田志光丨黄河流域气候变迁与农业文明演进

田志光，河南大学黄河文明与可持续发展研究中心二级教授、博士生导师，黄河科技学院中原学研究院研究员，主要从事中国古代政治制度史、宋史、国家治理史方面的研究。

文明的发展始终镶嵌于特定的自然环境之中，气候是影响文明形态与轨迹的基础性、长期性力量。黄河流域气候变迁与农业文明演进相互交织，农业文明在与黄河流域气候变迁互动中展现出强大的韧性与创造性。黄河既提供了相对便利的生存环境，也以频频发生的水患迫使人们认识自然、顺应规律，并在此基础上改造自然。这催生了中华民族的水利工程技术、天文历法知识，以及对“天人关系”的哲学思考。

黄河流域；气候变迁；农业文明

黄河，作为我国第二大河、世界第五大河，发源于青藏高原的巴颜喀拉山北麓约古宗列盆地，呈“几”字形，自西向东依次穿越青藏高原、内蒙古高原、黄土高原、华北平原四大地形区，东西横跨我国三级地理台阶，经过青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省（区），最终于山东省东营市垦利区注入渤海。黄河干流全长5464千米，水面落差4480米，左岸（北侧）大支流为湟水、洮河、汾河、渭河、沁河等，右岸（南侧）大支流为白河、黑河、大夏河、清水河、洛河、大汶河等。流域西界为巴颜喀拉山，北抵阴山，南至秦岭，流域区总面积约80万平方公里。

黄河上游为河源至内蒙古托克托县河口镇，宁夏-内蒙古段形成“塞上粮仓”；中游是河口镇至河南郑州桃花峪，流经世界最大的黄土堆积区，该地区水土流失严重，是黄河泥沙的主要来源；下游为桃花峪至入海口，流域内多为冲积平原，河道高于地表，形成“地上悬河”。历史上，黄河下游频繁改道，黄泛影响区北至天津、南抵淮河。近些年的考古研究发现，古人类和古文化分布密集的区域，主要集中在黄河流域。黄河无愧为中华民族文明之摇篮。

数千年来，黄河流域经历过数次冷暖变迁，其变化大体呈现波动起伏的态势。气候的变更对动植物的生长发育有着直接影响，且植物因移动能力弱，比动物化石更能可靠反映属地气候变迁。由此，以物候（生物适应季节变化的节律）为基础研究古气候的方法应运而生。中国古人就已经学会“观梅知时”，以梅花作为参照研究气候。

梅，在中国历史上兼具食用、观赏与气候指示功能。《诗经》中已有梅诗^{［1］612-613}，可推断西周时期关中、江汉地区植梅。战国时梅已南传至越地，汉代上林苑培育多种观赏梅，南北朝时期梅成为文人雅士的咏叹对象。梅树分布北界的移动，为研究历史时期温度变化提供了物候证据。著名物候学家竺可桢在研究中就效仿前代，重视植物的作用，也特别关注了梅花、竹子等植物品类。他将中国5000年来的气候变迁大致分为考古时期（约公元前3000年—公元前1000年）、物候时期（公元前1000年—公元1400年）、方志时期（公元1400年—公元1900年）、仪器观测时期（公元1900年至今）四个时段。自仰韶至殷墟时代，年均温高出现代2 ℃，一月温度高3~5 ℃；之后出现系列波动，寒冷期对应商周鼎革、东晋、南宋、明清之交等阶段，温暖期如汉唐则农业繁荣^［2］。

远古时代，黄河中游气候湿润，黄土深厚，周边又分布着充足的矿产，为早期先民提供了良好的生存条件。青藏高原隆起前，黄河流域承接西部海洋暖湿气流，气候优越，而在其隆起后，季风格局形成，中国境内大致呈现西北干旱、东南多雨的特征。距今1.5万~1.1万年的小冰期促使人类转向选择植物食源与定居生存，加速了农业起源。尽管全球历经冰期，但中国季风区受冰川覆盖影响较小，动植物资源得以保存。全新世整体温暖，但存在距今8200年、4300年两个气候转折点，划分为早期增暖、中期温暖、晚期转冷三阶段。据甲骨刻辞与青铜器铭文记载，黄河流域曾广泛分布犀牛、剑齿象等喜湿热动物，表明早期气候比今温暖湿润。西汉以后犀牛在关中绝迹，反映气候的转冷转干。

“全新世大暖期”（约距今8200~4300年）温度高于现代约2 ℃，降水充沛，对应中国新石器时代中晚期（裴李岗至龙山文化），是中华文明肇始的关键期。华夏民族在黄河流域建立王朝繁衍生息，开创了历史时期的政治、经济、文化中心。北宋及其以前的王朝，也大多定都于黄河流域。在相当长的一段历史时期内，我国的社会经济以农业为主，劳动人民在黄河岸边的广阔土地上灌溉耕作、开渠引水，同时整治河道，改良漕运，建设出黄河中下游经济区。

