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中国全新世大暖期与黄河中下游地区的农业文明

2014-06-07 01:03   [关键词]全新世大暖期；仰韶温暖期；全新世气候最佳适宜期；黄河中下游；农业文明     [摘  要]距今8500～3000年是全新世以来气候最佳适宜期，在我国称之为“中国全新世大暖期”或“仰韶温暖期”。处在南北交接“生态过渡带”的黄河中下游地区，气候温暖湿润，植物繁茂，动物众多，水源充足，黄土疏松肥沃，这些适宜的生态环境为农业的孕育起源提供了得天独厚的温床。从新石器早期的南庄头遗址、案板遗址，到裴李岗文化、磁山文化、仰韶文化、龙山文化遗址，直至夏商时代的文化遗迹，都发现有丰富的农业遗存，充分说明黄河中下游地区是农业起源的中心地区之一．有利的生态环境背景和丰厚的基础，也是该地区文明发祥和早期王朝建都于此的主要因素。     Holocene Megathermal in China with the Agricultural
Civilization in the Middle and Lower Reaches of the Yellow River Key Words: the Holocene Megathermal in China; the Yangshao Warm Period; the Holocene Climatic Optimum; the middle and lower reaches of the Yellow River; the agricultural civilization Abstract :The Holocene Climatic Optimum is equal to the Holocene Megathermal in China, or the Yangshao Warm Period in China, it is about 8500～3000 years ago. The region of the middle and lower reaches of the Yellow River, being located in the transitional region of the ecological environment, was warm,humid, and its soil was soft and fertile, all that benefit the origin of the agriculture. So many cultural ruins in the Yangshao Warm Period show that this region is one of the orig- inal center of agriculture. Because of the solid foundation of the agriculture, the region of the middle and lower reaches of the Yellow River became an original region of the ancient countries in China.   在人类文明的长河中，作为大之子的人类，必然要受到生态环境的。并且越是在人类的蛮荒时代，这种影响就越显著。全新世大暖期是地球演化史上进入第四纪全新世以来的第一次气候适宜期，它对人类的进化、农业文明的形成和产生有深刻的影响。   一  “仰韶温暖期”及“中国全新世大暖期”       “仰韶温暖期”的概念可追溯到竺可桢先生在1972年发表的《中国近五千年来气候变迁的初步》一文。他在对我国五千年来气候变迁的深入研究后得出结论道：“在近五千年中的最初二千年，即从仰韶文化到安阳殷墟，大部分时间高于现在2℃左右。一月温度大约比现在高3℃－5℃”[1]。这篇文章虽然没有提出仰韶温暖期的概念，但已率先指出从仰韶文化时期到殷商时期是生态环境比较适宜、气候较为温暖的时期。