氣候變化對我國古代農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響

氣候變化對我國古代農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響

氣候變化對人類社會的影響作為人類關系研究的重要組成部分，長期以來為國內(nèi)外科學家所關注。大量研究表明:許多重大歷史事件(如農(nóng)業(yè)豐欠、文明興衰、戰(zhàn)亂爆發(fā)、王朝更替、人口增減、民族遷移等)的發(fā)生的確與氣候變化密切相關,有些甚至就是氣候變化的產(chǎn)物。農(nóng)業(yè)作為經(jīng)濟再生產(chǎn)與自然再生產(chǎn)共同作用的產(chǎn)物,深受氣候條件的制約,對此我國學者已進行了大量研究,從不同角度(如農(nóng)區(qū)變遷、耕作制度變化、糧食畝產(chǎn)量增減等)論述了歷史氣候變化與我國古代農(nóng)業(yè)發(fā)展的關系。如倪根金通過對我國歷史氣候變化與北方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟盛衰關系的分析,認為氣候轉(zhuǎn)冷是北方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟衰落的重要原因之一;方修琦對北方農(nóng)牧交錯帶農(nóng)業(yè)興衰的研究表明,農(nóng)牧交錯帶農(nóng)業(yè)興衰與氣候冷暖、干濕波動有較好的對應關系,暖濕時期農(nóng)業(yè)文化相對興盛、農(nóng)業(yè)北界向北擴展,冷干時期牧業(yè)文化相對興盛、牧業(yè)南界向南擴展;張養(yǎng)才通過對歷史上水稻熟制及種植區(qū)域“北進南退”的研究,明確指出“氣候冷暖明顯反映對水稻栽培區(qū)域和熟制改革的影響”;鄒逸麟也認為:氣候轉(zhuǎn)冷轉(zhuǎn)干是黃河流域水稻種植漸趨萎縮的根本性原因;等等。就總體而言,大部分研究成果都趨同于“歷史時期氣候變暖有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件改善”這一基本觀點。然而,從當前以氣候變暖為主要特征的全球變化及其影響的研究情況看,氣候變暖可能給人類社會帶來的影響是極為不利的,這似乎已成為國際社會和學術界的主流觀點。就對農(nóng)業(yè)的影響而言,IPCC報告中即指出:氣候變暖將給人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來嚴重的“負面”影響;但我國學者對中國區(qū)域的研究卻表明:“利”與“不利”并存,不確定性依然存在。那么,歷史上的情景又是怎樣的呢?本文試圖在前人研究成果的基礎上,通過對我國秦漢以來氣候變化與農(nóng)業(yè)發(fā)展對應關系的梳理,從百年尺度上闡明氣候變化對我國古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,為現(xiàn)今人們深入認識氣候變化的影響提供歷史借鑒。1我國歷史上氣候變化的總體趨勢與采暖波動自竺可楨先生“中國近五千年來氣候變遷的初步研究”一文發(fā)表以來,經(jīng)過幾代學者的不懈努力,歷史氣候變化研究得以不斷深化,尤其是在過去2000年溫度變化序列重建方面,在多種代用資料(歷史文獻、樹輪、湖泊沉積、冰芯、石筍等)及日趨完善的研究方法的支持下,取得了重要進展。雖然這些成果在一些具體問題上還存在分歧,但是廓清了我國過去2000年氣候變化的總體趨勢與冷暖波動的基本特征。