北京东胡林遗址出土距今万年的人工栽培粟、黍，浙江上山遗址出土万年水稻，证实中国南北农业并行起源。史前时代，黄河流域的降水多少，直接反映在时人选择的作物上。黄河中上游的先民们无论是制造彩陶还是种植粟、黍，都与黄河流域的生态环境息息相关。可以说，黄河流域的谷物种植史，已经能反映出华夏文明的进程，以及王朝兴衰更替的原因与规律。距今9000~8000年，裴李岗、磁山、后李、大地湾等文化在黄河流域形成早期农业群落。大地湾遗址的四个时期也揭示了当时的气候变化。其一期遗址中得见炭化黍与油菜籽，农业尚未占据主导地位；二期则农具显著增多；四期遗址中的窖藏以粟为主，标志其进入以农业为主的时代。同时，该遗址内的动物遗存，如苏门犀、豪猪等则表明当时属亚热带气候，温暖湿润。古史传说中也能看到先民刀耕火种的身影，有巢氏、燧人氏代表定居与用火，伏羲氏创渔猎工具，神农氏“斫木为耜，揉木为耒”^［1］180教民耕织，对应距今8000~7000年的裴李岗文化阶段。黄帝、尧、舜时代文明肇始，与距今5000年左右的气候干冷事件引发的文化冲突、筑城运动相互印证。夏代农业已成完备体系，河南新砦遗址出现粟、黍、大豆、小麦、稻；淮阳时庄遗址发现夏代粮仓，存储未脱粒穗实；洛阳皂角树遗址出土粟、黍、稻、小麦、大豆^［3］，有水稻种植表明夏代豫西气候温暖湿润，年均温比今高约3 ℃。

距今7000~6000年，史前农业系统确立，农业人口向外扩散。季风降水不稳定促使水利建设发展。中外交流引入牛、羊、小麦等物种，其中牛这一物种在距今约5000年由西亚传入，4200年前的气候冷事件为其进一步东传提供契机。内蒙古清水河后城咀石城（距今4500~4200年）拥有复杂的城防体系，据人骨同位素分析，居民以粟黍旱作为主，辅以猪、羊、鹿等畜牧狩猎，体现气候温暖期农牧结合的经济形态。山西襄汾陶寺遗址（距今4300~3900年）出土石铲、骨铲、木耒等农具，以及粟、黍、稻、大麦、豆等作物，家畜有猪、狗、牛。遗址发现竹鼠、鳄鱼骨板及丝绸痕迹，表明当时气候温暖偏湿，近似今长江流域。

农业高度依赖温度、降水、光照等气候资源，可以说，气候在很大程度上能够直接决定作物种类、产量与种植结构。竺可桢在《中国气候区域论》中依据温度与降水分布将中国划分为八大农业气候区，奠定了中国现代自然区划基础。黄河流域横跨我国三级地势阶梯，内部因海陆距离、海拔差异形成气候分异，其流域内不同文化所呈现出的特征也相去甚远^［4］。比如马家窑文化中常见的彩陶，就与黄河上游相对干旱的资源环境密切相关。在农业资源匮乏的黄土高原-青藏过渡带，先民在经过大量的尝试与失败后，找到了适应本区域的生产生活方式，即因地制宜，在水资源严重受限的情况下，大力发展彩陶手工业与贸易，以交换需要的生产资料。农业文明在适应气候变迁中不断发展，从早期旱作农业的起源，到龙山时代农牧结合，再到夏商周时期多作物体系建立，先民不断改变种植模式与生存方式，体现了人地互动中人类实践的能动调整。

先秦秦汉时期，黄河流域气候经历了全新世大暖期的温暖湿润阶段，以及距今4300年后的转冷干燥化过程。气候波动影响了文化类型形成，乃至黄河水色得名。黄河在刚形成的时候，并不是浑浊的颜色。在文明之初的甲骨文文献中，黄河仅被称为“河”，而不带颜色修饰。直到战国时期，文献中才有了将黄河称为“浊河”的描述^［5］，其变更大概是东周时期气温下降、降水减少、黄土高原水土流失的结果。

魏晋北朝隋唐时期，黄河流域的气候经历了一段由寒冷转向温暖，其后再转冷的变动。魏晋时期的年平均温度相比如今更低，在东晋末年达到低谷，其后又缓慢回升。隋唐时期延续了北朝时期的湿润温暖，长安一带都多年无雪，并有一部分喜暖的热带植物种植。自西方传入的亚麻、胡椒、石榴等作物，也因气候或政治原因优先在黄河流域种植，再扩散到国内各地。但温暖并未持续太长时间，唐天宝年间的气温就已逐渐下降，回归到与东晋相似的状态。这样的气候变动对于农业的影响同样非同小可，气温回升一定程度上降低了灾荒的发生频率，促进了唐初的文明发展。但若将目光拓宽至百年，则不难发现，魏晋与唐后期的两端低温，是引发农业减产、社会动荡的重要原因。温暖充足的水热条件对于农业的促进作用无需赘述，但气候突变所伴随的暴雨、冰雹等自然灾害的伤害也同样不能忽视。我国的地理学家们也在不断的科研探索中发现，气温对于农作物的影响相当明显。他们发现，气温每降低1 ℃或降水量每年减少100 mm，粮食亩产量就会下降。从汉末到唐，正是伴随着这样的气候变化，粮食产量也呈现出增加-减少-增加的态势，在唐初期增长尤为明显。