竺可桢的这一见解与国际学术界认同的全新世中期出现过世界性的气候回暖期——“全新世气候最佳适宜期”的看法正相吻合，由于这一时期和仰韶文化存在有一定的关系，所以我国有学者称之为“仰韶温暖期”[2]。这一概念在1978年出现后，逐渐被学术界所采用。如龚高法、张丕远等先生在1987年发表的《时期我国气候带的变迁及生物分布界限的推移》一文中，专门探讨了仰韶温暖期的气候状况，主张仰韶温暖期的起讫年代约为距今8000～3000年之间，并具体了我国东北、华北、西北、黄河中下游、长江流域、华南、西南等地区在这一时期的气候状况，认为此一时期各地的气温普遍较现今温暖。到了1991年，满志敏先生发表了《黄淮海平原仰韶温暖期的气候特征探讨》一文，这项研究得到了原国家教委博士点基金的资助[3]。不久，邹逸麟先生在其主编的《黄淮海平原历史地理》一书中，专设《仰韶温暖期的黄淮海平原气候》一节，充分利用了这一项目的成果材料[4](p1～13)。这都使仰韶温暖期的概念逐步被学界所了解和接受。 需要指出的是，仰韶温暖期尽管与仰韶文化相关，但并不仅仅限于仰韶文化的时期，也就是说，并不仅指距今约6000～5000年的仰韶文化时期，而是要远远大于这一时期。如上所述，龚高法等人认为仰韶温暖期的起讫时间在距今8000～3000年之间。另外，从空间范围看，仰韶温暖期的生态区域也不局限于仰韶文化的分布范围，它可以用来表示我国各地全新世中期生态环境的基本状况。也许是考虑到仰韶温暖期概念的局限性，以及和国际流行的“全新世气候最佳适宜期”的对接，中科院施雅风院士曾组织国内地、地质学、冰川学、植物学、古生物学及第四纪生态环境方面的专家对中国全新世大暖期与环境进行专题研究，选择距今8500～3000年为中国全新世大暖期的起讫时间，将原先大暖期的开始时间前推了500年，并出版了这项研究的标志性成果——《中国全新世大暖期气候与环境》一书[5](p7)。从此，“中国全新世大暖期”的概念在界更为流行。实际上，中国全新世大暖期和仰韶温暖期的概念有相通之处，中国全新世大暖期的起讫时间，也可作为仰韶温暖期的起讫时间，“中国全新世大暖期”概念的，应是对仰韶温暖期概念的发展。总之，“中国全新世大暖期”和仰韶温暖期一样，正与全球性的全新世中期气候最佳适宜期相对应，是反映中国第四纪全新世中期生态环境、尤其是气候演变特征的概念。 二  中国全新世大暖期的生态环境特征       如果将中国全新世大暖期置于全球第四纪生态环境变迁的大背景下，可对其环境特征及在文明蕴育中的优越性有一个较深刻的理解。据环境学家的研究表明，第四纪是冰川作用十分显著的时期。大冰盖的多次出现和消亡，周期性地覆盖了北半球大陆的许多地方和南半球的部分地区，“在第四纪时，曾发生过诸多环境变迁，但无论哪一种，都没有像很多大冰盖的发育那样，对地表产生如此巨大的影响”[6](p83)。值得指出的是，第四纪大冰期都出现在距今约300万～l万年的更新世时期，这一时期也是人类起源的重要时期。如在更新世初期的早冰期，华北平原温度比现在低8℃左右。而在距今210万～150万年的S冰缘期，河南、河北等地的年平均气温比现在要低12℃以上。到了距今110万～80万年的鄱阳冰期，年平均温度要比现在低8℃左右。距今60万～50万年的大姑冰期的温度要比现在低6～7℃。而距今2O万～l0万年的庐山冰期，年平均气温则比现在低lO℃～12℃[7](p41)。在距今lO万～l万年出现的冰期为末次冰期，在我国称之为大理冰期或太白冰期。据世界各地的研究，末次冰期的降温幅度为8℃～12℃，海平面降温幅度为2℃～5℃。尽管在长达300万年的时间里，冰期和间冰期总是交替出现，但在冰期出现如此剧烈的降温，对于处在童年时期的人类无疑是一次次严峻的考验。冰期(glacial epoch)是指地球上气候显著变冷的时期，高纬度地区的冰盖扩张，向中纬度推进，高山地区的山岳冰川向低地伸展，引起海平面降低、气候和土壤生物带向赤道方向迁移。在各个大陆以夏季风降水为主的地区，冰期时气候寒冷干燥，植被退化，一些内陆干旱地区沙漠扩张，黄土堆积，湖面收缩下降[8](p91,44)。