i in., 2012c ; Piperno i in., 2021 ).

Rys. 4. Przestrzenne i czasowe charakterystyki źródeł danych użytych do oceny przeszłej działalności człowieka i zmian roślinności. (a) Każdy rodzaj materiału archiwalnego zakodowany kolorem i przedstawiony na wykresie w odniesieniu do jego rozdzielczości przestrzennej (najwyższa możliwa częstotliwość próbkowania materiału archiwalnego w przestrzeni) i rozdzielczości czasowej (najwyższa możliwa częstotliwość próbkowania materiału archiwalnego w czasie). (b) Rodzaje materiałów archiwalnych przedstawione są na wykresie w odniesieniu do ich granic przestrzennych i czasowych (całkowita ilość przestrzeni lub czasu uchwycona w archiwum). Linie przerywane wskazują potencjalny zakres rozdzielczości/limitu uzyskanego z każdego źródła danych. Krzyżyki są wyśrodkowane na najczęstszej rozdzielczości/limicie uzyskanej dzięki wysiłkom próbkowania źródeł danych w Amazonii.

3. Osady jeziorne jako lokalne i regionalne archiwa aktywności człowieka rdzennej ludności przedkolumbijskiej i zmian roślinności

Podobnie jak gleby, osady jeziorne zawierają również mikrofosylia , które mogą być wykorzystane do dokumentowania przedkolumbijskiej działalności człowieka i wynikającego z niej dziedzictwa w ekosystemach. Jeziora wystarczająco stare do badań paleoekologicznych są rzadkie w większości Amazonii, co ogranicza rozdzielczość przestrzenną rekonstrukcji paleoroślinności ( Bush i Silman, 2007 ), chociaż rozdzielczość czasowa może być czasami wysoka ( Rys. 4 ). W przeciwieństwie do gleb, osady jeziorne zazwyczaj mają ciągłą sedymentację, a zatem solidną integralność stratygraficzną, a także można wyprowadzić zależności wiek-głębokość, które umieszczają ramy czasowe dla działalności człowieka i zmian środowiskowych. Większość zapisów osadów jeziornych z Amazonii zawiera próbki analizowane w rozdzielczości czasowej w skali stuleci (np. co stulecie do kilkuset lat) ( Nascimento i in., 2022 ). W rzadkich głębokich jeziorach z warunkami beztlenowymi osady mogą jednak zachowywać subdekadalną stratygrafię , umożliwiając niemal ciągły wgląd w lokalną dynamikę działalności człowieka i odnowę lasów ( rys. 4 ) ( Åkesson i in., 2021 ; Bush i in., 2016 , 2021a ). Czasowy limit zapisów osadów jeziornych zmienia się w zależności od typu jeziora, lokalnego środowiska depozycyjnego i warunków zachowania ( rys. 4 ). Niewiele stanowisk w Amazonii sięga plejstocenu ( Mayle i in., 2000 ; Whitney i in., 2011 ), ponieważ większość jezior nierzecznych powstała (i rozpoczęła się sedymentacja) w okresie środkowym i późnym holocenu (ok. 8000–4000 lat temu) (np. Bush i McMichael, 2016 ; Bush i in., 2007 ; Carson i in., 2014 ; Nascimento i in., 2022 ; Urrego i in., 2013 ).

Obfitość węgla drzewnego i jej zmiany w sekwencji osadowej są zazwyczaj wykorzystywane do wnioskowania o zmianach w ilości spalanej biomasy w otaczającym krajobrazie (np. Marlon i in., 2013 ; Marlon i in., 2016 ); utożsamiane z intensywnością pożaru ( Keeley, 2009 ). Ostatnie prace oszacowały również temperatury spalania węgla drzewnego znalezionego w osadach jeziornych i pokazały, w jaki sposób skład i cechy roślinności zmieniają się w zależności od intensywności pożaru ( Nascimento i in., 2023 ). Cząsteczki węgla drzewnego są osadzane w osadach jeziornych ze źródeł powietrznych lub lądowych, a ocena klas wielkości cząstek węgla drzewnego jest powszechnie stosowana w celu odróżnienia wkładu lokalnego od regionalnego ( Clark i Royall, 1996 ; Sanford i Horn, 2000 ). Zależności między obfitością węgla drzewnego a spalaną biomasą oraz obszarem źródłowym cząstek węgla drzewnego dla jezior amazońskich pozostają słabo udokumentowane i wymagają dalszych badań.

