本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
还记得在中学时玩过的“俄勒冈之旅”电脑游戏吗？作为一位带领家人乘坐篷车向西行的先驱，你猎捕虚拟的鹿、兔子和野牛——但不能太多。你必须留下足够的猎物来维持你的队伍生存，直到到达俄勒冈州。一路上，你还会遇到诸如暴风雪和蛇咬等偶然事件，以及最可怕的命运：“你死于痢疾。”
是的，这款游戏非常不切实际。但控制有限的自然资源和适应不断变化的环境一直是人类在美洲西部生存的关键。事实上，华盛顿州立大学的考古学家蒂莫西·科勒和他在村庄生态动力学项目的合作伙伴正在使用计算机模型来更好地理解影响西南部史前社会进程。科勒在2月16日举行的关于长期气候脆弱性的研讨会上更新了该项目的进展，该研讨会是美国科学促进会年会的一部分。
村庄生态动力学项目旨在解决美国西南部史前史中一个长期存在的谜团。科勒将这个难题称为“房间里的大象”。古代普韦布洛人，也被称为阿纳萨齐人，在现在的四角区（犹他州、科罗拉多州、亚利桑那州和新墨西哥州交汇处）居住了数百年。他们种植玉米，居住在大型聚落中，最著名的是梅萨维德，现在是美国国家公园和联合国教科文组织世界遗产。
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奇怪的是，北部西南地区几乎所有的村庄都在13世纪被废弃了。在陶瓷和建筑中发现的模式表明，普韦布洛人向南迁移，在新墨西哥州和亚利桑那州更干旱的地区定居，他们的后代仍然生活在那里。20世纪20年代进行的早期树木年轮分析显示，存在严重的长期干旱的证据，许多人认为这是迁徙的原因。但科勒说，干旱并非全部原因。“这是西南部考古学中的一个经典问题，令人尴尬的是，到目前为止还没有完全解决。但我认为我们将要解决它。我们非常接近了，”他说。
像当今许多科学难题一样，这个难题将在计算机模型的帮助下解开。这些模拟是整合有关过去气候和资源、农业生产力和人口信息的最佳方式。村庄生态动力学项目的最新工作模拟了更大范围的有人居住区域，并使用了比以前的分析更准确的玉米生产力估算方法。
为什么是玉米生产力？今天的旧石器饮食倡导者和慢食主义者批评政府补贴和食品公司推广过度依赖玉米，玉米不仅喂养我们的牲畜，还悄然进入我们的大部分加工食品。但我们对这种作物的热爱可以追溯到更久远的时候。从大约5000年前开始，美国西南部的人们可能从玉米中获取了超过70%的热量。在四角区，在猎捕使鹿群数量减少后，人们转而饲养家养火鸡来获取蛋白质。而他们用玉米喂养这些火鸡。
通过新的重建，考古学家现在了解到，干旱不是13世纪玉米短缺的唯一因素。温度也可能发挥了作用。当时，北部西南部正处于玉米生产的上限范围。人们种植一种名为查帕洛特的玉米品种，这种玉米最初是从墨西哥的巴尔萨斯河地区引进的——一个更温暖、降雨更可靠的地区。因此，凉爽干燥的条件可能造成了灾难性的组合。考古学家现在没有使用现代杂交玉米的生产力数据，而是种植了查帕洛特品种，并测量了其在不同降雨量和温度水平下的产量。
温度可能难以重建，因为树木年轮宽度往往更依赖于降水量的变化。但是较高海拔的树木，例如狐尾松（世界上寿命最长的生物），受水分的限制较小——生长环越宽，年份就越温暖。
村庄生态动力学项目的科学家正在将树木年轮测量与花粉记录相结合，以更准确地重建温度。孢粉学家从沼泽和湖底取芯，分析每个时期树种的比例，然后找到具有相似组成的现代植物群落，从而推断出当时的温度。
这些新的、更仔细的过去气候和生产力重建可以帮助考古学家确定哪些区域可用于耕种，以及它们可能维持多大的人口，这可能揭示导致13世纪臭名昭著的人口减少的一些模式。但是，过去仅基于气候和资源的土地利用预测并不总是与考古学家在景观中发现的住所相符。这就是人类行为的变幻莫测之处。（请参阅我即将与考古学家玛格丽特·纳尔逊进行的问答，她认为我们可以从史前社会食物不安全中吸取教训。）
科勒说：“我个人的感觉是，1300年后粗出生率和预期寿命的急剧下降与人们被压缩到这些地区有关。”换句话说，尽管我们可能会惊叹于普韦布洛人在梅萨维德和查科峡谷等遗址建立的复杂社会，但扎根太深可能会受到限制。根深蒂固的社会结构可能导致人们用尽所有可用的土地和资源——包括狩猎的动物以及取暖和做饭的燃料木材。
村庄生态动力学项目的新阶段考虑了人为因素，包括相关群体之间玉米的交换以及这一时期该地区可能升级的敌对行动。
科勒说：“我认为很多公众认为考古学家更像是探险家而不是科学家。但现在真的不是这样了。我们正在尝试对事物进行量化。”
科勒希望村庄生态动力学项目开发的建模技术可以应用于北美洲的其他地区，例如卡霍基亚。卡霍基亚被称为美国的第一个城市，是靠近今天圣路易斯的一个复杂的聚落，也在13世纪左右衰落——可能是一个巧合，但也可能是由于干旱。与西南部一样，多种力量可能导致了人口减少。
科勒希望这项研究能够引起公众的关注，而不仅仅是对遥远过去的人们如何生活的好奇心：“我们正处于气候快速变化的时代。我们正在展示的是气候与生产之间的关系。这项研究应该引起每一个喜欢吃东西的人的兴趣。”