例如我国的绝大部分地区，由于冰期时蒙古冷高压占据绝对优势，来自太平洋的暖湿气流萎缩，所以降水量大幅度减少，致使西北地区沙漠扩张，风尘堆积极其旺盛，在黄土高原以至东部平原形成了厚厚的黄土层。这对处在旧石器时代人类的生存是一场严酷的挑战。在这样较为寒冷干燥的恶劣环境条件下，人们主要以狩猎和采集作为食物的来源，农业的发明还未提到议事日程上。     距今大约l万年之际，第四纪更新世晚期的末次冰期结束，全新世降临。全新世是最后一次冰期结束至今的这一段时期，也被称为冰后期(postglacial)。冰后期也是一个间冰期(interglacial epoch)，即两次冰期之间的温暖期。此时，冰川退缩，海平面回升，气候和生物带向两极方向迁移。以夏季风降水为主的地区，间冰期气候温暖湿润，湖面扩张，生物繁荣，内陆干旱地区流沙固定，黄土地带土壤发育。由于地球上不同区域的气候变化具有各自的特点，全新世气候期的划分也不仅相同。如西方学者分之为前北方期(距今10000～9000年)、北方期(距今9000～7500年)、大西洋期(距今7500～5000年)、亚北方期(距今5000～2500年)和亚大西洋期(距今2500年至今)，其中北方期是气候持续变暖期，而大西洋期则是全新世最为温暖湿润的时期。根据我国北方地区的生态环境材料，可将我国全新世的气候变化分为三期：距今10000～8500年为早全新世时期，在摆脱了冰期的漫漫寒夜后，这一时期气候开始转为温和而干燥，年平均气温大约为6℃。距今8500～3000年为中全新世时期，即是被施雅风院士率领的课题组确定的“中国全新世大暖期”，也就是仰韶温暖期。此时辽南地区出现以榆、栎、椴、胡桃、桤木、榛等阔叶树形成的森林，气候温暖湿润，年平均气温13℃，比现在高3～5℃。距今3000年以来为晚全新世时期，出现以松、桦为主的针阔叶混交林，表明气候有所恶化和波动。[5](p7～9) 综合以上国内外第四纪气候变化研究的成果，可知进入第四纪全新世以来，冰期结束，大地回暖，气候开始向有利于人类生存繁衍的温暖湿润方向发展，尤其是进入全新世中期以来，出现了全新世中期气候最适宜期。尽管全球气候适宜期的起讫时间略有差别，但完全有理由说明在中全新世曾经有过全球性的气候适宜期。在我国，即为中国全新世大暖期或仰韶温暖期，如果采用距今8500～3000年的数据，这一有利的生态环境则曾持续了长约5500年的时间。这一时期恰好大致和我国黄河中下游地区的裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化、夏商王朝的时代相对应。正是在这一时期，农业开始萌发并得到迅速发展，新石器文化迅速取代旧石器文化并出现了繁荣景象；而且，代表文明和权力象征的国家开始奠基并建立起强盛的夏商王朝。因此，也可以说中国全新世大暖期为我国新石器文化的形成、繁盛和中华古代文明的孕育发展提供了最为适宜的环境条件。其中对农业的影响更是首当其冲。  
三  全新世大暖期的农业环境条件       农业是人类与大关系最为密切的物质生产部门，这一方面表现为农业生产主要是在广阔的田野中进行的，另一方面也表现在农业生产又是动植物的自然再生产过程，因此必然受到生态环境的强大。而中国全新世大暖期黄河中下游地区的生态环境对农业的孕育发生是极为有利的。     与农业生产相关的自然生态环境因素有光照、温度、水分、空气、土壤等。光照主要来自太阳光。在中国全新世大暖期的时段范围内，作物生长所需要的光照、空气条件与今天相比没有大的变化，尤其在远古的条件下，空气的质量状况只能比今日为好，姑且不加详论。这里主要就温度、水分、土壤状况加以。     温度和水分是农作物必需的两大生长条件，因为作物在一定的温度和湿度条件下才能生长。并且，一定的温湿度条件决定着相应的农作物种植。环境学者根据孢粉及古植物、古动物、古土壤、古湖泊、古冰川遗迹及冰芯、古海面及海岸带痕迹和考古学等方面的资料，可以对包括温湿度在内的仰韶温暖期的气候状况及其演化过程加以基本的推测。在距今8500～7000年时期，根据青海湖、黄土高原、内蒙古白素海、河北东部、辽南地区、螺髻山等地的孢粉资料换算的当时温度比现在高2-4℃，尽管这一时期也曾出现过气温升降波动的现象。