1、第一讲历史自然地理历史时期气候变迁第一节第一节 历史气候研究背景历史气候研究背景历史气候与环境变化研究的背景人类对全球环境变化重视的导因：全球气候20世纪以来逐渐变暧，世界各地气候异常，原因通常认为是人类活动造成的温室效应。与人造氯氟烃有关的臭氧空洞。预测将来气候变化及可能带来的环境影响的方法：数学模拟历史类比研究中国历史气候的意义 中国为典型的季风气候 季风气候的变异性严重灾害 农业生产对气候条件的依赖性 可使历史认识更接近真实，举例：北宋太湖水利问题，应从气候变化及相关海平面上升出发，也可揭示为何此时长江口两岸最终形成统一海塘。人地关系 作为人类社会依赖的地理背景，气候是其中最活跃的一个因
2、素。中国历史时期长期稳定存在农业社会，农牧业经济不可避免地受到气候的种种影响。比较气候变化与历史社会变化的对应关系：永嘉之乱发生于魏晋南北朝期间第一个寒冷事件高峰的前沿。北魏政权从平城迁都洛阳，处于该时期第二个寒冷事件高峰的前沿。青藏高原上吐蕃政权的崛起与隋唐之初气温转暖几乎同步，而衰弱则与唐后期寒冷时间上相似。这些并非仅仅历史巧合，但有待于详细地研究，而不是简单地时间对比。如气候变化与历史上游牧民族的兴衰间的关系，并非简单地函数关系。气候变化的影响 对自然界的影响：河流流量、洪水水位、河湖变迁、动植物分布等。对人类社会的影响：（积温、霜期等）农业种植，包括耕作制度、作物分布及收成、土地利用，
3、人口分布，城镇和政区设置等。气候变化影响的研究角度 重要气候变化过程或事件过程的影响。从影响角度而言，重要的不是气候偏冷偏暖或偏干偏湿的平均状态。而是这种平均状态的迅速改变打乱了原有人类社会对环境的依赖关系。这导致社会结构和依赖关系的重新调整。而这种调整有时会引起社会的混乱。如旱灾、瘟疫、游牧民族大举南下等。从气候变化影响的敏感地区出发，探讨那些对气候变化响应强烈的地区。如，气候偏寒或寒冷事件对北南双方的影响不同：北方，存在“死冬”，影响小，可能引起的社会变化也小。南方，如长江流域亚热带作物的影响较大，柑桔冻死，河湖结冰，生长季缩短，双季稻失败等。又如气候转旱或持续旱灾对农牧过渡地带影响很大。
4、耕作农业出现很大困难，可能激化社会矛盾，甚至导致社会结构瓦解。中国历史气候研究的资料和问题 悠久历史和文化传统的表征之一：浩瀚的文化典籍，这是我国历史气候研究的一个独到长处。历史气候资料的特点 源远流长：从殷商时期甲骨文中的卜雨刻辞到后世纸墨文书中的天气记录。内容丰富：从天气到气候，从物侯响应到灾害影响。连续完整：至少从西汉起2000余年有关旱涝记载不绝于书，构成连续的资料序列。竺可桢气候分期 中国近五千年来气候变迁的初步研究 考古时期 物侯时期 方志时期 仪器观测时期第二节第二节 历史气候研究历史气候研究成果成果一、三四千年前的温暖湿润气候气候类型是：温暖湿润的气候气候类型是：温暖湿润的气候
5、比今天高比今天高2C-3C证据1：西安仰韶半坡遗址（距今西安仰韶半坡遗址（距今6000年左右）年左右）发现了獐、竹鼠、貉等至今生活在气候温暖发现了獐、竹鼠、貉等至今生活在气候温暖湿润地带的长江流域。湿润地带的长江流域。证据2 京津唐地区发现了阔叶树种花粉带。京津唐地区发现了阔叶树种花粉带。渤海湾西北岸发现了阔叶林树种。渤海湾西北岸发现了阔叶林树种。渤海湾西北岸全新世海侵问题的初步探讨栎树 河北平原距今河北平原距今8000-5000年，比今天高年，比今天高二至三度。二至三度。证据3 辽河流域发现了以栎树为主的阔叶林。辽河流域发现了以栎树为主的阔叶林。河南淅川下王刚新石器时代遗址：孔雀、猕河南淅川
