Onset of the Paleoanthropocene in the Lower Great Lakes Region of North America: An Archaeological and Paleoecological Synthesis

Abstract

Beyond its centrality to debates on the definition of a global chronostratigraphic geologic unit, the Anthropocene concept has served as a useful theoretical construct with which to assess regional-scale anthropogenic impacts on prehistoric ecological systems through the recognition of earlier “Paleoanthropocene” events predating the onset of modern, industrial, global-scale effects. To this end, we present data derived from the archaeological and paleoecological records of the lower Great Lakes region of northeastern North America to evaluate the nature, magnitude, and timing of Native American land use impacts over the course of the Holocene. We identified three phases of emerging and progressively intensifying anthropogenic influence coinciding with initial human paleopopulation increase (5400–2500 BP), regional introduction of maize (Zea mays; 2500–1100 BP), and the regional adoption of maize-based agriculture (1100–300 BP). Each phase was accompanied by notable shifts in one or more proxy indicators of amplified fire regimes (increased soil charcoal deposition, higher lake sediment charcoal influx, greater percentages of fire-tolerant pollen taxa), decreased forest canopy density (increased herbaceous pollen taxa, enriched speleothem δ¹³C values), paleopopulation growth (increased archaeological ¹⁴C date frequencies), and dietary innovations (increased cultigen ¹⁴C date frequencies, enriched pottery residue δ¹³C values). Although prominent climate excursions also greatly influenced forest species composition, forest structure, and disturbance regimes, demographic and cultural factors impinging on Native American subsistence regimes and settlement patterns became increasingly important modulators of ecological processes over the course of the Holocene.

人类世是确定全球年代地层地质单位的核心，也是一种有益的理念：通过承认现代的、工业的、全球性影响之前的早期“古人类世”事件，人类世可以评估人类在区域尺度上对史前生态系统的影响。为此，我们展示了北美东北部下五大湖区的考古和古生态记录的数据，评估了全新世时期美洲土著土地利用影响的性质、规模和时间。我们确定了人类影响出现和加剧的三个阶段：人类古人口的最初增长（5400-2500 BP）、区域性的玉米引进（Zea mays；2500-1100 BP）和区域性的玉米农业（1100-300 BP）。每一阶段都伴随着一个或多个火情加剧指标的显著变化（土壤木炭沉积的增加、湖泊沉积木炭流入的增加、耐火花粉种群所占比例的增加）、森林郁闭度的降低（草本花粉种群的增加、洞穴堆积物δ13C值的增加）、古人口的增长（考古14C日期频率的增加）、饮食的创新（栽培物种14C日期频率的增加、陶器残留物δ13C值增加）。尽管气候的显著变化极大地影响了森林物种构成、森林结构和干扰机制，在整个全新世时期，影响美洲土著生存机制和定居模式的人口和文化因素，是越来越重要的生态过程调节因素。

Más allá de su centralidad en los debates sobre la definición de una unidad geológica global cronoestratigráfica, el concepto del Antropoceno ha servido como un constructo teórico útil con el cual evaluar impactos antropogénicos, a escala regional, sobre sistemas ecológicos prehistóricos, mediante el reconocimiento de eventos “paleoantropogénicos” más tempranos que preceden la aparición de efectos modernos, industriales y de escala global. Para tal fin, presentamos datos derivados de registros arqueológicos y paleoecológicos de la región de los Grandes Lagos inferiores, en la parte nororiental de América del Norte, para evaluar la naturaleza, magnitud y momento de los impactos derivados del uso de la tierra por nativos americanos durante el Holoceno. Identificamos tres fases de la aparición e influencia antropogénica que se fue intensificando cada vez más en coincidencia con el incremento inicial de la paleopoblación humana (5.400–2.500 a.C.), la introducción del maíz a la región (Zea mays: 2.500–1.100 a.C.), y la adopción en la región de una agricultura basada en maíz (1.100–300 a.C.). Cada fase estuvo acompañada de cambios notables en uno o más de los indicadores representativos de los regímenes amplificados del fuego, aumento en la deposición de carbón vegetal en el suelo, más alta afluencia de carbón vegetal en el sedimento lacustre, mayores porcentajes de polen de taxones tolerantes al fuego), reducción en la densidad del dosel del bosque (incremento del polen de taxones herbáceos, enriquecimiento de los valores δ13C del espeleotema), crecimiento de la paleopoblación (frecuencias incrementadas de fechado arqueológico 14C) e innovaciones dietéticas (frecuencias incrementadas de fechas 14C en cultígenos, valores δ13C enriquecidos en residuos cerámicos). Aunque excursiones climáticas prominentes también influyeron grandemente la composición de especies forestales, la estructura del bosque y los regímenes de perturbación, los factores demográficos y culturales que afectan los regímenes de subsistencia y los patrones de poblamiento de los nativos americanos llegaron a ser moduladores cada vez más importantes de los procesos ecológicos en el curso del Holoceno.

Key Words:

• agriculture
• Anthropocene
• maize
• Native Americans
• Paleoanthropocene

关键词:

• 农业
• 人类世
• 玉米
• 美洲土著
• 古人类世

Palabras clave:

• agricultura
• Antropoceno
• maíz
• nativos americanos
• Paleoantropoceno

Additional information

Notes on contributors

Albert E. Fulton

ALBERT E. FULTON II is a Visiting Lecturer in the Department of Geography at the University of North Alabama, Florence, AL 35630. E-mail: [email protected]. His research interests include Quaternary paleoecology, pollen analysis, historical ecology, phytogeography, and prehistoric human–environment interactions.

Catherine H. Yansa

CATHERINE H. YANSA is an Associate Professor in the Department of Geography, Environment, and Spatial Sciences at Michigan State University, East Lansing, MI 48824. E-mail: [email protected]. Her research interests include paleoecology, pollen and plant macrofossil analyses, plant colonization and succession after deglaciation, and prehistoric human–environment interactions.