[5](p7)在天津静海、北塘及河南中部的裴李岗文化遗址中均发现了现生长在亚热带湖沼地区的水蕨孢子，这正和上述地区对气温的推测相吻合。在距今7000～6000年仰韶温暖期的鼎盛时期，现为干旱草原的青海湖滨当时为针叶阔叶混交林，从发现的紫果云杉残木可推知当时的年降水量达600mm左右，温度高于3℃左右。在海河流域、渤海湾、胶州湾和鲁北平原，出现了现生长在亚热带的水蕨、水青冈、枫香、山核桃、铁杉、杨梅等。这表明当时夏季风增强，冬季风减弱，致使这些植物能沿海湾、海河及黄河下游的平原地区生长。也由于当时河网沼泽纵横，水温增高，使得现生于亚热带湖沼水体的生物扩展到河北白洋淀、大陆泽和黄河下游地区。尤其是在山东中南部的汶河、泗河流域的北辛文化和大汶口文化早期的遗址中发现有许多扬子鳄、水牛、龟、鳖、鱼和现在分布在长江流域洞庭湖一带水域的丽蚌、楔蚌、尖嵴蚌等动物的遗骸，其中仅在王因一处遗址就发现至少属于20个个体的扬子鳄遗骨，表明这些地区当时应有亚热带湖沼的生态环境[9](p140～142)。距今6000～5000年为波动降温期，在这一时段的距今5500年左右，我国北方地区普遍出现过落叶阔叶林一度减少，寒温性和温性针叶树种增加、海平面下降等现象。但从在山东郯城、南京句容宝华山发现的这一时段晚期丰富的亚热带动植物，尤其是水蕨、山龙眼的存在，推测当时温度可高于现代3.6℃[5](p8)。距今5000～4000年为较稳定的温暖期，属这一时期晋南汾河东岸的龙山文化晚期陶寺遗址出土的古生物资料，提供了较丰富的环境信息。根据在陶寺遗址距今约4500年地层中出土的孢粉组合分析，计有乔木8种：油松、桦、鹅尔枥、榛、椴、栗、榆、栎；灌木及草本植物有11种：杜鹃、悬钩子、蒿、菊科、葎草、山萝卜、唇型科、禾本科、藜科、毛茛科、豆科；蕨类植物有水龙骨。其中的油松花粉占据优势，属华北地区山地暖温性针叶林的主要组成树种，既可单独成林，亦可与桦、栎等混交，组成暖温带针叶和阔叶混交林。到了距今4400～4000年的陶寺遗址晚期，尽管乔木、灌木和草本植物的种类未发生大的变化，但乔木植物花粉已占孢粉总数的60％，推测应有暖温带落叶阔叶林存在。加之在陶寺遗址还发现有鼍骨板即扬子鳄的遗骨，推测当地应属温暖偏湿的生态环境[10]。近些年来，随着河南偃师二里头遗址、洛阳皂角树遗址和山西夏县东下冯等文化遗址的发现，使我们了解到夏代的一些环境信息。从二里头遗址的孢粉资料[11]可知，在属龙山文化晚期的夏代初期，木本植物孢粉占相当的数量，灌木中的五加科、忍冬科、桤木，是今多生长在南方的植物，说明在夏代初年落叶阔叶林茂密，气候温暖湿润。《尚书·禹贡》及《史记·夏本纪》等中多有关于尧舜禹时期洪水泛滥和大禹治水的传说，说明夏朝立国前后的相当长的一段时期为多雨洪水期。二里头文化的一期(距今3900～3850年)和二期(距今约3800年)，即夏代早期和中期时，孢粉中的乔灌木数量与夏代初期相比有所减少，但仍有较大比例，松树和桑树孢子数量较前增加，喜湿作物香蒲属有一定增长，并新增了木本中的榆属。尤其需要指出的是，在二里头一期还发现了大象的标本。这既表明夏代早期和中期的生态环境状况是有差别的，也说明夏代早中期还仍保留着仰韶温暖期的基本特征。雨量比前段稍少，但仍较为充沛，在夏朝都城周围还有不小的森林，呈现出疏林草原的生态景观，气候已有转凉的迹象。二里头文化三期(距今约3750年)的孢粉和洛阳皂角树遗址采集的孢粉标本[12](p92～93)属同一文化时期的遗存。这一时期的孢粉中，木本植物已降至孢粉总数的7．6％，而草本植物花粉已占90．2％，在皂角树遗址的乔木花粉中，也以耐旱的松属居多，喜湿的蕨类植物减少，动物的种类也较单调，土壤的磁化程度也由此前的较高值向较低值跌落。这说明夏代晚期已转化为稀疏草原的生态环境，气候已显温凉干燥。但从总体上看，夏王朝所在的中心地区洛阳盆地还有较广阔的水域，降水量虽较以前有所减少，但还是要比今天为多，处在仰韶温暖期的后期的大背景下，温度要比今天高l～2℃。