历史时期长江流域农业生态变迁述论
2011-04-02惠富平李琦珂
惠富平,李琦珂
(南京农业大学 中国农业历史研究中心,江苏 南京 210095)
自然灾害与区域社会
主持人语:中国是一个自然灾害频发的国家,也是一个较早记载和研究自然灾害现象的国家,灾害渗透到人们社会生活的每个角落,直接或间接地影响到人类的社会生活。自殷商开始,人们对自然灾害的记录与研究就从未停止过,特别是,20世纪80年代以来,学术界推出了一大批研究成果。本期刊发的4篇论文,从不同视角对“自然灾害与区域社会”这一话题进行阐述与分析。
惠富平教授的论文,总结和探讨了历史时期长江流域气候、水环境和森林植被三大生态环境要素的变迁过程,认为长江流域生态环境的破坏,导致水土流失、河湖淤塞和水旱灾害频发,对农业生产和民众生活造成很大的危害。汪志国教授的论文,认为明代安徽自然灾害频率不仅高于全国同期,而且也比明代以前的安徽高得多。为应对各种自然灾害,明王朝采取了各种救灾措施。孙语圣博士的论文,以1935年水旱灾害为例,认为大众传媒在灾害救助过程中客观真实的传递了灾害信息,动员社会整合救灾资源,体现强烈的使命感和责任感,成为救灾中重要的社会力量。梁诸英博士的论文,探讨了明清徽州绅商投资徽州水利状况及原因,并认为明清时期徽州绅商积极投资于徽州水利,促进了粮食生产。
主持人简介:汪志国,男,1963年7月生,安徽枞阳人。池州学院历史与社会学系教授,博士,安徽省学术和技术带头人,安徽师范大学硕士生导师。
历史时期长江流域农业生态变迁述论
惠富平,李琦珂
(南京农业大学 中国农业历史研究中心,江苏 南京 210095)
历史时期长江流域气候、水土和森林植被等生态环境要素的变迁,与人类活动尤其是以稻空大点作生产为中心的农业活动有密切关系。一方面生态环境制约着稻作农业的发展变化,另一方面,农业活动对生态环境具有不同程度的影响。宋元以来,南方地区以围湖造田、丘陵山地开垦为主的大规模农业经济开发,对长江流域生态环境诸要素的负面作用逐步加大,导致水土流失、河湖淤塞和水旱灾害频发,农业生产和民众生活也因此受到很大危害。近现代长江流域经济开发进一步扩张,河湖淤废、森林破坏有增无减,而且水土环境的化学污染越来越严重。长江流域是中国稻作文明的发源地和主要的稻米产区,研究长江流域生态环境诸因素变迁与稻作农业发展的关系,对于保护区域生态环境,指导当地农业可持续发展,具有重要学术意义。
长江流域;生态环境;稻作农业;历史时期
历史时期长江流域生态环境变迁包括气候变迁、水土环境变迁和森林植被变迁等许多方面的内容,相关研究成果积累已相当丰富。目前学界总体上认为,历史时期长江流域生态环境变迁是自然因素和人为因素相互作用的结果,随着经济开发的不断拓展,人类活动对区域生态环境变迁的影响越来越明显,并逐渐成为导致生态环境恶化的主导因素。对每一位研究者而言,欲取得新的认识,有赖于新的研究材料或新的研究视角。我们知道,长江流域是中国稻作文明发源地,自古及今的农业活动均以水稻种植为主,所以,长江流域生态环境变迁始终与稻作农业发展有密切关系。一方面,生态环境要素的变化必然会影响水稻生产,另一方面,水稻种植也会对生态环境要素产生深远影响。本文吸收前人研究成果,以稻作农业为核心,考察历史时期长江流域生态环境变迁的相关问题。
1 气候变迁及其对长江流域稻作农业的影响
气候是最活跃且影响最广泛的环境要素,它与人类生活及农业生产的关系非常密切。历史上的气候并非一成不变,而是具有冷暖交替与周期性波动的基本特征,这种变化对长江流域以稻作为中心的农业生产具有直接影响。从地质学上的全新世或考古学上的新石器时代以来,地球上的气候总的看来是相对温暖的。但在1万年中的短时段上,气候在不断变化,气温也在不断波动,当然这种波动有上千年至几百年的尺度,其下还有百年到几十年的尺度。气候包括气温和降水两大因子,二者是相互关联的。历史上温暖期常常也是降水较多的时期,寒冷期则降水相对较少。以下根据相关研究成果,以气温波动为主要线索,阐述近1万年来长江流域的气候变迁及其与人类经济活动尤其是稻作农业活动的关系。
1.1 长江流域气候变迁的过程
(1)全新世大暖期,又称大西洋期,即距今8000到5000年左右的温暖期,为冰后期的气候最适期。这一时期中国东部年均气温比现在高2.5℃,西部高3-4℃。距今5000年到3000年气温相对下降,但相对仍比较温暖,这种温暖气候一直延续到殷商时代。
(2)公元前1100年左右为近5000年来的第一个寒冷期。这个寒冷期持续200多年,相关文献对黄河流域和长江流域的气温均有所反映。《诗经·豳风》描述了西周关中地区冬季的严寒,《竹书纪年》则记载了关于公元前930多年和公元前897年左右的严寒,有所为“江汉俱冻”的记载。
(3)春秋末期到西汉末年(公元前770年到公元前1世纪下半叶)的温暖期。这个时期持续了700多年,《诗经》、《左传》中多次提到黄河流域有梅树生长,黄河流域关中地区竹类生长很多,长安中荔枝居然能存活一株。秦汉平均年气温大约比现在高1.5℃[1]。张天麟研究认为,从春秋战国至东汉后期(约当公元前700年到公元200年),长江三角洲为气候温暖期[2]。可以推想,长江流域这一时期比较温暖。
(4)东汉到南北朝的寒冷时期。这是一个近600年的寒冷期。东汉洛阳晚春时降霜雪,冻死许多人。三国时有些年淮河结冰,《齐民要术》记载的物候比现在要推迟10天到半个月。南朝时建康(今南京)也建有冰房。研究表明这个时期中国年均气温可能要比现在低大约1-2℃。