其中,葛全勝等利用歷史文獻記載資料重建的中國東部冬半年平均溫度變化曲線顯示,在百年尺度的冷暖波動上,我國秦漢以來共經(jīng)歷了4個暖期和3個冷期:即秦漢暖期(暖期Ⅰ,0’s~200’s),冬半年均氣溫較今高0.3℃;魏晉南北朝冷期(冷期Ⅰ,210’s~560’s),冬半年均氣溫較今低0.47℃;隋唐暖期(暖期Ⅱ,570’s~770’s),較今高0.23℃;唐后期至五代冷期(冷期Ⅱ,780’s~920’s),較今低0.5℃;宋元暖期(暖期Ⅲ,930’s~1310’s),較今高0.18℃;明清冷期(冷期Ⅲ,1320’s~1910’s),較今低0.39℃;20世紀暖期(暖期Ⅳ,1920’s以后),較今高0.2℃;同時,在每個冷、暖期中還存在著次一級的冷暖振動(圖1)。2氣候變化的影響農(nóng)業(yè)是人類社會賴以生存的基本生活資料來源,其發(fā)展深受自然條件的制約,氣候變化對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會的影響也是通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來實現(xiàn)的。氣候環(huán)境變化對農(nóng)業(yè)的影響可歸結(jié)為以下三個主要方面:即對農(nóng)區(qū)分布、耕作制度和作物產(chǎn)量的影響。2.1北北方候變化歷史上北方農(nóng)牧交錯帶是農(nóng)業(yè)文化與牧業(yè)文化多次交替的地區(qū),對氣候變化極為敏感,是我國北方農(nóng)區(qū)分布變化最頻繁的地區(qū),也是學者研究的熱點地區(qū)。研究表明:秦漢以來,隨著我國氣候暖濕、冷干的交替變化,農(nóng)耕區(qū)分布北界也相應地出現(xiàn)了多次明顯的北進和南退。(1)農(nóng)業(yè)變遷主要集中于農(nóng)業(yè)領域,僅向河湖地區(qū)鄉(xiāng)村經(jīng)營區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)等域農(nóng)業(yè)區(qū)、針對前3年前4年如前所述,秦漢是一個氣候相對溫暖的時期,雖然其間也出現(xiàn)了多次年代尺度的冷暖波動,但冬半年均氣溫較今約高0.3℃,最暖30年出現(xiàn)在西漢初年(前210~前180年),冬半年平均氣溫較現(xiàn)代高1.2℃左右。與之相應,秦漢時期農(nóng)業(yè)得到迅速發(fā)展,農(nóng)業(yè)種植北界向北推進至河套以北地區(qū)。如秦嬴政三十六年(前211年),遷北河、榆中三萬家,至河套地區(qū)開墾農(nóng)耕1;西漢武帝元狩四年(前119年),從關東地區(qū)征發(fā)70余萬口,至隴西、北地、西河、上郡等地墾種2,并在東起朔方西至令居(今甘肅永登縣)的地區(qū)內(nèi),設立田官,督率戍卒屯田,將草場變?yōu)檗r(nóng)田。譚其驤根據(jù)現(xiàn)今內(nèi)蒙古境內(nèi)長城之外的市縣數(shù)少于漢時的變化事實,認為:“那個時候適宜農(nóng)業(yè)耕種的地方要比現(xiàn)在多,農(nóng)業(yè)區(qū)比現(xiàn)在廣闊”;倪根金根據(jù)秦、明長城位置的變化,認為:長城作為一條農(nóng)業(yè)分界線,長城位置的變遷也反映了我國古代農(nóng)區(qū)的盈縮,從秦長城的分布位置看,大多數(shù)地方比明長城偏北200~400km,即使在現(xiàn)今的居延海附近、烏蘭布和等沙漠里也遍布著漢代的農(nóng)墾遺址。