6、下王刚新石器时代遗址：孔雀、猕猴、苏门犀、亚洲象等等动物。猴、苏门犀、亚洲象等等动物。全新世大暖期 距今8500-3000年，晚更新世最后一次冰期以后，进入全新世。世界性气候转暖，称全新世大暖期。其鼎盛时期与我国仰韶文化时期相当，故我国称仰韶温暖期。仰韶文化之前，新石器文化又通称为前仰韶文化。比较夏小正与礼记月令所记春秋两个季节中相同物候的时间差异：因为这两个季节的物候对气候差异比较敏感，同时又是物候现象较多的季节。夏小正的物侯比礼记月令的物候反映的气候更温暖。由此可知夏代末的气候比春秋时期更温暖，当时的自然带大约比现代北移了3个左右纬度。殷商动物群与甲骨文所见的商代气候冷暖 殷墟出土的动物群
7、骨骼和甲骨文记载中的亚热带动物成分是今天安阳及其附近地区的原产。如獐、竹鼠、犀、象等，并有当时亚热带植被成分的佐证。它们的存在表明，在公元前十四至前十一世纪这个全新世大暖期的最后阶段里，黄河中下游地区的气候比现代温暖。二、三四千年以来的气候变迁 河南淅川下王岗遗址第一层，未见喜暖的动河南淅川下王岗遗址第一层，未见喜暖的动物遗骸。物遗骸。“驱虎豹犀象而远之驱虎豹犀象而远之”竹书纪年竹书纪年长江汉水结冰长江汉水结冰的记载的记载西周寒冷气候时期 历史文献证据：中原地区喜暖动物南迁 吕氏春秋古乐篇：“商人服象，为虐于东夷，周公以师逐之，至于江南。”孟子滕文公下：“周公相武王，诛纣伐奄。三年，讨其君，驱
8、虎豹犀象而远之，天下大悦。”由此可见，武王伐纣时正是犀牛和野象成群活动退出黄河流域的关键时期。但需要指出的是，这一现象应是自然条件急剧转变的表征，并非周武王的武力所致。因为按当时人类驾驭自然的能力来看，在短期内用人力把喜暖动物赶出黄河流域是根本做不到的。史文只不过把自然界的现象与周公的功德凑一起而已。文艺表征：在传世和出土的大量青铜礼器上有各种大象写实花纹。据研究这种花纹通行于西周前期或商末。自西周中期以后，这种写实的象纹逐渐被淘汰，这说明文艺所依赖的客观环境条件已消失。人们已不能从自然环境中体验到这种艺术创造的源泉，因此相应的艺术表达也逐渐被淡忘。大象在中原地区的消失在文字衍生义的发展上也留
9、下了痕迹。甲骨文字中“象”仅实指大象，没有其它含义。我们现在则常用一个衍生义用法，也就是“相似”的意义，这是在西周以后出现的。战国人士韩非子认为这个衍生义的出现是中原地区仅见大象骨骼，而人们“按其图以想其生”而形成。从此以后野象成群的活动再也没有回到黄河流域。华北地区的植被也同样没有恢复到大暖期鼎盛时期的状态。2.春秋时期温暖气候 礼记月令中所载物候比现代提前。月令虽为战国晚期作品，但据近人考订，它所反映的星象是公元前600年前后的现象。亚热带植物梅树的分布位置比现代偏北。东部河流稳定封冻的南界偏北，鲁国冬天无结冰现象。植物孢粉分析也可证明。诗经秦风诗经秦风中有中有“终南何终南何有？有条有梅有
10、？有条有梅”的诗句的诗句3.战国末至西汉初气候寒冷 黄河中下游地区小麦收获期比春秋时期大大推迟。吕氏春秋管子四民月令中的记载说明，初夏和早春气温回升时期推迟。二十四节气名称的全部出现，是在淮南子写作时，虽为天文节气，但在名称表达上用了很多物候现象。霜降在公历10.24，今天则是10.30，提前了6天。当时的霜降比今天的日期要提前大约半个节气。冬季河流封冻的南界南移（偏南）。4.西汉中叶至东汉末气候偏暖 华北平原北部渤海湾大范围海侵，并形成海侵地区的文化遗址留存中断。黄河中下游地区西汉中叶出现严重河决。西汉时温度比现代高些，东汉后气候略有转冷，但仍与现代水平相当。汜胜之书4月10日可种水稻，比今
