毛烏素沙地統(tǒng)萬城建城的水環(huán)境和沙漠化程度

毛烏素沙地統(tǒng)萬城建城的水環(huán)境和沙漠化程度

毛烏蘇沙帶是中國歷史沙漠化研究最集中的領域。自20世紀60年代侯仁之先生考察并發(fā)表《從紅柳河上的古城遺址看毛烏素沙漠的變遷》以來,眾多研究在此展開,并形成了一門新的學科,即沙漠歷史地理學。研究者對歷史沙漠化的過程、成因以及部分典型時段的環(huán)境背景等進行了深入討論,取得了豐碩成果,但各方面的爭論頗多,這在80年代體現(xiàn)最明顯。如趙永復認為毛烏素沙地主要為自然因素的產物;朱士光、王尚義等認為毛烏素沙地的形成與歷史上發(fā)生的開發(fā)相關;并有學者提出毛烏素沙地乃“人造沙漠”的觀點。近10a來,研究漸趨豐富,歷史文獻資料的挖掘更加廣泛而深入,自然科學方法開始引入,如王乃昂等通過對古城夯層砂的解譯認為沙漠在秦漢大規(guī)模屯墾之前已形成,Deng等利用遙感影像結合文獻記載認為明代毛烏素沙地的南界與現(xiàn)今一致,Huang等基于剖面分析證實了唐末和明清時期發(fā)生的嚴重沙漠化等。統(tǒng)萬城遺址是位于毛烏素沙地南緣的一座城址,城址確切位置在37°59′55″N,108°50′50″E(城墻西南角墩處),是十六國時期夏國的首都所在,現(xiàn)屬陜西省榆林市靖邊縣管轄,是毛烏素沙地歷史沙漠化研究最重要的時空坐標,研究成果也最豐富。對統(tǒng)萬城建城環(huán)境的認識,存在初期“水草豐美”和“沙漠已經存在”兩種說法,隨著研究的深入,學者逐漸認識到毛烏素沙地內部環(huán)境多樣性在解讀歷史文獻中的重要意義,并有學者對“廣澤”與“清流”進行了深入分析。然而,有關建城時城址周邊的沙漠化程度、湖泊與河流分布狀況等,研究仍顯不足,而這些問題是理解歷史文獻記載及城址選擇的關鍵,也有助于探討統(tǒng)萬城廢棄的真實原因。本研究綜合統(tǒng)萬城周邊的自然地理現(xiàn)狀與歷史文獻和考古發(fā)現(xiàn),就這些問題進行探討,以期提供更全面的認識。1契吳山的位置統(tǒng)萬城建城時的水環(huán)境探討可歸結于赫連勃勃對契吳山下“廣澤”和“清流”的贊嘆,亦即《元和郡縣圖志》卷四關內道夏州條引《十六國春秋》的一段話:“赫連勃勃嘗北游契吳,升高而嘆曰,‘美哉斯阜,臨廣澤而帶清流,吾行地多矣,未有若斯之美’”。此外,胡義周對統(tǒng)萬城的贊文中的語句:“背名山而面洪流,左河津而右重塞”、“石郭天池,周綿千里”、“華林靈沼”等也是研究者對水環(huán)境充滿興趣的原因。實際上,契吳山的位置本身存在多種說法,但任何一種說法都不在統(tǒng)萬城附近,與統(tǒng)萬城沒有直接關系。從空間的角度分析,這是一種空間錯位替代,具有誤導作用,因此,有必要結合現(xiàn)狀分析來探討統(tǒng)萬城建城時期真實的水環(huán)境背景。1納林河為發(fā)酵劑的縣、市根據(jù)《水經注》奢延水條的記載:“奢延水又東北,與溫泉合,源西北出沙溪,而東南流,注奢延水。奢延水又東,黑水入焉。水出奢延縣黑澗,東南歷沙陵,注奢延水”,其中奢延水即今統(tǒng)萬城南之無定河,但“黑水”所指河流存在爭議。《太平寰宇記》中對契吳城的記載有“在縣北一百二十五里,赫連昌因山所筑”,又“烏水,舊名黑水,以周太祖諱名曰烏水,源出縣北平地,亦契吳之麓”,據(jù)此記載,眾多研究者認為黑水應為海流兔河。