《夏小正》是反映夏代的文献，并且是反映夏王朝中心地区黄河中下游地区的文献①，其中的正月“启蛰”、“雁北乡”、“田鼠出”、“囿有见韭”、“采芸”、“柳梯”、“梅杏杝桃则华”的物候现象都比今日提前；而二月“剥鱓”的物象正与陶寺遗址出土的鼍鼓遗物相验证[13](p73～81)。《夏小正》的记述和洛阳盆地的孢粉资料都说明，尽管夏代晚期曾出现过气候的较大波动，但在夏代相当长的时期内，温度要比今日为高，湿度状况也比今日为好。殷商时期已进入仰韶温暖期的晚期，通过在殷墟出土丰富的动物标本和甲骨文中的有关记载，可对殷商时期的生态状况有一大致了解。自20世纪40年代以来在殷墟发现的动物遗存有肿面猪、鹿、圣水牛、狗、猪、獐、鹿、羊、牛、狸、熊、獾、虎、黑鼠、竹鼠、兔、马、狐、乌苏里熊、豹、猫、鲸、田鼠、貘、犀牛、山羊、扭角羚、大象、猴等；鸟类有雕、褐马鸡、丹顶鹤、耳鸮、冠鱼狗等；鱼类有鲻鱼、黄颡鱼、鲤鱼、青鱼、草鱼、赤眼鳟、鲟鱼及龟、丽蚌、蚌等[14]。另外古生物学家周本雄认为，早在20世纪40年代被石璋如先生鉴定为“麻龟板”的动物，应为鳄鱼[15]。这样，仅在殷墟发掘出的古动物化石就达40余种之多。甲骨文中也保留了殷代的环境资料。如其中对象的记载道：“今夕其雨，获象”(《合集》10222)。“于癸亥省象，易日”(《粹》610)。“乙亥王卜……王占曰：吉。获象七，雉三十”(《簋》86)。“辛巳卜，贞，王……往来亡灾，擒，获……象一”(《合集》37373)．从“获”象、“擒”象的记载，可知大象是在当地擒获的。这正和《吕氏春秋》“殷人服象，为虐于东夷”之说相对应。在殷墟发现的竹鼠、象、野牛遗骨，这都是喜栖竹林的动物，尤其是竹鼠，喜居山坡竹林，以竹子地下的茎为食，说明当地应有茂密的竹林。对此，也有卜辞可证：“王用竹，若”(《乙》6350)。“竹先用”(《后》下二一·二)。“贞，其用竹……羌”(《存》二·二六六)。殷墟的南部与淇水河畔的朝歌毗邻，春秋时属卫国之地。《诗经·卫风·淇奥》：“瞻彼淇奧，绿竹猗猗……瞻彼淇奥，绿竹青青，……瞻彼淇奥，绿竹如箦。”淇奥是指淇水的曲岸，猗猗、青青、如箦，都有茂密的意思。这说明，即使到了春秋时期，淇水两岸仍然是竹林繁茂，气候温润的地区[16]。     土壤是农作物生长的根本。黄河中下游地区是黄土高原和黄河冲击而成的华北平原之所在，丰厚的黄土构成了黄河中下游地区的基本景观。黄土是非常适宜农作物栽培的土壤，由于呈粉尘颗粒状，是由西北气流从亚洲内陆搬迁而来，逐渐飘撒沉积而成，其成岩作用不 ———————— ①  笔者从对《夏小正》经文的考释、夏代生态环境的，并夏代天象的研究成果，推测《夏小正》应为反映夏王朝中心地区即伊洛河地区的历法。兹不赘述。   强。这些风成的黄土在结构上呈现出均匀、细小、松散、易碎的特点，这就使得粗笨的木耒、石铲等原始工具容易入土和耕作[17](p22～25)。黄土的有机质含量高，是较为肥沃的土壤，并有良好的保水性能。美国学者庞波里(Raphael Pumpelly)曾对我国的黄土评价道：“它(黄土)的肥力似乎是无穷无竭。这种性能，正如著名德国地质学家李希特霍芬(Ferdinand Richthofen)所指明，一是由于土层中累年堆积、业已腐烂了的植物残体，雨后通过毛细管作用，把土壤中的各种矿物质吸到地面；一是由于从[亚欧大陆]内地刮来的风沙不时仍在形成新的堆积。它‘自我加肥’(self-fertilizing)的性能可从这一事实得到证明：在中国辽阔的黄土地带，几千年来农作物几乎不靠人工施肥都可以年复一年地种植。正是在这类土壤之上，稠密的人口往往继续不断地生长到它强大支持生命能力的极限[l8]。”黄土一般呈碱性，黄土中的矿物质大体经久都不流失，因此基本肥力也长期不丧失．并且，如上所述，黄土还具有“自我加肥”的能力。这不但使其最适合于原始农业的早期耕作，而且也使黄土地区的人类从一开始就采用了与定居生活相适应的较为稳定的耕作制度．对此，何炳棣先生指出：“原始华北农业最初不应该采取游耕式的耕作法。”以研究中东原始农业而著名的美国学者杰克．哈兰(Jaek R．Harlan)根据他对华北黄土区古代自然环境、土壤状况等知识的掌握，对华北最早的耕作方式推测道：华北黄土区最早耕作方式决不是一般所谓的“砍烧制”，因为经典的砍烧制或游耕制一般需要每年实耕八倍的土地；换言之，土地耕作一年以后，要休耕七年之久，肥力才能恢复。