黄河上游地区主要包括了西北内陆的甘肃、青海、宁夏三省（区）和内蒙古的一小部分地区。此区域自古以来就是农耕文明与游牧文明的交汇区域，也是中西方的文化交通要道。从唐末五代到辽宋夏金元时期，黄河上游经历了相当长的一段寒冷与温暖交替的时期。这样的交替，主要体现在五代时的气温回暖，以及北宋中期的温度下降上。竺可桢认为，北宋中期以后，中国的气温急速下降，进入新的寒冷期^［2］。现代地理学研究发现，地球处于寒冷期时，太阳黑子的活动往往相当频繁，而考据文献，也确可发现，这一时期的太阳黑子现象远高于其他时段，或可同为地球进入寒冷期的佐证。同期内，西北地区干旱严重，北方的作物种植线显著南移，居民也逐渐朝着南方迁移。

宋代，少数民族与中原的交互逐渐频繁，气候对中国西北一带少数民族聚居区域的影响也逐渐在文献记载中展现出来。黄河上游最西段唃厮啰政权统治的河湟谷地，以及其东的兰州地区，在五代到北宋中期这一阶段，经历了由游牧转向种植，再于寒冷期转回游牧的过程。黄河上游东段的宋夏交界地区，也分布有相当范围的农业种植区。10到11世纪，黄河上游地区东段的农牧过渡带北界实际已越过今宁夏固原北-延安北一线，并最终落在了当时西夏控制区的灵州-横山及无定河一线，这一农牧过渡带较唐末五代时期及现代均略微偏北。整体来看，黄河上游地区农牧过渡带大抵包括青藏高原东缘北至河湟地区，自河湟谷地向西经兰州-榆中-定西后向北沿黄河北上，再经西夏境内的灵州-横山及无定河一线结束。这一分界线并非绝对，在牧业区中，也零星地分布着块状的农业区。黄河上游地区的农牧过渡带不仅是农牧两种生业的交错分布区域，从自然条件上来看也是半干旱与干旱地区、季风区与非季风区的过渡带，气候对于农业种植的影响可谓颇大。紧接着是11到12世纪的寒冷期，气温下降的同时降水减少，双重作用下农牧业交界线再次南移。在13世纪中后期的黄河上游东段地区，农牧过渡带北界大致维持在固原北-延安一带。

11到13世纪的黄河中下游，同样经历了从温暖湿润向寒冷干旱的显著转变，这一转变同样是非线性的，其中嵌套着多个冷暖、干湿波动的小周期。气候变迁重塑了区域农业结构，推动了农作物种植界限的移动、生产周期的调整以及产业重心的转移，同时也激发了时人农业物候思想的调适与发展。北宋大部分时间处于隋唐之后的“第三个温暖期”。竺可桢认为，北宋前期延续隋唐时期的温暖期，11世纪初进入寒冷期，12世纪末又开启新的温暖期^［2］。后世学者如牟重行^［6］、张德二^［7］、葛全胜^［8］等对其分期与细节多有补充与修正，进行了学术对话。北宋前中期史料中频繁出现“自冬无雪”^［9］的记载，表明暖冬居多，而公元1100年后，“苦寒”“寒甚”的记录激增，罕见暖冬。当时的作物种植也反映了该特征。北宋时期，福建荔枝种植兴盛，梅树移植入开封广泛种植，黄河流域竹林广布，都体现了当时气候的温暖特征。这些植物在北宋末期寒冷期均遭遇冻害，其分布区域的北界也逐步南移。同时，对雨雪年份、祈雪仪式频次的统计表明，北宋气候存在大周期嵌套小周期的特点。例如962—982年偏暖，984—1018年却出现一个偏冷的小周期，之后再度回暖，直至公元1100年前后进入持续的寒冷期。

在元代，黄河流域经历了从温暖到寒冷的剧烈气候转折。元前期总体温暖，这一时期冬小麦种植北界较现代偏北，山东、河南等地可种植茶树、柑橘等喜温作物。官修农书《农桑辑要》还记载，原产南方的苎麻已在河南成功推广，“滋茂繁盛，与本土无异”^［10］148。但到了元中后期，气温急转直下，步入寒冷期。多项研究表明，以1320年左右为界，气候已经进入“小冰期”。这一时期，文献中霜冻、雪寒记录频率激增，尤其是桑树霜冻灾害在14世纪前20年尤为密集^［11］。1328—1330年，南至江西、北至华北平原出现罕见的全国性持续严寒事件，黄河冬季结冰现象增多，影响水运。这些自然变化再次改变了区域农业结构，特别是推动了经济作物从“丝麻并重”向“棉盛丝衰”的格局性转变。