但《魏書》卷95《鐵弗劉虎傳》記載:北魏太武帝親統(tǒng)魏軍進攻夏國,“車駕次于黑水,去城三十余里”,現(xiàn)今的納林河距離統(tǒng)萬城與此記載約同,則納林河也可能為黑水。僅依據(jù)目前的文獻,實難分清。在此筆者更傾向于納林河為黑水,一是《水經注》作者酈道元曾親至統(tǒng)萬城考察,當不會舍近求遠以海流兔河做黑水記載;二是魏書中的距離較明確,而海流兔河至統(tǒng)萬城直線最近距離也超過現(xiàn)今的50里,更何況道路的實際距離;三是《太平寰宇記》的作者只是對更古老的文獻總結,并沒有實地考察。當然,也可能不同時期黑水所指不同,《水經注》和《魏書》中指納林河,而宋朝時期《太平寰宇記》已指海流兔河了。2統(tǒng)萬城的位置胡義周的贊文中“洪流”指無定河無疑,但當時的河面與統(tǒng)萬城的高差不明確。董光榮等指出,全新世中晚期時,薩拉烏蘇河(無定河上游河段)可能只是一條來回擺動的小溪流,至新近時期(指歷史時期的某個時段)由于黃土高原和鄂爾多斯高原的整體抬升,薩拉烏蘇河才開始下切,并形成固定河床。至于河流下切的確切時間,胡珂等通過光釋光測年認為是唐中后期才開始。安介生對明清時期的文獻解讀后認為無定河在歷史時期是處于不連續(xù)狀態(tài)的,直到明清時期才連通。這些研究均針對無定河上游,統(tǒng)萬城下的情況并不明了。目前研究表明,統(tǒng)萬城的選址是軍事、經濟和環(huán)境的綜合考慮,南側的無定河谷是軍事防御考慮的重要因素之一,因此,有“近詳山川,究形勝之地”一說,說明當時無定河谷和城址之間有一定的高差。此外,根據(jù)胡義周贊文中使用“洪流”來形容無定河,可以認為統(tǒng)萬城建城時此段河流處于流動狀態(tài),并沒有形成湖泊。在此,我們根據(jù)近期河流的下切速度進行一個簡要估算。據(jù)李令福的文獻記述,1974年前,統(tǒng)萬城下尚是一個由于河流阻塞而形成的天然水庫,為了擴展耕地,當時白城子村書記高振亮決定炸開下游阻塞河流的紅石梁(第三系紅色砂巖),這一決定當即實施并最終完成一條寬4～5m,深7m,長約400m的石槽。因此,湖水快速外泄,湖床變成現(xiàn)在統(tǒng)萬城下的河岸農田。根據(jù)野外的實地觀測,現(xiàn)今河床與農田的高差大部分寬闊河段已超過1m,亦即35a河流下切深度超過1m?？紤]到河流下切速率在剛打通石槽時較快,在此以每35a平均下切0.6m計算,則統(tǒng)萬城建城時至今河道的下切深度約為:1600÷35×0.6≈27m。據(jù)量算,現(xiàn)今統(tǒng)萬城地表距河床高度約45m,扣除地表沙丘覆沙約5～10m,另外考慮到統(tǒng)萬城下無定河在某一時期曾阻塞成湖,則統(tǒng)萬城建城時地表與河床高差在15m左右。然而,如果河道穩(wěn)定,以現(xiàn)今的河流流量(此處需去除上游巴圖灣水庫的影響)來看,這個高差的軍事防御作用仍很有限。據(jù)此,當時統(tǒng)萬城下無定河的河道或許已經具有比較寬闊的河谷,河水在河谷中左右擺動形成河灘濕地,車馬難過,情況正如沈括在《夢溪筆談》中形容的一樣:“余嘗過無定河,度活沙,人馬履之,百步之外皆動,澒?jié)谷蝗缛诵心簧稀薄?城市公園地下水位高鄧輝等分析遙感影像認為,存在護城河和一條從城址西北角角樓流進,并從東南角樓流出的河流,從而有當年“華林靈沼”的場景。邢福來的發(fā)掘報告認為,護城河可能深達6m,寬13m左右,至于護城河是否有水,認為由于水的浸泡和流水的浸蝕是夯土城墻的大忌,護城河不應有水,李令福對護城河的作用做了進一步的論述。