图片来源：论文原文（季节性地点的全球分布）

原文信息：

Andrea Matranga, The Ant and the Grasshopper: Seasonality and the Invention of Agriculture, The Quarterly Journal of Economics, Volume 139, Issue 3, August 2024, Pages 1467–1504.

原文链接：

https://academic.oup.com/qje/article-abstract/139/3/1467/7654002?redirectedFrom=fulltext

01

引言

新石器革命见证了至少七个没有联系的狩猎-采集聚落农业的独立发展。Andrea Matranga在QJE上的最新文章中指出，农业技术的快速传播源于气候季节性特征的增加，导致狩猎-采集者采取定居的生活方式并在食物短缺的季节储存食物。作者在文章中提出了一个简洁的理论模型，并用丰富的全球气候数据进行实证检验，结果表明：更大的季节性显著增加了农业发展的可能性以及被邻国采用的速度，季节性模式在决定人类向农业社会的过渡中起着主导作用。

本文的亮点主要有三个方面：一是史料丰富、数据庞大，考察了全球范围上万年的气候变化与农业发展。二是理论模型简洁明了，从经济学视角刻画了游牧与定居生活方式的选择动机，为分析农业的起源提供了一个新的解释框架。三是研究结论边际贡献突出，为解释南半球农业发展的滞后提供了新证据，弥补了现有文献的不足。

人类社会演进史，就是一部气候变化斗争史！在气候变化及其影响日渐加剧的当下，我们又该如何为子孙后代留下一个更安全、更宜居的未来家园……

02 

典型事实与文献回顾

大约12000到5000年前，至少有七个没有联系的狩猎-采集聚落独立发展出农业（分别是新月沃地、撒哈拉以南非洲、中国的北部和南部、安第斯山脉、墨西哥和北美）。现有文献普遍认为，气候变化是新石器革命的触发因素，全球气候变暖可能促进了农业的发展。但是，上述理论面临一个巨大挑战，即难以解释为什么农业没有在靠近赤道的地区更早出现。而本文的核心工作就是要建立一个统一的理论来解释为什么农业出现在特定的时间和地点，以及为什么我们的祖先接受了似乎较低的生活水平。本文首先通过两张图，展示了气候的季节性特征与农业发展之间的相关关系。由图可知，在冬季和夏季平均温度差异越大即季节性较强的地区，农业出现时间越早。

（季节性特征与农业的发展）

03 

理论模型与核心假说

本文模拟了狩猎-采集者群体在适应不断变化的环境时所面临的激励。限于推文篇幅，仅介绍正文中的静态模型，若读者对动态模型感兴趣，可以查阅该文附录。在模型中，假设平均生产率是固定的。对于一个聚落来说，有山丘（H）和山谷（V）两个地点可以选择，这两个地点在一年中的两个季节（7月和12月）能够获取的资源收益不同，具体如下表所示：

 其中：σ参数为受气候季节性影响的资源总量；γ参数为冬季山谷能够获取的额外资源。本文对一般地区的设定是夏季温暖干燥、冬季寒冷多雨。因此，就夏季而言，山丘相对降雨更多，因而资源供给丰富；而在冬季，山谷相对气温更高，因而资源供给丰富。（夏季山谷设定为没有资源）

本文在静态模型中引入聚落的两种策略，即游牧与定居。如果该聚落选择游牧方式，他们会在夏季去山丘居住，而在冬季去山谷居住，这种地理上的机动性虽然可以保证消费，却无法实现储存。而如果该聚落选择定居方式，则他们必然去山丘居住，因为山丘的资源总量高于山谷，而且可以通过储存平滑其消费。但是与游牧相比，他们无法获得山谷资源，因此总消费必然降低（减少了γ）。

