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历史时期中国蝗灾记录特征及其环境意义集成研究

李钢  
【摘要】: 自古以来,蝗灾就与水灾、旱灾并称我国的三大金沙灾害。三大灾害及由其所引发的饥荒、瘟疫、战乱等金沙金沙无疑都给我国历史时期的金沙生产带来破坏,给金沙经济发展造成阻碍,同时这些自然灾害与金沙金沙也见证了中华民族与各种灾害金沙作斗争的艰苦而卓绝的历史。可以说,历史时期的中国金沙经济发展是一部炎黄子孙长期同各种自然灾害和金沙金沙的斗争史。 水灾、旱灾作为中国历史上最频繁发生的自然灾害,它们的成灾原因和发展趋势跟气候变化密切相关,我国已有大量的学者对水、旱灾害做过细致的研究。相对于水、旱灾害,蝗灾的研究凸显不足,原因是多方面的。首先,我国历史文献中记载的大量蝗灾主要是飞蝗猖獗所致,特别是东亚飞蝗。飞蝗作为一种有着很强的自主迁飞能力的昆虫,它能主动选择性取食,因此它的活动性很强,它的成灾原因较为复杂,已有的各类研究目前存在较大分歧。其次,历史蝗灾的研究涉及历史、生物、地理等多学科,单纯从某一学科进行的研究很难得出全面系统的结论,因此历史蝗灾的研究需要从多学科渗透集成的角度出发,这是一大难点。再者,蝗灾的发生与气候环境的关系要比水旱灾害与气候环境的关系复杂,很多情形下蝗灾的爆发可能是受到了潜在的气候变化的影响,因此探寻蝗灾与气候的关系就需要深入细致地做更多工作。 从上述角度出发,金沙在全面系统的收集和整理各类与蝗灾相关的历史文献的基础上,分种类、按朝代、划区域建立了真实可靠的中国历史蝗灾记录数据库,同时尽可能多的获取了螟虫、粘虫等其他主要昆虫灾害的历史记录,并做了对比分析。基于蝗灾数据库,探究了我国历史蝗灾随时间变化的发生动态与特征,主要涉及飞蝗代次、受灾县次、蝗灾等级以及蝗灾与水早关系等多个方面。针对我国的三大飞蝗,分种类、划区域探讨了行政区划与自然区划存在的不一致性,并就甘肃、陕西、安徽、江苏四省做了次级蝗区的细化。基于蝗灾数据库和各级蝗区的划分,建立了多条历史蝗灾序列,并利用小波分析方法研究了蝗灾的周期。选取蝗灾序列与战乱、瘟疫、雨土、江南米价、淮河洪水等进行对比,得出了基本的结论。将蝗灾年表与华北、华东冷、暖冬次年表进行对比分析,发现蝗灾与冬半年温度之间并无明显的因果关系,并从昆虫生理学和生态学角度作了解释。选取蝗灾序列与从冰芯、树轮、石笋以及历史文献中重建或者集成的温度和降水序列以及ENSO指数序列等作了对比分析。认为蝗灾的发生跟温度关系不明,跟降水呈反相关,蝗灾序列可以作为反应气候(金沙)干旱的重要指标,最后据此对我国将来可能开展的相关研究作了总结和展望。应该说,本研究是基于历史文献资料,采用地理环境方法,应用生命科学解释而做出的一项集成研究,主要结论和观点如下: (1)选取的研究时段是自历史文献最早记录蝗灾的707BC至近代开始大量使用农药前夕的1949AD期间,将历史蝗灾记录按飞蝗的三个亚种分区域收集整理,获得了我国有飞蝗发生的27个省区(含台湾)的4346条蝗灾记录,涉及各类历史文献1241册。同时还获取了592条其他昆虫灾害的历史记录。三种飞蝗在各自时间长度里的平均灾年频次由高到低分别是东亚飞蝗、西藏飞蝗和亚洲飞蝗。 (2)采用网络检索法获取《二十五史》等规范性史料中的蝗灾记录,极大地提高了文献检索效率和准度,避免了人为翻阅可能出现的疏漏。 (3)绘制了中国历史文献传承过程中所经历的“八胜”和“十厄”波动图,凸现了我国历史文献记载的不连续性和不均一性。针对夏、商、周、秦等不同朝代的历法岁首建月不同的问题做了讨论。此外,还绘制了历代三大飞蝗灾害发生的百年频次图。 (4)金沙区分了蝗灾与螟、粘虫等其他虫害在历史文献记载中的差异,并列举了代表性的记录。其中,“螣(蚮)、螽、蝝、蝗、蝻”代表蝗灾,“螟”代表螟虫灾害,“贼、蜮、好蚄、青(黑)虫”等代表粘虫灾害,还有“蟊”代表地下食根虫害等等。就蝗灾而言,除了整理出研究所需的大量常规蝗灾记录以外,金沙还整理出了24条“抱草瘟”记录,以及部分特殊蝗灾记录(天敌灭蝗)。 (5)根据蝗灾记录的特点,分别从昆虫分类学、自然地理区划、飞蝗发生时间以及飞蝗亲水性生境等角度提出了我国蝗灾的几种初步分类方案。综合考虑蝗灾的持续时间、扩散范围、破坏程度以及对人类的影响等多方面,将我国历史蝗灾划分为4个等级层次,即Ⅰ出现级、Ⅱ干扰级、Ⅲ危害级、Ⅳ灾难级,并绘制了蝗灾等级综合标准划分表。 (6)区分了发生在甘肃省境内的东亚飞蝗和亚洲飞蝗记录,区分了跨越秦淮线的陕西、安徽、江苏三省的东亚飞蝗记录,划分了次级蝗区。同时,对蝗虫代次、蝗灾月份、蝗灾等级、受灾县次以及蝗灾与水旱关系作了研究,将同一省区南、北次区以及不同省区之间的蝗灾序列作了对比。 (7)综合考虑地理区划以及蝗灾发生的源、汇特点,将东亚飞蝗区(主要在东部季风区)划分为核心区、北区、南区和全区四种空间范围,针对不同区域分别建立了蝗灾等级10a移动平均序列、蝗灾等级10a累加序列、蝗灾年10a频数序列,并且选择部分区域做了小波分析,以寻找蝗灾发生的周期。此外,分别研究了亚洲飞蝗和西藏飞蝗的历史记录特征,并建立了对应的蝗灾序列。 (8)考虑到蝗灾发生后可能产生的连锁反应,分别将蝗灾与战乱、瘟疫、雨土、米价、洪水等对比,发现10年尺度上的中国历史战乱年频数、瘟疫年频数与东部季风区的蝗灾年频数变化趋势相当一致,预示了战乱、瘟疫与蝗灾的频繁发生有着密切的关系;虽然蝗灾年频数与象征干冷气候背景的雨土年频数对应良好,但只能预示蝗灾与偏干气候的一致性,并不能代表其温度特征;安徽蝗灾与淮河洪水不重年的结果反证了蝗灾与干旱的一致性。米价上涨年份多数出现在蝗灾大范围发生年份之后一至数年,这也基本符合史实。 (9)通过构建华北、华东历史时期的冷、暖冬次年表与蝗灾年表进行查重对比,发现在126a冷冬次年里出现了89a蝗灾年,在85a暖冬次年里出现了64a蝗灾年;蝗灾年和冷、暖冬次年的重叠概率分别为89/126=0.7063和64/85=0.7529,二者仅相差0.0466。认为,上年冬季(或者说冬半年)的冷暖状况不能对次年蝗灾的发生与否做良好的区分,因此蝗灾序列不能用来反映上年冬半年气候的冷暖状况。对此,金沙从昆虫生理学和生态学的角度加以了解释。 (10)有针对性的选取蝗灾序列与国际公认的几条气候序列作了对比,发现核心区蝗灾与ENSO有遥相关,核心区及北区蝗灾与温度对应仍旧不好,北区蝗灾与华山树轮降水呈局部时段的反相位对应。最后经过综合分析,金沙认为,蝗灾序列可以作为一种反应夏半年(4-9月)干旱的代用指标。


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