徐士進 教授
單位：南京大學
部門：理學
職位：教授
本系列以豐富詳實的案例，講述了氣候變化與人類社會的關系。人類是自然的一部分，氣候的變遷，影響著人類的生存環(huán)境與生產(chǎn)活動,一些重要的氣候變化，影響到歷史發(fā)展的進程。哥本哈根會議表明氣候已經(jīng)成為影響世界政治格局的重要議題。本系列案例極為豐富，介紹了全世界各地區(qū)重要的自然變遷和氣候變化事件，同時又從縱向時間角度出發(fā)，剖析了自然氣候變遷對人類歷史發(fā)展的深刻影響。
中國歷史上氣候的變遷，不僅具有明顯的時間差異性和空間差異性，同時由于兩種差異性的交互運行，對中國社會歷史的發(fā)展產(chǎn)生了多方面的深刻影響。本文試圖勾勒出這種特點和影響的大致輪廓，以就教于方家同仁。
氣候包括氣溫和干濕狀況兩大基本要素，研究歷史氣候也必須從這兩方面著手。著名科學家竺可楨先生的《中國五千年來氣候變遷的初步研究》論文，系統(tǒng)地總結(jié)了中國氣候變遷的基本規(guī)律，表現(xiàn)在五千年來溫度變化上，可以明顯地總結(jié)出四個溫暖期和四個寒冷期。
1．第一個溫暖期從公元前3000年到公元前1100年，即仰韶文化時期到殷商時代。甲骨文記載當時安陽人種水稻是陰歷二月下種，比現(xiàn)在早一個多月。北京附近的泥炭層分析表明，五千年前那里生長著大量的闊葉林，代表著相當溫和的氣候。
2．第一個寒冷期從公元前1000年到公元前850年，即西周寒冷期。《竹書紀年》記載周孝王時長江、漢水凍結(jié)的情況，說明當時的氣候比現(xiàn)在寒冷。
3．第二個溫暖期從公元前770年到公元初年，即東周到秦漢溫暖期。《春秋》中有魯國“春正月無冰”、“春二月無冰”、“春無冰”等多次記載?！盾髯印じ粐泛汀睹献印じ孀由稀份d齊魯?shù)貐^(qū)農(nóng)業(yè)種植一年兩熟。
4．第二個寒冷期從公元一世紀到公元600年，即東漢南北朝寒冷期，這個寒冷期以公元4世紀前半期達到頂點。《資治通鑒》載晉成帝初年，渤海灣從昌黎到營口連續(xù)三年全部結(jié)冰，冰上可往來車馬及幾千人的大部隊，年平均氣溫比現(xiàn)在低2—4℃。
6．第三個寒冷期從公元1000年到1200年，即兩宋時期，此間公元1111年太湖全部結(jié)冰，冰上可以通車，1110年、1178年福州荔枝兩度全部凍死。
7．第四個溫暖期從公元1200年到1300年，即宋末元代溫暖期。1225年，道士丘處機在北京長春宮作《春游》詩云：“清明時節(jié)杏花開，萬戶千門日往來?！闭f明當時北京氣候比現(xiàn)在溫暖。
8．第四個寒冷期從公元1300年到1900年，即明清嚴寒期。此間，1329年太湖結(jié)冰厚達數(shù)尺，橘盡凍死。1493年，淮河流域降大雪，從當年九月降至次年二月方止。洞庭湖變成“冰陸”，車馬通行。
五千年來，我國氣候四個溫暖期與四個寒冷期交替變遷，其時間上的差異性是非常明顯的。
地球上氣候波動首先和太陽輻射的強弱有關，春、夏、秋、冬四季的輪回，寒、溫、熱三帶的分別，都是因為太陽輻射強弱不同的緣故。我國領土北起黑龍江江心，南至曾母暗沙，南北跨49個緯度。從南到北，包括赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶和寒溫帶等六個熱量帶，其中又以溫帶、暖溫帶、亞熱帶面積最廣，這是決定我們氣候類型多樣性和氣候變遷的空間差異性的基本因素。