(5)唐北宋温暖期。时间为600年至1000年左右。相关文献中的物候记载显示出这个时期比较温暖。研究表明,这个时期中国年均气温比现在高1℃左右[1]。但8世纪中叶以来,气温总的趋势是开始下降。有学者研究认为,从唐代后期到南宋中期(约当公元850到1200年),长江三角洲一带冰雪频繁,相当严寒,但气温有三次回暖[2]。
(6)1100年至1200年左右的南宋寒冷期。华北梅树不能生长,特别是1111年冰封太湖,湖中洞庭山柑橘全部冻死;苏州运河经常结冰;长江上游荔枝在12世纪70年代的寒冷中受到毁灭性影响[3]。
(7)12世纪到清末的800年间,气温以寒冷为主。据考察,1200至1300年曾出现短暂的元代温暖期,而从1400年到1900年为明清宇宙期或称为方志期、明清小冰期。明清时期低温多灾,文献中关于寒冷的记载很多。清初东南沿海一带冬季低温估计比现在低5~7℃。清初18世纪20年代至70年代长江下游冬季平均气温比现在低1~1.5℃,冬季降雪日数比现在多10%~15%。
从两千年气候变化来看,前1000年更为温暖湿润,而后1000年相对寒冷干燥。气候变化在中国中高纬度地区的变化幅度相对比中低纬度地区更大。研究表明,历史时期中国的气候变化,在黄河流域、长江流域体现得更明显,岭南地区变幅则相对小些。历史时期长江流域的气候变化,与全国气候变化情况基本一致,主要与太阳活动等自然因素有关,同时人类活动也在一定程度上影响了气候变化。气候变化对长江流域农业的影响是多方面的,例如,在冬季寒冷的气候条件下,土壤冻结达几个月之久,微生物的分解作用非常缓慢,有机质积累丰富,便于第二年水稻等农作物的生长。
1.2 气候变迁与长江流域的稻作农业
新生代第四纪在距今1万年左右进入全新世时期,这个时期气候转暖,人类迎来了新石器文明。众多研究表明,距今8000年至5000年的中国大陆与世界其他地区一样,都是处于一个十分温暖湿润的时期,这给中国新石器文化的繁荣创造了条件。在距今5000年至4000年前后,是我国1万年来气候最好的时期,黄河流域和长江流域新石器文化灿若群星[4]。其中长江中上游有大溪文化、屈家岭文化、湖北龙山文化;下游有河姆渡文化、罗家角文化、青莲岗文化等。长江流域新石器遗址的重要特征就是普遍发现有栽培稻谷遗存。据不完全统计,长江流域及其以南地区发现的稻作遗址达46处[5]。长江流域在五六千年前已普遍种植水稻,与当时的气候条件及生态环境有密切关系。从相关遗址的孢粉分析来看,浙江余姚河姆渡遗址第四文化层的沉积时期正处于冰期后最适宜期,六七千年前太湖地区的山地都是被以青冈栎和栲属为主的常绿阔叶林和部分栎、桑等落叶阔叶林二者的混交林所覆盖,崧泽遗址的植被则反映出这里的气候要比目前高2—3℃。先民们一般居住在湖沼间的高岗台地上,在沼泽土或草甸土上筑圩围田,利用自然之力,火耕水耨,种植水稻,过着农耕兼渔猎采集的生活。气候转暖有利于各个地区旱地作物的生长,也有利于人类的原始耕作[6]。在当时大的环境变化背景之下,中国黄河流域和长江流域农耕文明的起源难分先后,但由于两个地区气候、土壤、植被等综合性环境条件的差异,其新石器文化分布的密集程度有所不同,尤其是后来农业文明的发展进程产生了较大差别。黄河流域首先跨入文明的门槛并长期处于领先地位,而长江流域的社会发展则相对滞后。
汉唐时期,气候有多次较大的冷暖波动,但总体上是温暖湿润的。在这样的气候环境之下,中国历史上出现了汉唐盛世,长江流域的发展逐渐加速。秦汉时期,随着气候波动和农业的进步,水稻种植地域和耕作制度必然发生变化。这时的水稻种植依然采取“火耕水耨”的耕作方式,一岁一熟,但已由圩区向平原再向丘陵地区扩展。在长江中下游地区温暖湿润、水源丰富的自然条件下,火耕水耨往往是与排灌工程联系在一起的。因为水稻收获后,如不及时把水放干,草莱就长不起来,不能收火田之利;水稻播种后,如不及时灌水,则不能满足水稻生长需要,也不能奏水耨之功[3]。汉代的火耕水耨除了借助自然之力以外,铁农具得以普遍使用,所以水稻种植从整地、耘耨、灌排等都比石器时代有了很大进步。魏晋以后大量北人南迁以及唐代国力强盛等因素,促进了南方经济的开发以及麦子等旱地作物推广,也为长江流域后来的稻麦两熟做好了准备,而温暖湿润的气候则为南方与北方农业经济的共同发展创造了环境基础。唐代水利工程的兴修、江东犁的定型以及水田耕作工具的不断进步,促使长江流域水稻种植技术趋于精细化,也使水稻土肥力有所提高,土地开垦面积进一步扩大。由于稻米产量的不断增加,长江流域逐步成为重要的粮食产区,经济发展开始后来居上。
五代北宋时期,中国气候总的还是处于一个比唐前期寒冷而比南宋温暖湿润的过渡期,而12世纪南宋时期中国的气候急剧转寒①。虽然南宋以后气候时有反复,但总的来说以寒冷为主。这个以南宋为起点的长达800多年的寒冷期,对中国历史进程的影响十分明显,其中的一个重要表现就是中国政治经济文化重心的南移。历史时期东亚气候变化总的特征是中高纬度地区变幅最大,直接受到12世纪寒冷气候影响的就是黄河流域的生态环境与社会经济。研究表明,由于气温降低和雨量减少的双重作用,南宋北方农业区萎缩,单位面积产量下降。而寒冷干旱的气候对南方地区影响幅度不大,反而有利于南方沼泽地区的土壤熟化和农业增产,这主要表现在麦类在长江流域的大面积种植以及稻麦两熟制的发展方面。我们知道,长江流域特别是江南地区,多沼泽沮洳之地,地下水位很高,这对喜旱的麦类来说本来是不适应的。为了解决麦子的生产问题,让麦子在稻田内落地生根,宋元时期创造了一套开沟筑疄、排水防渍的技术,使得田低土湿的水田变成了田高土爽的旱地,从而为麦子生长创造了条件。水旱轮作,还能促使整个土壤剖面的氧化还原作用加强,“熟土壤而肥沃之”②,即促进土壤熟化,培肥地力。同时南宋生产力条件已经发展到了最适宜南方土地垦辟和稻作扩张的时期。耕、耙、耖的耕作技术本身就有利于土壤性状的改善。耘田时不断地搅动土壤,便于形成耕作层;冬沤时,由于长期的厌氧作用,土壤中的一些有机物被分解,进入土壤内部,土壤逐渐变肥。“苏湖熟,天下足”,江南地区粮食产量大幅度提高,成了全国的粮仓,长江流域经济繁荣起来,中国的文化中心、政治中心也随之南移[7]。
