本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
還記得在中學時玩過的“俄勒岡之旅”電腦遊戲嗎？作為一位帶領家人乘坐篷車向西行的先驅，你獵捕虛擬的鹿、兔子和野牛——但不能太多。你必須留下足夠的獵物來維持你的隊伍生存，直到到達俄勒岡州。一路上，你還會遇到諸如暴風雪和蛇咬等偶然事件，以及最可怕的命運：“你死於痢疾。”
是的，這款遊戲非常不切實際。但控制有限的自然資源和適應不斷變化的環境一直是人類在美洲西部生存的關鍵。事實上，華盛頓州立大學的考古學家蒂莫西·科勒和他在村莊生態動力學專案的合作伙伴正在使用計算機模型來更好地理解影響西南部史前社會程序。科勒在2月16日舉行的關於長期氣候脆弱性的研討會上更新了該專案的進展，該研討會是美國科學促進會年會的一部分。
村莊生態動力學專案旨在解決美國西南部史前史中一個長期存在的謎團。科勒將這個難題稱為“房間裡的大象”。古代普韋布洛人，也被稱為阿納薩齊人，在現在的四角區（猶他州、科羅拉多州、亞利桑那州和新墨西哥州交匯處）居住了數百年。他們種植玉米，居住在大型聚落中，最著名的是梅薩維德，現在是美國國家公園和聯合國教科文組織世界遺產。
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奇怪的是，北部西南地區幾乎所有的村莊都在13世紀被廢棄了。在陶瓷和建築中發現的模式表明，普韋布洛人向南遷移，在新墨西哥州和亞利桑那州更乾旱的地區定居，他們的後代仍然生活在那裡。20世紀20年代進行的早期樹木年輪分析顯示，存在嚴重的長期乾旱的證據，許多人認為這是遷徙的原因。但科勒說，乾旱並非全部原因。“這是西南部考古學中的一個經典問題，令人尷尬的是，到目前為止還沒有完全解決。但我認為我們將要解決它。我們非常接近了，”他說。
像當今許多科學難題一樣，這個難題將在計算機模型的幫助下解開。這些模擬是整合有關過去氣候和資源、農業生產力和人口資訊的最佳方式。村莊生態動力學專案的最新工作模擬了更大範圍的有人居住區域，並使用了比以前的分析更準確的玉米生產力估算方法。
為什麼是玉米生產力？今天的舊石器飲食倡導者和慢食主義者批評政府補貼和食品公司推廣過度依賴玉米，玉米不僅餵養我們的牲畜，還悄然進入我們的大部分加工食品。但我們對這種作物的熱愛可以追溯到更久遠的時候。從大約5000年前開始，美國西南部的人們可能從玉米中獲取了超過70%的熱量。在四角區，在獵捕使鹿群數量減少後，人們轉而飼養家養火雞來獲取蛋白質。而他們用玉米餵養這些火雞。
透過新的重建，考古學家現在瞭解到，乾旱不是13世紀玉米短缺的唯一因素。溫度也可能發揮了作用。當時，北部西南部正處於玉米生產的上限範圍。人們種植一種名為查帕洛特的玉米品種，這種玉米最初是從墨西哥的巴爾薩斯河地區引進的——一個更溫暖、降雨更可靠的地區。因此，涼爽乾燥的條件可能造成了災難性的組合。考古學家現在沒有使用現代雜交玉米的生產力資料，而是種植了查帕洛特品種，並測量了其在不同降雨量和溫度水平下的產量。
溫度可能難以重建，因為樹木年輪寬度往往更依賴於降水量的變化。但是較高海拔的樹木，例如狐尾松（世界上壽命最長的生物），受水分的限制較小——生長環越寬，年份就越溫暖。
村莊生態動力學專案的科學家正在將樹木年輪測量與花粉記錄相結合，以更準確地重建溫度。孢粉學家從沼澤和湖底取芯，分析每個時期樹種的比例，然後找到具有相似組成的現代植物群落，從而推斷出當時的溫度。
這些新的、更仔細的過去氣候和生產力重建可以幫助考古學家確定哪些區域可用於耕種，以及它們可能維持多大的人口，這可能揭示導致13世紀臭名昭著的人口減少的一些模式。但是，過去僅基於氣候和資源的土地利用預測並不總是與考古學家在景觀中發現的住所相符。這就是人類行為的變幻莫測之處。（請參閱我即將與考古學家瑪格麗特·納爾遜進行的問答，她認為我們可以從史前社會食物不安全中吸取教訓。）
科勒說：“我個人的感覺是，1300年後粗出生率和預期壽命的急劇下降與人們被壓縮到這些地區有關。”換句話說，儘管我們可能會驚歎於普韋布洛人在梅薩維德和查科峽谷等遺址建立的複雜社會，但紮根太深可能會受到限制。根深蒂固的社會結構可能導致人們用盡所有可用的土地和資源——包括狩獵的動物以及取暖和做飯的燃料木材。
村莊生態動力學專案的新階段考慮了人為因素，包括相關群體之間玉米的交換以及這一時期該地區可能升級的敵對行動。
科勒說：“我認為很多公眾認為考古學家更像是探險家而不是科學家。但現在真的不是這樣了。我們正在嘗試對事物進行量化。”
科勒希望村莊生態動力學專案開發的建模技術可以應用於北美洲的其他地區，例如卡霍基亞。卡霍基亞被稱為美國的第一個城市，是靠近今天聖路易斯的一個複雜的聚落，也在13世紀左右衰落——可能是一個巧合，但也可能是由於乾旱。與西南部一樣，多種力量可能導致了人口減少。
科勒希望這項研究能夠引起公眾的關注，而不僅僅是對遙遠過去的人們如何生活的好奇心：“我們正處於氣候快速變化的時代。我們正在展示的是氣候與生產之間的關係。這項研究應該引起每一個喜歡吃東西的人的興趣。”