王子今認為,這種農(nóng)耕區(qū)分布界線的移動是氣候變化的“突出表現(xiàn)之一”。(2)冷期農(nóng)區(qū)的變遷繼秦漢暖期之后,中國氣候進入了一個長達近400年的寒冷時期,即魏晉南北朝冷期。當時我國東中部地區(qū)冬半年平均氣溫較今低0.4℃以上,其中,最冷30年出現(xiàn)在南北朝中期(481~510年),冬半年平均氣溫較現(xiàn)代低1.2℃。在這個寒冷期中,匈奴、鮮卑、羯、氐和羌等游牧民族紛紛內(nèi)遷,割據(jù)中原,北方農(nóng)區(qū)因此大幅度向南退縮,牧業(yè)甚至進到華北平原。文學家束皙在給晉武帝的奏疏中寫道:“州司十郡土狹人繁,三魏尤甚,而豬、牛、馬,牧布其境內(nèi)?！?北魏孝文帝即位后,“復以河陽為牧場,恆置戎馬十萬匹,以擬京師軍警之備”4;此時,由于“平城(今山西大同)地寒”,農(nóng)業(yè)衰退,孝文帝不得不于太和十七年(493年)棄平城而遷都洛陽;遷洛后,“敕福檢行牧馬之所,福規(guī)石濟(今河南延津縣東)以西,河內(nèi)(今河南安陽一帶)以東,拒黃河南北千里為牧地”5?？梢?當時大片農(nóng)區(qū)已轉(zhuǎn)變?yōu)槟羺^(qū),其農(nóng)牧分界線自碣石至上谷居庸關,折向西南常山關,沿太行山東麓直達黃河。雖然這條界線并非完全是氣候的產(chǎn)物,但是與氣候寒冷導致游牧民族大規(guī)模南遷密切相關。(3)古代農(nóng)業(yè)人口的增加隋唐(特別是唐代中前期)氣候總體溫暖,我國東中部地區(qū)冬半年平均氣溫較今高0.2℃以上,其中,最暖30年(691~720年)較今高0.5℃。在溫暖氣候背景下,農(nóng)業(yè)又得到快速發(fā)展,中原王朝相繼出現(xiàn)了如“開皇之治”、“貞觀之治”和“開元盛世”等繁盛時期,突厥、回紇等游牧民族如秦漢時的匈奴一樣,遁居塞外,溫暖濕潤的氣候使唐代農(nóng)牧業(yè)界線北移,農(nóng)耕區(qū)擴大。隨著漢民的北上西進,上郡、北地、安定、隴西、天水、金城等郡,“其人勤于稼穡”6;河西走廊綠洲農(nóng)業(yè)得到前所未有的發(fā)展;寧夏北部引黃灌區(qū)再次得到大規(guī)模開發(fā),甘肅寧縣、慶陽一帶甚至出現(xiàn)小麥豐收,“無處可賣”7的景象;鄂爾多斯高原農(nóng)業(yè)人口急劇增加,增設了許多新的縣治,如在黃河岸邊置豐州,東部準格爾旗置勝州,南部無定河畔置夏州,鄂托克旗置宥州等。這個時期農(nóng)區(qū)北界向北推至今靖遠、鹽池、白城子、呼和浩特南至張家口、燕山南麓一線。(4)游牧民族分布唐中葉“安史之亂”后,我國氣候再次轉(zhuǎn)冷,并持續(xù)至五代時期。當時東部地區(qū)冬半年平均氣溫較今約低0.5℃,雖然其間也有短暫回暖(如850年前后),但幅度不大,氣溫仍較今約低0.1℃。在此期間,中國再次進入“五代十國”的分裂動亂時期,北方游牧民族(如沙陀、吐蕃、契丹、黨項等)伺機南擴東進,畜牧業(yè)由此得以再次發(fā)展。據(jù)文獻記載,公元9世紀初后,陜甘寧黃土高原地區(qū)的部分漢人內(nèi)遷,隴東至陜北為東進與南下的吐蕃和黨項族所占據(jù),成為新的畜牧區(qū)8,寧夏固原至天水一線以西也為吐蕃占領,而在今山西應縣、河北陽原、蔚縣一帶成為內(nèi)遷的吐谷渾、黨項、沙陀等游牧民族的居住地9。其時農(nóng)業(yè)種植北界已南撤至今天水南、華亭南、慶陽、延安至離石、代縣、蔚縣一帶。(5)農(nóng)區(qū)向北擴展的布局北宋至元中葉為氣候溫暖期,這與歐洲及大西洋周邊地區(qū)出現(xiàn)的“中世紀暖期”相一致。