根據(jù)考古鉆探結果,城墻下一直為黃沙沉積,這種情況下滲水非常嚴重,考古結果中也沒有說明護城河底部是否有防滲措施,因此,保水很困難。此外,從地下水位的角度來看,根據(jù)前面的推論,在地表高差約15m,且距離如此近的情況下,統(tǒng)萬城處地下水位應較深。根據(jù)姚勤鎮(zhèn)的觀察,西城中發(fā)現(xiàn)有接近15m深的水井說明了這一點,如果地下水位較淺,這么深的水井實無必要。綜上,護城河無水應是正解。實際上,也有學者認為護城河并不存在。既然如此,古城遺址內是否存在河流就需要慎重對待。筆者結合高清影像和實地考察發(fā)現(xiàn),鄧輝等所確定的河道,部分為農田和沙丘的分界,部分為道路線,如果不實地印證,這在遙感影像解譯中很容易被誤判。另外,實難想象會在城墻之下開口引水入城,這在軍事防御中本身就犯了大忌。那么城址中是否有水池之類的人工造景呢?或許是有的,但應該不是引外部河流形成的自然流水,而是人工湖之類的水體,城址中的水井為這些水體提供了水源。以上的所有論證均基于無定河床在當時與統(tǒng)萬城有一定高差,如果當時這種高差并不存在,以上的論證則可能被完全推翻。就目前而言,尚沒有證據(jù)說明當時無定河床與統(tǒng)萬城沒有高差,即使安介生認為統(tǒng)萬城下在建城時存在“廣澤”,也只是將1974年前的天然水庫當做“廣澤”而已,時間上不對應,高差更以現(xiàn)今的情況作了標準。軍事上來講,很小的高差也不能滿足防御的要求,不會做為“形勝之地”考慮進來。因此,以上的論證基本可信。4湖相層厚度與沉積年代早期的研究者在討論“石郭天池”、“華林靈沼”時局限于現(xiàn)存的城墻遺址之內,忽略了城墻之外的考察,且將胡義周贊文中的“周綿千里”當做夸張的形容詞,殊不知“周綿千里”指的并不是現(xiàn)存的城址范圍,而是包括了城址在內一定范圍內的情形。擴大視野對統(tǒng)萬城西側與北側10km范圍內進行考察,我們認為“石郭天池,周綿千里”、“華林靈沼”并不是胡義周的杜撰。筆者于2005年、2007年和2010年多次驅車在統(tǒng)萬城西側和北側考察,發(fā)現(xiàn)眾多地方存在湖相地層出露現(xiàn)象(圖1A)。這些湖相沉積顏色呈灰白色,厚度在10～30cm之間,局部位置湖相地層出露于地表,局部位置僅在很薄的沙層覆蓋之下,這些位置也往往是現(xiàn)今農戶開墾的主要地點。通過湖相地層沉積修建的房屋外觀顏色與統(tǒng)萬城無異(圖1B),這或許表明統(tǒng)萬城的顏色不單是“蒸土加工”的結果,以湖相沉積物作為夯土原材料也是重要因素之一(圖1C)?？疾熘?我們還發(fā)現(xiàn)部分湖相沉積的地表有螺殼殘存,根據(jù)判斷,這是適于淺水環(huán)境的一種螺類。為了定年,這些螺殼在北京大學考古年代學實驗室進行了AMS14C測定,結果為1760±35aBP,表明生活年代在東漢末年和北魏初期,亦即湖泊在這一時期尚未干涸。根據(jù)氣候研究結果,公元4\_5世紀存在回暖,且降水較東漢末年增多,這些湖泊盡管可能經歷了退縮,但部分湖泊應仍有一定的水面殘存。根據(jù)考察,統(tǒng)萬城西北約5km的查干圪臺和東北約7km的浩雅爾烏蘇可能是當時最大的兩個淺湖區(qū)。但這些湖泊并不是連續(xù)的大湖,單個湖泊的面積較小。根據(jù)沉積相判斷,湖相層厚度較大,且自上而下湖相層存在漸變趨勢,顏色逐漸由灰白變?yōu)榛液?再下部則為細沙沉積,表明湖泊存續(xù)時間較長。