從海陸位置看，我國位于世界上最大的大陸——亞歐大陸和最大的大洋——太平洋之間，由于地表熱量狀況不同形成了不同的溫壓場，從而產(chǎn)生明顯的季風環(huán)流，對我國的氣候產(chǎn)生了深刻的影響，與世界同緯度相比，我國黃河流域相當于地中海一帶，長江以南的緯度相當于北非撒哈拉沙漠地區(qū)。若按行星風系規(guī)律，我國江南則屬于一片沙漠，但因亞熱帶季風氣候作用，卻使我國東部和南部成為溫度高、降水量多的世界上獨一無二的亞熱帶自然資源最豐富的地區(qū)。
從我國呈東西走向的三列山系來看，它們作為南北冷暖氣流的屏障，又構成了重要的氣候分界線。其中海拔1500—2500米的秦嶺山脈作用最明顯。秦嶺以北為暖溫帶，以南為亞熱帶，所謂“十月先開嶺山梅，南枝向暖北向寒”的詩句，正說明秦嶺是我國南北氣候的分界線。海拔5000米以上的西藏高原，既得不到太平洋的濕潤氣候，又被喜馬拉雅山切斷了來自印度洋的水汽通路，使我國西北內(nèi)陸變成為沙漠性的干燥氣候。加上西伯利亞冷氣流由蒙古高原爆發(fā)性地南侵，形成強大的寒潮影響了冬半年北部大半個中國，又加大了西、北、東、南氣候變化的空間差異性。
在中國，氣候由南向北，由東向西依次漸冷，森林、草原、荒沙、沙漠也依次出現(xiàn)，從而形成了東、西、南、北氣候的迥然不同，最大的特點是形成了東南中國與西北中國氣候的自然分異。這種氣候變遷的空間差性與時間差異性交錯運行，對每一個時期中國歷史發(fā)展都產(chǎn)生了極大的影響。
首先是政治上的影響。
氣候的時空差異性所造成的東南與西北中國的分野，對中國社會發(fā)展的影響極為深刻?，F(xiàn)代地理學家以黑龍江的黑河到云南的騰沖為兩端，在中國地圖上劃一斜線，斜線以西以北為西北中國，擁有占中國領土面積57．1％的土地和占總?cè)藬?shù)5．6％的人口，大體上是歷史上游牧民族或少數(shù)民族的主要活動區(qū)；斜線以東以南為東南中國，擁有占領土面積42％的土地和占總?cè)丝跀?shù)94％的人口，基本上是歷史上農(nóng)業(yè)民族（漢族）的主要活動區(qū)。其中，隨氣候的變遷，東南部經(jīng)濟文化日漸超過北部，人口密度也越來越大。
農(nóng)牧民族的對峙，最直接的影響是在政治方面。隨著幾次最大的軍事沖突，出現(xiàn)了幾個典型的南北朝對峙的政治局面。與“五胡亂華”相伴隨的是第一個南北朝時期——北方的十六國及北魏、北齊、北周與南方的東晉及宋、齊、梁、陳對峙；與契丹、女真和蒙古南下相伴隨的是第二個南北朝時期——遼、金與兩宋政權的對峙；到了明代，先是明初明政權與北元蒙古的政權對峙；繼而是明末南明政權與清政權對峙。由于長期的南北對峙，農(nóng)業(yè)民族要抵抗強大的游牧民族的南下，不得不憑藉專制集權的中央政府，以組織分散的農(nóng)民去修筑萬里長城，保衛(wèi)自己的安居樂業(yè)，這就是中國專制集權體制長期存在的重要原因之一。
其次是經(jīng)濟上的影響。
氣候的干濕變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響極大，干冷地帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴重限制自不必說，在其它地區(qū)，也因氣候冷暖干濕的變化而左右著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。一般說來，氣溫每降低1℃，亞熱帶北界位置也隨著向南推移一個緯度左右，適宜于農(nóng)作物生長的北界位置也隨著南移。五千年來中國氣候波動的總趨勢是：溫暖期一個比一個短，溫暖度一個比一個低，這就從整體上決定了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為基礎的經(jīng)濟重心向南遷移的大趨勢。