4. Dane etnograficzne, etnohistoryczne i etnoekologiczne dostarczają wglądu w działalność człowieka tubylczego w okresie przedkolumbijskim i zmiany w roślinności

Badania etnograficzne, etnohistoryczne i etnoekologiczne mogą być wykorzystywane do oceny, dokumentowania, interpretowania i uzyskiwania spostrzeżeń z rdzennych i lokalnych systemów wiedzy (patrz na przykład rys. 6 ). Rdzenne i lokalne systemy wiedzy dostarczają cennych informacji, które można wykorzystać do interpretacji przedkolumbijskiej działalności człowieka ( rys. 1 ) ( Cassino i in., 2019 ), takich jak: (i) wykorzystanie i zarządzanie zasobami, w tym przeszłe i współczesne rozmieszczenie zasobów roślinnych ( Cassino i in., 2019 ; Levis i in., 2018 , 2020 ); (ii) w jaki sposób style życia i systemy zarządzania zasobami wpływają na krajobrazy i są przez nie kształtowane ( Balée, 2006 ); (iii) ograniczenia technologiczne i pracownicze w zakresie wykorzystania zasobów ( Junqueira i in., 2016 ); oraz (iv) gęstości populacji, jakie można utrzymać w różnych ekosystemach i przy zastosowaniu różnych systemów produkcji ( Heckenberger i in., 2008 ).

Ryc. 6. Przykłady badań etnograficznych i pracy z tubylcami i mieszkańcami Amazonii. Górny panel przedstawia badaczkę Carolinę Levis prowadzącą badanie etnoekologiczne z lokalnym mieszkańcem Lasu Narodowego Tapajós w Brazylii (zdjęcie zrobione w 2014 r. przez Bernardo Floresa). Dolny panel przedstawia badaczy Paula Colinvaux (po prawej), Paulo de Oliveira (drugi od prawej) i Melanie Reidinger (po lewej) wymieniających się wiedzą na temat mikrofosyli i roślin amazońskich z członkami grupy etnicznej Siona (zdjęcie zrobione w 1988 r. przez Marka Busha).

Etnografia odnosi się do dogłębnego opisu codziennego życia i praktyk danej kultury lub społeczeństwa [ Oxford (2016) ; patrz również Hammersley i Atkinson (2007) dla szerszej definicji], a etnohistoria łączy etnografię z badaniem zapisów historycznych i innych źródeł informacji ( Axtell, 1979 ). Etnoekologia to badanie interakcji ludzi z ich środowiskiem, często ze szczególnym uwzględnieniem aktualnej wiedzy i praktyk dotyczących wykorzystania i zarządzania zasobami, w tym poddyscyplin etnobotaniki i etnozoologii ( Martin, 2004 ). Poddyscyplina etnoarcheologii obejmuje badania etnograficzne wykonywane przez archeologów ze szczególnym uwzględnieniem kultury materialnej ( Politis, 2014 ). Duża część kultury i praktyk zarządzania zasobami obecnych mieszkańców Amazonii została odziedziczona po populacjach prekolumbijskich, ale przekształciła się w różnym stopniu ze względu na heterogeniczną i nieciągłą historię ludzkiej okupacji regionu ( Cleary, 2001 ; Denevan, 2001 ). Na przykład przybycie Europejczyków spowodowało masowe wymieranie ludności tubylczej ( Denevan, 1992 ), a wiele pozostałych grup zostało rozdrobnionych, przesiedlonych lub zniewolonych podczas kolonizacji europejskiej ( Dobyns, 1966 ). Dlatego projekcja danych etnograficznych na przeszłe style życia i systemy produkcji wymaga ostrożności ( Mcclenachan i in., 2015 ). Danych etnograficznych nie zawsze można powiązać z działalnością człowieka w określonych momentach w przeszłości, ale lokalna wiedza rdzennych mieszkańców ma kluczowe znaczenie dla lokalizacji lasów przodków, gleb antropogenicznych i innych oznak aktywności człowieka, zwłaszcza w odległych regionach ( Franco-Moraes i in., 2019 ; Kopenawa i Albert, 2023 ).

Ludność tubylcza to potomkowie rodzimych grup etnicznych, które zachowują historyczne i kulturowe powiązania z prekolumbijskimi społeczeństwami tubylczymi, chociaż wraz z kolonizacją europejską miały miejsce poważne zakłócenia społeczne i wstrząsy ( Cook, 1998 ; Livi-Bacci, 2016 ). Większość badań etnograficznych i etnoekologicznych przeprowadzili naukowcy niebędący tubylcami. Niedawne badania prowadzone we współpracy ze współczesnymi tubylcami zakładają, że ekosystemy Amazonii zostały przekształcone przez rozległą i długoterminową sieć relacji społecznych i wzajemnych powiązań między ludźmi (np. Heckenberger i in., 2008 ; Ribeiro i in., 2023 ). Przyszłe badania powinny promować podejścia partycypacyjne i współpracy, ponieważ tubylcy i ich systemy wiedzy mogą inspirować nowe pomysły w celu zwiększenia zrozumienia działalności człowieka i zmian roślinności (patrz na przykład rys. 6 ).

