二 历史时期植被地理分布变化与重要农业生产界限

植被立足于大地之上，气候是制约其地理分布与空间变化的重要因素。每粒植物种子均带有鲜明的地理信息，这些信息是它们植根的土地以及地理环境的水热特征赋予的属性。植物本身所具有的依托水热条件生成适应性品种的属性，使植物不仅具有鲜明的地理分布，而且成为指示环境的标识物。正因此，历史气候研究往往通过植物地理分布的变化判断气候冷暖干湿之变。然而，自人类出现在地球上，近一万年以来逐渐从采集、渔猎等对自然单纯利用性的生产活动，转向以农业为主的改造性的活动，大地上的植被发生了变化，天然植物与人工栽培植物即农作物形成两大类别，共同营造了地球表层的绿色世界与植物地理分布。

（一）历史时期天然植被地理分布变化

距今360万年前，青藏高原整体快速隆升，对中国气候、环境产生巨大影响，在东部季风区、蒙新干旱区和青藏高原区三大自然区形成的同时，与之对应的气候、植被带也相应成型。仅就植被而言，自东向西依水热条件的变化，形成森林、草原与荒漠的分布格局，这一格局第四纪更新世时期即已存在，末次冰期的降温促使森林带大幅度向南退缩，草原与荒漠也自北向南扩展分布空间，并取代了森林原有的位置。末次冰期结束，进入全新世大暖期，温暖湿润的气候为植被分布带来了与末次冰期反方向的变化，森林向西北大幅度扩展，草原与荒漠面积明显缩小。

全新世大暖期东部平原各个植被带明显北推，寒温带的林木主要由落叶松组成，南界位于北纬50°左右，比现今落叶松分布南界向北推移了2个纬度。以松、栎、桦为主组成的温带针叶和落叶阔叶混交林分布范围明显缩小，仅限于长白山和大兴安岭地区。暖温带落叶阔叶林是向北扩张最明显的植被带，北界向北推移了5个纬度，充分显示了气候暖湿的特征。北亚热带落叶和常绿阔叶混交林以山毛榉科为主，并含有常绿阔叶树种、林下灌木和蕨类，这一植被类群的北界北移了2—3个纬度，到达北纬35°左右。中南亚热带常绿阔叶林以山毛榉科树木为主要常绿成分，并有漆树科、大戟科、木兰科、樟科和山龙眼科，这一植被带北移的幅度较小，大约只有1个纬度，其北界至成都、合肥、南京一线。热带雨林变动的幅度更小。

中国自西向东巨大的地形阶梯，引起温度、湿度明显的梯度变化，西北地区处于亚洲腹地，全新世大暖期带来的暖湿气候也改变了这里的水热条件，植被带兼垂直与水平双向变化。中国西北部表现为草原范围扩展，荒漠缩小，植被带出现经向西迁，森林与森林草原带的界线移至满洲里、扎兰屯、呼和浩特、贺兰山南、西宁一线，比现今西移了3—5个经度，温带森林草原与典型草原的界线则向西移动了3—4个经度。高山与高原边缘表现为林线下降，这时阿尔泰山、天山为森林草原环境，整个青藏高原地区的植被面貌则以高原草原与森林混交以及高原草原为主，高寒半荒漠和荒漠植被的范围大幅度缩小，仅分布在塔里木盆地中部和内蒙古西部、昆仑山南侧及柴达木盆地中西部。

全新世大暖期结束，气候转冷，植被地理分布再次向南推移。这次气候变化影响下，在东部季风区、蒙新干旱区和青藏高原区三大自然区的基础上，无论受热量条件变化表现出依纬度地带分布的植被，还是依水分条件呈现经度地带特点分布的植被，均为后来确定了基本空间分布形式。

近年环境变迁成为学术界关注的热点，总结以历史时期植被类型地理分布与空间变化为题的研究成果，东南、西北地区差异性变化是值得注意的问题，两个地区的分界大约在今中温带与暖温带之间。在气候转冷转干的背景下，西北地区植被具有明显的取代性变化，即荒漠面积扩展，取代了草原；草原环境变差，干草原取代了疏林草原。而东南地区基本保持了原有植被的地带性特征，变化比较明显之处在于喜暖植物的北界。全新世大暖期结束后，植被地理分布在西北与东南地区的变化说明，气候转冷转干的幅度存在明显的地域差异，西北地区气候变化影响植被变化的力度明显强于东南地区。