這一時期我國東部地區(qū)冬半年平均氣溫較今約高0.2℃,最溫暖階段出現(xiàn)在1201~1290年,較今約高0.6℃,但溫暖氣候并不持續(xù)穩(wěn)定,其中也有相對寒冷的階段,如兩宋之際。這種溫暖的氣候條件在北方農(nóng)業(yè)上的反映,即農(nóng)區(qū)向北擴展。據(jù)鄒逸麟研究,元前期在上都(今內(nèi)蒙古多倫諾爾西北閃電河北岸)及更北的口溫腦兒的黃土山(今查干諾兒南)和應昌府(今克什克騰旗西)都有屯田,至元二十年(1283年)、二十二年(1285年)政府曾出鈔在上都、應昌府和糴糧食;至元二十五、二十六年(1288~1289年)還疏浚怯烈河灌溉黃土山一帶的民田?？梢?這一溫暖時期的農(nóng)業(yè)種植北界可達今寧夏同心以北、內(nèi)蒙口溫腦兒一帶。(6)明初農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的難維續(xù)明清時期氣候以寒冷為特征,這與歐洲及大西洋周邊地區(qū)曾經(jīng)出現(xiàn)的“小冰期”狀況一致,我國東部地區(qū)冬半年平均氣溫較今約低0.4℃,其中最冷時段出現(xiàn)在清后期(1861~1890年),冬半年平均氣溫較今約低0.7℃。在這種寒冷的氣候環(huán)境下,位于長城一線以北的農(nóng)耕經(jīng)濟已很難維續(xù),迫使明初洪武年間在今內(nèi)蒙古東南部設置的開平衛(wèi)、全寧衛(wèi)、大寧衛(wèi)等衛(wèi)所先后遷至長城以內(nèi)。然而,明末以降,由于農(nóng)業(yè)技術的改進以及耐寒、耐旱農(nóng)作物品種(如玉米、馬鈴薯等)的引進與推廣,極大地影響了農(nóng)耕區(qū)的分布,使這一時期的農(nóng)業(yè)種植北界并沒有因為氣候寒冷而南移,反而向北推移,越過明長城,在今呼盟的那倫春自治旗東南部經(jīng)札蘭屯、索倫、烏蘭哈達、扎魯特旗、阿倉科爾沁旗、巴林左旗、林西縣、克什克騰旗、白旗一帶形成農(nóng)業(yè)種植北界,其以北及以西為牧區(qū),以南以東為農(nóng)區(qū)。2.2南北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模與氣候條件對糧食種類的影響。在農(nóng)業(yè)氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的另一個表現(xiàn)即對作物興廢與耕作制度的影響。水稻作為我國南北方均有種植的主要糧食作物之一,其種植規(guī)模與耕作制度深受氣候條件的影響;北方受制于水源條件(或降水狀況),表現(xiàn)出種植規(guī)模的盈縮,而南方受制于溫度條件,表現(xiàn)出耕作制度的多樣性。由于我國氣候變化具有明顯雨熱同期的特點,尤其是北方地區(qū),因此隨著氣候冷暖波動,我國古代水稻的種植也相應發(fā)生變化。(1)水稻種植的恢復黃河流域種植水稻的歷史可追溯到新石器晚期(距今約4000年)。唐中葉以前,黃河流域是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最發(fā)達的地區(qū),在先進耕作技術的保障下,水稻生產(chǎn)曾有過相對興盛的時期。但由于氣候條件所限,水稻始終沒有在北方糧食作物中占主要地位。秦漢時期氣候溫暖,黃河流域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得顯著發(fā)展,水稻作為重要的糧食作物,無論在種植區(qū)域還是種植面積上都比先秦時期有了較大的發(fā)展。