Dowody archeologiczne połączone z obserwacją rdzennych systemów produkcyjnych sugerują na przykład, że przedkolumbijskie systemy produkcyjne w niektórych regionach wydają się być znacznie bardziej oparte na agro-leśnictwie i zarządzaniu zasobami leśnymi i wodnymi w porównaniu z systemami kolonialnymi ( Maezumi i in., 2018a ; Moraes, 2015 ; Neves, 2013 ; Shepard i in., 2020 ). Prace etnograficzne nad obecnymi systemami gospodarowania glebą i odpadami były również niezbędne do zrozumienia procesów, które doprowadziły do ​​powstania Amazonian Dark Earth (ADE) ( Hecht, 2003 ; Schmidt i in., 2014 ; Winklerprins, 2009 ).

Zmienność i niedobór danych etnograficznych ograniczają ekstrapolacje informacji pochodzących lokalnie na inne regiony Amazonii. Na przykład, podczas gdy główne uprawy, takie jak kukurydza i maniok, były uprawiane w większości regionów dorzecza, niektóre mniejsze uprawy lub użyteczne gatunki rodzime, które są ważne kulturowo lub ekonomicznie w danym regionie, mogą nie być takie w innych. Zamiast bezpośredniej projekcji teraźniejszości w przeszłość, badania etnograficzne dostarczają spostrzeżeń, które pozwalają lepiej zrozumieć starożytne rdzennych mieszkańców, strategie zarządzania zasobami i ich potencjalny wpływ na przeszłe i obecne krajobrazy ( Mcclenachan i in., 2015 ). Badania etnograficzne dostarczają również cennych informacji na temat rdzennego użytkowania zasobów i praktyk społecznych od czasu kolonizacji europejskiej oraz ułatwiają rozplątywanie skutków przed- i pokolonialnej działalności człowieka w obecnych krajobrazach ( Forline, 2008 ). Dane etnograficzne można połączyć z lingwistyką, ponieważ wiadomo, że grupy w obrębie tych samych rodzin językowych częściej dzielą podobne systemy zarządzania zasobami, np. Arawak ( Eriksen i Danielsen, 2014 ). Historyczne rozmieszczenie języków tubylczych (np. Eriksen, 2011 ) może zatem ułatwić projekcje etnograficzne w przestrzeni od czasu kolonizacji europejskiej.

Dokumenty historyczne pochodzące z wczesnej kolonizacji Amazonii mogą również dać wgląd w przedkolumbijskie systemy użytkowania ziemi przez tubylców. Francisco Orellana poprowadził pierwszą wyprawę w dół rzeki Amazonki w 1540 r. n.e., co zostało odnotowane przez Gaspara de Carvajala ( Medina, 1934 ). Wcześni koloniści przenieśli się i założyli misje jezuickie później w latach 1600. n.e. w kilku regionach ( Reeve, 1994 ), a amazoński boom kauczukowy miał miejsce od ok. 1850 do 1920 r. n.e. ( Hecht i Cockburn, 2010 ; Weinstein, 1983 ). Wszystkim tym wydarzeniom odpowiadały dokumenty historyczne, które rejestrowały aspekty rdzennej ludności i jej interakcje z kolonistami.

Rozdzielczość przestrzenna zapisów etnograficznych i danych historycznych ma potencjał, aby być bardzo wysoka ( rys. 4 ). Istnieje również wysoka potencjalna rozdzielczość czasowa zarówno zapisów historycznych, jak i etnograficznych, chociaż dostępne dane w czasie są stosunkowo skąpe. Granica czasowa dokumentów historycznych obejmuje tylko ostatnie kilkaset lat od przybycia Europejczyków, a granica czasowa zapisów etnograficznych jest ograniczona wspomnieniami lokalnych mieszkańców, chociaż może rozciągać się znacznie dalej wstecz w czasie poprzez przekazywanie wiedzy przez pokolenia ( rys. 4 b). Ze względu na fragmentację i wstrząsy ludności tubylczej po kolonizacji europejskiej, pozostaje kwestią sporną, jak daleko wstecz w czasie można ekstrapolować etnografię. W niektórych przypadkach istnieje silna ciągłość kulturowa i historyczna między starożytnymi i współczesnymi ludami tubylczymi, ale w innych przypadkach współczesne ludy tubylcze zamieszkują swoje obecne ziemie zaledwie od kilku dekad (np. lud Kichwa pochodzenia andyjskiego, który obecnie zamieszkuje obszary nizinnego Ekwadoru).

5. Nowoczesne zbiory danych dostarczają wglądu w działalność człowieka tubylczego w okresie przedkolumbijskim i zmiany w roślinności: zbiory biologiczne i dane teledetekcyjne

Zapisy zbiorów biologicznych obejmują badania roślin i zwierząt (inwentaryzacje), sieci monitoringu biologicznego lub ekologicznego (np. Anderson-Teixeira i in., 2015 ; Malhi i in., 2002 ; ter Steege i in., 2013 ) oraz okazy zielnikowe lub muzealne (np. Feeley i Silman, 2011 ) (na przykład patrz rys. 7 ). Te zapisy zbiorów biologicznych służą do oceny obecności, braku i liczebności roślin i zwierząt we współczesnych ekosystemach (lub w okresie historycznym). Chociaż zapisy biologiczne dostarczają cennych informacji o przeszłych (przed- i pokolonialnych) działaniach, nie mierzą bezpośrednio wpływów rdzennych mieszkańców okresu przedkolumbijskiego na ekosystemy ( rys. 1 ). Zapisy biologiczne wymagają powiązań z danymi archeologicznymi, paleoekologicznymi, genetycznymi lub etnograficznymi dotyczącymi stopnia i formy dawnej działalności człowieka, aby wnioskować o związkach przyczynowo-skutkowych (np. Heijink i in., 2022 ; Heijink i in., 2020 ; Levis i in., 2017 ; Piperno i in., 2021 ).

