中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷初步研究

標(biāo)題:中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究

作者:竺可楨

日期:1973-06-19

主講人：劉小兵毛主席教導(dǎo)我們：“在生產(chǎn)斗爭(zhēng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，人類總是不斷發(fā)展的，自然界也總是不斷發(fā)展的，永遠(yuǎn)不會(huì)停止在一個(gè)水平上?！币虼?，人類總得不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)明，有所創(chuàng)造，有所前進(jìn)。有些人認(rèn)為在人類歷史時(shí)期，世界氣候并無(wú)變動(dòng)。這種唯心主義的論斷，已被我國(guó)歷史記錄所否定。

（歷史地理思維同時(shí)也受時(shí)代主流思想的影響）在中國(guó)的歷史文獻(xiàn)中，在豐富的過(guò)去的氣象學(xué)和物候?qū)W的記載，可惜非常分散。這篇論文就手邊的材料進(jìn)行初步分析，希望把近五千年來(lái)的氣候變化的主要趨勢(shì)寫(xiě)出一個(gè)輪廓。

（來(lái)源）在東亞季風(fēng)區(qū)域內(nèi)，雨量的變動(dòng)常趨極端，而溫度的變化在冬春即能影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。我國(guó)冬季溫度主要受西伯利亞冷空氣所控制，升降比較統(tǒng)一。因此，本文以冬季溫度作為氣候變動(dòng)的指標(biāo)。

近五千年的時(shí)間，根據(jù)材料的性質(zhì)，可分為以下四個(gè)時(shí)期。前言西安附近的半坡村遺址（屬于仰韶文化，用Ｃ的１４次方同位素測(cè)定為約５６００——６０８０年前）和河南安陽(yáng)殷墟（約公元前１４００——１１００年）的發(fā)掘表明，當(dāng)時(shí)獵獲的野獸中有竹鼠、麞和水牛等熱帶和亞熱帶的動(dòng)物，而現(xiàn)在西安和安陽(yáng)一帶已經(jīng)不存在這些動(dòng)物了。此外，在殷代留下來(lái)的甲骨文上可以看出當(dāng)時(shí)安陽(yáng)人種稻比現(xiàn)在大約要早一個(gè)月。在山東歷城縣發(fā)掘龍山文化遺跡中找到一塊炭化竹節(jié)，有些陶器外表也似竹節(jié)。這說(shuō)明在新石器時(shí)代晚期，竹類的分布在黃河流域，可直到東部沿海。根據(jù)這些事實(shí)，我們可以假設(shè)，五千年以來(lái)，竹類分布的北限大約向南后退１°—３°緯度。對(duì)照黃河下游和長(zhǎng)江下游各地溫度，可以說(shuō)五千年前的仰韶到三千年前的殷墟時(shí)代是中國(guó)的溫和氣候時(shí)代，比現(xiàn)在年平均溫度高２℃左右，正月份的平均溫度高３°—５℃。近五千年期間，可以說(shuō)仰韶和殷墟是中國(guó)的溫和氣候時(shí)代，當(dāng)時(shí)西安和安陽(yáng)地區(qū)有十分豐富的亞熱帶植物類和動(dòng)物種類，不過(guò)氣候變化的詳細(xì)情形，尚待更多發(fā)現(xiàn)來(lái)證實(shí)。考古時(shí)期（約公元前３０００——１１００年）

人們要知道一年中寒來(lái)暑往，常常用肉眼來(lái)看降霜下雪，河開(kāi)河凍，樹(shù)木抽芽發(fā)葉、開(kāi)花結(jié)果，候鳥(niǎo)春來(lái)秋往，等等，這就是物候。物候?qū)W也可以說(shuō)是沒(méi)有觀測(cè)儀器時(shí)代的氣象學(xué)和氣候?qū)W。我國(guó)勞動(dòng)人民早在公元前十一世紀(jì)便開(kāi)創(chuàng)了這種觀測(cè)，積累了三千年的豐富材料。