明清时期中国气候寒冷,有“明清小冰期”之称。特别是15到17世纪寒冷特征最明显,长江流域也有不少气温异常的记载,如冰冻“匝月不解”、积雪数尺等。季风气候加上气候寒冷、水土流失,导致陨石、海啸、飓风、地震、洪水、大旱等各种自然灾害接踵而至。低温使不少地区的粮食生产受到严重影响,自然灾害频发干扰农业活动的正常进行,从而导致民不聊生,加剧社会矛盾,引起动荡和战乱。在天灾人祸面前,南方各地的农民为生存苦苦挣扎,只有依靠开垦山地薄田,种植玉米、番薯等高产杂粮作物果腹谋食,造成南方丘陵山地的生态破坏和水土流失。另外,明清时期中国人口急剧增长,耕地日感不足,加之气候转寒的影响,长江流域水田耕作更加精细,形成了“粪多力勤”的农业技术体系。当时长江中下游地区稻麦两熟已占主导地位,并出现了双季稻和三熟制。为了充分利用土地,长江三角洲地区还将粮、桑、鱼、畜、果的生产结合起来,创造了“基塘”综合经营方法,从而形成人工生态农业的雏形。
如果说明清及其以前主要是气候影响人类活动的话,那么近现代由于工业化和城市化的快速推进,以及温室气体的大量排放,人类活动对气候的影响越来越突出。当今气候变暖以及生态环境恶化已经威胁到人类社会的可持续发展,采取综合性措施,遏制气候变暖,保护生态环境,已成为各个国家和地区的重大任务。
2 长江流域水环境变迁及其农业活动因素
长江发源于唐古拉山主峰各拉丹东雪山西南侧,流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等地,全长6300多公里。近5000年来,长江流域尤其是中下游地区的水环境发生了一系列变化,这些变化主要表现为以长江为主线的河流演变、湖沼盈缩以及水利兴废等方面。历史时期长江流域水环境的不断演变,既有自然因素,也有社会因素,是两方面共同作用的结果。其中人为因素尤其是农业经济开发活动对长江流域水环境变迁的影响越来越突出。以下主要叙述古今变化较大的江汉平原、荆江河段、洞庭湖区、鄱阳湖区及太湖水系的变化,它们都是历史上稻作农业发达的地区。
2.1 长江流域水环境变迁的主要表现
2.1.1 江汉平原云梦泽的变迁 江汉平原在地质构造上是第四纪强烈下沉的陆凹地。全新世至先秦时代,长江和汉水夹带泥沙长期填充,形成了平原、湖沼的地貌景观。先秦时期的云梦泽分布在荆江三角洲和西南的泛滥平原之间,与长江、汉水等相连通,有方九百里之称。由于汉江所挟带泥沙的充填,战国时代汉江北岸的云梦泽已淤积成平陆,仅余江汉之间的主体部分。汉晋以来荆江三角洲受泥沙影响加大,云梦泽的主体开始向东部移动,使城陵矶至武汉间的泛滥平原成为湖沼。《水经注·沔水注》记载当时的云梦泽“周三四百里”,但其范围仅及先秦一半,深度也较为平浅。南朝以后汉江三角洲进一步发展,云梦泽开始不断淤平。唐宋以后,江汉平原上的大面积湖面消失,演变为星罗棋布、葭苇弥望的小湖沼。一般认为,云梦泽的出现以至消失,应是自然因素与人为因素相互作用下泥沙淤积的结果。
2.1.2 荆江河床的演变 长江出西陵峡之后,进入冲积扇地区。由于一下子摆脱山地约束,河道比降陡减,长江开始形成分叉河道,特别是形成了内江(沱)和外江(江)之分、南江和北江之分,到今江陵一带分注云梦泽。整个历史时期的长江主泓大体都是沿长江荆江六路至城陵矶合洞庭四水。荆江河道的内、外江之分,原来一直是以外江为主泓。明嘉靖年间,由于内江径流量不断增大,而外江沙洲密布,壅塞河道,逐渐演变为大江的汊道,而沱江演变为大江主泓。江沱易位,这是近2000年长江中游河道的重要变化。江陵以下称为下荆江,周代以前为漫流阶段。周至两汉时期,以江陵为顶点,荆江三角洲在云梦泽以西形成,荆江在云梦泽陆上三角洲呈扇状分流向东扩散。到魏晋时期,云梦泽向下游推移,主泓道独立性加强。唐宋时期云梦泽解体,荆江的统一河床形成。这种演变除了河床边界条件改变的自然因素以外,人为将湖渚开垦为田,沿江筑堤御水,使湖渚逐渐干涸,汊道湮灭,是统一河道形成的重要因素。统一河床形成之后,水位变幅增大,流量极不平衡,洪水增多,易形成大水患;另外,河曲发育开始明显起来,至元末明初,下荆江河曲正式形成,《水道提纲》记载“自监利至巴陵凡八曲折始合洞庭而东北”。荆江河段蜿蜒曲折,防洪形势严峻。
2.1.3 洞庭湖与鄱阳湖的演变 洞庭湖现为中国第二大淡水湖。洞庭湖地区由于新构造运动的作用,具有间歇性升降特征,湖相变化很大。新石器时代洞庭湖地区是河网切割的平原景观。东晋南朝时期,洞庭湖开始沉降扩展,湖面变大。刘宋《荆州记》记载的青草湖已是“周回数百里,日月出其中”,可见东晋南朝之际洞庭湖已相当广阔。 唐宋时代洞庭湖不断扩展,东部洞庭主体已西吞赤沙,南连青草,故有“八百里洞庭”之称。清道光年间洞庭湖扩展至历史最高点,水面达6000多平方公里。19世纪中叶至20世纪中叶的百年中,长江大量泥沙进入湖区,洞庭湖迅速萎缩,现今已不足3000平方公里。有专家预测,不久的将来,洞庭湖将自然葑淤而走向消亡[8]。