Ryc. 7. Badaczka Carolina Levis mierzy i identyfikuje drzewo piquiá ( Caryocar villosum ) u lokalnego mieszkańca Lasu Narodowego Tapajós w Brazylii (zdjęcie: Bernardo Flores).

Coraz częściej uznaje się, że przeszłe i obecne działania człowieka są czynnikami wpływającymi na rozmieszczenie gatunków ( Boivin i in., 2016 ; Di Marco i Santini, 2015 ; Gallardo i in., 2015 ; Guisan i Thuiller, 2005 ; Halpern i in., 2008 ). Ludzie zmienili zasięg występowania i liczebność kilku gatunków roślin , częściej rozszerzając zasięg występowania roślin użytkowych i udomowionych niż roślin bez udokumentowanego zastosowania dla ludzi ( Balée, 1989 ; Levis i in., 2017 , Coelho i in., 2021 ). Na przykład maniok esculenta ( Manihot esculenta ) był uprawiany przez ludność tubylczą przez cały holocen ( Piperno, 2011 ). Obecnie udomowione populacje manioku są uprawiane w całej strefie tropikalnej, podczas gdy bezpośredni przodek udomowionego manioku ( M. flabellifolia ) jest ograniczony do Ameryki Południowej ( Olsen i Schaal, 1999 ). Różnice między naturalnym rozmieszczeniem a rozmieszczeniem zmodyfikowanym przez człowieka gatunków uprawnych, a zwłaszcza tych z udomowionymi populacjami, mogą wskazywać na przeszłą działalność człowieka. Kilka palm i drzew, które są wykorzystywane jako żywność, jest obficie występujących w zbiorowiskach roślinnych stanowisk archeologicznych ( Balée, 1989 ; Junqueira i in., 2010 ). Współczesne inwentarze roślinne, które są bliżej stanowisk archeologicznych, mają również tendencję do większej obfitości i różnorodności roślin użytkowych i udomowionych ( Levis i in., 2012 , 2017 ; Thomas i in., 2015 ).

Materiał genetyczny roślin (DNA) zazwyczaj pochodzi z roślin, ale można go również znaleźć w glebie i osadach. Materiał genetyczny z resztek roślin można powiązać z wydarzeniami z przeszłości w historii ludzkości, takimi jak udomowienie roślin i migracje ( rys. 1 ) (np. Clement, 1988a ; Clement, 1988b ; Gutaker i Burbano, 2017 ; Moreira i in., 2017 ; Roullier i in., 2013 ). Badania genetyczne mogą również dostarczyć informacji o gatunkach, których populacje zostały udomowione przez ludzi, ponieważ selekcja i uprawa pożądanych fenotypów powoduje zmiany w morfologii, fizjologii i genotypie populacji potomnych ( Emshwiller, 2006 ; Harlan, 1992 ; Olsen i Schaal, 2001 ). Całość wybranych zmian fenotypowych u gatunku nazywana jest zespołem udomowienia, który można badać metodami morfologicznymi, chemicznymi, archeobotanicznymi i molekularnymi (np. Emshwiller, 2006 ; Meyer i in., 2012 ; Smith, 2006 ).

Gatunki z populacjami o pewnym stopniu udomowienia wykazują wzorce zmienności morfologicznej oraz różnorodności genetycznej i struktury w przestrzeni geograficznej, które są wynikiem zdarzeń udomowienia, rozproszenia i późniejszej dywersyfikacji ( Meyer i Purugganan, 2013 ). Udomowione gatunki o znaczeniu ekonomicznym częściej wykazują drastyczne zmiany morfologiczne, takie jak 2000% wzrost wielkości owoców w dzikich populacjach palmy brzoskwiniowej ( Bactris gasipaes ) w porównaniu z niektórymi udomowionymi populacjami ( Clement, 1988b ). Zdarzeniom rozproszenia często towarzyszą inne naturalne i ludzkie naciski selekcyjne, skutkujące dywersyfikacją zastosowań, zmiennością morfologii, składu chemicznego i fizjologii ( Meyer i Purugganan, 2013 ) oraz adaptacją do udomowionych krajobrazów ( Clement, 1999 ).