中國歷史上經(jīng)濟重心南移主要表現(xiàn)在三個時期：魏晉南北朝時期，黃河流域經(jīng)濟停滯和衰退，長江流域大規(guī)模開發(fā)與南方經(jīng)濟上升；五代兩宋時期，南方經(jīng)濟上升并超過北方，形成了新的經(jīng)濟重心，經(jīng)濟上“南盛北衰”的局面繼續(xù)發(fā)展；明清以來，經(jīng)濟重心進一步南移，東南沿海地區(qū)經(jīng)濟畸形發(fā)展，東西差距及南北差距進一步擴大?？v觀這三次大規(guī)模的經(jīng)濟重心南移，正好與歷史上第二、第三、第四個寒冷期的到來相始終，從中不難窺見地理環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的關系。
再次是文化上的影響。
經(jīng)濟是基礎，它的變化決定著上層建筑的變化。隨著經(jīng)濟重心的南移，必然引起上層建筑中的文化發(fā)生巨大變化，最明顯的表現(xiàn)是：隋唐以前，中國的經(jīng)濟重心在北方，文化中心也在北方；隋唐以后，經(jīng)濟重心南移，文化中心也相應地移到了南方。
關于中國文化重心的南移，前人多從“中國歷代人物之地理的分布”方面去研究，這里介紹兩家，借以說明文化與地理環(huán)境之間的關系。丁文江在《歷史人物與地理的關系》一文中根據(jù)二十四史中漢、唐、宋、明各代人物，分省列表為：
時代——前漢、后漢、唐、北宋、南宋、明
人物最多的省——山東、河南、陜西、河南、浙江、浙江、河南、陜西、河北、福建、江蘇
日本桑原騭藏在《由歷史上觀察的中國南北文化》一文中，以科舉為例，交明清兩代登科第者列表統(tǒng)計，明代從洪武四年起至萬歷四十四年止，每科狀元、榜眼、探花和會元總共244人，其中南方215人，占88％，北方29人，占12％。清康熙十八年開制科，共錄取50人，其中南方占42人。乾隆元年制科，共取15人，南方占14人。明清兩代共出狀元203人，南方有188人。
人類健康和人類生存息息相關。氣候環(huán)境、氣候災害和氣候變化直接影響人類健康，極端氣候事件的危害更為驚人。由于全球變暖，極端氣候事件將會更為頻繁，氣候災害對人類生命和健康的危害也會增大。許多通過昆蟲傳播的傳染性疾病對氣候變化非常敏感，例如全球變暖將加劇瘧疾和登革熱的傳播，據(jù)有關部門統(tǒng)計，伴隨全球變暖，僅瘧疾和登革熱兩種疾病就將禍及世界人口的40%。最不可忽視的是，氣候變化造成部分舊物種滅絕的同時必然產(chǎn)生出新的物種，物種的變化可能打破病毒、細菌、寄生蟲和敏感原的現(xiàn)有格局，產(chǎn)生新的變種。如2003年春季，相繼在我國廣東、北京、山西等地爆發(fā)的SARS病毒傳染病一樣，給社會和人民的健康及生命帶來極大的危害。
全球變暖影響生態(tài)系統(tǒng)，帶來另一種危險是可能激活某種新病毒。世界衛(wèi)生組織一份研究報告證實，至少有30種新的傳染病在過去20年里出現(xiàn)。對新興病毒研究的大部分研究人員認為：各種新病毒的出現(xiàn)有可能是人類破壞環(huán)境、氣候變化擾亂了病毒巢穴的結(jié)果，這些原本寄居在野生動物身上，活動于封閉世界中的未知病毒，在人類活動的進程中，新的病毒在今后將不斷地被發(fā)現(xiàn)。