但距離統(tǒng)萬城較近的湖相沉積并不一樣,只是很薄的一層覆蓋于黃色沙層之上(圖1D),說明湖的存續(xù)年代并不長,有可能是季節(jié)性的小湖泊或者積水洼地。有沒有可能存在自查干圪臺或浩雅爾烏蘇引水至統(tǒng)萬城附近,從而構成統(tǒng)萬城附近的“池”、“沼”環(huán)境呢?根據(jù)1∶5萬地形圖的海拔測算,東北的浩雅爾烏蘇處海拔(1150m)與統(tǒng)萬城(1150m)接近,不存在這種可能,這進一步說明統(tǒng)萬城外不存在從東引向西、并從西城墻進入城址的河流。但位于東北的查干圪臺海拔高度(1170m)比統(tǒng)萬城處(1150m)高了將近20m,是有可能的。根據(jù)遙感影像和實地的考察,統(tǒng)萬城西側有一條通往查干圪臺的土公路,沿這條土公路西北行,公路上斷續(xù)可見湖相地層出露,而這些湖相層在前面的描述中表明,只是季節(jié)性的小湖泊或者積水洼地,存續(xù)時間不長,說明有可能為人工構筑從而存在時間較短的人工湖。因此,筆者大膽推測,統(tǒng)萬城建城時存在由查干圪臺向統(tǒng)萬城方向延伸的由人工河流串起來的小湖群。由于這些湖群在統(tǒng)萬城北,地下水位理論上高于統(tǒng)萬城處,且受人工構筑影響,有條件形成湖泊。實際上,統(tǒng)萬城的規(guī)模也決定了城址內部難以有大片土地用于修建“天池”和“華林靈沼”。根據(jù)《資治通鑒》卷一二〇記載,公元427年魏王進攻統(tǒng)萬城時,赫連昌率領“將步騎三萬出城”,可見城內容納人口較多,僅士兵就多于3萬,總人口可能在5萬以上。以現(xiàn)在測算的統(tǒng)萬城面積計算,東城約32萬m2,西城約36萬m2,總68萬m2,即大夏國時期人均面積僅12m2,這還是沒將建筑占地和牲畜考慮在內的結果。如此高的人口密度遠大于現(xiàn)今的城市人口密度,顯然沒有剩余空間用于建筑“天池”和“華林靈沼”,因此,城外一定范圍內均應為人們生活之地。最近的發(fā)掘結果表明,一直存在爭論的外郭城確實存在,形狀呈刀把形,西北部凸出,周長13865.4m,面積7.7km2,而考察所發(fā)現(xiàn)的存續(xù)時間較短的湖相層恰在其范圍之內。因此,可以認定正是這些湖泊與河流的存在構成了胡義周贊文中“石郭天池”和“華林靈沼”的景觀實體。2統(tǒng)萬城建城的地質背景沙漠化是荒漠化的一種,是中國荒漠化研究的重點。在判斷沙漠化的發(fā)生和發(fā)展中,程度的劃分至關重要。朱震達等將沙漠化分為潛在的、正在發(fā)展中、強烈發(fā)展中和嚴重的4個類型,王濤等則將沙漠化程度分為輕度、中度、重度和極重度4個類型。二者采用的分類標準中“流沙面積占該區(qū)土地面積比率”一致,只是“沙漠化土地擴大面積占該區(qū)面積比率”存在差異(表1)。研究歷史沙漠化時,由于沙漠的年均變化數(shù)據(jù)不可獲得,且毛烏素沙地歷史上大部分地區(qū)可能不存在流沙,依據(jù)這樣的判定方法存在缺陷。本研究認為,在歷史沙漠化程度判定中,可借用王濤等劃分標準中的植被覆蓋度作為指標。判定統(tǒng)萬城建城時期沙漠化程度是理解統(tǒng)萬城建城環(huán)境的關鍵。根據(jù)目前的研究,有關統(tǒng)萬城建城環(huán)境可歸納為兩種說法:一是依據(jù)前述《元和郡縣圖志》卷四中引《十六國春秋》中赫連勃勃對契吳山的贊嘆,部分研究者認為統(tǒng)萬城建城時周邊的環(huán)境水草豐茂;二是依據(jù)前述《水經注》中對無定河的記載時提到的地名,如“沙溪”、“沙陵”等,從地名學的角度,研究者一致認為指示了沙漠景觀。