明清时期，中国整体上处于一个被称为“明清小冰期”的寒冷阶段，这也是距今最近的一个“小冰期”。这一时期，黄河流域的气候以寒冷、干旱为主要特征，其间虽有数次短暂的暖期波动，但整体趋势是气温下降、降水减少。这种持续数百年的气候剧变，与高度成熟的传统农业社会相互激荡，深刻影响了黄河流域的农业生产、经济结构、社会形态乃至王朝命运。这一时期全球平均气温比现在低约1~2 ℃，在中国表现为三次主要的冷期（约15世纪中后期、17世纪、19世纪中后期）和其间的暖期。对于黄河流域，尤其是中下游的华北平原，气候在变冷的同时，干旱化趋势非常明显，史籍中出现不少“赤地千里”^［12］的记载。这种冷干组合的气候模式，对依赖雨水耕作的黄河流域而言，是一个严重的挑战。 

面对寒冷干旱的气候挑战，黄河流域的农业系统在困境中尝试了多种方式的调适，但整体来说，仍旧承受着巨大压力。小冰期的气候不稳定，水、旱、蝗灾异常频繁和严重，明朝有记载的灾害超过千次，清代更甚。黄河流域是重灾区，连年干旱、夏季暴雨导致黄河决溢加剧，清代决口甚至近200次^［13］，随后往往伴生蝗灾。“旱-涝-蝗”灾害链循环发作，对农业生产造成沉重打击，致使粮食产量减少。

距今1.5万~1万年，地球进入了短暂的小冰期，其带来的降温使得人们长期捕猎食用的大型动物发生迁徙，人类的食物来源转向了植物与小型动物。在这个过程中，人类积累了大量的粮食种植经验，并习得了一定的种植技术。冰期结束后，人类依靠这样充足的经验，创造了早期农业。中国是世界上三大农业起源中心之一，位于亚欧大陆之东，和以麦豆种植为中心的西亚农业体系、以玉米等种植为中心的中南美洲农业体系呈三足鼎立。中国的农业体系由于所依靠的水系不同而各有差别，分为以粟黍种植为中心的北方旱作农业系统和长江中下游地区的稻作农业体系。

黄河作为中华民族的母亲河，为文明起源提供了相当好的自然条件。五千多年前，中国的平均气温比现在更高，且在旧石器时代至新石器时代的很长时间内，黄河流域的气候都相当温暖湿润。于那时的先民而言，比起湿热多雨的长江流域、寒冷干燥的蒙古高原，黄河中下游流域明显更适合生存。除此之外，在这块北半球面积最大的宜农区域还多为稀树草原，广泛分布着只需要木、石工具就能够开垦的黄土，这更便利人类的繁衍生息。西侯度、丁村等旧石器时代遗址中的动物化石显示，当时为疏林草原温暖环境，晚期出现石刀、石磨盘等谷物加工工具，预示农业萌芽。中国最早的家猪饲养，出现在黄河流域的舞阳贾湖遗址。人们曾在这里以谷物喂养家猪，并获得肉类食物。黄河流域还是蚕丝业起源地。山西夏县师村遗址出土6000年前石雕蚕蛹^［14］；河南荥阳青台、巩义双槐树遗址分别出土5500年前丝织物、牙雕蚕^［15］。考古证实黄帝元妃嫘祖教民养蚕传说具有史实基础。该区域农业文明演进历经新石器木石锄耕、青铜器锄耕、铁器精耕等阶段。很多作物与黄河流域有着相当的渊源。它们或最早由黄河流域的先民种植培育，或从外乡传入中国并优先在黄河流域扎根，再被送往更远的地方。

黍，脱壳后俗称黄米，生长期短，耐旱性强，更适合早期低水平农业。公元前两千纪中后期，欧亚大陆北部气候干旱化促使农业人群游牧化，沿“史前丝绸之路”进行季节性迁徙。原产于中国北方的耐旱作物黍随之西传至中亚、近东乃至欧洲，其传播时间与气候变迁相吻合。

粟，脱壳后俗称小米，主要种植地是黄河中游流域，在农业结构中居于主导地位。汉唐时期，粟是主要粮食储备作物，官府仓储、军粮大量使用粟，赋税仍征收粟米。从宋代开始，小麦逐渐取代粟，成为北方第一大主食。至元明清时期，粟基本退出主粮地位，转为耐旱山地、贫瘠土地出产的杂粮，多用于煮粥、饲料、灾年备荒。

大豆的培育也率先发生在黄河流域。河南舞阳贾湖遗址中已经出现了野生大豆遗存^［16］。到了战国时期，虽然加工豆类的方式依然只局限在水煮，但大豆已经成为主要粮食作物。秦汉时期，随着粟、麦的普及，大豆的重要性在逐渐衰退。大豆作为主食食用的情况在汉代已不常见，甚至已经沦为饥荒时或贫苦民众的食用之物，但豆腐制作工艺的出现使得大豆的利用与种植更为普遍，其也在这一时期由黄河流域拓展至长江流域。魏晋南北朝时期，大豆种植已经遍布黄河中下游地区，成为重要的赈灾作物。凡遇上灾年，人们往往会记挂粟与大豆的收成，古语曰“播麦纳菽，秋春相因”^［17］1495。如前文所说，在南北朝这样气候波动较大的时期，自然灾害频繁导致农作物产量堪忧，人们对果腹的需求明显大过了适口性，于是耐旱、耐寒并对土质要求不高的大豆又一次被大众选择，成为寒士庶民的口粮。同时，通过加工大豆而产生的辅食种类并没有减少，人们在不断的尝试和创造中开发出了豆豉、豆酱、醋等一系列调味品，还会以大豆充当饲料和燃料。大豆已经成为人们生活中必不可少的一部分。在宋代，中国的粮食作物已经形成了北麦、南稻、全国豆的格局，大豆也成为宋代产量最大、消费量最大的粮食，并在中国不断的对外交往中传播到国外。