设定游牧方式的消费为CN，定居方式的消费为CS：

聚落的效用函数设定为两个季节消费的对数之和，游牧总效用为UN，定居总效用为US： 

参数的不同会影响游牧与定居两种方式的效用大小，具体如图所示：

当游牧总效用=定居总效用时，求解两个参数需要满足的条件：

（γ越大，σ越大）

由该条件可以得出以下结论：

①σ越小，季节性越弱，游牧方式更优【如上左图所示】

②σ越大，季节性越强，定居方式更优【如上右图所示】

04 

数据来源与关键变量

【农业的发明与传播数据】两个主要来源：植物驯化的考古证据以及现代作物的DNA测序。

Purugganan和Fuller（2009）综合了这两个不同研究领域的证据，并区分了7个普遍接受的主要驯化中心和另外17个潜在的重要次级驯化中心。但是，这套数据仅涵盖上述驯化中心。

为了克服这一局限性，本文使用Putterman和Trainor（2006）的数据进行补充，该数据提供了160个国家的农业转型时间。其中，转型被定义为每个国家的第一批当地人口从驯养的动植物中获得至少一半热量的年份。

但是，上述数据虽然能够在全球范围内跟踪农业的发展，但将国家作为分析单位限制了对区域扩散的研究。为此，本文还使用Ashraf和Michalopoulos（2015）的精细化数据集，其给出了欧亚大陆西部750个不同考古遗址首次出现农业的时间，这对于作物传播的研究大有裨益。

【气候数据】主要来源于TraCE Dataset（He, 2011），这套数据使用CCSM3模型对22000年的全球气候进行模拟，并逐年输出3.75×3.75网格内的平均温度和降水。

【温度的季节性变量】

【降水的季节性变量】
 

【数据处理】①农业的发明和采用均使用虚拟变量。②He（2011）的气候数据包括48×96×22000次观测（纬度×经度×年）。本文将气候变量按500年的周期进行平均，将数据集压缩为48×96×44个观测值。本文排除了水域、南极洲和格陵兰岛等地区的观测值，即每个时期留下1024个单元格。③本文进一步将样本限制在预计有大量人类居住和农业可行的地方（排除平均降雨量低于0.5毫米或平均温度低于0摄氏度的地方）。变量的描述性统计和季节性地点的全球分布如下：

05 

计量模型与实证结果

【截面回归：季节性对农业出现时间的影响】

计量模型：

其中：i为经纬度网格单元，Y为农业出现的时间（注意：由于数据是距今时间，因此数值为负，越小代表时间越早），T为温度的季节性变量，P为降水的季节性变量，C为其他控制变量。

回归结果如下：系数显著为负，说明温度的季节性越强，农业出现时间越早；降水的季节性没有统计显著性。标准误聚类在104个4×4方形单元维度。以第（4）列作为分析对象，结果表明：若温度的季节性增加一个标准差（约8摄氏度），将会导致该地区的农业提前约1500年出现。

【面板Logit回归：季节性对农业出现概率的影响】

计量模型：

其中：i为经纬度网格单元，t为年代，I为农业是否出现的虚拟变量，T为温度的季节性变量，P为降水的季节性变量，C为其他控制变量。

回归结果如下：系数显著为正，说明温度的季节性越强，农业越可能出现；降水的季节性没有统计显著性。标准误聚类在104个4×4方形单元维度。

【案例分析：农业在欧亚大陆西部的传播】

该部分使用Ashraf和Michalopoulos（2015）的精细化数据集，其提供了欧亚大陆西部750个不同考古遗址首次出现农业的时间（碳14年代测定法），追溯了农业从中东向欧洲的传播历史。

计量模型与基准回归一致：

其中：i为特定的考古遗址，Y为考古遗址农业出现的时间（注意：由于数据是距今时间，因此数值为负，越小代表时间越早），T为温度的季节性变量，P为降水的季节性变量，C为其他控制变量。回归结果如下：系数显著为负，说明温度和降水的季节性越强，考古遗址农业出现的时间就越早，这与前文的结论一致。