全球氣候變暖以及一些極端天氣氣候事件的出現(xiàn)，給生態(tài)平衡，尤其是微生態(tài)平衡帶來了強烈也影響，突出地改變了傳染病病原體的存活、變異、媒介昆蟲孳生分布及流行病學特征，會對某些傳染疾病的傳播起到推波助瀾的作用。當蚊子叮咬一個帶有傳染病毒的人時，這種病毒就會隨血液進入某個健康人體內(nèi)。而在一定溫度范圍內(nèi)隨著溫度的升高，蚊子的繁殖速率和叮咬速率都大大提高，其體內(nèi)病毒的繁殖和成熟速率也將隨之提高。例如，在20℃時，P.falciparum病菌需要26天才能成熟，而在25℃時則只需13天。攜帶這種病菌的虐蚊生存周期只有幾周的時間，這樣以來高溫就會大大提高該種病菌的傳播概率。同時，由于高溫現(xiàn)象使得夜晚和冬季溫度上升，大大延長、擴展了蚊子的生活期和地域，使得靠它傳播的瘧疾、猩紅熱、黃疸、腦炎等惡性傳染疾病的發(fā)病率提高。
氣候變暖還會導致氣候帶的改變，熱帶的邊界會擴大到亞熱帶，原熱帶地區(qū)傳染病的發(fā)病區(qū)域擴大到溫帶。例如，我國江南一帶的恙蟲病，80年代以來流行的地理區(qū)域向北推進，1986年山東省有流行報告，1989、1990年天津恙蟲病流行地區(qū)的地理區(qū)域向北推進了4個緯度，向天津恙蟲病流行地區(qū)年平均氣溫上升1.3~1.7℃。據(jù)此估計，我國恙蟲病在氣候變暖的影響下有可能出現(xiàn)全國分布的趨勢。2002年的夏天，“西尼羅河”病毒在美國再次爆發(fā)，專家分析，病毒傳播速度如此之快，主要原因是干燥炙熱的天氣。西尼羅河病毒是在1937年從烏干達西尼羅河區(qū)的一位婦女身上分離出來的，近年來出現(xiàn)在歐洲和北美洲的溫帶區(qū)域。另外，由于氣候變暖，攜帶鼠疫病的黃胸鼠的活動范圍，已不僅僅限于17°N以南地區(qū)。
高溫熱浪與死亡率
全球氣候變暖對人類健康最直接的影響是極端高溫產(chǎn)生的熱效應，它將變得更加頻繁、更加廣泛。高溫熱浪強度和持續(xù)時間的增加，導致以心脹，呼吸系統(tǒng)為主的疾病或死亡率增加。隨著全球氣候變暖，夏季高溫日數(shù)明顯增多，高溫熱浪的頻率和強度隨之增加。特別是濕度和城市空氣污染的增加，進一步加劇了夏季極端高溫對人類健康的影響。熱浪對人體健康最直接的影響是發(fā)病率和死亡率的升高。
2003年入夏以來，熱浪席卷全球，各地氣溫破紀錄地高達38—42.6℃。許多老年人而因此傷生。熱浪波及印度、巴基斯坦、歐洲、中國，僅印度就有1000多人被熱浪奪去了生命。隨著高溫熱浪的增加，心臟病和高血壓病人的發(fā)病人數(shù)也在不斷增加。此外，全球變暖還將導致對流層大氣臭氧濃度增加，平流層臭氧濃度下降。高溫使得病菌、細菌、寄生蟲、敏感原更為活躍，同時也會損害人的精神、人體免疫力和疾病抵抗力，全球每年因此死亡的人數(shù)超過10萬人。上海1998年經(jīng)歷了近幾十年來最嚴重的熱浪，（7月8—20日、8月1—3日、8月7—17日、8月21日—23日），熱浪期間的總死亡人數(shù)可達非熱浪期間的2—3倍，以65歲以上老年人死亡率增加更為明顯。熱浪對嬰幼兒的威脅也很大，如果嬰幼兒患有某些疾病如腹瀉、呼吸道感染和精神性缺陷，在熱浪期間最易受高溫危害。熱浪除中暑死亡這種直接影響外，還將導致以心臟、呼吸系統(tǒng)為主的疾病或死亡。研究表明，隨著全球變暖，夏季高溫日數(shù)將明顯增加，心臟病和高血壓病人發(fā)病和死亡率都將增加。