Do niedawna genetycy roślin pracowali wyłącznie z żywymi roślinami lub próbkami zebranymi w ciągu ostatnich 200–300 lat (np. Roullier i in., 2013 ). W ciągu ostatniej dekady nowe metody genetyki molekularnej pozwoliły na ekstrakcję i analizę DNA z pozostałości archeobotanicznych ( Wales i in., 2014 ). Starożytne DNA (aDNA) zwiększa zdolność dokumentowania historii genetycznej roślin, może odróżniać uprawy od ich dzikich przodków lub szacować zmiany genetyczne i migrację udomowionych roślin lub odmian uprawnych w czasie ( Freitas i in., 2003 ; McLachlan i Clark, 2005 ; Piperno, 2011 ). Obecnie możliwe jest nawet ekstrakcja i datowanie aDNA odzyskanego z ziaren pyłku znalezionych w osadach jeziornych i próbkach historycznych ( Gutaker i Burbano, 2017 ; Parducci i in., 2017 ). aDNA ulega bardzo szybkiej denaturacji w osadach tropikalnych jezior (z powodu gorących i wilgotnych warunków), chociaż ekstrakcja okazała się skuteczna w tropikach afrykańskich ( Bremond i in., 2017 ). Geograficzna reprezentacja próbek aDNA jest nierównomierna, chociaż wiele roślin uprawnych zostało umieszczonych w bazie danych.

Zapisy zbiorów biologicznych mogą być zbierane z dowolnego miejsca na Ziemi, więc ich potencjalny limit przestrzenny jest nieograniczony ( rys. 4 ). Do tej pory jednak pobieranie próbek obejmuje tylko niewielką część 6 milionów km2 ^Amazonii ( Carvalho i in., 2023 ; ter Steege i in., 2013 ). Naziemne badania rozmieszczenia i liczebności roślin i zwierząt mogą również charakteryzować się wysoką rozdzielczością przestrzenną , z hierarchiami transektów lub działek o powierzchni 1 ha powszechnie grupowanymi w obrębie regionu (np. ter Steege i in., 2013 ). Inwentaryzacje biologiczne można również mierzyć z częstotliwością roczną i mają one wysoką rozdzielczość czasową, ale większość powtarzanych spisów obejmuje tylko kilka dekad ( Malhi i in., 2002 ; Phillips i in., 1994 ) ( rys. 4 ).

Naziemne zbiory biologiczne i obrazy satelitarne są często łączone w nowoczesnych badaniach ekologicznych i globalnych zmianach. Obrazy satelitarne były również używane do wnioskowania o glebie i roślinności będącej pozostałością po przedkolumbijskim użytkowaniu gruntów ( Iriarte, 2016 ; Palace i in., 2017 ; Thayn i in., 2011 ). Dane satelitarne z Landsat , Sentinel i MODIS zazwyczaj rejestrują cechy krajobrazu w rozdzielczości przestrzennej od 30 m do 1 km ( rys. 4 ). Landsat był używany do wykrywania pozostałości po przedkolumbijskim użytkowaniu gruntów ( Heckenberger i in., 2003 ; Söderström i in., 2016 ), a MODIS był używany do wykrywania lub przewidywania Amazonian Dark Earth (ADE) ( Palace i in., 2017 ; Thayn i in., 2011 ). Wykrycie to jest możliwe, ponieważ prekolumbijskie ludy tubylcze na stałe zmieniły cechy gleby, co wpływa na rodzaje roślinności, która może rosnąć na tych glebach ( Junqueira i in., 2011 ). Różnice w nowoczesnej biomasie między ADE a zalesionymi stanowiskami nie-ADE w tym samym regionie można również wykryć za pomocą obrazów satelitarnych MODIS ( Palace i in., 2017 ).

Dane uzyskane zdalnie mają niskie ograniczenia czasowe ( rys. 4 ). Zdjęcia satelitarne są dostępne tylko dla ostatnich kilku dekad, chociaż zdjęcia lotnicze mogą sięgać dalej w czasie. Mają jednak wyższe ograniczenia przestrzenne niż zbiory biologiczne i zwykle obejmują całą Amazonię ( rys. 4 ).

6. Źródła danych datowania i wskaźniki zastępcze wykorzystywane w ocenie aktywności człowieka tubylczego w okresie przedkolumbijskim i zmian w roślinności

Różne dyscypliny naukowe oceniające przedkolumbijskie działania rdzennych mieszkańców kładą różny nacisk na datowanie lub kontrolę wieku swoich źródeł danych lub pełnomocników. W przypadku gleb archeolodzy i paleoekolodzy zazwyczaj stosują datowanie ¹⁴ C AMS (datowanie radiowęglowe), aby uzyskać wiek konkretnych interesujących materiałów. W badaniach archeologicznych wiele dat jest zwykle wyprowadzanych z konkretnych interesujących horyzontów, w których odnajduje się artefakty (np. Roosevelt i in., 1996 ). Czasami jednak wiek konkretnych horyzontów jest wnioskowany ze znanego rodzaju ceramiki lub artefaktu, który został odnaleziony i datowany w innym miejscu (np. McEwan, 2001 ). Paleoekolodzy zazwyczaj uzyskują daty z pojedynczych fragmentów węgla drzewnego lub konglomeratów fitolitów odzyskanych z rdzeni glebowych lub profili (np. Heijink i in., 2022 ; McMichael i in., 2012a ; Piperno i in., 2021 ; Watling i in., 2017 ). Zarówno w badaniach archeologicznych, jak i paleoekologicznych gleb, powtarzane datowanie na różnych stanowiskach może pomóc określić synchronizację zdarzeń w przestrzeni. Ze względu na bioturbację gleby , modele wieku i głębokości nie są stosowane do profili glebowych. Ogólne trendy stratygraficzne są jednak często nienaruszone ( Piperno i in., 2021 ; Watling i in., 2017 ).