就前一種說法而言,前已說明契吳山不在統(tǒng)萬城所在位置,后一種說法有確切位置,但距離統(tǒng)萬城較遠。也就是說,學者常引的兩條文獻并不是記錄統(tǒng)萬城建城時周邊的環(huán)境。如果忽略文獻記載的位置,僅觀點來說,“水草豐茂”和“沙漠景觀”兩種說法本身實際上非常模糊。研究者無法解釋水草豐茂是怎樣的景觀類型,也不能說明沙漠處于怎樣的狀態(tài)。從沙漠化程度區(qū)分的角度來理解,更無法對應。我們知道,不同民族對環(huán)境認知不一樣,其相應的宜居性就存在差異。一般來說,固定沙丘的植被覆蓋度大于40%,也就是說輕度和中度沙漠化情況下,地表植被情況是適合作為牧場的,也適合牧民居住。部分學者綜合二者的記載,結合毛烏素沙地的自然環(huán)境現(xiàn)狀認為,毛烏素沙地在歷史時期一直是沙草并存的環(huán)境,較之前的認識有所進步,但在解釋小尺度空間環(huán)境上仍顯不足,城址周邊建城時沙漠化程度同樣不明確,而這是決定城址選擇的關鍵。根據(jù)統(tǒng)萬城的建城時間,我們將有關毛烏素沙地內的地層剖面研究進行了梳理(表2),由于剖面點位不同,部分剖面的沉積層序存在缺失,年代序列不完整,且大多數(shù)研究關注點為全新世中期或更早,只能做背景參考,與歷史時期相關的剖面研究僅有高尚玉等、Huang等、He等、胡珂等的研究。根據(jù)測年結果,這幾個剖面的研究均認為,唐末發(fā)生了一次沙漠化;Huang等、He等和胡珂等的研究還認為,明清時期發(fā)生了第二次沙漠化。這些結果表明,秦漢至魏晉的這段時期并沒有發(fā)生沙漠化。根據(jù)Huang等對剖面沉積物粒度的對比研究,隋唐之前的沉積物粒度參數(shù),如頻率分布、偏度和峰度等均指示為風成砂沉積,但中值粒徑、平均粒徑等顯著低于現(xiàn)代地表的半固定沙丘砂。這表明隋唐之前盡管仍然是沙漠環(huán)境,但其沙漠化程度是要低于現(xiàn)代的。此外,值得注意的是,1981年統(tǒng)萬城的發(fā)掘報告中多次提到統(tǒng)萬城文化層下的積沙問題,如“后殿的臺基下墊鋪很厚的一層木炭屑和草木灰,再下則為細沙”、“鉆探證明,城址與建筑物廢墟之下,均為原生細沙”。遺憾的是,沒有學者對這些細沙所代表的沙漠環(huán)境進行深入分析。結合黃銀洲等剖面結果,其保寧堡剖面所在位置與統(tǒng)萬城可對應,且現(xiàn)代沙漠化程度接近,其下層細沙或可以與剖面隋唐之前的沉積對應。此外,城墻夯層沙土中的孢粉提取結果表明,當時周邊的植被以草本和灌木為主,主要包括蒿屬和藜科,伴有禾本科、草、菊科、薔薇科、豆科、蓼屬、白刺、沙拐棗屬、胡頹子屬、麻黃屬、中華卷柏,景觀上屬于荒漠草原景觀。同時,城墻馬面內儲存有為柴草的檸條(Caraganakorshinskii)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、沙柳(Salixpsamophila)、沙蒿(Artemisiadesertorum)等沙生植物。一般來說,柴草多為就近收集。因此,結合以上各研究證據(jù),可認為統(tǒng)萬城建城時周邊的沙漠化程度整體上來說應為輕度,但部分區(qū)域的沙漠化程度處于中度。這個結果并不與統(tǒng)萬城周邊水環(huán)境的分析沖突。氣候研究結果表明,全新世晚期中國北方氣候存在干旱化的趨勢,這改變了毛烏素沙地在全新世中期暖濕情況下形成的地表覆蓋狀態(tài),