华北远古农夫大概最多只需每年实耕三倍的土地；内中有些土地可以一年耕作，二年休耕；有些土地可以连续两年耕作，一年休耕；有些保持水分性能较好的黄土，可以连续耕作，基本上不需要休耕。他还认为，砍烧和游耕方式一般限于热带及多雨地带，这类地区农业上的枢纽是肥力递减。而华北黄土地区基本上的枢纽问题不是肥力递减，而是如何保持土壤中的水分[18]。由上可见，疏松易耕而富含肥力的黄土，不但有利于农业的起源，而且有利于黄河中下游地区形成较为先进的耕作制度和，这与其他文明古国的原始农业长期采用的刀耕火种的“游耕农业”相比，一开始就显示出无可比拟的先进性，成为孕育早期中华文明的根基。

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四  黄河中下游地区农业的起源和       黄河中下游地区在地理位置上，由南至北正处在自亚热带向暖温带、暖温带半湿润区向半干旱区交接的生态过渡带。生态过渡带具有食物链长、生物多样性增加、种群密度提高等效应，且敏感易变的环境背景，客观上有利于物种的变异和进化，有利于早期人类对丰富的生物物种加以选择、驯养和栽培，从而有条件培育出优良的物种[19](p13～15)。这种生态过渡带的区域优势，即使在今天也仍然保持着。如以陕西关中地区为例。西端的宝鸡地区一月平均气温为－1．0℃，四月平均气温为13．5℃，七月平均气温为25．5℃，十月平均气温为12．9℃，年平均气温为12．8℃。全年日照时间为1978．9小时，降水量年平均为600～700毫米。西安地区一月平均气温为－1．3℃，四月平均气温为14．0℃，七月平均气温为26．7℃，十月平均气温为13．6℃，年平均气温为13．3℃。全年日照时间为2065．4小时，降水量年平均为600～700毫米。关中平原被现代地学界划为暖温带温和半湿润气候区，至今仍是陕西农业条件最好的地区之一。位居中原的河南，全省年平均气温南高北低，在13～15℃之间。豫西山地和太行山地，因地势较高，气温较低，年平均气温在13℃以下。淮河以南，年平均气温在15℃以上，一月平均气温在O℃左右。春季豫西地区为13～14℃，豫北、豫东在14～15℃之间，夏季7月平均气温在22～28℃之间。全省日照充足，全年平均日照时间为2000～2600小时。全省年降水量在600～1300毫米之间。其中黄淮之间(包括豫西山地)为650～1000毫米；豫北和豫西丘陵区为600～700毫米。就现代气候而论，河南处于暖温带和北亚热带地区，具有明显的过渡性特征。就整个黄河中下游地区来看，应划为半湿润气候区。全年日照充足，多在2000～2700小时，日照在45～60％之间。区内干燥度除伊洛河上游、渭河上游区小于1．O℃之外，其余地区均在1．0℃～1．5℃之间。其中1月平均气温关中平原区为－l℃～－6℃，三门峡至开封区段为0℃～－2℃，大汶河流域为－3℃。7月平均气温约为25～27℃。黄河中下游地区是整个黄河流域气温最高的地区，年平均温度在1O～15℃。降水量自西向东增加，渭河区年降水量在540～630毫米，三门峡至郑州花园口段，除伊洛河上游为850～900毫米外，其余多在600～650毫米；大汶河流域年平均降水量在700毫米。降水量的季节分配以夏季最多，春秋季其次，冬季最少[20](p565)。就的黄河中下游地区的气候状况看，与西北内地及北面的内蒙古高原地区相比，一年当中没有那么漫长的冬季和刺骨的寒流；与南面的江南地区相比，也没有连绵的“梅雨”季节造成的卑湿和炎夏的酷暑，处在暖温半湿润气候区的黄河中下游地区，年均500～900毫米之间的降水量，虽在一些地方不算充足，但它集中在作物生长最旺盛的夏秋季节，加之有充足的光照时间和强度能充分满足农作物光合作用的需要，这些条件都十分有利于农作物的孕育和生长。     而在原始农业起源和初步发展的中国全新世大暖期，黄河中下游地区的气候条件则更为优越。孔昭宸等学者在研究了包括黄河中下游地区丰富的孢粉资料和生物遗存后认为，在距今10000～9000年期间，关中平原、汾河下游谷地和黄淮平原等地的气候迅速变暖，尽管年平均气温与现在接近或偏低，但其降水量却明显增多，加速了植物生长和泥炭沉积。