方修琦 章文波 张兰生

（北京师范大学资源与环境科学系 北京 100875）

提　要　依据大量新石器时代的考古资料，对全新世暖期的土地利用进行了分区。北旱作南稻作为当时土地利用的基本特征，水稻种植北界达到 35°N，较现今北移了 2～3 度，北方旱作相应向北扩展到现今以畜牧为主或半农半牧的内蒙古长城地带及西北的甘青地区，其中粟是最主要的旱作栽培作物。全新世暖期时旱作北界沿线的降水较今高 100mm 左右，稻作北界沿线降水较今高 100～300mm 左右，我国北方地区降水较今高 100～200mm；伏旱区与副高北界北移了 2～3 度。暖期对我国农业发展有利。

关键词　全新世暖期 土地利用 降水复原

分　类　中图法 F301.24

　　未来环境变暖对我国的农业生产有何影响，是当前普遍关心的问题。利用我国丰富的考古和历史文献资料进行历史相似型分析是回答这一问题的可能途径之一，也是我国在世界上独具优势的领域。全新世暖期期间我国普遍温暖，其鼎盛时期我国东部平均温度较现代高 2.5℃^[1]，是未来变暖的可能相似型之一。全新世暖期也是我国原始农业文化蓬勃发展的时期，本文根据大量考古资料复原了全新世暖期中的仰韶—龙山文化期间（7000～4000aBP）我国东部地区土地利用的地域差异，并从历史相似型的角度对全球变暖后对我国农业可能产生的影响进行了初步探讨。新疆、青藏高原、西南及东北地区由于资料限制没有列入讨论。

1 全新世暖期土地利用的区域差异

　　我国新石器考古始于本世纪 20 年代，建国后获得了重大发展，大量新石器时代遗址被发现、发掘，新石器时代文化研究也有了重大突破，其中一部分还进行了较为详细的地层学、类型学研究和动物骨骼鉴定与植物孢粉分析，不少地方还进行了区域性史前农业研究^[2-10]。虽然有些细节问题还有待深究，但利用考古资料重建我国全新世暖期的土地利用格局已有可能。

　　对于已发现作物遗存的遗址，其作物遗存明确地指示了当时的土地利用状况，对没有发现栽培作物的遗址，其生产和土地利用方式主要从出土的生产工具、陶器有无及房屋建筑等特征来分析。

1.1 前仰韶时期的土地利用概述

　　我国目前发现最早的原始农业文化出现于 8000aBP 前后，8000～7000aBP 的前仰韶文化遗址发现的相对较少，但已可看到北方旱作与南方稻作的土地利用格局。以黄河流域的磁山—裴李岗文化及陕西关中平原的白家—李家村—老官台文化为代表的北方旱作农业均表现出较高的生产水平^[2、5、6]。磁山遗址灰坑粮食储存量估计达 5万kg^[5]，表明农作栽培已发展到方修琦等：全新世暖期我国土地利用的格局及其意义。相当水平，裴李岗、沙窝李、许昌、大地湾及北辛遗址等也发现了粟的遗
存^[11]；辽宁新乐下层发现了作物遗存，内蒙古赤峰亦出土了石锄、石磨盘、石磨柱等农业用具，但较黄淮地区要粗糙，渔猎采集文化占相当重要的地位^[9]。长江流域发现的栽培作物都为水稻，如彭头山、罗家角^[12]等。稻作遗存向北可分布到河南舞阳贾湖、汉水流域的西乡李家村、何家湾等地^[11]，其北界大致在 33°N。华南地区渔猎采集居主要地位，并可能存在种植块茎、果树类植物的园圃式农业^[13,14]，但迄今还没有直接的证据

1.2 仰韶—龙山文化时期土地利用的区域差异

　　原始农业文化在 7000～4000aBP 的仰韶—龙山文化时期得到重大发展。表现在文化遗址的数量大增，规模增大，农业生产工具制作更加精良等多方面。以仰韶—龙山文化时期原始农业文化最盛时的状况为标准，忽略在此期间文化波动对分布范围的影响，可以大致地勾画出该时期我国东部地区土地利用的基本轮廓：仰韶—龙山时期的土地利用继承了前仰韶时期北方旱作与南方稻作的土地利用格局，但旱作区和稻作区的北界都进一步向北推进；在北方旱作区之外为渔猎文化为主的地区；南方稻作区之南的华南沿海以渔猎经济为主，内地则可能继续维持薯类栽培。