中國(guó)的許多方塊字，用會(huì)意象形來(lái)表示。在周朝（公元前１０６６年開(kāi)始，定都于西安附近的鎬京）初年的文件中，如衣帽、器皿、書(shū)籍、家具和樂(lè)器等名稱都以“竹”為頭，表示這些東西最初都是用竹子做成的。可見(jiàn)周初黃河流域竹類廣泛生長(zhǎng)，而現(xiàn)在則不行了。商周時(shí)代，黃河流域的勞動(dòng)人民都從事農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)。對(duì)于他們，季節(jié)的運(yùn)行是很重要的事。人民采用各種方法來(lái)定春分，作為農(nóng)業(yè)操作的開(kāi)始時(shí)期。當(dāng)時(shí)位于山東近海的郯國(guó)人民，每年觀測(cè)家燕的最初來(lái)到以定春分，但是現(xiàn)在家燕３月２２日才到長(zhǎng)江下游。郯城和長(zhǎng)江下游的上海兩地的年平均溫度相差１．５℃，正月平均溫度相差４．６℃。這個(gè)結(jié)果與考古時(shí)期用竹子分布區(qū)域變化的方法所得的結(jié)果是一致的。

物候時(shí)期（公元前１１００——公元１４００年）周初溫暖的氣候不久就惡化了，漢江在公元前９０３年和８９７年就兩次結(jié)冰。但是，到春秋時(shí)期（公元前７７０—４８１年）又和暖了?！蹲髠鳌分型岬剑綎|魯國(guó)過(guò)冬，冰房得不到冰。周朝中期，黃河流域下游到處可以生長(zhǎng)梅樹(shù)。《詩(shī)經(jīng)》中就有五次提過(guò)梅?！肚仫L(fēng)》中有“終南何有？有條有梅”的詩(shī)句。終南山位于西安之南，現(xiàn)在無(wú)論是野生的還是栽培的，都無(wú)梅樹(shù)了。而且在商周時(shí)期，梅子被普遍用來(lái)調(diào)和飲食，因當(dāng)時(shí)不知有醋。這說(shuō)明梅樹(shù)的普遍性。戰(zhàn)國(guó)秦漢時(shí)期，氣候繼續(xù)暖和。清初的張標(biāo)研究了秦朝《呂氏春秋》中的物候資料，認(rèn)為秦時(shí)春初物候要比清初早三個(gè)星期。漢朝司馬遷在《史記》中描寫(xiě)了當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)作物的分布，如桔在江陵（四川），桑在齊魯（山東），竹在渭川（陜西），漆在陳夏（今河南南部）。這些亞熱帶植物的北界比現(xiàn)時(shí)都推向北方。公元前１１０年，黃河在瓠（hu）子決口，斬伐了河南淇園的竹子編筐盛石子來(lái)堵口，可見(jiàn)那時(shí)河南淇園竹子的繁茂。