漢武帝以后,隨著一系列人工灌渠的修建(如關中地區(qū)的潛渠、龍首渠、六輔渠、白渠、靈軹渠、成國渠等),農(nóng)業(yè)用水充足,水稻種植規(guī)模和地域空前擴張。建元三年(前138年),漢武帝游獵于長安周圍、渭河南北時,《漢書·東方朔傳》中載有:“馳鶩禾稼稻粳之地?！笨梢?當時水稻種植已相當普遍。東漢末年以后,歷魏晉南北朝的寒冷時期,黃河流域在氣候趨寒以及長期戰(zhàn)亂的雙重影響下,水利工程遭到嚴重破壞,水稻種植業(yè)日趨衰落。雖然史籍中也常有重修水利工程、試圖恢復水稻生產(chǎn)的記載,如曹魏于青龍元年(233年)時,擴建成國渠,使之“溉舄鹵之地三千余頃”10,前秦苻堅重修鄭白渠,“以溉岡鹵之田”11等,但真正水稻生產(chǎn)得以恢復卻是在隋唐時期。此時,中原地區(qū)氣候溫暖,為水稻種植提供了良好的自然條件。伊洛河流域水稻生產(chǎn)常年豐收,高宗永徽五年(654年)時,洛陽附近的粳稻,斗僅十一錢12;唐玄宗開元年間(713~741年),著名詩人張九齡(678~740年)充河南開稻田使,在陳、許、豫、亳、壽等州,置稻田,僅汴州(今開封地區(qū))一地即有水田五百頃13。唐末、五代時期,我國氣候再次轉(zhuǎn)冷,黃河流域水稻種植范圍明顯縮小,黃淮平原原有的稻作農(nóng)業(yè)已然荒廢,這從北宋年間極力恢復黃河流域的水稻種植可見一斑。北宋端拱年間(988~989年)朝廷詔令江北諸州:“就水廣種粳稻,并免租稅。14”;至道年間(995~997年),北宋大臣陳堯叟等“自陳、許、鄧、穎,暨蔡、宿、亳至于壽春,”尋訪漢唐以來水利舊跡,興辦水田15,在黃河流域局部地區(qū)恢復水稻種植。熙寧年間(1068~1077年)王安石變法時,朝廷曾成立“提舉沿汴淤田”、“都大提舉淤田司”等機構(gòu),在豫北、冀南、冀中以及晉西南等地區(qū)淤灌治堿,挑選一些水利條件較好的地方辟為水稻田,如陳州、穎州至壽春的穎水沿岸,許州長社(今許昌市)、共城縣(今輝縣)、開封、陳留、咸平(今通許縣)以及滄州等地16,水稻種植范圍又有所擴展。隨著明清“小冰期”的來臨,黃河流域的水稻生產(chǎn)更趨衰落,不僅分布零星,種植面積小,而且產(chǎn)區(qū)持續(xù)時間短。就京津冀而言,在明前期,除了河間府有一定規(guī)模的水稻生產(chǎn)外,其他地區(qū)已較少種植。如順天府僅有宛平、昌平二縣種植水稻,保定府唯雄縣盛產(chǎn)水稻,趙州“水稻惟隆平有之”,而廣平、大名等府均已不產(chǎn)水稻。清早期曾有在北京附近興辦水田的考慮,但因氣候干冷而最終放棄?？滴踉啤八镏?不可驟興”;雍正年間(1723~1735年),雖于河北境內(nèi)開辟了官私水田5600余頃,但好景不長,除了少數(shù)水源條件較好的地區(qū)還保持一定數(shù)量的水田外,其余均漸荒廢或改為旱田;道光年間(1821~1850年),林則徐又提出在河北平原發(fā)展水稻的建議,但也未見成效。(2)雙季稻種植及耕作技術條件的影響雙季稻是指一年中種植和收獲兩季水稻的一種稻作制度,在我國有著悠久的種植歷史。古籍中常有兩熟稻、再熟稻、再生稻、混作稻、間作稻和連作稻等的記載,反映了中國稻作制度的多樣性。但由于受氣候冷暖波動的影響,單季稻和雙季稻的種植地區(qū)則有較大的變化。據(jù)張養(yǎng)才研究:歷史時期氣候冷暖的波動,可引起單季稻、雙季稻種植地區(qū)南北變動約兩個緯距。隋唐時期,我國東部地區(qū)氣候溫暖,南方地區(qū)出現(xiàn)了輪作復種的一年二熟制。長江下游地區(qū)作為雙季稻的北界,有可靠歷史記載也始于唐代,如《新唐書·玄宗本紀》載:開元十九年(731年),“是歲揚州櫓稻生”;《太平御覽》引《新唐書》曰:揚州有“櫓生稻二百五十頃,再熟稻一千八百頃,其粒與常稻無異?！