小麦原产于西亚肥沃的新月谷地，早在龙山文化时期已传入中原，但初期利用程度低。其地位在二里头文化时期有所提升；进入商代，甲骨文中已有“告麦”“食麦”的记载；《诗经》中的文字也表明，在周代，小麦已经相当常见^［1］1271。小麦主要分为春小麦和冬小麦两类：前者称旋麦，春种秋收；后者称宿麦，秋种夏收。我国的麦子种植以冬小麦为主，主要分布在黄河中下游的河南地区，春小麦则仅播种在部分高海拔山区。西汉董仲舒已经认识到小麦种植的优越性，并特意上书汉武帝，要求扩大冬小麦的种植范围^［18］。魏晋南北朝时期，虽政权更迭，战火频繁，冬小麦的种植范围却依旧从黄河中游拓展到整个黄河流域。隋唐时期，黄河流域的小麦种植已经具有了相当的规模，两税法中将粟、麦作为秋粮夏税的主要征收对象，小麦取得了与粟相当的主粮地位。宋夏边地也是小麦的主要种植区。伴随着黄河中下游与上游的民族交往，麦子的种类也有所增加，除了小麦，还有大麦及元麦（又名青稞）可供食用。在西夏境内，耐寒耐旱的荞麦和青稞也是主要的粮食作物和经济作物。

至宋金时期，黄河中下游地区延续并加剧了北宋末期的寒冷趋势。史载黄河冬季频繁全河冰封，影响水运，干旱问题也日益凸显。研究表明，约以1128年为界，气候由湿润转为干旱^［19］，金朝境内旱灾记载远多于涝灾，特别是12世纪末至13世纪初，华北北部几乎连年大旱^［20］。旱灾往往伴随着蝗灾，灾害的频繁发生严重冲击了农业生产和社会稳定，成为金朝统治的严峻挑战。气候的冷暖干湿波动，也直接冲击了黄河中下游地区的农业结构，并导致了麦、稻、桑三大作物种植区的时空格局变化。北宋前中期温暖期，小麦种植北界曾北推至临洮、固原至延安以北一线。同时，在政府推广和北人南迁的驱动下，麦作在长江以南迅速普及。随着气候转寒，北方部分麦区种植萎缩，产量下降；南方则因气候条件改善，麦作进一步发展。气候转冷也导致小麦收获期推迟。唐代关中五月收麦，北宋前期开封亦然，但北宋末及金朝，收获期延至六月甚至更晚。宋金时期北方麦作亩产低于隋唐及元代，粮价波动剧烈，反映出气候变迁对粮食生产的深刻影响。

水稻于两晋南北朝时在黄河流域广泛种植。相比起种植范围不断扩大的小麦，水稻种植面积的扩大活动在这一时期就明显受到限制。十六国的战乱与迁徙使得原有的水利设施被损毁，这对于生长需要大量水源的水稻而言相当不利。直到隋唐时期，气候转暖，社会趋于稳定，水利设施修建完善后，黄河流域的水稻种植达到鼎盛。在北宋温暖湿润期，黄河中下游稻作区在汉唐基础上复兴并局部扩张，甚至北方的河北塘泊地带也成功引种水稻。但1100年气候转冷干旱后，水稻对水热条件的高要求使其种植效益下降，稻作区普遍萎缩，从片状分布退化为点状分布。宋辽金对峙的军事格局也严重影响了稻作农业，辽朝长期禁止幽蓟地区种稻以便于骑兵。北宋虽在边境塘泊地带为军事防御而修建水网，间接促进了稻作，但其还是以政治目的为主，经济效益有限。国家水利政策的起伏也直接影响稻作区的消长。从根本上来讲，黄河流域的气候还是更适宜粟、麦等作物的生长，水稻种植虽然在此有长足发展，但始终未能在饮食上占据主要位置。但水稻的生长情况，能侧面反映出一个王朝应对自然灾害的能力。位于黄河上游的西夏，就对其统治范围内的水利设施建设相当重视，并使京畿地区成为重要的水稻主产区。

除了粮食作物，还有相当一部分经济作物，也在黄河流域种植。它们丰富了人们的生活，其文化意象之流变，也是黄河流域农耕文明的缩影。

首先是唐代人所钟爱的甜瓜。甜瓜作为对温度需求较高的植物，一直到唐中期，黄河流域的气温整体升高时，才被引入中原地区种植。跨区域的物种种植不仅减轻了南北往来运输的压力，也使得甜瓜飞入寻常百姓家。南北朝时期，只能在新疆一带种植的甜瓜还是王公贵族才得一见的珍贵水果，而在唐玄宗天宝年间，甜瓜已经成为上层官员的日常水果，普通士民也得以偶尔一尝。伴随着皇室对甜瓜需求的不断上升，反季节早熟甜瓜的培育技术也趋于成熟，普通文士也多以种植甜瓜为雅。这样的情况伴随着气温骤降而画上句号。中唐以后，甜瓜在黄河流域迅速减产，恢复了罕见瓜果的身份，成为孝亲敬长的珍品。