施雅风先生等根据黄土高原、河北东部、青海湖、内蒙古白素海、辽南地区等地距今8500～7200年间的孢粉资料，换算出当时温度比现在高2℃～4℃。距今7200～6000年间不仅是中国全新世大暖期中稳定的暖湿阶段，也是温暖期的鼎盛阶段，南北气候普遍较为暖湿，季风降水几乎波及所有各地，植物生长空前繁茂．华北平原则是湖沼大发展时期，气温平均值要比今高出2．5℃～3．5℃。降水较现在丰沛得多，根据推算，白洋淀地区降水高于现代450毫米。他们的结论是：在相同的纬度上，中国的大暖期升高值是全球最大的地区，又是全球冬季升温最高的地区之一[5](pl-18)。黄河中下游地区所处的生态过渡带的区域优势，温暖湿润的气候环境，尤其是充沛的供水条件，加之肥沃的黄土，都是农业生产得天独厚的有利条件。     农业是人们在长期观察周围环境中的动物和植物，并在进行有意驯养、栽培的基础上逐渐产生的，丰富的野生动植物的存在，是其形成的基本前提条件。黄河中下游地区早在晚古生代、中生代时就是植物繁茂、动物喜栖的地区，进入新生代更新世后，优美的生态环境和丰富的食物来源更成了西侯度人、蓝田人、许家窑人、丁村人及小南海人等早期人类栖居的场所。黄河中下游地区的早期人类遗迹比长江流域、华南及东北地区等地都多和集中，正说明这一地区是更为适宜人类生存和生活的地方。旧石器晚期的山西朔县的峙峪文化遗址、沁水的下川遗址都是位于太行山脉及其周围地区的著名古人类文化遗址．下川遗址距今的年代为36000～12000年之间，它是由旧石器时代末期向新石器时代过渡时期的重要遗址。尤其是到了距今13000～12Q00年的更新世末期，夏季风增强，气温稍有回升，出现草木繁茂的景象。除有松属树木外，温带落叶阔叶树种的栎属、臭椿、胡桃属、朴属、栗属、椴属及漆树、栾树属、黄连木属、柳属、槭属到处可见，偶尔也有亚热带树种化香属生活在山冈上。草本植物以耐旱的蒿属为主，其次为禾本科植物，也发现有蕨类植物[21]。就下川遗址的生态环境条件看，在这由干冷向暖湿气候过渡的时期，禾本科中的一些植物很有可能成为人们采集并进而尝试栽培的对象。值得注意的是，在下川遗址还发现有锛形器、石磨盘等石器。石兴邦先生指出：下川遗址出土的锛形器，是我国新石器时代主要生产工具石锛的先祖，以农业生产工具为代表的新石器时代的磨制石器则可在下川文化中找到雏形[22]。陈文华先生认为：下川石磨盘“中间由于多次研磨而下凹，显然是加工谷物的痕迹”[23])。卫斯先生则断言，“石磨盘在下川文化中的出现，代表了我国粟作文化的先声”[24]。这都可谓中肯之见。在山西怀仁鹅毛口遗址发现有包括石斧、石锄、石镰在内的石器达上千件之多，并伴有陶器出土。该遗址时代被贾兰坡先生认定为属新石器时代的早期[25]。从鹅毛口的工具组合可知当时已开始了原始的种植活动。在河北徐水南庄头遗址，也发现有种类繁多的动植物标本[9](p136)。在距今9700～10500年的南庄头文化时期，气候开始转暖，遗址附近河水流淌，湖泊宽阔，森林茂密。草原上奔跑的动物有麝、马鹿、麋鹿、斑鹿、狼、狗和豪猪等，水中的田螺、珠蚌、萝卜螺、扁卷螺、微细螺及鳖等动物清晰可见，鸟禽类的鸡、鹤等在自由飞翔。树林中有松、冷杉、云杉、栎、栗、榛、桦、鹅耳枥、桤木、榆、椴、柳、漆树等，半灌木和草本花粉有麻黄、葎草、菊、蒿、藜、石竹、豆、木犀、莎草、香蒲、狐尾藻、唐松草、禾本科、蔷薇科、伞形科、毛茛科、唇形科、蓼、茜草、茄科等。水域旁的植物有水龙骨科、中华卷柏和石松属等。其中的狗、猪可能为家畜。而禾本科类植物多为草本，为种子植物大科之一，我国现有190余属，800种以上，是狗尾草和粟、小麦、大麦、稻、高粱等作物所在的属种。在徐水南庄头虽未发现粟等粮食作物标本，但出土的石磨盘、石磨棒和陶器可说明采集已很发达[26]。可以想像，南庄头的早期居民们在大量采集禾本科植物的过程中，很有可能已开始栽培粟等作物。在陕西扶风案板遗址发现有丰富的植物花粉。