闭f明揚州地區(qū)當時已種植雙季稻。唐后期至北宋初期,由于氣候變冷,生長季縮短,除個別地方偶有“稻再熟”的記載外,江南大部分地區(qū)已無雙季稻耕作。因此,清道光年間江蘇按察使李彥章(1794~1836年),在其《江南催耕課稻編》中即認為:“宋時江南,又止一收”。但到了南宋時,我國氣候顯著轉(zhuǎn)暖,南方地區(qū)的耕作制度較北宋之前又有了很大的提高,不僅普及了輪作復種的一年二熟制,而且還產(chǎn)生了輪作復種的一年三熟制。明清時期長江下游地區(qū)雙季稻種植每況愈下,播種面積也大為減少。道光十三年(1833年),李彥章在蘇北地區(qū)“親見早、中、晚稻之種皆備,而竟無兩種者?！痹谔K南地區(qū),延綿100余年的雙季稻,雖未絕跡,但也“惜不多耳”17。在江浙一帶,由于秋季氣溫偏低,水稻不能正常成熟,多空殼癟粒,50kg稻谷只能產(chǎn)25kg大米,而50kg一年一熟的稻谷卻可產(chǎn)40kg大米。在廣東地區(qū),也因氣候寒冷,作物成熟期推遲,給耕作制度帶來很大影響,不僅一年三熟制已不復存在,就是一年兩熟制的范圍也大大縮減;同時,水稻生產(chǎn)在寒冷氣候的影響下,生長發(fā)育受到抑制,常有爛秧、少穗和較高空枇率的現(xiàn)象發(fā)生,導致糧食大幅度減產(chǎn)。從上述長江下游地區(qū)稻作制度的演變歷史可以看出,雙季稻的種植除受技術條件影響外,主要是受制于溫度的變化,其興廢演變與我國歷史氣候寒暖的波動大體一致。2.3氣候冷期對我國糧食干部積累的影響現(xiàn)代研究表明:如果其他條件不變,年平均溫度升高(降低)1℃或降水量增加(減少)100mm,我國糧食畝產(chǎn)量將分別有10%的增產(chǎn)(減產(chǎn))。可見,氣候環(huán)境與農(nóng)作物產(chǎn)量之間有著密切的關系。就歷史上糧食畝產(chǎn)量而言,由于歷代反映畝產(chǎn)的資料十分有限,且又涉及古代各地度量衡的變化問題,因此,不同學者的估算結(jié)果差別很大。但從總體來看,全國糧食畝產(chǎn)量呈遞增趨勢。吳慧估算結(jié)果顯示:戰(zhàn)國中晚期,我國糧食畝產(chǎn)量約為216市斤/市畝,漢時增至264市斤/市畝,唐時為334市斤/市畝,兩宋時降至309市斤/市畝,元時復增至338市斤/市畝,明清時約為392市斤/市畝。從全國糧食畝產(chǎn)量和北方麥作畝產(chǎn)量的相對變化指數(shù)看(表1),除明清外,氣候寒冷時期,我國糧食畝產(chǎn)量(包括全國糧食畝產(chǎn)量和北方麥作畝產(chǎn)量)都有所下降,如魏晉冷期的畝產(chǎn)量較兩漢暖期下降了1.5%,南北朝冷期的畝產(chǎn)量在魏晉的基礎上大幅下降了13.3%;而氣候溫暖時期,糧食畝產(chǎn)量則呈上升趨勢,如兩漢暖期的畝產(chǎn)量比前一朝代上升了9.7%,隋唐暖期時的畝產(chǎn)量較北朝提高了10.3%,元朝畝產(chǎn)量比宋時則大幅提高了近40%(吳慧估算的全國糧食畝產(chǎn)量約提高10%)。這種氣候冷暖變化與北方糧食畝產(chǎn)量的基本對應關系,說明了歷史上氣候波動對我國古代北方糧食產(chǎn)量的重要影響。從表1中,可以看出:明清冷期時我國北方糧食畝產(chǎn)量繼續(xù)上升,這可能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術和土地生產(chǎn)率(如精耕細作、農(nóng)田水利、土壤耕作技術和新品種引進等)的提高有關。不過,王錚等所給出的1