鄱阳湖是中国第一大淡水湖。更新世中后期长江北岸有一古彭蠡泽,后来不断萎缩,遂被雷泽和雷水代替。全新世时期,湖口一带断陷强烈,形成一些大的水域,湖口北湖便被人们误认为是古彭蠡泽,实为新彭蠡泽。到了唐代彭蠡泽周围已达200余里,以后迅速向南方发展,湖面再度扩大,周围达220公里,“弥茫浩渺,与天无际”,彭蠡泽开始有鄱阳湖之称。清后期开始,鄱阳湖开始淤浅萎缩。1954年有5050平方公里,1976年为3841平方公里,1988年只有3583平方公里。
2.1.4 太湖水系变迁 太湖是在距今6000年的全新世中期形成的,而此前这里为湖陆相间的低洼平原。太湖古称震泽、具区,东汉《越绝书》记载“太湖周三万六千顷”,约1680平方公里。历史时期以来,太湖周围地区不断下沉,沿海地区泥沙逐渐堆积,太湖平原逐渐向碟形洼地发展,太湖最终形成了大型湖泊,同时太湖周围还形成其它许多大大小小的湖泊,其中较大的湖泊有滆湖、阳澄湖、淀山湖、洮湖等。太湖平原的这些大小湖泊并不是孤立的,而是通过众多河港相互联结,成为一个湖泊水系整体。太湖水系结构有利于农田灌溉和稻作农业发展,但随着围垦的扩大,这里的大量湖泊日渐缩小,绝大部分变成了农田。太湖本身也有所缩小,如洞庭东山在12世纪以前是湖中一岛,19世纪中叶已成为东山半岛。太湖面积据新中国建立前旧湖泊的地形图量算,为2500多平方公里,今天约2460平方公里③。
2.2 长江流域水环境变迁的人为因素及影响
上述河湖水系的变化有的是在自然因素主导下实现的,但多数不能排除人类活动的影响,尤其是明清以来,长江中下游水环境变化的人为因素越来越突出。这里的人为因素主要是指农业开发活动以及相关的水利工程建设。这些地区农业活动的扩大在为人们带来经济利益的同时,往往会对区域水环境带来负面影响,导致水旱灾害频发。
在长江中游地区,农业开发与水利兴修在很大程度上导致了湖泊萎缩和水系的变化,相关研究成果十分丰富。历史上的两湖平原(江汉平原、洞庭湖平原),经过楚人的辛勤开发与汉唐时代的进一步垦殖,已成为长江流域的重要农业区,至明清时更成为我国著名的稻米产区之一,曾有“湖广熟,天下足”之美誉。 但围湖造田作为农业开发的重要途径,同样导致了大量湖泊的淤浅消亡以及水环境恶化。唐宋时期荆江堤防的修筑和垸田兴起,拉开了两湖平原开发的序幕。明朝中叶以后,两湖平原人口渐增,农业开发与水利建设尤为兴盛,水土流失加剧,大量河湖淤浅淤废,环境问题日益严重。湖泊淤废成陆以后,土地肥沃,易于垦耕获利。在经济利益刺激下,两湖平原涌现出众多的圩田围垸,有不少堤垸的前身即是湖泊,由此导致土地状况和水环境均发生很大变化。梅莉等人研究指出,两湖垸田按围垦对象,大致可分为截河和围湖两类。截河是占水道为田,而被占垦的河道,有的是平原上的重要河流,如荆江“九穴十三口”和汉江“九口”的消失,就是典型例证。除这些穴口分流故道外,更多的是围垦逐年淤塞的河港。围湖有两种方式,一种是筑堤保田,另一种是在涸水季节,趁湖干土现,开沟堤造田。其中第二种方式的围湖垸田,较为费时费力,但对湖面的缩小,起了很突出的作用[9]98-100。
垸田的大规模建设,直接改变了江汉——洞庭平原的河湖环境,这主要表现为大量湖泊的萎缩消失以及两湖平原水系格局的改变。有学者指出:“湖荡洲滩被大面积围垦为农田,原有的水系自然格局被严重改变,湖容量明显减小,平原湖区已不再是长江中游江河的纯天然调节水库,而成了中下游农垦区的重要组成部分”[10]65。彭雨新等学者还进一步指出两湖堤垸改变区域水环境的机理:堤垸发展势必压迫河湖水道、水面,最终影响长江与北岸汉江湖区、南岸洞庭湖之间的关系。长江两岸众多的分流穴口,随着湖区的开发进程而多被淤塞。江北昔日之游陂,因渐变为庐舍畎亩而不得不尽塞穴口,而长江洪水又必须有分蓄调节之地,故南岸洞庭湖区成唯一分流处。嘉靖年间,随着北岸最后一个分流穴口被堵塞,江水由南北分流一变而为专注于南,进入洞庭的水沙量因此大大增加,如若排泄不及势必导致湖水扩张,漫溢成灾[10]。
在长江下游地区,太湖流域农业开发及水利兴修对水环境影响的表现也比较典型。唐和五代时期,太湖塘浦圩田体系完整,规模庞大,管理严格,水利与围垦相互促进,对改善区域水环境,促进当地稻作农业发展起到了重要作用。但北宋时期塘浦圩田制度逐渐解体,于是大圩损毁,民间修筑小圩,滥垦乱围,导致水道淤塞,排水不畅,区域水环境失衡,水灾频发。到南宋时期,盲目围湖造田的现象已相当严重,常锡间的芙蓉湖、丹阳的练湖、浙西的淀山湖,以及太湖本身等都被围垦,面积缩小很多。关于大量围湖垦殖有多方面的历史教训,就其对水环境的影响而言,盲目围垦侵占水道,堙塞水势,破坏水系,使河道易于淤积。陂湖经围裹后,潴水面积减少,调蓄洪水能力减弱,涝时易遭灾,旱时无水灌溉。庆元二年八月户部尚书袁说友、侍郎张抑言:“今浙西乡落围田相望,皆千百亩,陂塘溇渎悉为田畴,有水则无地之可潴,有旱则无水之可戽,易水易旱,岁岁益甚”④。这种情况导致宋代以后太湖流域水旱灾害频发,人们只得不断地对太湖水系进行疏浚治理。
明清以来,气候变异加上围湖造田、山地垦殖和森林损毁,使长江流域水环境发生更大变化,洪涝灾害频发。就洪涝灾害对稻作农业的影响而言,频繁的洪涝使得长江沿岸土壤处于长期的潜水浸渍状态之中,因嫌气而产生较多的还原物质,土壤逐渐变成灰蓝色或青灰色,质地也变黏变硬。加之不注意合理排灌,不实行精耕细作,不去创造干湿交替的土壤条件,最终形成过湿水稻土,甚至造成土壤板结,从而严重影响水稻生产的发展。