其次是棉花、胡麻、芭蕉、枸杞等经济作物。在宋代，这些经济作物已经从西北地区或境外传入中原，广泛种植于黄河中下游地区。人们利用棉花纺织，使用胡麻油，并发现了枸杞子的药用价值。可以说，种植业的发展与文明演进和技术更新息息相关。技术进步也让人们对木材的利用丰富起来，辽宋元时期的黄河上游地区，人们开发森林以获得木材、燃料和药材资源，并尝试利用森林调节气候、涵养水源、防风固沙、维护生态平衡。

到了北宋中后期，气候转寒直接触发了黄河流域经济作物种植结构的重大调整，核心表现为蚕桑业衰退与植棉业兴起的“棉盛丝衰”。桑树和蚕对温度敏感，宋金时期的气候转冷直接导致桑树生长减缓、产量和质量下降，蚕的发育周期延长、病害增多。频繁的霜、雹、雪灾等自然灾害毁坏桑叶，造成绝收。加之天气寒冷，时人需要更多柴火以御寒，加剧燃料短缺，导致“伐桑为薪”^［21］现象屡禁不止，严重破坏桑树资源。蚕室保温、缫丝染色等生产环节也需大量燃料，生存需求与产业需求形成矛盾。在气候压力和社会经济因素共同作用下，北宋时期黄河中下游地区蚕桑业在全国的比重已下降，金朝时期蚕桑业进一步衰落。与之相对，长江中下游地区桑蚕业持续发展，最终完成了中国蚕桑业中心从北向南的历史性转移。

元前期，政府在恢复社会稳定的同时，通过调节赋役征收积极支持桑树种植。在政府强力劝课农桑的环境下，黄河流域蚕桑业从战乱中迅速恢复，山东、山西、河南等地桑园广布，丝织业繁盛，《马可波罗行纪》对此也多有记载^［22］。但此种状况的造就，离不开当时回暖的气候。元中后期，气候再次转寒后，蚕桑业再次遭受双重打击。尽管桑农通过嫁接技术改进桑树品种，发明火仓、抬炉等技术改善蚕室温度以积极适应气候变化，但气候的持续寒冷与灾害频发，仍使蚕桑生产效益大幅下降，产业竞争力减弱。

此情此景之下，棉纺织业获得了相当的发展。棉花自西北、海南两路传入，元初已在陕右、河南等黄河流域中下游地区试种成功，《农桑辑要》以专论推广^［10］148。元朝统一后，棉花种植随商路迅速北传，政府甚至通过以棉布抵税的行政手段鼓励种植。到元中后期，山东、河南等地植棉已相当普遍。棉花推广的成功并非单一气候决定，而是多重优势在气候变冷背景下的集中体现。首先是其自身的实用优势。棉布御寒性能远优于麻布，且比丝帛廉价，完美契合寒冷期平民的生存需求。其次，其具有生产便捷的特性。与蚕桑相比，棉花种植与纺织“不蚕而绵，不麻而布”^［23］，省却了养蚕的复杂环节和桑树漫长的生长周期，生产更简便。最后是特殊历史人物所造就的技术革新。黄道婆革新并推广轧、弹、纺、织工具与技术，极大提升了棉纺织效率，降低了成本。棉花虽喜温，但其生长期相对灵活，且作为一年生作物，比多年生桑树更能灵活应对气候波动与灾害，天然的易存活特性使其在华夏大地牢牢扎根，种植至今。元代“棉盛丝衰”是气候变迁、技术革新、经济效益与社会需求共同作用的产物。气候变寒是重要的触发和催化因素，它放大了桑树怕霜冻的缺点，间接使得棉花种植有了一定的发展空间。棉纺织业发展的根本动力在于，植棉及棉纺织技术在元代显示出更高的适应性与效率，最终在市场竞争和社会选择中胜出，彻底改变了黄河流域乃至全国衣料原料的格局，为明清时期“棉业盛世”奠定了基础。

明清“棉业盛世”的形成，很大程度上依然是受到气候的影响。该时期气候相比元代更冷，更不利于桑树生长和养蚕，加之北方燃料短缺加剧伐桑为薪现象，黄河流域传统蚕桑业中心地位彻底让位于长江流域，传统蚕桑业北衰南兴。棉纺织业北兴的同时，也逐渐有了行业内卷的倾向。河北、河南、山东等地棉纺织业在清代迅速发展，虽然改变了宋元以后北棉南运、南布北销的格局，但这类手工业大多停留在家庭副业层面，以小农经济为基础，投入大量劳动力，生产效率并未显著提高。