　　黄淮地区及长江流域的农耕在原有水平上得到进一步发展，继续保持了其领先位置。文化遗址分布密集，龙山时期黄河中游遗址分布密度已同现代村庄分布差不多，安阳市洹水沿岸 7.5km 的地区内就发现了 19 处龙山文化村落遗址^[15]，龙山晚期黄河流域已出现城市^[16-18]。以黄河中下游为核心，仰韶、龙山文化影响的范围北达内蒙^[19]，西到甘青地区^[20-22]。根据考古证据，农业文化遗存北界的大致位置为：从绥芬河至宁安镜泊湖南岸，经农安左家山、通辽，沿西拉木伦河北侧向西南延伸，至化德、商都，沿阴山南麓、大青山南麓至包头、乌拉特前旗，向南经东胜以西，鄂克托旗、杭锦旗以东，向西经宁夏固原沿河西走廊北界至嘉峪关、玉门，再折向东南，沿祁连山北麓，向南经青海湖东岸至贵南、泽库（图 1）。

　　在很多遗址中发现的栽培作物遗存表明（图 1）北方为以粟为主的旱作农业，其次还有黍，其它的如小麦、大麦等也有发现，但只是个别现象。发现粟遗存的遗址中赤峰、北票、熬汉旗大甸子墓地、兰州白道沟坪、临夏东乡林、民和、乐都柳湾等，都是位于旱作农业北界附近的遗址，发现黍遗存的文化遗址有临潼姜塞、山西万荣荆村、新郑裴李岗、甘肃秦安大地湾、甘肃临夏东乡、青海民和、沈阳新乐等，黍的分布区大致与粟相当，是一辅助性的旱作作物^[9,26,27]。因此，粟的分布北界基本就是旱作的北界。

　　北方在旱作农业区之外的文化为渔猎采集或畜牧为主。青海只有共和盆地约 6700aBP 的拉乙亥遗址，出土的石器均为打制，动物骨骼种类多为羊、雉、兔、旱獭等^[21]。西北的巴吉丹林沙漠地区的乌科靠海遗存中细石器占绝对优势，并与少量陶片和其它石器共存^[28]。呼伦贝尔草原出土物以细石器为主，石器的打制反映当时人们过着畜牧狩猎的生活^[29]。松嫩平原出土的石器多为压制，有石镞、刮削器、尖状器、网坠、骨刀等渔猎用具，密山县兴凯湖边还发现 10 座大型鱼窖^[30]。

　　长江流域良渚文化的玉器制作工艺高超，品种齐全，造型生动^[31]。河姆渡第四文化层在 400m² 的范围内普遍发现稻谷遗迹或稻谷与谷壳、稻秆等混在一起的堆积物，厚度达 40～50cm，表明了当时粮食之丰富^[32]。整个黄淮地区，或为稻、粟混作区，或为稻栽培区，很少单一的粟、黍栽培区。从黄淮地区发现的作物遗存的数量分析，粟作 26 个，稻作 17 个，但在 36°N 以南，稻作 16 个，粟作 18 个，稻作与粟作遗址的数量已大体相当，显示黄淮地区稻作已很普遍。当时稻作栽培的北界大致推进到了 35°N 附近的扶风—户县—华县—渑池—洛阳—郑州—衮州—日照一线（图 1），较现今偏北 2～3 个纬度。稻作区南界的具体位置目前尚难确定，大致在南岭北侧至福州以北。

　　在福建、广东、广西、海南等南方沿海地区的狭长地带上，发现的文化遗址多为贝丘（或沙丘）型，其生产方式有别于邻近的内陆地区，它们的共同特征是发现了大量堆积很厚的贝壳或大量的鱼骨，还有两栖类、陆栖类、飞禽类等骨骸，农业工具很少或者没有，以渔猎采集为主要食物来源^[33,34]。华南内陆地区大部分时间可能仍以薯类栽培为主，直到距今 4000 多年前的石峡文化时期，稻作农业才发展起来^[11]。华南地区发现新石器时期稻作遗存的有广东区江石峡、泥岭、福建南安^[23]、东张等，石器以石锛、石斧最普遍，但真正磨光的并不多^[35,36]，农业生产水平仍明显仍落后于黄淮和长江中下游地区。

2 全新世暖期土地利用区域分异的意义

2.1 对降水资源的反映

　　一个地区的土地利用形式与当地的自然资源相适应，在技术尚不发达的人类社会的早期更是如此。处在全新世暖期之中的仰韶—龙山文化时期的土地利用格局应与当时的环境相适应，土地利用的边界应是某种资源制约作用的反映。我国许多农作栽培主要受降水的限制，古人由于生产力水平限制，没有灌溉或灌溉水量很小，一些作物分布的界线在反映降水量方面的意义具体明确。