Osady jeziorne zazwyczaj zachowują integralność stratygraficzną, a modele wiekowo-głębokościowe (np. Blaauw i Christen, 2011 ) są często używane do rekonstrukcji czasowo ciągłej sekwencji osadowej . Modele wiekowo-głębokościowe zazwyczaj wymagają mniejszej liczby dat ¹⁴ C niż można uzyskać za pomocą badań gleby, ale im więcej dat uzyskanych dla sekwencji, tym większą pewność można mieć w modelu. W przypadku osadów jeziornych określone warstwy zmian lub znaczniki działalności człowieka można bezpośrednio datować, aby zapewnić dodatkową pewność co do czasu tych zdarzeń. Dodatkową kontrolę czasową można również umieścić na młodszych sekcjach rdzeni osadów jeziornych za pomocą datowania ²¹⁰ Pb, które można stosować w przypadku osadów mających mniej niż 150 lat (np. Sanchez-Cabeza i Ruiz-Fernández, 2012 ). Modele głębokości wieku mogą uwzględniać mieszanki datowań metodą ²¹⁰ Pb i ¹⁴ C ( Aquino-López i in., 2018 ), co może okazać się szczególnie przydatne w zwiększaniu wiarygodności danych o wieku osadów z okresu kontaktu europejskiego.

Pozostałe źródła danych uwzględnione w tym przeglądzie nie opierają się na laboratoryjnym datowaniu materiałów lub osadów. Zapisy historyczne mają określone daty odpowiadające datom, w których zostały wytworzone. Nie jest możliwe ustalenie konkretnych dat lub epok w wiedzy rdzennej ani jej interpretacji poprzez badania etnografii, etnohistorii lub etnoekologii . Możliwe jest jednak powiązanie niektórych wydarzeń historycznych lub osobistych, takich jak przybycie misjonarzy do społeczności rdzennej lub porzucenie wioski, ze zmianami w wykorzystaniu i zarządzaniu zasobami. Informacje te są kluczowe dla zrozumienia, jak żyli ludzie przedkolumbijscy, chociaż trudno jest uzyskać konkretne daty.

Współczesne zbiory danych, w tym żywe rośliny i okazy muzealne, mogą mieć zapisane konkretne daty. Wnioskowanie o wieku, w którym rdzenni mieszkańcy okresu prekolumbijskiego kształtowali obfitość roślin lub wzorce wzrostu roślin (na przykład), jest możliwe dzięki bezpośredniemu datowaniu żywych materiałów przy użyciu połączenia dendrochronologii , analizy radiowęglowej, analizy stabilnych izotopów i analizy DNA ( Caetano-Andrade i in., 2020 ). Ostatnie postępy w metodach genetycznych umożliwiły wnioskowanie o wieku również na podstawie zegarów molekularnych i metody datowania opartej na DNA dla starożytnych genomów ( Kistler i in., 2020 ).

7. Dyskusja: poruszanie się naprzód

Zrozumienie interakcji ludności prekolumbijskiej i ich środowiska w Amazonii jest ważne dla nauki o zrównoważonym rozwoju , biologii konserwatorskiej i antropologii kulturowej ( Levis i in., 2017 ; Mayle i Iriarte, 2014 ; McMichael i in., 2017 ; Roberts i in., 2017 ; Szabó i Hédl, 2011 ; Watling i in., 2017 ; WinklerPrins i Levis, 2020 ). W niniejszym artykule dokonano przeglądu najczęściej używanych źródeł i wskaźników zastępczych do rekonstrukcji działalności człowieka w Amazonii w okresie prekolumbijskim ( rys. 1 ) i opisano powiązane z nimi zalety i ograniczenia, oceniając ich potencjalną rozdzielczość przestrzenną i czasową oraz ograniczenia ( rys. 4 ). Przyznajemy, że kompleksowa ocena wszystkich wskaźników zastępczych aktywności człowieka rdzennego wykracza poza zakres niniejszego manuskryptu. Na przykład, wskaźniki takie jak biomarkery lipidowe zostały użyte do oceny składników gleb antropogenicznych ( Glaser, 2007 ). Biomarkery kałowe to nowo pojawiające się wskaźniki, które są używane do wykrywania przeszłej aktywności człowieka ( Argiriadis i in., 2018 ; Zocatelli i in., 2017 ). Te wskaźniki nie zostały jeszcze użyte w systemach amazońskich, chociaż są bardzo obiecujące w innych regionach geograficznych. Jednak zachowanie biomarkerów i steroli w wilgotnych tropikach jest prawdopodobnie gorsze niż w innych obszarach.