古人虽常将农作物的种植活动称为“靠天吃饭”，但在面对复杂的气候环境时，也从未放弃通过人力利用自然规律，以应对难以捉摸的天象，保证粮食收成。华夏民族从未被动地接受气候变化的支配，而是积极地寻找应对之法，并通过集体力量或国家力量将理论付诸实践，不仅总结出了一套属于自己的精确的节气规律，还组织修建大型水利设施，以备不时之需。

中华先民早在4300年前就已经开始使用圭表观测太阳光影，以掌握季节变化。曹魏时期，司马懿于关中开成国渠、凉州刺史徐邈开水田、司马孚重修枋口堰、杜预治理水患与盐碱地，从中央到地方，各个层级的人都密切关注着粮食的种植与收获。与此同时，治水与种植的经验也被编纂成书。这一时期问世的，不仅有反映西汉后期关中地区的农业生产的《氾胜之书》，也有分别记载东汉后期、北魏、唐末五代时期黄河中下游地区的农业生产情况的《四民月令》《齐民要术》《四时纂要》。

宋金时人通过观察自然节律来认知和应对气候变化，也形成了丰富的农业物候思想。时人系统观察候鸟、梅花等动植物和黄河水信等自然现象的周期性变化，以判断时令、预测天气。沈括等人尝试探究古气候变迁，体现了朴素的科学探索精神。这一时期，农书不断强调“不违农时”是农业根本。面对气候变化，农学思想积极调适，讲求秋耕宜早、春耕宜迟以避寒气，根据槐花不开等物候现象预测旱歉，也认识到“瑞雪”对缓解春旱和杀虫的益处。同时，这一时期的农学家针对特定作物总结特定经验，观察到柑橘怕冷畏霜、胡麻耐旱、小麦生长过高易倒伏的特性，并在此基础上研究对策。这些知识来源于应对气候波动的实践经验，体现了农耕文明在自然约束下的适应性与创造力。宋、金、元朝政府曾多次在西北地区屯田驻军，派遣军民在农牧业过渡带或过渡带以北进行农业耕种，以维持当地的粮食供应。在西夏，骨勒茂才编纂的《番汉合时掌中珠》一书中已有了“锄”“”“锹”和“犁铧”^{［24］54-55}等用来刨土和掘土之农具的记载，还有“碡碌”和“簸箕”^［24］54等用于处理粮食的工具。这些工具已经能够与中原地区的农具相媲美。随着人口迁移和民族交往，这些工具也在黄河上游地区普及，促进了黄河上游地区农业的不断开发和农牧过渡带的相对稳定。

需要指出的是，人类在自然平衡相当脆弱的黄河上游地区进行耕种，不可避免地会导致水土流失等生态问题，一定程度上导致了农牧业交界线的南移。元初，气候缓慢回暖，政权的统治范围扩大，官方推动了黄河上游水资源的科学利用与农业技术推广，该时期的农业区分布几乎保持了北宋后期的状态。由此可以见得，这条农牧业分界线，其实也是中华文明在唐五代乃至宋元政治格局变化的见证者与反映者，其不仅在自然的推动下形成，也伴随着人类的开发而变动。

元代政府高度重视农学总结与推广。司农司编纂的《农桑辑要》是中国现存最早的官修农书，王祯的《农书》和鲁明善的《农桑衣食撮要》则为私人集大成之作。这些农书内容紧密联系实际，剔除前代农书中的迷信内容，强调可操作性。元廷多次下令刊印、颁行农书至地方官与劝农官，并利用发达的印刷技术将农书广泛传播，使农业技术知识得以自上而下普及，直接服务于生产恢复与发展。当时的农学思想呈现出注重效益、顺应农时、强调方法三个鲜明特征。首先是效益问题。元代农书中不仅指导粮食生产，更大力推介苎麻、棉花、果蔬、林木、畜牧等能快速获利的项目，强调“货卖”以助生计，体现了适应商品经济的农业经营观。其次是顺应农时，既强调“顺天时、量地利”，按节气农时耕作，又注重总结不同地域小环境的差异，指导精耕细作。最后是突破“风土论”的革新思想。这也是元代农学最突出的贡献。针对时人认为苎麻、棉花等不宜北种的保守观念，《农桑辑要》等农书专列论述^［10］148，以历史上胡桃、西瓜等引种成功为例，认为只要掌握正确的种植方式，就能克服地理限制。这种思想为引进和推广高产、高效作物提供了相当的理论基础。

元代黄河流域农业文明的演进，本质上是一场在剧烈气候变迁背景下，由技术革新、经济规律与政策引导共同推进的产业变革。气候从温暖向寒冷的转变，是触发蚕桑业衰落与植棉业兴起的关键自然动因，但这并非产业变更的唯一决定因素。这一历史性的农业结构调整，离不开更具韧性与效率的棉纺织技术经济体系的形成与推广，以及元代政府重农政策引导下农学思想的广泛传播。宋末元初，长期战乱与蒙古政权初期变耕为牧的政策曾严重破坏农业，而到中统建元（1260）后，忽必烈确立“以农桑为本”^［25］2354的国策，设立司农司、劝农官，严禁占田为牧，使农业得以快速恢复。待其统一全国后，大一统局面与驿站网络的建设促进了南北之间的技术、物资交流。商品经济繁荣，推动了农产品商品化与专业化种植趋势，市镇经济发展进一步将乡村卷入市场链条。这些社会因素与气候变迁交织，共同勾画了元代农业演进的轨迹。