11、天提前5天。史记“渭川千亩竹”，比今天靠北。总体上与今天的气候相当。5.魏晋南北朝气候寒冷 齐民要术所记物候说明其时气温比现代低。霜雪初、终日期异常：初霜日期提前，终霜日期推迟。石榴包裹才能过冬。225年扬州运河结冰。6.隋唐气候学术界的不同看法 一种认为隋唐时期一直处于气候偏暖的温暖期，且延续到北宋初。从竺可桢先生近五千年来中国的气候变迁开始，王育民先生持此看法，吴宏岐、党安荣等也著文支持。其证据包括宫廷梅树和柑桔种植、长安驯象，冬无雪记载较多。一种认为隋唐前期气候较暖和，而唐后期则转寒。论证认为宫廷种植和大象驯育带有人为条件，不具有气候上的指示意义。冬无雪不同于冬无冰。寒冷事件频率增大，极
12、端寒冷事件增多。唐后期海州湾、莱州湾、苏北沿海多次出现海冰。文人诗文中多江冰记载。唐末韩鄂四时篡要中记载京都一带庄园中的葡萄种植冬季需全埋土过冬。石榴和栗两种果树冬季需包裹防冻，“不尔冻死”。7.五代中叶至元中期气候温暖的证据 冬麦种植北界一度北移。十一世纪后期开封一带水稻安全齐穗期提前（续资治通鉴长编记载皇帝召辅臣观稻日期推算水稻安全齐穗期）。制糖用甘蔗的经济种植北界比现代偏北近两个纬度（宋初和元朝前期）。金朝茶树种植北界北移。十三世纪桔树种植北界北移。北宋初和南宋末期，两广南部椰子结实北界比现代偏北约一个纬度。南宋后期杭州春季物候比现代提早，相当于气候带南移一个纬度。五代至北宋末气候冷暖波
13、动 五代中叶中国东部气候开始转暖，出现第一个暖峰。970年以后中国东部气候向偏冷方向转变，出现第一个冷谷。1010年后，中国东部气候又向温暖转化，十一世纪后五十年中温度达最高，形成第二个暖峰。五代中叶以来辽代在西辽河流域有大规模的农田开发。北宋中后期，杭州湾以北出现相对高海面，造成水环境的重要改变。北宋末至南宋中期寒冷气候和波动 1100年代以后，中国东部气候转入寒冷阶段。在1110至1135年间，东部地区相当集中地出现一系列寒冷事件，如：福州荔枝冻死，太湖地区河水尽冰，洞庭山桔树皆冻死，太湖结冰可行，江汉冰凝不解，深厚数尺等。十二世纪前50年间，降雪南界南移一个纬度，寒冷气候对岭南影响较大。
14、范成大桂海虞衡志、周去非岭外代答等中都有记载。十二世纪大部分时间，长江下游地区河港结冰现象较频繁。赵彦卫云麓漫钞、元好问中州集、袁说友东塘集、赵蕃淳熙稿中均有载。十二世纪末绍兴一带冬小麦收获日期比现代晚。十三世纪的温暖气候和波动 前述十三世纪初茶、橙等南方作物和冬麦种植地区的北移，暖温带、亚热带北界北移。农桑辑要中记载的柑桔类果树和苎麻年收三次的分布位置比现代北移一个纬度左右。金正大八年（1231）十二月：“江路已绝，黄河不冰。”1232年，蒙古兵从西夏地直指关中地区，金朝急撤“秦蓝诸隘”的守备，专防潼关一线。这时“同、华、阌乡一带军粮数十万斛，备关船二百余艘，皆顺流东下。”隆冬寒月在河中行舟
15、，表明这年冬天渭河与黄河都未结冰。十三世纪末至元代末的寒冷气候 十三世纪末始，中国东部气候又向寒冷方向转变，河湖结冰现象多。如1329年，“太湖冰厚数尺”。1351年，阳历11月河南黄河已出现冰块，对比十三世纪初时大不相同。黄河以北农作物受霜冻灾害频繁，农牧过渡带及以北牲畜风雪灾害多。8.明清小冰期（Little Ice Age)明清时期气候寒冷的证据 明清时期气候偏暖阶段的证据 明清时期的气候冷暖波动明清时期气候寒冷的证据 苏北沿海海水冻结现象。河流冻结南界南移现象。太湖和黄浦江冻结现象。明清时期气候偏暖阶段的证据 明朝后期苏南地区的柑桔种植。康熙末年至乾隆年间苏南的双季稻种植。明清时期的气