近现代长江流域经济开发进一步加强,湖泊淤废和水系变化有增无减,而且水环境污染越来越严重。一方面,长江流域工商业发达,城镇星罗棋布并不断蔓延,工业废水废渣和城市生活废弃物大量进入河湖水体,造成水环境以及土壤污染,进而危及农业生产和人类自身的健康。 另一方面,农业上化肥、农药、除草剂使用日益增加,也对水土资源造成很大污染和破坏。
总之,长江流域水环境格局的改变以及水灾频率的增强,基本上与历史上地区经济开发的进程同步;过度垦荒引起严重的生态失控,进而导致水土流失,河湖淤塞,加之围湖造田,最终成为引发和加剧流域洪涝灾害的直接原因[11]。
3 森林植被变迁及其农业垦殖因素
全新世中期长江流域森林植被分布十分广泛,可以说除了裸岩沼泽及滨海盐碱等不宜林木生长之处,无论平原还是丘陵、山地,都覆盖着茂盛的亚热带(含部分温带、热带)常绿阔叶林、针叶林和落叶林,中全新世初期的森林覆盖率估计应在80%左右[12]。后来从台地、平原到低山丘陵再到中高山地,长江流域森林植被不断萎缩,尤其是宋以后森林面积大幅度减少,其原因是多方面的,但主导性因素应是农业地域拓展对森林的损毁。因为森林是野生动物的重要栖息地,森林的萎缩和消失,必然会对野生动物的生存造成直接影响,所以野生动物的生死存亡又与森林植被的变迁密切相关。以下吸收相关研究成果,简要总结历史时期长江流域森林植被的变迁情况。
3.1 先秦至魏晋南北朝时期长江流域平原森林的萎缩与消失
长江流域湿热多雨、湖沼众多、森林密布、草木畅茂,从新石器时代稻作农业起源以来,这里以水稻生产为中心的土地开垦不断扩展。为了防止水患,先民们早期的农业活动还较多地集中于地势略高的平原边缘地带和台形、墩形岗地。随着人口的不断增加,其活动区域逐渐推移到较低而接近水面的台地和离水较远的地方[13]。今夭长江流域已发现的稻作遗存基本上处于平原区域。相关研究说明,新石器时代长江流域先民们最常用的耕作方式应是 “刀耕火种”或“火耕水耨”。前者即砍倒树木杂草后放火烧掉,然后清理土地,种植农作物;种植一二年后,土地肥力下降,再易地开垦。后者则与平原地区水田种稻有关。伴随着刀耕火种的扩展,原来湖沼密布、森林繁茂的荒原就慢慢向稻作区转变。尽管以易地而耕为特点的刀耕火种会对天然林草造成很大破坏,但当时人口极少,耕作后的土地休耕时间长,森林可以重新生长起来,因此,估计直到新石器时代晚期,长江流域平原地区的森林面积依然很大。
商周春秋战国时期,铜铁农具逐渐替代了木石农具,土地垦辟效率大为提高,长江流域农业开发规模扩大,森林地区萎缩加快。从考古发掘来看,长江上游的四川盆地、中游的两湖平原、下游的太湖平原等地区这一时期都有金属农具出土,其中两湖平原地区发现的铁农具最多。另外,两湖地区出土的金属农具以土地垦耕类为主,砍伐类农具占少数,这似乎说明长江流域的农业活动还是基本上局限于平原地区。这一点在相关文献资料中也有所反映。例如,春秋战国时代长江流域的大型水利工程,无论是秦国蜀守李冰主持修筑的都江堰,楚国孙叔敖“激沮水作云梦大泽之池”⑤,还是春申君治无锡湖为“陂”⑥,可以说都是在平原地区。总体而言,先秦时期,南方地区开发很有限,所以长江流域及其他地区的亚热带、热带常绿阔叶林森林更是十分茂密。研究表明当时全国的森林覆盖率在49.6%,南方地区的森林覆盖率在90%以上。
秦汉时期长江流域的经济情况,司马迁在《史记·货殖列传》中是这样描述的:“楚越之地,地广人稀,饭稻羹鱼,或火耕而水耨,果隋蠃蛤,不待贾而足,地势饶食,无饥馑之患。”值得特别注意的是文中提到的长江流域“地广人稀”的人口分布状况和“火耕水耨”的耕作方式。显然,当时长江中下游平原地区人口稀少,人们一般只要在水源充足、生活便利的平原地区粗放耕作,就可以维持生计。比较而言,秦汉时期长江上游成都平原地区的稻作农业发展较早,技术水平处于领先地位。1960年代以来,川滇地区出土东汉时期10多种石刻水塘水田图像和陶制陂池水田模型,它们描绘、塑造的都是平原(坝子)农业景观⑦。就是说,秦汉时期长江流域的主要农业区仍是在平原河谷地带,这里的森林首先遭到砍伐以致逐渐萎缩。与黄河流域相比,秦汉时期长江流域的丘陵山区普遍没有开发,森林植被基本保持完好,但这里林木已作为经济资源而开始受到关注和利用。秦朝修阿房宫,便在今四川一带伐木,故有“蜀山兀,阿房出”之说。司马迁《史记·货殖列传》中说:“江南出枏﹑梓……”。江南地区“有江水沃野,山林木蔬食果实之饶”,上游巴蜀广汉“有山林竹木之饶”。两汉时期长江流域大量采用的木椁墓,要消耗大量木材,许多都是楠木、柏木、杉木、梓木,说明当时长江流域有大片原始森林。左思《蜀都赋》云:“其树则有木兰、梫、桂、杞、櫹、椅、桐、棕枒、楔、枞、楩、楠幽蔼于谷底,松、柏蓊郁于山峰,擢修干,竦长条,扇飞云,拂轻尘。”从中可以想见四川盆地一带树木繁茂、丛林苍莽的景象。临近关中、开发较早的蜀地森林面貌尚且如此,长江中下游丘陵山地的森林植被状况当有过之而无不及。
魏晋南北朝时期,北方战乱频繁,人口大批南迁,为南方尤其是长江下游地区的农业开发提供了大量劳动力和先进技术。这一时期,长江中下游地区的稻作技术应有所进步,尤其是陂塘蓄水灌溉工程有了较大发展,但火耕水耨的耕作方式依然在沿用。从相关资料可以看出,这一时期江南农业开发的重点是平原地区的荒地开辟和农田水利建设。由于北人大批到来,两晋南朝时期太湖流域的塘坝蓄水工程建设颇为兴盛,一些大型水利工程动辄溉田千顷万顷⑧。这无疑为长江下游平原地区稻作的扩展创造了条件,也就是说平原地区成片的天然森林植被已很难存留。另外,当时南方平原地区的规模性农业开发刚刚兴起,人们尚无力也不必去垦辟丘陵山地,可以推测这些地区的森林植被不会受到太大影响。
3.2 隋唐宋元时期旱作扩展与丘陵低山森林的枯竭