明清时人对气候和灾害的科学观察有所进步，并已经有了持续记载、系统分析的科学思维，如建立《晴雨录》等系统性气象观测档案体系。新技术和新观念也逐渐萌芽。徐光启《农政全书》等著作体现了务实的农本思想；西方望远镜、水利技术的传入也丰富了时人的观测工具，助力技术进步；《泰西水法》等西方的著作也流入国内。然而，囿于整体的社会环境，明清时期的农学家对灾害机理的认知仍未摆脱迷信，技术也未能发生质变。农业生产工具在明清时期已臻成熟，但革命性创新不多，主要是在工具小型化和铁工艺上改进。水利建设在清代雍乾时期达到高潮，但后期因财政和政治腐败而大量废弛。

这一时期，应对气候变化最成功的策略，莫过于重视外来作物。在大一统、少战乱的环境下，中国人口从明末的约2亿猛增至清道光年间的4亿以上。黄河流域人口密度持续增大，人地矛盾空前尖锐。恰逢其时，原产美洲的玉米、甘薯、花生、马铃薯等，因耐寒、耐旱、耐瘠薄的特点，在明清特别在清中期以后，被广泛引种到黄河流域。它们在不适宜传统稻麦生长的山地、沙地生长，极大地扩展了耕地边际，养活了激增的人口，极大地缓解了社会矛盾和人地矛盾。

明清两朝，尤其是清代，建立了一套系统化、制度化的救灾体系，包括严格的灾害奏报、核查制度，以及蠲免赋税、赈济钱粮、以工代赈、鼓励民间“义赈”等多种手段。清代《大清会典》中荒政法规严密，在康乾时期运作较为有效，成为稳定社会的重要工具。黄河治理也是王朝治理能力的缩影。明清时期黄河水患空前严重，治河成为国家要政。从潘季驯的“束水攻沙”到靳辅的治河实践，治河技术和河道管理制度在清代前期达到顶峰，并与地方水利建设同步兴盛。然而，河政的兴衰与王朝国运同步，乾隆中期以后，随着官僚体系腐败、财政拮据，河政日益废弛，水利工程失修，最终在1855年酿成黄河铜瓦厢大改道，而清政府此时已无力有效应对。

气候变化影响农业和经济，进而影响社会进程，引发一系列历史变动，这一特点在明清时期尤其明显。明代为防御蒙古，沿长城形成了一条人为的农牧分界线。清代统一后，在18世纪暖期和人口压力推动下，实行“借地养民”政策，鼓励汉民到内蒙古、东北垦殖，此后农牧分界线大幅度向北推移，促进了民族融合，也埋下了生态隐患。明末恰逢17世纪冷期高峰，正是极端灾害群发期，华北连续大旱，引发全国性大饥荒。李自成农民起义正是在此背景下爆发，严重动摇了明朝统治。同时，东北地区气候恶化迫使原以牧业为主的女真更加依赖农耕，并增强其南下动力。气候灾害激化社会矛盾，削弱明朝国力，为清朝入关创造了条件。到了清中后期，黄河流域面临人口过剩、土地兼并、灾害频发等生态、政治问题，民众生存压力巨大。山东、河北、山西等地的贫苦农民被迫铤而走险，突破封禁，形成持续数百年的“闯关东”和“走西口”大潮。这两股移民潮极大地开发了边疆，促进了民族融合和文化交流，但这也是基层民众在气候与社会的双重挤压下被迫选择的求生之路。

黄河发源于青藏高原的巍峨雪峰，穿越黄土高原的沟壑梁峁，奔腾于华北平原的广袤沃野，最终东流入海。多变的流域环境造就了黄河独特的地理格局与丰富的地质资源，影响了黄河流域先民的生存方式。从大禹治水的古老传说，到历代河防工程的艰难实践，黄河流域农业文明的演进篇章，正是在华夏民族与气候变迁持续不断的动态对话与适应调整中得以书写。在与黄河及其气候的长期互动中，中华民族形成了独特的文化品格与精神特质，积累了丰富的实践经验与生存智慧，体现出强大的学习能力和在逆境中寻求新生的韧性。春耕夏耘、秋收冬藏，年复一年的农业劳作造就了中华民族脚踏实地、勤勉坚韧的民族性格；观察四季更迭、气候循环以总结农时规律，强化了中华民族不骄不躁、平和中庸的处事观念；大规模水利工程建设与抗旱防洪行动，培养了中华民族的团结精神和“大一统”的政治文化取向。“资时者稼穑，务本者惟王，顾民食而可贵，为国宝而允臧。”（范仲淹《稼穑惟宝赋》）农业生产稳定关乎国本，敬授民时已经成为历朝历代的共识。黄河流域作为这一切物质与精神活动的历史空间，已经成为民族精神的重要载体，是华夏民族的文化象征。

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