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Evolution of ancient farming systems and demography in the volcanic highlands of Zacapu: A model drawn from Geoarchaeology and archaeogeography

Published online by Cambridge University Press:  19 April 2023

Antoine Dorison*
Affiliation:
CNRS ArScAn Archéologies environnementales-LabEx DynamiTe, Maison des Sciences de l'Homme et de la Société, Nanterre, France
Christina Siebe
Affiliation:
Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico
*
Correspondence author: Antoine Dorison, email: antoine.dorison@gmail.com
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Among the numerous archaeological remains that recent LiDAR flights revealed in Guatemala and Mexico, agrarian features are the most abundant. Archaeologists today are compelled to revise their paradigms in terms of methodology and assessment of environmental appropriation for agriculture. The Malpaís de Zacapu in west Mexico is one example. Besides the discovery of a substantial Epiclassic occupation near the well-documented Postclassic urban centers of the area, LiDAR imagery brought to light a deeply modified agrarian landscape and thereby dramatically changed our understanding of human settlement in this lava flows complex.

Focusing on the northern part of the Malpaís, this study uses archaeogeographical and soil science methods to assess ancient farming systems and their evolution. We updated the archaeological and soil maps of the area, combining traditional field survey techniques and LiDAR-derived data interpretation. This allowed us to identify residential zones and a wide range of associated agrarian features adapted to the variety and agronomic challenges of volcanic soils. We further implemented a production-consumption model to reconstruct agricultural strategies from the Epiclassic to the Middle Postclassic period, from self-reliance to the necessity of supra-local agricultural inputs, possibly foreshadowing the Tarascan state tribute system.

Resumen

Resumen

Entre los numerosos vestigios arqueológicos que evidenciaron los recientes vuelos LiDAR en Mesoamérica, los vestigios de estructuras agrarias son los más abundantes. Ahora, los arqueólogos tienen que revisar sus paradigmas metodológicos y teóricos para entender los procesos de apropiación ambiental que siguieron las sociedades antiguas para cultivar su entorno. En el occidente de México, el Malpaís de Zacapu constituye un ejemplo. Aparte del descubrimiento en la zona de una ocupación epiclásica sustancial al lado de los centros urbanos bien conocidos del posclásico, las imágenes LiDAR recientemente adquiridas pusieron de manifiesto un paisaje muy impactado por las actividades agrícolas antiguas, así modificando sumamente nuestro entendimiento de la colonización humana en este complejo de coladas volcánicas.

Enfocándonos en la parte norte del Malpaís de Zacapu, este estudio se apoya en métodos procedentes de la arqueogeografía y de la ciencia de los suelos para investigar los antiguos sistemas agrícolas y su evolución a lo largo del tiempo. El artículo se divide en dos partes. Se centra primero en la presentación de los métodos y descubrimientos en términos de caracterización del paisaje. Luego propone un modelo de producción agrícola y consumo humano del epiclásico al posclásico (600–1450 d.C.).

Para empezar el artículo y antes de enfocarnos en el Malpaís de Zacapu, recordamos los problemas inherentes al desarrollo de un modelo de producción-consumo y exponemos los avances que permiten la tecnología LiDAR en este sentido. Luego introducimos nuestra metodología: actualizamos los mapas arqueológicos y edafológicos de la zona mediante el uso combinado de técnicas tradicionales de campo y laboratorio—prospección pedestre arqueológica, registro GPS, excavaciones, perfiles edafológicos, análisis de suelo—y técnicas de interpretación de datos numéricos—sistema de información geográfica, imágenes satélites y, sobre todo, análisis de datos LiDAR (modelos digitales de elevación y modelizaciones). A continuación, presentamos los resultados de estos trabajos que permitieron identificar las zonas residenciales del epiclásico al posclásico, así como una gran variedad de estructuras agrarias asociadas y adaptadas a los retos agronómicos propios de los suelos volcánicos.

Por último, describimos la construcción del modelo de producción-consumo y los resultados que obtuvimos para el epiclásico y el posclásico medio, dejando de lado el posclásico temprano por falta de datos confiables. El modelo sugiere que el epiclásico constituyó una época durante la cual la autosuficiencia agrícola era una opción probable. Al contrario, indica que las poblaciones urbanas del posclásico medio no hubieran podido sobrevivir sin aportaciones de recursos supra-locales en cantidades significativas, posiblemente prefigurando el sistema de tributo característico del estado Tarasco.

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Special Section: Archaeology and landscape in Northern Michoacán: Revisiting the Zacapu Malpaís archaeology from a LIDAR perspective
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Copyright
Copyright © The Author(s), 2023. Published by Cambridge University Press
Figure 0

Figure 1. Location of the survey area in the Zacapu Basin and archaeological sites. Map by Dorison.

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Figure 2. Examples of LiDAR-derived visualizations and modelling used. These show an agricultural terrace network in the Epiclassic site of Mich. 318-Mesa del Bolsón. The terraces are concentrated here in between rock outcrops. Each visualization highlights different aspects of the topography. For instance, the local relief model enhances the convex area (white), in contrast with the concave areas (black). Thus, it highlights the outcrops (white) and the valley-shaped corridors in between them (black). The water behavior model further clarifies the morphology by simulating water movement in this terrain. Image processing by Dorison.

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Figure 3. Simplified geopedological map of the survey area. Map by Dorison.

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Figure 4. Typology of agrarian features with their main chronological association. Image processing and schemes by Dorison.

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Figure 5. Diachronic maps showing the distribution of inhabited settlements in correlation with the main agrarian feature types. Maps by Dorison.

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Table 1. Maximum estimated population based on house count and equivalent maize requirement.

Figure 6

Table 2. Daily weight of maize consumed by person according to various sources from the volcanic highlands of central and West Mexico.

Figure 7

Figure 6. Example of “archaeological cultivated area” on the Epiclassic settlement of Mich. 318-Mesa del Bolsón. Map by Dorison.

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Figure 7. Proportion of cultivable area within each geoform of the survey area. Map by Dorison.

Figure 9

Table 3. Average maize yield according to the geomorphological context.

Figure 10

Table 4. Estimated maize production in the archaeological cultivated area and corresponding sustained population for the Epiclassic and Middle Postclassic periods.

Figure 11

Figure 8. Site territorial analysis of Mesa del Bolsón and the Lupe to La Joya phases. Maps and graphs by Dorison.

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Figure 9. Site territorial analysis of Malpaís Prieto and the Milpillas phase. Maps and graphs by Dorison.

Figure 13

Table 5. “Worst” and “best” case scenarios for the second test.

Figure 14

Figure 10. Heatmaps of residential features density for the Epiclassic and Middle Postclassic periods. Maps by Dorison.