长江流域旱作的起源也很早,约在新石器时代晚期,成都平原广汉三星堆遗址的红烧土中,就发现有许多可能是黍、粟、麦类作物的茎叶印痕⑨。屈原时代楚国可能也有旱地作物种植,《楚辞》相关篇章中数次提到“五谷”、“麦”、“黍”、“粱”之名。 但是汉魏以前长江流域旱地作物的种植尚属零星,这里的旱作农业真正形成规模的时代当在唐宋时期。在隋唐至宋元的近800年岁月里,长江流域丘陵地区森林的萎缩主要与旱作农业的扩展有关。
魏晋南北朝时期,随着北方人民的南迁,长江流域的粟、麦等旱地作物逐渐普及,早期这些旱地作物应主要种在平原地区。唐代长江流域的稻作技术趋于精细,麦粟等旱地作物种植也已比较普遍。当时长江中下游稻麦两熟制技术还不成熟,所以灌溉条件较好的平原地区主要是水田,适于旱地的麦粟类作物自然会向地势高亢的丘陵山区发展,这些地方的森林草地开始受到排挤。宋代尤其是南宋时期,南方地区已形成地少人多的局面。除了农业技术更加精细、稻麦复种兴起以外,人们开始关注山田瘠地的利用,南宋陈旉《农书》中就有利用“欹斜坡陁之处”即山坡地种植麦、粟、豆等旱地作物的规划⑩。这说明当时土地开发范围有所扩大,丘陵低山森林正在大片消亡。
长江流域丘陵山地广布,但历史时期各地区的自然和社会经济条件有一定差别,所以其利用进程并不一致。四川盆地丘陵开发最早,估计从东汉后期开始,农业垦殖活动已经延伸到丘陵地区。魏晋时代位于盆中丘陵区的今中江、射洪、遂宁地区有“山原(宕)田”,今简阳、资中一带亦“多山田,少种稻之利”。至于盆东丘陵区,更是“川崖惟平,其稼多黍……野阜惟丘,彼稷多有”[11],黍稷等旱地作物随处可见。长江中游的两湖平原和长江下游的太湖平原地区土地广袤,除过低洼积水的湖沼区,一些平原宜农地区开发很早,但丘陵浅山的垦殖大约在三国两晋之后才渐成气候。麦、粟等旱粮作物在丘陵山区的扩展及其对森林植被的压迫,到唐宋时期终于达到了极致,这主要表现在当时丘陵山区畲田的盛行方面。唐代文献中开始出现“畲田”、“畲种”之称,这种畲田实际上就是一种开垦山地,顺坡而种的土地利用方式。南宋诗人范成大曾这样描述:“畲田,峡中刀耕火种之地也。春初斫山,众木尽蹶。至当种时,伺有雨侯,则前一夕火之,借其灰以粪。明日雨作,乘热土下种,即苗盛倍收,无雨则反是,山多硗确,地力薄,则一再斫烧始可艺。春种麦豆,作饼饵以度夏,秋则粟熟矣。”范成大这里讲的是川峡地区的畲田,实际上唐宋以来黄河流域和长江流域的畲田很普遍,当时许多诗人都有关于畲田的吟咏。这些山田一般比较瘠薄,又只能种旱谷杂粮,且收获有限,基本上都是贫苦无地可种或灾年逃荒的农民,为了维持眼前的生活而被逼上荒山。畲田耕作自然很粗放,连种两三年,就因地力衰而无法再种,只得在旁处另开新田。较低较缓的坡地开过之后,人们会接着开垦较高较陡的山坡,使得山坡上的天然植被受到大面积损毁,水土流失加剧,引发自然灾害。大约到了宋代,畲田的盛行已对长江流域丘陵低山地带的森林造成严重破坏,不少地方甚至出现了“虽悬崖绝岭,树木尽仆”[12]的景象。
南宋以后,畲田在不少地方逐渐被改造为梯田,但这种山地开发方式已使长江流域丘陵低山地带呈现出明显的农业景观,森林植被面貌发生很大变化。蜀中丘陵山区多“侧耕危获”之民,皖南丘陵山区(徽州)梯田“层累而上”[13],赣中丘陵地带(袁州)“岭阪上皆禾田”,湘南山丘高峻之处也有人在耕作[14]。范成大沿湘水旅行,满目所见“皆土山,略无峰峦秀丽之意,但荒凉相属耳”[15]。长江流域的丘陵低山区域约有70万km2,估计经过唐宋时期的垦殖活动,绝大部分天然森林植被已被农作物和次生林木所取代[12]。
3.3 明清以来山地垦殖与中高山地森林的损耗
史入明代,长江流域丘陵低山地带的天然森林已损耗殆尽,但是位置僻远的中、高山地区域,尚保留着原始森林植被面貌。像秦岭——大巴山区,晚至清前期这里的景象还是“古木丛重,遮天蔽日”、“长林深谷,往往跨越两三省”[16]。其他如武陵山区、云贵高原山区和川西高原山区等地也属于原始森林比较集中的区域。而明清两朝的皇木采办以及清中叶以后大规模的山地垦殖等经济开发活动,使这些地区的天然林木也未能摆脱被大量损毁的命运。
明清时期,长江流域山地垦殖所引起的生态环境问题历来很受人们关注。明代的时候,南方大多数山区荒远僻静,前去开垦的贫民并不多。清代尤其清代中叶以来,人口激增,乾隆年间人口已由清初的7千多万增长到近3亿,人均耕地仅有2.6亩多[14]。在耕地紧张,川原平地开垦接近极限的时候,贫苦农民只能成群结队,向深山老林进发,并以种植玉米等高产旱地作物来维持生存。因为玉米、番薯等产量高且抗旱耐瘠,种植易于获益,秦巴山地曾出现“漫山遍谷皆包谷”的景象[16]。另外,清政府为了解决人地矛盾,也鼓励农民入山开地种粮。于是,清代中叶以来就掀起了开山种玉米的高潮[15]。
清代垦山地域广阔,长江上游川、陕、楚交界的秦巴山区是开垦重点之一,嘉庆间,时人卓秉恬估计这里的外来人口达数百万之众[17]。移民垦山多采取刀耕火种的落后生产方式,伐树焚草,耕地而不养地,采取不断开垦新地的办法来保证收获。史称当时开山的方法是:“树既放倒,本干听其霉坏,砍旁枝作薪,枝叶晒干,纵火焚之成灰,故其地肥美,不须加粪,往往种一收百”[16]。这样焚烧林草开出的土地,在开始耕种的三四年内,相当肥沃,粮食收成较好。但因管理粗放和山地水土流失严重,几年后便出现地力衰退现象,只得再开新地[18]。与耕地扩张相对应的是森林草地的消失以及自然资源的破坏,清朝后期,秦巴山区不少州县的山林古木已砍伐殆尽。例如,房县“比年来开垦过多,山渐为童”,竹山县“山尽开垦,物无所藏。”紫阳县“紫境山林乾隆末年尽已开垦,群兽远迹,石骨嶙峋,向之蔚然森秀者,今已见其濯濯矣”。留坝厅“(林木)数十年来,客民伐之,今已荡然”。汉阴厅“南北两山老林皆垦伐殆尽”,凤县“数十年前尽是老林,近已开空”。重庆万县一带山地同治时已经是“但有微土者,悉皆树艺”,秀山一带光绪时“垦辟皆尽,无复丰草长林”[19]。