到東漢時(shí)代，即公元之初，我國(guó)天氣有趨于寒冷的趨勢(shì)，有幾次冬天嚴(yán)寒，國(guó)都洛陽(yáng)晚春還降霜雪，但冷的時(shí)間不長(zhǎng)。當(dāng)時(shí)，河南南部的桔和柑還十分普遍。直到三國(guó)時(shí)代，曹操（公元１５５—２２０）在銅雀臺(tái)（今河南臨漳西南）種桔，已經(jīng)不能結(jié)實(shí)了，氣候已比司馬遷時(shí)寒冷。曹操兒子曹丕在公元２２５年，到淮河廣陵（今淮陰）視察十多萬(wàn)士兵演習(xí)。由于嚴(yán)寒，淮河忽然結(jié)冰，演習(xí)不得不停止。這是我們所知道的第一次有記載的淮河結(jié)冰。那時(shí)，氣候已比現(xiàn)在寒冷。這種寒冷繼續(xù)下來(lái)，直到第三世紀(jì)后半葉，特別是公元２８０—２８９年這十年間達(dá)到頂點(diǎn)。當(dāng)時(shí)每年陰歷４月份降霜，估計(jì)那時(shí)的年平均溫度比現(xiàn)在低１°—２℃。南北朝時(shí)（公元４２０—５７９年），南京覆舟山筑有冰房，是用以保存食物新鮮的。那時(shí)南京的冬天應(yīng)比現(xiàn)在要冷２℃，才能提供儲(chǔ)藏需用的冰塊。約在公元５３３—５４４年出版的《齊民要術(shù)》，總結(jié)了六朝以前中國(guó)農(nóng)業(yè)最全面的知識(shí)。根據(jù)這本書(shū)，當(dāng)時(shí)黃河以北陽(yáng)歷４月中旬杏花盛開(kāi)，５月初旬桑樹(shù)生葉，與現(xiàn)在相比約遲了兩周到四周。此外，書(shū)中還講到當(dāng)時(shí)黃河流域石榴樹(shù)過(guò)冬要“以蒲藁裹而纏之”，也表明六世紀(jì)上半葉比現(xiàn)在冷。在第七世紀(jì)中期，氣候變得和暖了。公元６５０年、６６９年和６７８年的冬季，國(guó)都長(zhǎng)安無(wú)冰無(wú)雪。八世紀(jì)初和九世紀(jì)的初和中期，西安的皇宮里和南郊的曲池都種有梅花，而且還種有柑桔。公元７５１年皇宮中柑桔結(jié)實(shí)，公元８４１—８４７年也有過(guò)結(jié)實(shí)的記錄。柑桔只能抵抗—８℃的低溫，而現(xiàn)在的西安幾乎每年的絕對(duì)最低溫度都在—８℃以下。到公元十一世紀(jì)初期，華北已不知有梅樹(shù)了。隋唐時(shí)代（公元５８１—９０７年）宋朝詩(shī)人蘇軾（公元１０３６—１１０１年）有“關(guān)中幸無(wú)梅”的詩(shī)句。王安石（公元１０２１—１０８６年）嘲笑北方人誤認(rèn)梅為杏，他的詠紅梅詩(shī)有“北人初不識(shí)，渾作杏花看”的句子。從這種物候的常識(shí)，就可知道唐宋兩朝溫寒的不同。十二世紀(jì)初期，中國(guó)氣候加劇轉(zhuǎn)寒。公元１１１１年太湖全部結(jié)冰，冰上還可以通車。太湖和洞庭山出了名的柑桔全部?jī)鏊?。杭州落雪頻繁，而且延到暮春。根據(jù)南宋的歷史記載，從公元１１３１—１２６０年，每十年降雪平均最遲日期是４月９日，比十二世紀(jì)以前十年的最晚春雪約推遲一個(gè)月。公元１１５３—１１５５年，蘇州附近的南運(yùn)河冬天結(jié)冰。公元１１７０年陽(yáng)歷１０月，北京西山遍地皆雪?，F(xiàn)在，這種現(xiàn)象是罕見(jiàn)的了。福州是中國(guó)東海岸生長(zhǎng)荔枝的北限，一千多年來(lái)，曾有兩次荔枝全部死亡，一次在公元１１１０年，另一次在１１７８年，均在十二世紀(jì)。

日本的封建主歷年在西京花園設(shè)宴慶祝日本的櫻花盛開(kāi)，從公元九世紀(jì)至十九世紀(jì)，均有日期的記載，從而保留了一份物候記錄。這個(gè)櫻花開(kāi)放時(shí)期，以第九世紀(jì)為最早，第十二世紀(jì)為最遲。

十二世紀(jì)剛結(jié)束，杭州的冬天又開(kāi)始回暖。公元１２００年、１２１３年、１２１６年和１２２０年，杭州沒(méi)有冰和雪。這個(gè)時(shí)候，北京的杏花也是在清明開(kāi)放，與今日相同。這種溫暖氣候好象繼續(xù)到十三世紀(jì)的后半葉。因?yàn)樽运逄圃诤觾?nèi)（今河南博愛(ài)）、西安和鳳翔（陜西）設(shè)立的管理竹園的竹監(jiān)司，在宋元兩代斷斷續(xù)續(xù)，直到明朝（公元１３６８—１６４４年）末年才完全停止。從此，竹子在黃河以北不再作為經(jīng)濟(jì)林木而培植了。