2.1.1 旱作农业北界对降水资源的反映

　　在我国大兴安岭以西的半干旱地区，降水是限制农业分布的主要要素。我国现代旱作农业主要分布在降水 350mm 以上的地区，降水 250～350mm 的区域内有少量的农业，250mm 雨量线是现代旱作的最西、最北界线^[37]。

　　粟是一种耐旱、适应能力强、生长期短、易保存的旱作栽培植物，其全生育期 120～140d（春谷），粟生育期需水量为 290～310mm ^{[ 38]}，在农牧交错带内生育期降水占全年降水量的 80% 左右，生育期间内降水等于粟需水量时对应的年降水量为 362～387mm；在 250mm 雨量线附近地区，谷子一般年份灌水定额为 60～70m ³，根据灌水量与降水量的换算表，相当于降水约 100mm ^{[ 39]}，转换成年降水 130mm 左右，则粟作要求的最低全年降水约 380mm。

　　根据粟对水分需求的特点，以及现代农业的分布特征，可以把 350～400mm 降水量看作是现代以粟为主的旱作农业北界的临界值。考虑到史前农作的原始性，没有灌溉或灌溉水量极小，人口对自然资源的压力也不大，仰韶—龙山文化时期以粟为代表的北方旱作农业北界的降水量应与 350～400mm 相当或略高。将仰韶—龙山文化时期旱作农业的北界与近 40 年平均的等雨量线相对比（图 2）发现，暖期时旱作农业的北界在甘肃白银以东、克什克腾旗以西与现今雨量线 300mm 吻合很好，意味当时降水高出现在 100mm 左右；河西走廊地区的农业北界分布到现今降水 150～200mm 以下的地区，当时降水最多较今多 200mm 以上；在克什克腾旗以东直到东北地区，农业北界与现代 350～400mm 等雨量线差异不大，在此区域内降水对作物分布的限制已不十分显著，此段的农业界线可能并不反映降水变化。

2.1.2 稻作分布北界对降水资源的反映

　　现代“南稻北麦”的分界线位于秦岭淮河一线。此界线在指示降水资源方面的意义有二：第一，水稻（单季稻）生育期（5～9 月）内需水量 600～650mm，长江中下游地区及以南同期降水均在 600mm 以上^[40]，折合年降水量为 900～1000mm。秦淮一线常年降水量与此相当，基本可满足单季稻生长的需求，秦淮以北也有零星水稻种植，但降水不足，一般得益于现代灌溉渠系的水源保障及优良抗旱稻种的培育推广。因此，水稻分布的北界大致与 900～1000mm 降雨量线对应。第二，作为“南稻北麦”的分界线秦淮线也是我国伏旱区的北界，线南春雨伏旱，宜种水稻，线北春旱夏雨，宜种小麦^[41]。伏旱区是副热带高压作用的产物，因此，由伏旱区的位置可以进一步推断副高的位置。

　　二熟制的耕作制度在汉代才发展起来，因此，史前人类种植的水稻是单季稻，全新世暖期水稻北界北移到 35°N 左右，从渭河和黄河沿岸向东直到连云港附近。与现代对比，年降水量在济宁以东较现今高出 100mm 左右，济宁以西、郑州以东高 200mm 以上，郑州以西可能大约高 300mm，反映出在大暖期内陆比沿海降水量增加更多的趋势。相应地，古伏旱区的北界较现代偏北约 2～3 个纬距，黄淮之间地区降水的季节分布形式也相应地发生变化，呈现春雨伏旱的特征。由伏旱区的北进可以进一步地推断，古副高（相应地，古副高脊线）也向北移动了 2～3 个纬距。

2.1.3 与自然证据的对比

　　以农作界限推算的降水资源状况可能受许多因素影响而产生误差，其中一个重要方面是古今位于边界位置上的作物类型的差异的影响，如全新世暖期时旱作农业北界上的作物为粟、黍，而现代农作北界上作物组成较复杂，有春小麦、谷、糜、马铃薯、玉米和高粱等^[37]，因而用 350～400mm 的降水量来标定全新世暖期时的旱作北界可能存在一定误差。此外，农作物需水量的确定较为困难，同一作物现在与全新世暖期的需水量指标可能不一致，农作栽培也有可能受到局地因素影响等，这些都有可能增加复原结果的误差。判断复原结果可信程度的一个可行途径就是利用多方面的证据进行综合校核。