16、候冷暖波动 明清时期气候冷暖波动的基本特征：总体特征为寒冷，但在近600年时间呈现多次冷暖波动格局。明清寒冷气候中有三次偏冷波动。各家就冷暖波动的基本特征意见一致，但就具体各寒冷阶段起迄时间尚有差异。明清气候冷暖变化 十四世纪前期气候已转向寒冷，持续到明洪武初年。洪武十年左右后气候条件可能有所改善，持续到永乐初年。1400年左右明清时期第一个寒冷阶段开始，景泰四-五年（1453-1454）构成该阶段第一冷峰。弘治六年（1493）的严寒冬天构成该阶段第二次冷峰，过后代表这一寒冷阶段基本结束。十六世纪前二十年寒暖交替出现，但上海地区已有柑桔种植。当时冬季气温应与现代较接近，并一直持续到明末崇祯年间
17、。清初处明清时期第二寒冷阶段，顺治十一年（1654）至康熙二十九年（1690）为冷峰。36年间可靠记载太湖严重冰冻四次，此后逐渐转暖。康熙末至乾隆间气候相对较暖。1790年前后气候又向寒冷方向转变，进入明清时期的第三次寒冷阶段。光绪十八年（1892）的寒冬过后气候转向温暖，开始进入二十世纪较温暖时期。近近5000年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出现，但是总的趋势是由温暖向寒冷变化，寒现，但是总的趋势是由温暖向寒冷变化，寒冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二次寒期，只有淮河在公元次寒期，只有淮河在公元225年有封冻。而年有封冻
18、。而在第四个寒冷期的在第四个寒冷期的1670年，长江几乎都封冻年，长江几乎都封冻了。了。9.观测数据时代的气候变迁近五千年前湿润程度的变迁 1.五六千年前与温暖期相同，为一湿润期，五六千年前与温暖期相同，为一湿润期，此后气候转干，距今此后气候转干，距今2500年前气候稍湿润，年前气候稍湿润，然后再次变干，近然后再次变干，近500年旱灾多于水灾。年旱灾多于水灾。2.过去过去2000年大部分时期内旱灾发生北部年大部分时期内旱灾发生北部多于南部，西部多于东部；涝灾发生南部多多于南部，西部多于东部；涝灾发生南部多于北部，东部多于西部。于北部，东部多于西部。8801230年间气年间气候异常，出现西涝东旱
19、。候异常，出现西涝东旱。第三节 全球变化与气候变暖 随着工业时代随着工业时代的到来，人类的的到来，人类的活动使大气的组活动使大气的组成成分发生了变成成分发生了变化。图为三种主化。图为三种主要温室气体在全要温室气体在全球大气中的浓度，球大气中的浓度，从上到下依次为从上到下依次为二氧化碳、甲烷、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮一氧化二氮。过去过去140年和过去年和过去1000年气温变化（与年气温变化（与1961年年-1990年的平年的平均值比较）。上图数据均值比较）。上图数据来自测温仪器，下图数来自测温仪器，下图数据红线是来自测温仪器，据红线是来自测温仪器，蓝线来自树木年轮、珊蓝线来自树木年轮、珊瑚、冰核以及历史文献。瑚、冰核以及历史文献。两部影片两部影片主要参考书：主要参考书：中国科学院地理研究所等中国科学院地理研究所等中国历史自然地中国历史自然地理理，科学出版社。，科学出版社。邹逸麟邹逸麟中国历史地理概述中国历史地理概述，福建人民出版，福建人民出版社。社。英英 J.Houghton J.Houghton，全球变暖全球变暖，气象出版，气象出版社。社。