十三世紀(jì)初和中期的比較溫暖的期間是短暫的，不久冬季又嚴(yán)寒了。據(jù)收集到的記載，公元１３０９年，無(wú)錫一帶運(yùn)河結(jié)冰。公元１３２９年和１３５３年，太湖結(jié)冰數(shù)尺，桔樹(shù)再次凍死。１３５１年陽(yáng)歷１１月黃河在山東境內(nèi)就有冰塊順流而下，而近年河南和山東到１２月時(shí)黃河才出現(xiàn)冰塊。當(dāng)時(shí)家燕在北京是４月末來(lái)，８月初去，同現(xiàn)在物候記錄相比，來(lái)去各晚早一周?？梢?jiàn)，十四世紀(jì)比十三世紀(jì)和現(xiàn)時(shí)為冷。日本櫻花物候也有同樣的反映。

公元１２２１年丘處機(jī)從北京出發(fā)去中亞見(jiàn)成吉思汗，曾路過(guò)新疆賽里木湖。他稱之為“天池”。他說(shuō)，湖的四周有山環(huán)抱，山上蓋雪，影映湖中。但是，現(xiàn)在那些山峰上已無(wú)雪了。那些山峰高約三千五百米，說(shuō)明那時(shí)雪線在三千五百米以下。現(xiàn)代天山這部分的雪線位于三千七百至四千二百米，則十三世紀(jì)的雪線大約比現(xiàn)在低二百至五百米。在歐洲的俄羅斯平原，寒冷期約在１３５０年開(kāi)始；在德意志、奧地利地區(qū)，１４２９—１４６５年是氣候顯然惡化的開(kāi)始；在英格蘭，１４３０年、１５５０年和１５９０年的歉收，也與天氣寒冷有關(guān)。由此可見(jiàn)，寒冷的潮流開(kāi)始于東亞，而逐漸向西移。近人曾經(jīng)根據(jù)六百六十五種方志統(tǒng)計(jì)了太湖、鄱陽(yáng)湖、洞庭湖、漢江和淮河的結(jié)冰年代（十三世紀(jì)至二十世紀(jì)），以及近海平面的熱帶地區(qū)降雪落霜年數(shù)（十六世紀(jì)開(kāi)始）。從這些材料可以看出，我國(guó)溫暖冬季是１５５０—１６００年和１７２０—１８３０年間。寒冷冬季是在１４７０—１５２０年、１６２０—１７２０年和１８４０—１８９０年間。以世紀(jì)來(lái)分，則以十七世紀(jì)最冷，十九世紀(jì)次之。

這個(gè)結(jié)果與日本諏訪湖（北緯３６°，東經(jīng)１３８°）的結(jié)冰日數(shù)相比較，是近乎一致的。只是日本嚴(yán)冬開(kāi)始和結(jié)束的年代，比中國(guó)提早四分之一世紀(jì)。

方志時(shí)期（公元１４００——１９００年）

上面談到十五世紀(jì)到十九世紀(jì)冬季是相對(duì)寒冷的，最冷的是十七世紀(jì)，特別是公元１６５０—１７００年間。例如，江西的桔園和柑園在公元１６５４年和１６７６年兩次寒潮中，完全毀滅了。在這五十年期間，太湖、漢江和淮河均結(jié)冰四次，洞庭湖也結(jié)冰二次。我國(guó)熱帶地區(qū)，冰雪也極頻繁。湖北沙市在１６０８—１６１７年記載有過(guò)桃、杏、丁香、海棠等開(kāi)花日期，與今日武昌相比，要遲七天到十天。１６５３—１６５５年間北京物候記載與現(xiàn)在相比，也要差遲一、二星期。并且根據(jù)當(dāng)時(shí)旅行記錄，１６５３年１１月１８日天津運(yùn)河已冰凍，不能通航，只得乘車到北京；１６５６年返程時(shí)，北京運(yùn)河是３月５日解凍的。因此可以估計(jì)當(dāng)時(shí)封凍期為一百零七天，而目前冰凍期只有五十六天。從物候的遲早可以估算北京在十七世紀(jì)中葉冬季要比現(xiàn)在冷２℃左右。清代（公元１６４４—１９１０年）北京、南京、杭州和蘇州有過(guò)雨日的記載，根據(jù)秋季初次降雪到春節(jié)末次降雪的平均日期，得出結(jié)論是，１８０１—１８５０年間比其前的１７５１—１８００年間和其后的１８５１—１９００年間為溫暖。這與上節(jié)資料是相符合的。