当代中国植被呈现的寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带季雨林、雨林、温带草原、温带荒漠、青藏高原高寒植被八大植被区域，是在全新世大暖期结束后数千年内逐渐形成的。这些植被区域是地带性因素与地形因素共同影响的结果，因此它们的存在是地表环境属性的真实反映，如果没有人类农业生产活动，大地上的植被就会依循各地自然环境的属性，呈现出相应的地带性分布。农业生产的出现改变了原生态的环境面貌，无论北方旱地还是南方水乡，无论平原还是山地，农业在发展中用人类栽培作物取代了自然界原有的植被，彻底改变了植被地理分布，历史时期植被地理分布与空间变化向我们陈述了农田取代天然植被的事实，古人曾经感受的“茂林青榛”“密筿丛枝”的景观与我们渐行渐远。

近2000年以来植被地理分布与空间变化是自然环境与人类活动相互较量的结果，时至今日，平原地带已经完全被农田取代，唯有丘陵山地尚能保存少量地带性天然植物。

（二）重要农业生产界限的空间走向与气候意义

农业是在人类活动参与下的动植物生产，而动植物尤其植物本身就具有依托水热条件生成适应性品种的属性，这些携带环境信息的种子，通过人们的生产活动，不仅同类环境属性的作物相连成片，自成系统，而且不同环境属性的作物也清楚地构成了各自的分布空间。尽管农作物不同于野生植物，播种、收获操纵在农民手中，但农作物立足在土地之上，发展变化从未脱离过环境，当农田取代天然植被，大地上种满庄稼时，人类不仅根据自己的需求选择农作物，也根据环境安排农作物；尽管农作物种在哪里是人们耕作的结果，但环境却导致作物开花结实或衰败枯萎，即农作物有着与野生植物完全一致的对于自然环境的依存性。而各类农业生产界限就是人类生产活动、环境、农作物三者之间互动的结果，农作物长年稳定的分布界限、农作物种植制度界限、农业技术实行界限以及农作物物候期等均是研究历史时期气候变化的重要依据。一旦界限发生变动，则意味着农作物生境有了变化，响应这种变化，农作物逢暖而北上，遇冷则南下。

各类农业生产界限中，冬小麦分布北界最为重要。由于冬小麦秋种夏收的越冬作物属性构成农作物两年三熟的核心，因此冬小麦分布北界不仅标识了这种作物的分布空间，而且涉及农作物两年三熟制实施区域，无论冬小麦还是两年三熟制分区的变化均与气候相关。在各类农业生产界限中，冬小麦分布北界位居最北，对于环境敏感性极强，但凡气候发生冷暖之变，均会随之变动，具有重要的环境指示意义。

研究各类农业生产界限，历史文献具有重要价值。各种代用指标中，历史文献属于唯一不存在年代误差的材料，但是科学解读历史记载却需要对历史的了解，如果存在历史学的缺陷，得出的结论同样是谬误的。

