农业起源与扩散的历史,及其与人类社会发展的关系,是国际学术界关注的前沿科学问题。黄土高原西部是中国北方旱作农业起源中心之一,具有悠久的新石器文化历史和完备的历史文化发展序列,分布着大量的新石器和历史时期文化遗址,是研究早期作物起源和驯化历史及其利用策略的理想区域。近二十年来,随着中国植物考古研究在中国的繁荣发展,黄土高原西部地区的植物考古工作也取得了丰硕的成果,但也存在一些薄弱环节。一是已开展的研究主要集中在史前时期,对历史时期的关注不够,也缺乏对新石器至历史时期整个长时段内农业的发展和变迁研究。二是集中于研究农作物比例的时空变化,而对古人类如何优化培育和管理农作物的研究存在不足。针对以上问题,本文以黄土高原西部地区考古遗址出土的植物遗存为研究对象,完成了庄浪县50个调查遗址35104粒炭化植物种子和大地湾发掘遗址25424粒炭化植物种子的鉴定工作;测量了5176粒炭化农作物种子的长宽高粒径,测试了131份现代狗尾草种子稳定碳同位素和297份炭化植物种子稳定碳氮同位素,以及70个AMS年代。在以上研究基础下,结合黄土高原西部已发表的相关资料,系统地梳理了黄土高原西部地区新石器早期至历史时期清代（～6000 BC-1900 AD,BC:Before Christ,公元前,AD:Anno Domini,公元）人类对主要农作物的利用历史,并分析了古人类对主要农作物（粟、黍、小麦和大麦）的优化培育历史和管理行为（主要是灌溉和施肥）。基于本文的研究工作,获得了以下主要结论和新认识:（1）黄土高原西部新石器至历史时期人类对主要农作物利用历史可分为四个阶段:第一,大地湾文化一期（5800～5300 BC）至仰韶文化早期（4500～4000BC）,主要种植黍,次要种植粟;第二,仰韶文化中期（4000～3500 BC）至齐家文化时期（2600～1500 BC）,主要种植粟,次要种植黍;第三,寺洼文化时期（1500～300 BC）至唐代（618～907 AD）,主要种植粟和黍,次要种植小麦和大麦;第四,宋代（960～1279 AD）至清代（1636～1932 AD）,主要种植小麦和大麦,次要种植粟、黍、燕麦、荞麦、大豆等作物。（2）黄土高原西部仰韶文化中期（4000～3500 BC）至历史时期清代（1636～1912 AD）人类一直对粟和黍进行着优化培育,但主要优化培育粟,次要优化培育黍;齐家文化时期（2600～1500 BC）至宋代（960～1279 AD）,人类同时对小麦和大麦进行着优化培育,然而从宋代开始,人类主要优化培育小麦。（3）黄土高原西部仰韶文化中期至清代的粟黍农业属于天然的“雨养型”农业。齐家文化时期至清代人类对小麦和大麦却采取不同的管理模式,小麦主要种植在低海拔的河谷平地区域,水资源丰富,大麦则种植在高海拔的高山缓坡区域,水资源匮乏。新石器至历史时期人类对粟、黍、小麦和大麦这四种农作物一直进行中等施肥管理。（4）黄土高原西部新石器至历史时期人类对主要农作物的利用、优化培育和管理主要受气候和人口数量变化这两个因素影响。适宜的气候促使黄土高原西部人类自仰韶中期以来一直主要种植粟,次要种植黍。气候条件的改变迫使人类从齐家文化开始种植小麦和大麦。此外,人口数量的增长促使人类对粟、黍、小麦和大麦采取优化培育和管理措施来增加产量,满足其所需的食物资源需求。本论文为认识黄土高原西部新石器至历史时期人类对主要农作物的选择和利用行为提供了重要的研究资料,对旱作农业历史研究提供了关键的证据,并在植物考古学研究方法综合应用方面做出了探索和尝试,为认识和理解黄土高原西部新石器至历史时期人类对主要农作物的利用历史及其利用行为等问题提供了重要的研究案例和新的视角。