我國夏季，35℃以上高溫各地時有發(fā)生，38℃、40℃或以上的高溫也時常出現(xiàn)。2003年6月下旬到8月下旬，受副熱帶高氣壓影響，江南、華南一帶出現(xiàn)了歷史上罕見的高溫天氣。日最高氣溫高于或等于35℃的日數(shù)持續(xù)了40余天。江南、華南日最高氣溫一般為35℃—38℃，部分地區(qū)達到38℃—40℃，局部地區(qū)高達40℃—43℃。生理學家研究表明，一旦氣溫升至38℃，人體汗腺排汗已難保持正常體溫，不僅肺部急促喘氣以呼出熱量，就連心臟跳動也要加快速度，輸出更多的血液至體表，參與散熱。這對于心臟病人來說，是孕育著生命危險的溫度。氣溫生至39℃，由于汗腺疲于奔命的工作，已經(jīng)無能為力并趨于衰竭，這時，很容易出現(xiàn)心臟病導致猝死的危險。氣溫生至40℃，高溫已直逼生命中樞，大腦已經(jīng)顧此失彼，以致頭暈眼花?？梢?，在高溫情況下人體對氣溫升高的生理反映是很敏感的。2004年，我國南部省份由于受臺風“蒲公英”和副熱帶高壓的影響，從6月底開始，廣東大地被酷熱天氣所籠罩，7月1日，廣州最高氣溫高達至39.7℃，超過了廣州歷史最高氣溫38.7℃的最高記錄。6月28日，廣東東莞大嶺山鎮(zhèn)臺生家具八廠的一名工人，因工作疲勞加之車間氣溫太高而暈倒，送到醫(yī)院后半小時死亡。據(jù)廣州“120”急救中心負責人介紹，進入夏季以來，僅廣州市因高溫誘發(fā)其它疾病而死亡的人數(shù)就達39人，每天比平時日均派出急救車次數(shù)（約200次）增加66%，創(chuàng)急救中心成立10多年以來日出車最高記錄。以北京為例，因高溫發(fā)病到醫(yī)院就診的患者，7月比6月增加了40%。上海和甘肅等地，高溫病人增加導致臨床用血量居高不下，出現(xiàn)了用血緊缺的局面。露天工作者，如交警、公共汽車司機、建筑工人，更是受到了熱浪的嚴重威脅。高溫使人們?nèi)菀灼隈{駛，爆胎、汽車自燃等重大交通事故屢屢發(fā)生。
高溫酷熱還直接影響人們的心理和情緒，容易使人疲勞、煩躁和發(fā)怒，各類事故相對增多，甚至犯罪率也有上升。如紐約1966年7月的熱浪期間，兇殺事件是平時的138.5%。北京2003年7月高溫期間交通事故增多，據(jù)北京急救中心資料顯示：交通事故增加與天氣炎熱有很大關系。氣溫高、氣壓低時，人的大腦組織和心肌對此最為敏感，容易出現(xiàn)頭暈、急噪、易激動等，以致發(fā)生一些心理問題。
尼爾尼諾事件與疾病
新的實驗結(jié)果表明，尼爾尼諾與疾病的傳播有密切的關系。尼爾尼諾出現(xiàn)往往會造成某些地區(qū)氣候異常，進而引發(fā)疾病。例如，1982～1983年尼爾尼諾事件期間，在巴基斯坦北部由于干旱造成的高溫天氣，引發(fā)了瘧疾流行；而在南美的玻利維亞，厄瓜多爾和秘魯，由于暴雨災害，也發(fā)生了瘧疾的流行。據(jù)科學家分析，發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象后的第一年，委內(nèi)瑞拉瘧疾病例增加35.1%。在如，1997～1998年的厄爾尼諾活動高潮期，在索馬里和尼肯亞，感染上裂谷熱病的人數(shù)為8.9萬，死亡人數(shù)近250人；在巴基斯坦、印度西北部、里斯蘭卡、東非、委內(nèi)瑞拉和巴西等地，大面積的干旱造成瘧疾病和猩紅熱爆發(fā)。另外，據(jù)世界衛(wèi)生組織的一份報告，1982～1983年的厄爾尼諾事件期間，全球大約10萬人患上了憂郁癥，精神病的發(fā)病率上升了8%，交通事故也增加了5000次以上。
空氣污染與健康
大城市的污染物質(zhì)進入人體后，會引起人體感官的和生理機能的不適反應，產(chǎn)生亞臨床的和病理的改變，出現(xiàn)臨床體征或存在潛在的遺傳效應，發(fā)生急、慢性中毒或死亡等。比利時馬斯河谷（1930年）、美國多諾拉（1948年）和英國倫敦（1952年）的煙霧事件就是大氣污染影響的典型事例。