冬小麦原产于西亚、北非一带，大约4000年前传入中国，并逐渐推广到各地。唐代是冬小麦空间扩展的重要时期，整个黄河中下游地区冬小麦的地位有了全面改变，两税法就是在这一背景下出台的。两税法诞生于唐德宗建中元年（780），依税法规定两税中“夏税尽六月，秋税尽十一月”。其中的六月和十一月正是冬小麦与粟等作物的成熟期，故《旧唐书》有这样的记载：“关内、河中、河南等道秋夏两税、青苗等钱，悉折纳粟、麦，兼加估收籴以便民。”尽管麦、粟（今谷子）为夏、秋两税的主纳物，但并非必须缴纳两者才能完税，正如宋人程大昌评述两税法时指出的：“自杨炎立两税法，农田一年岁输官两色，夏蚕熟则输绵绢丝，亦有输麦者；秋稻熟则专输米，皆及时而取所有也。”即麦熟为夏税起收的时间标志，粟、稻等成熟为秋税起收的时间标志，夏、秋两税与麦、粟相关的主要在于征收时间，而全国各地缴纳的物品并非只有麦、粟二物，而是因地设项。正由于因地设项，夏税交纳时间与冬小麦成熟期吻合，但并非夏税征纳地就应是冬小麦种植区，银、钞、钱、绢都是非冬麦区的替代物，因此实行两税法征纳夏税的地区大于冬小麦分布区。那么历史时期冬小麦分布北界位于什么地方？宋人庄绰有言，“陕西沿边地苦寒，种麦周岁始熟，以故粘齿不可食”。冬小麦与春小麦是食性与生长期完全不同的小麦品种，春小麦春种秋收，冬小麦秋种夏收，属于越冬作物，不是周岁始熟，而是跨岁而熟。但凡对冬、春小麦制品的食性有知者，均明白“粘齿不可食”是春小麦制成品的典型食性。生长期与食性二者证明宋代陕西沿边种植的是春小麦，这时陕西边地大致位于无定河流域至横山一线，即北纬38度附近；冬小麦的分布区应在此线之南，从陕西沿边向东进入河东路（今山西）辖境，府州（今陕西府谷）位于黄河岸边，宋太祖乾德“四年四月府州、尉氏县、云阳县并有麦两歧”，麦两歧为小麦成长到一定时期才能看到的瑞兆，因此四月在府州看到“有麦两歧”当是冬小麦接近成熟的物候标识。欧阳修对与府州纬度相近的宁化军（今山西宁武县）却留下这样的记述：“本军地寒，民不种麦。”府州与宁化军都位于北纬39度附近，由此看来这一纬度位置正值冬小麦北界的边缘地带，冬小麦不属于必须种植的作物，种与不种因地而异。将陕西沿边春小麦种植区所在的北纬38度与河东一带的北纬39度连接起来成一条斜线，这条斜线与中国北方地形变化完全吻合，顺应这一趋势向太行山以东的河北路（今河北）延伸；由于河北路地处华北平原之上，气温高于河东、陕西所在的黄土高原，冬小麦的北界大约在北纬40度燕山一线。宋人刘一清生活在南宋末至元朝初年，南宋德祐二年（1276）随同大宗丞赵若秀等作为纳土官北上至元上都，写有行程记一篇，记述沿途见闻：闰三月初，东行过武清县，初七过王台镇，“四望桑麦青青”, “土人云此地甚冷，五月方可养蚕，麦苗长不满三寸，六月方食麦”。六月食麦也是冬小麦的物候期。这样看来沿横山、无定河经北纬38度线所在的河东中部至燕山一线就是当时的冬小麦北界，越过这条线以北地带再无与冬小麦有关的记载。

探讨历史时期冬小麦分布北界与气候变化，需要提及的是满志敏提出了9—13世纪冬小麦北界达到今长春附近的观点。《金史·食货志》载金代两税法：“夏税六月止八月，秋税十月止十二月。泰和五年……改秋税，限十一月为初。中都、西京、北京、上京、辽东、临潢、陕西地寒，稼穑迟熟，夏税限以七月为初。”这项研究将金代两税法涉及的燕山以北今内蒙古东部、辽宁东部视作冬小麦分布区，并以此作为温暖期的证据。前文已经说明两税法实行地区并非冬小麦分布区，那么金代在这一地区征收两税中的夏税，究竟是征纳冬小麦还是替代品？最直接的证据是这里是否种植冬小麦。事实是辽金时期文献不仅只字未提塞外种植冬小麦，且与小麦相关的信息也十分罕见，这说明这里不属于冬小麦分布区，更不具备以此纳税的价值。

冬小麦为暖温带粮食作物，冬季最低温度是其生长的制约性因素。至20世纪初冬小麦的北界仍维持在明长城以南，辽东半岛南端的大连存在小范围种植区。20世纪90年代小麦专家金善宝根据气候转暖这一变化将冬小麦发展规划北界定在辽宁朝阳、锦州、营口、岫岩一线，但多年来这一线冬小麦尚处于试验种植阶段。1991—1998年沈阳农业大学引进乌克兰冬小麦M808在辽宁省40个地点试种，确定了辽阳、海城、盖州一线为最适种植区；铁岭、阜新以南，铁岭、沈阳、本溪以西地区（除建平县）为适宜种植区；昌图、康平、法库、彰武等县区及大连市全区为可能种植区；辽东大部分及建平县为不能种植区；安全种植北界为阜新、新民、铁岭、本溪一线。与此同时，这一安全种植线以北以西的内蒙古以及吉林长春等地也引进了耐寒品种进行试验，但真正具备经济价值的冬小麦种植区尚未成熟。当代全球变暖的气候背景与各种现代农业科技之下，冬小麦稳定分布区尚不能达到长春一带，金代又如何能至呢？满志敏将宋元时期定为暖期的依据是冬小麦大幅度北上，并由此得出当时长城沿线以及今辽宁中部地区冬季平均气温比现代高的结论，既然立论的依据不存在，这一结论必然大可商榷。