根據(jù)上海氣溫的趨勢(shì)，十九世紀(jì)最后二十五年氣候寒冷，１８９７年左右冬季溫度達(dá)到平均值，隨后在平均值以上約十四年。約在１９１０—１９２８年，溫度又逐漸下降到平均值以下。然后升高，１９４５—１９５０年超出平均值０．６℃。此后，溫度逐漸降低，１９６０年回到平均值。在這期間，天津的冬季溫度趨勢(shì)，也與上海類似，但頂峰和底點(diǎn)比上海早幾年到來(lái)，幅度也較大；而香港的曲線波動(dòng)頂峰和底點(diǎn)則比上海遲滯，幅度也較小。上海八十多年的氣候變幅，在０．５—１℃上下擺動(dòng)。這種擺動(dòng)直接影響植物和動(dòng)物的生產(chǎn)，間接控制病蟲(chóng)害的發(fā)生，以及影響農(nóng)業(yè)操作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

中國(guó)近八十年以來(lái)的溫度變遷，已使天山雪線和冰川進(jìn)退受到了影響。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院冰川隊(duì)的調(diào)查，證明在１９１０—１９６０的五十年間，由于氣溫升高了，天山雪線上升四十至五十米，西部冰川舌后退五百至一千米。東部天山冰川舌后退二百至四百米。同時(shí)，森林上限也升高一點(diǎn)。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)有新鮮的冰川堆積物，無(wú)論是在風(fēng)化程度還是在土壤、植被發(fā)展方面，都明顯地區(qū)別于古老的冰川堆積，所以可以認(rèn)為現(xiàn)在覆蓋在天山高峰的冰川是歷史時(shí)代（即１１００—１９００年寒冷期）的產(chǎn)物，而不是第四紀(jì)冰川期的殘余。

儀器觀測(cè)時(shí)期

本文可導(dǎo)致下列初步性結(jié)論：（一）在我國(guó)近五千年中的最初二千年（即從原始氏族時(shí)代的仰韶文化到奴隸社會(huì)的安陽(yáng)殷墟），大部分時(shí)間的年平均溫度高于現(xiàn)在２℃左右。一月溫度大約比現(xiàn)在高３°—５℃。（二）在那以后，有一系列的上下擺動(dòng)，其最低溫度在公元前１０００年、公元４００年、１２００年和１７００年，擺動(dòng)的范圍為１°—２℃。（三）在每一個(gè)四百至八百年的期間里，可以分出五十至一百年為周期的小循環(huán)，溫度升降范圍是０．５°—１℃。（四）上述循環(huán)中，任何最冷的時(shí)期，似乎都是從東亞太平洋海岸開(kāi)始，寒冷波動(dòng)向西傳播到歐洲和非洲的大西洋海岸，同時(shí)也有從北向南傳播的趨勢(shì)。

我們把公元三世紀(jì)以來(lái)歐洲溫度升降與中國(guó)的作一對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩地溫度波瀾起伏是有聯(lián)系的。在同一波瀾起伏中，歐洲的波動(dòng)往往落在中國(guó)之后。由于一地的雪線升降與溫度有一定關(guān)系，將我們的結(jié)果與挪威的雪線高低相比，大體也是一致的，但有先后參差之別。只是公元前４００年（戰(zhàn)國(guó)時(shí)代），挪威出現(xiàn)過(guò)一個(gè)中國(guó)所沒(méi)有的寒冷時(shí)期。最近丹麥哥本哈根大學(xué)物理研究所在格陵蘭島上的冰川塊中，以○的１８次方的放射性同位素方法，研究結(jié)冰時(shí)的氣溫。一千七百年來(lái)格陵蘭氣溫的升降與本文結(jié)果是一致的