Oceny długoterminowej historii rdzennej ludności Amazonii byłyby silniejsze, gdyby „dane o nieobecności” ze wszystkich linii dowodowych były zgłaszane lub archiwizowane w repozytoriach danych. Zestawy danych ekologicznych, w tym zapisy inwentaryzacji roślin, obejmują obecność, brak i liczebność gatunków w danym obszarze badawczym (np. Hubbell, 1979 ; ter Steege i in., 2013 ), co pozwala na bardziej solidne analizy statystyczne niż analiza wyłącznie obecności często stosowana do zestawów danych archeologicznych (np. McMichael i in., 2014a ; McMichael i in., 2017 ). Aby w pełni zrozumieć wpływ ludzi prekolumbijskich na krajobrazy Amazonii, kluczowe jest zgłaszanie „danych o nieobecności” (tj. gdy nie ma dowodów na przeszłą działalność człowieka). Na przykład podczas identyfikacji prac ziemnych przy użyciu danych uzyskanych zdalnie, należy podać całkowitą powierzchnię badań i całkowitą liczbę znalezionych prac ziemnych, aby można było obliczyć zagęszczenie stanowisk i porównać je w różnych regionach. Cały obszar objęty próbą i informacje o braku ADE przy użyciu badań terenowych są również rzadko podawane, a zmienne zagęszczenie ADE w całym krajobrazie nie może być jeszcze obliczone. To samo podejście powinno mieć zastosowanie do badań archeologicznych, w których zazwyczaj początkowo bada się duży obszar przed ustaleniem lokalizacji wykopalisk. Sugerujemy, aby wysiłki mające na celu skompilowanie i zbudowanie repozytoriów informacji archeologicznych opracowały wytyczne i protokoły dotyczące raportowania i dokumentowania danych o braku.

Zgłaszany jest „brak” dowodów działalności człowieka z paleoekologicznych materiałów pomocniczych, w tym węgla drzewnego, pyłków i fitolitów. Jednakże, ponieważ te linie dowodów pochodzą z ograniczonej ilości materiału próbki, możliwe jest, że są obecne, ale nie zostały wykryte. Tak więc, brak dowodów nie jest koniecznie dowodem braku. Ten problem jest częściowo przezwyciężany przez powtarzane pobieranie próbek w przypadku rdzeni glebowych (tj. wiele rdzeni zebranych i przeanalizowanych w każdej lokalizacji) (np. Heijink i in., 2022 ; McMichael i in., 2015 ; McMichael i in., 2012a ; Piperno i in., 2021 ), a przez ciągłe pobieranie próbek i analizę wielu rdzeni w regionie w przypadku osadów jeziornych (np. Bush i in., 2007 ; Carson i in., 2014 ).

Opracowano kilka modeli predykcyjnych dla różnych typów cech archeologicznych w Amazonii i dla ogólnego prawdopodobnego rozmieszczenia rdzennej ludności prekolumbijskiej w regionie, które stanowią cele dla przyszłych badań archeologicznych na ok. 6 milionach km2 ^lasów amazońskich ( McMichael i in., 2014a , 2014b , 2017 ; Souza i in., 2018 ; Walker i in., 2023 ). Ze względu na brak „danych o nieobecności” jedynymi dostępnymi podejściami do tych przewidywań są modele wymagające danych wyłącznie o obecności (tj. które nie wymagają danych o nieobecności). Dane o nieobecności wszelkiego rodzaju pomogłyby w walidacji i dopracowaniu tych modeli zarówno w skali regionalnej, jak i kontynentalnej oraz otworzyły drzwi do szeregu dodatkowych podejść do modelowania, które można by zastosować ( McMichael i in., 2017 ). Wszelkiego rodzaju modele i inne syntezy makropaleoekologiczne i makroarcheologiczne zyskałyby na uwzględnieniu większej precyzji w zakresie współrzędnych geograficznych badanych lokalizacji (tj. z rozdzielczością przestrzenną ok. ± 200 m), a także większej precyzji w zakresie przedziałów czasowych analizy.