沿横山、无定河经山西中部至燕山一线构成的冬小麦分布北界，经历宋、辽、金至明清时期大体维持未变。《明史》载，“天顺三年四月，顺天、河间、真定、保定、广平、济南连日烈风，麦苗尽败……崇祯十五年五月，保定、广平诸县怪风，麦禾俱伤”; “洪武二十六年四月丙申，榆社陨霜损麦。弘治八年四月庚申，榆社、陵川、襄垣、长子、沁源陨霜杀麦、豆、桑。辛酉，庆阳诸府县卫所三十五，陨霜杀麦豆禾苗。嘉靖二十二年四月己亥，固原陨霜杀麦”。这些文献均记载有四月灾害伤麦事件，从小麦生长期分析这些受损麦子当为冬麦，此时春麦刚刚出苗，而冬麦却是生长的关键时期，故各地因灾受损，成为载于史籍的大事。上文所及之顺天、保定、真定、广平、河间、榆社、襄垣、长子、陵川、沁源以及庆阳、固原一线，基本位于冬小麦地理分布北界附近。此外，弘治十七年李东阳奉使途中“适遇亢旱”，见“天津一路，夏麦已枯，秋禾未种”，天津也属于这一地带。上述界限以北地区，自然条件基本不能满足小麦越冬需求，很少种植冬小麦，如“大同地寒，无宿麦。春分前种小麦”。宁夏也属于这样的地方，明英宗时工部右侍郎罗汝敬奏文中提到：“宁夏地滨黄河，资其灌溉，旱涝俱收，米贱而物贵，以此从宜定例：大布一匹，折粮八斗；中布一匹，折粮六斗；大绢一匹，折粮一石五斗；中绢一匹，折粮一石；棉花一斤，折粮二斗五升。”宁夏银川一带均不是冬麦区，因此上述折粮物品均是以米相折。由于气候条件制约，宁夏直到近年在新品种与地膜技术支撑下才开始推广冬小麦。2004年6月《宁夏日报》的一条新闻标题为《我区冬麦北移计划开始启动》，其试验地点在吴忠；最近读到的一条与宁夏冬麦北移计划相关的网上新闻，记述了1999年以来在银川一带试种冬小麦的情况。这一切进一步证明了明代甚至此后相当长时期内宁夏北部不适宜种植冬麦这一事实。

自然环境是个复杂系统，气候影响并制约着天然植物与农作物的地理分布，因此一方水土不仅养一方人，也同样造就了一方的环境面貌与植物种属。但是衡量气候的冷、暖、干、湿要素，在近代气象观测出现之前，几乎可以视作来无踪、去无影，置身其中可以感受，却无法一把抓住，留下证据。冬小麦分布北界则在气候因素参与之下成为躺在大地上的一道标识。然而来自历史文献记载与20世纪以来农业试验的结果均呈现了一个事实，即在1000多年内冬小麦北界几乎稳定在相近的位置上，这一结果直接冲击了近2000年来气候变化研究。面对这一矛盾，生态学为我们解释这一问题提供了思路。生态学用生态幅度说明一种植物适应环境条件的能力，事实上任何一种天然植物或农作物均有属于自己的生态幅度，环境变化若在这种农作物的生态幅度之内，农作物不会因此而改变地理分布。而阈值则是表达环境变化与农作物生态幅度关系的概念，一个领域或一个系统的界限称为阈，阈值即为临界值，指触发某种行为或者产生反应所需要的最低值。回顾近1000年以来，面对气候变化，冬小麦分布北界却没有明显改变，其原因在于气候变化没有超过冬小麦生态幅度的阈值，自然不能改变其基本地理分布。这一切向我们传递一个重要信息，那就是近1000年以来尽管存在气候变化，但气候变化幅度并不大，即使在冬小麦分布北界——暖温带与中温带的临界地这样一个环境敏感地带也没有改变冬小麦的分布格局。也许，正是由于气候变化幅度小这一原因，导致根据不同代用材料做出的研究难以形成一致的结论。

气候的冷暖干湿之变存在于过去，也发生在当下。这样的变化直接影响人类的生存，面向未来，探寻其中的规律，历史时期气候变化将为我们留下更多的思考。