　　根据旱作农业的北界推测的全新世暖期时甘肃白银以东、克什克腾旗以西一线的降水高出现在 100mm 左右的结论与许多根据自然证据复原的结果相近^[42～45]。河西走廊地区的农业北界反映的当时降水最多较今多 200mm 以上，与根据水量平衡、孢粉组合推测的青海湖地区全新世暖期相当^[1,46]。

　　在稻作北界附近，定量地反映降水变化的资料不多。全新世暖期时稻作的北界与安芷生等^[47]根据以花粉、古土壤等多种代用资料重建的全新世最佳期 1000mm 雨量线吻合较好。在西安、武功地区，根据水稻分布北界推测的降水量与当地中全新世发育的棕壤所反映的降水量比较接近^[48]，而高于据古磁化率复原的年降水量^[49]。

　　根据旱作农业北界和稻作北界所反映的降水可以推断，全新世暖期时，我国北方旱作地区内的年降水量一般较现代多 100～200mm 左右，最多可能接近 300mm。在北方旱作区内，根据鄂尔多斯和陕北地区黄土—古土壤系列的磁化率复原的降水高出现在 100mm 左右^[49]；根据水蕨等指示性孢粉和孢粉组合推测，河北平原降水增加 150～250mm^[50]；它们与根据农作物界线推断的结果相吻合。

　　在南方稻作区内，以浙江河姆渡遗址第四文化层为依据，恢复长江中下游以南地区全新世温暖期鼎盛期 (6000～7000aBP) 的年降水量为 1500～1800mm，较今多 200～400mm^[51]。在江苏宁镇丘陵宝华山（32°N，119.3°E），根据所发现的中南亚热带成分山龙眼推测 5000aBP 的降水量较今高 200mm^[52]。以上结果与根据稻作北界推测降水量可以相互对比。

　　以上对比结果表明，根据作物界线复原的降水结果与根据其他资料所复原的结果基本吻合，即在全新世暖期我国北方地区降水普遍较现代增多 100～200mm 以上。

2.2 暖期对我国的影响

　　以上分析结果表明，在全新世暖期的高温多雨环境之下，农耕区范围显著扩大，相应地可耕地面积也将增加，水稻种植区向北扩展。因此，从总体上来看，增暖有利于我国农业的发展。历史时期也是这样，历史上暖期一般都是经济、文化繁荣发展的时期。

3 结论

　　根据大量的考古资料，复原出仰韶—龙山文化时期我国东部地区土地利用分区的基本轮廓为：北方旱作南方稻作，在北方旱作区之外为渔猎文化，在南方稻作区之南的华南地区可能为渔猎文化或以薯类栽培为主的地区。旱作区和稻作区的北界都较现代偏北，水稻种植北界达到 35°N，较现今北移了 2～3 个纬度，北方旱作相应向北扩展到现今以畜牧为主或半农半牧的内蒙古长城地带及西北的甘青地区，其中粟是最主要的旱作栽培作物。

　　稻作北界对应的降雨量为 900～1000mm，粟作北界对应的降雨量为 350～400mm，根据旱作农业北界和稻作北界所反映的降水可以推断，全新世暖期时我国北方旱作地区内的年降水量一般较现代多 100～200mm 左右，最多可能接近 300mm。以上结论与根据其他代用资料所复原的结果基本吻合，显示出全新世暖期我国北方地区降水资源普遍增加。

　　根据稻作北界推断，古伏旱区的北界较现代偏北约 2～3 个纬距；进而可以推断，古副高（相应地，古副高脊线）也向北移动了 2～3 个纬距。

　　全新世暖期时暖湿的气候有利于原始农业的发展，因而农业界线向北扩展，从历史相似型的角度看，未来环境变暖对我国的农业发展是有利的。

图 1　仰韶 - 龙山文化时期的粟、稻遗存与土地利用的区域分异
Fig .1 The reIics of millet and the regional difference of land in thd periods of Yangshao-Langshan Cultures

图 2 仰韶 - 龙山时期水稻种植和旱作农业北界与现代降水分布的对比
Fig.2 A contrast between the northern boundaries of rice planting anddry farming in the preiods of Yangshao-Longshan Cultures and the of preciptatiobn of modern times

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第一作者简介

方修琦，男，1962 年生，自然地理学博士，北京师范大学资源与环境科学系副教授，主要从事环境演变与自然灾害研究与教学工作，发表论文 40 余篇。

*	国家教委博士点基金和留学回国基金、国家攀登计划 27 项资助项目。