今天的研究表明,在坡度大于25度的山坡上,只有天然植被可以在高密度下生存,山坡地的土壤也只能由天然植被来保护,长期大规模的山地森林砍伐和垦殖活动必然造成严重的水土流失。《秦疆治略》记载:“南山一带,老林开空,每当大雨之时,山水陡涨,夹沙带石而来,沿河地亩屡被冲压。”在汉中灌区,“近年以来老林开垦,土石松浮,每逢夏秋霖雨过多,溪河拥沙推石而行,动将堰身冲塌,渠口堆塞”[20]。水土流失冲压平地良田,淤塞河道,导致水旱灾害频发,农业经济衰退。嘉道时期,秦巴山区一带的水土流失问题已相当严重,并对江汉平原的农业生产造成很大影响,朝廷为此多次下令禁止滥垦乱伐,并制定了一些处置办法,但并未收到实效。鸦片战争以后,中国内忧外患,社会矛盾复杂尖锐,林政不修,加快了森林毁灭的速度。长江流域森林覆盖率不断下降,水土流失日益加剧,农业生产严重衰退。
森林具有调节气候、涵养水源等多方面的作用,森林的萎缩消失,必然引起局部气候改变和严重的水土流失。从历史上看,长江流域的洪水灾害频率和洪水灾害强度都越来越大,很大程度上源于上游和中游的森林破坏和水土流失。森林还是大量野生动物的生活环境,森林的消失则意味着大量野生动物失去了栖息地。猿猴难觅,犀牛绝迹、亚洲象南迁,华南虎和大熊猫濒于灭绝等等,都与人类大肆森林砍伐以及捕猎有密切关系,对此已有不少学者作过论述,不再赘述[21]。
20世纪中后期,中国人口增长很快,加之新中国建立后大炼钢铁、大办工业以及生态环境保护意识薄弱等因素,中国森林资源进入历史最低期,由此引发了许多农业生态问题。近几十年来,国家经济建设逐渐步入正轨,人们的生态意识有所强化,环保法律法规也不断完善,加之实施封山育林,提倡植树造林,长江流域等地的森林资源消耗减缓,局部地区的林草植被有所恢复。但要达到预期的森林覆盖率目标,人们还需要付出很多努力。从植被类型变迁历史来看,总的趋势是栽培植被不断扩展,天然植被逐渐缩减。栽培植被过去则主要是经济植被的扩展,生态植被是20世纪中后期以来随着生态环境问题的凸显以及人们环境保护意识的加强,才开始受到重视的。今后长江流域在重视保护天然林木资源的同时,应充分利用各类土地资源,扩大栽培林木面积,尤其是要注意生态林的建设和养护,改善区域生态环境,实现人与自然的和谐发展。
4 结语
本文重点总结和探讨了历史时期长江流域气候、水环境和森林植被三大生态环境要素的变迁过程、原因及其影响,注意阐明以稻作为中心的农业经济开发与生态环境变迁的关系。但分析的重点尚不够突出,各要素之间的相互关系也未能展开论述,尤其是未能论述长江流域土壤环境的变迁。因为长江流域以种植水稻为主,是稻作文明的重要发源地,水稻生产与土壤环境之间很早就形成一定的生态关系。长江流域广泛存在的水稻土就是人们在长期的稻作农业活动中,基于草甸土、沼泽土等自然土壤而培育成的一种耕作土壤。可见,总结和探讨长江流域水稻土的形成和演化,对于更好地认识农业活动与生态环境之间的相互关系,指导当地的土壤改良和农业生产发展,具有重要价值,相关内容只能留待以后继续探索。
注释:
①参阅竺可桢,王铮:《历史气候变化对中国社会发展的影响》,《地理学报》1996年第4期;刘昭民:《中国历史上气候之变迁》,台湾商务印书馆,1982年;韩茂利:《宋代农业地理》,山西古籍出版社1993年,第15页;王开发等:《根据孢粉组合推断上海西部三千年来的植被、气候变化》,《历史地理》第6辑。
②[南宋]陈旉:《农书》“耕耨之宜篇”。
③据中国农业遗产研究室《太湖地区农业史稿》,农业出版社1990年;魏嵩山:《太湖流域开发探源》江西教育出版社1993年。两书关于历史上太湖面积变迁的认识有差别。
④《宋会要辑稿》,食货61之138。
⑤《史记·循吏列传》集解引《皇览》。
⑥《越绝书·吴地传》。
⑦参见刘志远:《考古材料所见汉代的四川农业》,《文物》1979年第2期;沈仲常《东汉石刻水塘水田图像略说》,《农业考古》1981年第2期;肖明华:《陂池水田模型与东汉时期云南的农业》,《云南社会科学》1993年第4期。
⑧参阅《晋书·张闿传》、《宋书·文帝纪》、《太平寰宇记》卷94引《吴兴记》、《水经注·渐江水》等。
⑨参见林向:《三星堆遗址与殷商的西土》,《四川文物》“广汉三星堆遗址研究专辑”,1989年。
⑩[南宋]陈旉:《农书》卷上:“地势之宜篇”。
[11][晋]常璩:《华阳国志·巴志》。
[12]王禹偁:《小畜集》卷 8《畲田词序》。
[13]罗愿:《新安志》卷 2。
[14]范成大:《骖鸾录》、《石湖诗集》卷 l3《过黄罴岭》。
[15]范成大:《骖鸾录》。
[16]严如熤:《三省边防备览》卷 11《策略》。
[17]《川陕楚老林情形亟宜区处》,《三省边防备览》卷14《艺文下》。
[18]嘉庆《汉南续修府志》卷21,《风俗·附山内风土》。
[19][同治]《房山县志》卷 4;[同治]《竹山县志》卷 7;[光绪]《紫阳县志》卷 1;卢坤:《秦疆治略》;[同治]《万县志》卷 9;[光绪]《秀山县志》卷 3。
[20]嘉庆《汉南续修府志》卷20。