Być może najlepszym sposobem na wzmocnienie ocen przeszłej działalności człowieka jest podejście interdyscyplinarne, łączące wiele proxy i wiele typów źródeł danych ( Carson i in., 2014 ; Mayle i Iriarte, 2014 ; Watling i in., 2017 ; Whitney i in., 2014 ). Bez tego połączenia może być trudno określić, czy zaobserwowany wzór jest związany z działalnością człowieka lub innymi mechanizmami wymuszającymi. W idealnym przypadku, choć niekoniecznie, te połączenia powinny się na siebie nakładać przestrzennie. Na przykład Levis i in. (2012) połączyli informacje o rozmieszczeniu roślin z węglem drzewnym odzyskanym z gleb znajdujących się pod nimi i odkryli wyższy odsetek przydatnych gatunków na działkach, które zawierały większe ilości węgla drzewnego w pobliżu stanowisk archeologicznych. Dobrze udokumentowano również, w jaki sposób dane dotyczące fitolitów i pyłków uzupełniają się wzajemnie w rekonstrukcjach paleoekologicznych i archeologicznych ( Åkesson i in., 2021 ; Mayle i Iriarte, 2014 ; Piperno, 2006 ). Fitolity mają tendencję do większej czułości na wykrywanie upraw, ostępów leśnych oraz niektórych podstawowych taksonów drzew okrytonasiennych i dwuliściennych , szczególnie w wilgotnych lasach o zamkniętym baldachimie (w przeciwieństwie do regionów ekotonowych sawanny ), podczas gdy pyłek może wykrywać zmiany w liczebności taksonów drzew, które pozostają niewykrywalne w analizach fitolitów ( Åkesson i in., 2021 ; Piperno i McMichael, 2023 ). Fitolity identyfikują podstawowe taksony okrytonasienne i dwuliścienne, których nie identyfikuje pyłek, a oba te taksony są wysoce komplementarne, gdy można je badać razem ( Piperno i McMichael, 2023 ). Analiza fitolity została również połączona z analizą ziaren skrobi i stabilnych izotopów węgla w środowiskach archeologicznych w celu uzyskania bardziej kompleksowego obrazu diety i stylu życia rdzennych mieszkańców Amazonii przedkolumbijskiej ( Iriarte i in., 2010 ; McKey i in., 2010 ). Parowanie proxy lub stosowanie podejść wieloproxy może również pomóc w wykrywalności przeszłych wpływów człowieka, podczas gdy pojedyncze proxy mogą nie umożliwiać wykrywalności określonych linii dowodowych.

Aby pójść naprzód, integracja danych musi nastąpić w obrębie proxy, źródeł danych i uwzględniać zarówno skalę przestrzenną, jak i czasową ( rys. 4 ). Zarówno w obrębie archiwów, jak i między nimi, podejście wieloproxy jest bardziej czułe na wykrywanie przeszłej działalności człowieka niż podejście jednoproxy, zapewniając większą pewność wniosków dotyczących obecności lub braku prekolumbijskiej aktywności człowieka rdzennego i wpływu, jaki wywarła ona na krajobraz ( rys. 1 ) ( Clement i in., 2015 ; Iriarte, 2016 ; Mayle i Iriarte, 2014 ; Piperno, 2006 ). Najnowsze badania rozpoczęły już integrację: (i) danych dotyczących osadów jeziornych z danymi z badań gleby z obszarów znajdujących się w obrębie zlewni ( McMichael i in., 2012b ), (ii) archiwów gleb lądowych ze stanowiskami archeologicznymi zawierającymi ziemne umocnienia ( Watling i in., 2017 ), (iii) zapisów dotyczących osadów jeziornych, nawet w przypadku jezior o różnych rozmiarach odzwierciedlających różne obszary źródłowe, ze stanowiskami archeologicznymi ( Carson i in., 2014 ; Maezumi i in., 2018b ; Whitney i in., 2013 ), (iv) geoprzestrzennych wzorców rozmieszczenia roślin ze stanowiskami archeologicznymi w całej Amazonii ( Levis i in., 2017 ). Ponieważ drzewa w Amazonii można również datować bezpośrednio ( Brienen i Zuidema, 2006 ; Chambers i in., 1998 ; Schöngart i in., 2015 ), połączenie wieku współczesnego lasu z danymi archeologicznymi, paleoekologicznymi i historycznymi może również okazać się nieocenione. W niedawnym przykładzie Caetano Andrade i in. (2019) zintegrowali dendrochronologię i dane historyczne, aby ocenić rodzime i tradycyjne zarządzanie orzechem brazylijskim ( Bertholletia excelsa ) w pobliżu stanowiska archeologicznego na południe od Manaus.

Jeśli zalety i ograniczenia danych użytych do wnioskowania o aktywności człowieka rdzennego przed przybyciem Kolumba zostaną rozpoznane i uznane, szczególnie w odniesieniu do skali przestrzennej i czasowej ( rys. 4 ), wówczas niezgodność między istniejącymi i przyszłymi zestawami danych może zostać zminimalizowana. Podkreślamy również potencjał i znaczenie łączenia etnografii i etnoekologii z zapisami historycznymi, danymi archeologicznymi i danymi paleoekologicznymi. Co ważne, ale często nie brane pod uwagę, głosy i wiedza ludności rdzennej powinny być również zintegrowane z projektami badań naukowych ( Trisos i in., 2021 ). Razem te zalecenia mogą pogłębić zrozumienie złożoności i zróżnicowania wpływów człowieka rdzennego przed przybyciem Kolumba w ekosystemach tropikalnych, takich jak Amazonia.

Wkład autorów