【排除其他解释：季节性是否促进了更容易驯化的植物繁殖】

现有文献发现，中东地区拥有最集中的大种子草，这些草是驯化的绝佳目标。因此，本文观察到的季节性和农业之间的关联可能不是由于定居储存，而是在这种气候下发现了大量易于驯化的植物品种。为了检验这一假设，本文将Hibbs和Olsson（2004）关于可驯化植物的变量添加至基准回归（详见附录）。结果发现：虽然该变量具有独立解释力，但是它对季节性变量的系数或其重要性并没有显著影响。因此，可驯化植物的存在不会是本文观察到季节性影响的唯一原因。

【拓展分析：消费的季节性与人类健康】

本文的理论模型已经表明，从游牧转向定居会导致平均粮食消费降低（虽然粮食供应更加稳定）。下图展示了从旧石器时代（游牧）到新石器时代（定居）成年男性平均身高的变迁，可以发现：定居的人类比他们的游牧祖先更矮。此外，部分研究还关注到了其他健康指标，例如骨骼健壮性降低、牙齿磨损增加以及关节疾病发生率上升等。这些发现促使《枪炮、病菌与钢铁：人类社会的命运》的作者贾雷德·戴蒙德提出一个著名观点，即农业可能是人类演化史上最大的错误。

在本文最后，作者还补充了一些重要的考古证据，用于揭示人类食物摄入的波动。现有研究中通常使用哈里斯线（Harris Line）捕捉人类追赶性生长的特征。其基本原理是：长骨从末端向外生长，饥饿后的快速生长导致正常中空骨内有一层海绵骨，即哈里斯线。现有研究在游牧阶段的人类骨骼中发现了大量哈里斯线，而定居阶段的哈里斯线则相对较少。Cohen和Armelagos（1984）提到一个例子，俄亥俄州中部山谷的游牧者，其平均身高165厘米，平均有11条哈里斯线；而当他们转向农耕后，变矮了大约3厘米，但平均只有4条哈里斯线。这些证据表明，稳定的农作物收成使得定居者免于饥荒，提高了抗风险能力，而游牧者虽然平均而言吃得更好，但是其挨饿时间更长。

06 

结论

是什么引发了新石器革命？本文指出，最可能的触发因素是气候季节性的增加，这迫使游牧者通过定居来储存食物，从而使他们预先适应农业的发展。利用考古和古气候数据，本文发现在季节性较强的地区，农业出现得更早。此外，本文的结论还有助于解释为什么北半球在人类历史的大部分时间里都享有独特的技术领先地位。如今，新西兰、澳大利亚、南非和阿根廷等国的气候与农业起源地都非常相似，但是这些地区从未经历过影响农业发展的极端季节性。

概括来讲，本文的一个重要贡献是为新石器时代的农业起源提供了一个简洁且具有足够普遍性的解释框架，即当受到季节性的巨大影响时，来自不同遗传和文化背景的人类在大致可比的时间跨度内会发展出一套基本相似的解决方案。这一理论几乎可以与任何解释农业为什么在特定地区、特定时间和特定方式被采用的现有理论共存。

突然想起陆铭老师在《大国大城》扉页上的一句话，与本文遥相呼应：

越是将历史拉长了看，

我越是相信，

决定人类发展轨迹的是普遍规律，

每个国家的特色只会在普遍规律下开花结果。

Abstract 

The Neolithic revolution saw the independent development of agriculture among at least seven unconnected hunter-gatherer populations. I propose that the rapid spread of agricultural techniques resulted from increased climatic seasonality causing hunter-gatherers to adopt a sedentary lifestyle and store food for the season of scarcity. Their newfound sedentary lifestyle and storage habits facilitated the invention of agriculture. I present a model and support it with global climate data and Neolithic adoption dates, showing that greater seasonality increased the likelihood of agriculture’s invention and its speed of adoption by neighbors. This study suggests that seasonality patterns played a dominant role in determining our species’ transition to farming.

推文作者：

王奕，南开大学经济学院，政治经济学专业博士研究生，电子邮箱：wangyiconan@163.com。

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