[21]参阅文焕然等:《中国历史时期植物与动物变迁研究》,重庆出版社1995年;何业恒:《中国珍稀兽类的历史变迁》,湖南科学技术出版社1993年;张国雄:《明清时期两湖开发与环境变迁初议》,《中国历史地理论丛》1994年第2期;蓝勇编著:《中国历史地理学》,高等教育出版社2002年。
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[15]张祥稳,惠富平.清代中晚期山地广种玉米之动因[J].史学月刊,2007(10):34-38.
A Study of Change in Agro-Ecology in Yangtze River Valley from Historical Perspective
Hui Fuping,Li Qike
(Institute of Chinese Agricultural Civilization,Nanjing Agricultural University,Nanjing,Jiangsu 210095)
The ecological changes of the Yangtze River Valley in history,such as those in the climate,soil,water,forest vegetation and other environmental factors,have been closely linked with the human social activities,particularly with the agricultural activities of rice production as its center.On the one hand,the ecological environment has been limiting the development of rice agriculture;on the other hand,agricultural activities can exert certain effects on the ecological environment to some extent.Since Song Dynasty and Yuan Dynasty,the lager-scale agricultural economic development mainly focusing on land reclamation around lakes and from hills in the south in China has gradually had great negative influence on the ecological environment of the Yangtze River Valley,resulting in soil erosion,silting rivers and lakes,and frequent floods and droughts.At the same time,the agricultural production and people's lives,therefore,have been subject to great harm.In modern times,the economic development of the Yangtze River Valley has been further strengthened in a broad and deep sense,leading to serious river and lake silt waste,the increasing forest destruction and the severe chemical contamination of soil and water environment.Fortunately,the government has paid great attention to these problems,which have also aroused the public attention.The Yangtze River Valley is the cradle of Chinese rice civilization and the main place of rice production in china.Here,the study on the relationship between the changes of environmental factors and the development of rice agriculture will pose important academic significance to the protection of the regional ecological environment and the sustainable development of local agriculture.
Yangtze River Valley;Ecological Environment;Rice Farming;Historical Period
S-09
A
1674-1102(2011)04-0001-09
2011-04-26
惠富平(1963-),男,陕西富平人,南京农业大学中国农业历史研究中心教授,博士生导师,主要从事农业史研究。
[责任编辑:胡惠芳]