在傍龙寺剖面第四层(距今12000～10000年)，除松、桦等木本花粉外，草本孢粉中，有蒿属、紫苑科、菊科、藜科、蓼属、禾本科、蔷薇科、白刺属、毛茛科、茜草属、车前属、十字花种、玄参科等，还有蕨类孢子水龙骨科。第三层(距今10000～8000年)以栎、松木本为主，草本略有增加，增加的种类有葎草属、苦木科、十字花科、豆科、唇形科、茜草科、茄科、报春科等。第二层为距今7500～5000年的仰韶文化时期，以阔叶树种为主，在草本花粉中，除增加了百合科外，与第三层大致相同。在张家壕剖面第三层(属距今5000～2500年的龙山文化时期)，阔叶树以松为主，草本中除龙胆属、锦葵科外，与傍龙寺剖面第二层大致相同。值得注意的是在属于案板遗址的另一处龙山文化层中发现有粮食作物粟的遗存[9](p56～65)。案板遗址的地层剖面展示了从旧石器时代末到新石器时代初，直到仰韶温暖期的植被演替状况。丰富多样的植物为人们提供了采集食物的来源，再从不同时期的地层中都有禾本科植物看，这类作物的籽粒应是人们采集的主要对象，并很有可能被特意培育起来。在案板新石器时代遗址中发现的粟，应是人们早已培育种植的作物。美国考古学者宾弗(Lewis Binford)指出：在农业发明之前曾有过“广幅地利用资源”的阶段，在这些被“广幅利用”的资源中，就包括了对某些动植物的利用[27](p313～341)。黄河中下游地区自全新世以来温暖湿润的生态环境和生长着的种类繁多的动植物，为人们在广幅地利用动植物资源的基础上转向采集栽培和定向驯化饲养提供了对象和条件，终于使这里成为原始农业最早诞生的地区之一。     进入到中国全新世大暖期后，原始农业得到迅速发展，新石器时代文化出现了空前繁荣的景象。其中，河北省武安磁山文化遗址就是较典型的一处。磁山遗址位于太行山东麓的山前地带，四周山峦起伏，南洺河水穿越西部山区东入漳河水系滏阳河，遗址西依太行山余脉红山，东邻鼓山，座落在南洺河北岸的河旁台地上，高出河床25米，此地正处在黄土高原与华北大平原的交接地区，遗址面积约8万平方米，发现了房址、灰坑、沟壕等遗迹，出土有烧制温度较低、制作质地粗糙的陶器，器形有盂、靴型支架、敞口深腹罐、小口双耳壶及碗、缸、鼎、盘、杯等。石器方面最具特征的是发现琢制的磨盘、磨棒，还有扁平石铲及磨制石斧、石锛、石凿、石镰等，并在窖壁上发现木耒痕迹，还有骨质的鱼猎工具镞、倒刺鱼镖、骨刀、蚌刀等[28]。引人注目的是在灰坑中发现有储存粮食的窖穴88个，经鉴定窖穴中的农作物遗存为粟。参加发掘的考古学者对88个窖穴中储藏粟的容量进行了估算，折合重量为138200余市斤，起码可以达到十万市斤[29]。据14C测定，磁山遗址的年代约在公元前8000～7600年。从出土的大量石斧(达1758件)来看，说明它们已被用来进行采伐林木荆棘，进行砍倒烧光，并具有相当的规模。石铲的发现，说明当时农业生产已脱离刀耕火种的初期阶段，进入了耜耕时期。石刀、石镰都是收割禾谷的得力工具。从数量可观而硕大的石磨盘和石磨棒来看，粮食加工已成为一项专门的日常作业和生产程序。大批的粮食窖穴证明当时的收获量甚丰，窖穴内仍贮存有大量的粟谷，也说明人们的口粮已较充裕。与此同时，猪、狗骨骼和鹿、猕猴、野猪及鱼、兔、蚌等动物遗存的发现，说明磁山人的家畜饲养和狩猎活动仍在进行。综合磁山文化的相关材料，可知磁山时期的农业已较发达，已远远超出原始农业初期的水平。它应该是在峙峪文化、下川文化、鹅毛口文化及徐水南庄头文化，时期早期粟作农业的基础上承继而来的。正是认识到这些从旧石器时代直至新石器文化的内在联系和它们所处的生态环境，我们曾主张太行山及其周围地区是粟作农业起源的中心之一[30]。磁山文化与主要分布在河南境内的裴李岗文化在文化面貌上有许多相同的特征，在时代上也较为接近。显然，磁山原始农业与河南境内嵩山东麓地区的裴李岗文化时期的原始农业有着相互影响和交流的关系。     粟作农业在太行山地区发生后，首先在其周围地区迅速发展和传播，其显著特征便是从山前地带向平原地区延伸和扩展，逐步形成沿太行山周围地区的粟作农业区。如在豫北和河北地区发现的磁山文化类型的遗址有河南淇县花窝遗址[31]、河北易县北福地一期乙类遗址[32]、正定南杨庄遗址[33]等，从遗址出土的大量石质农具、陶器及猪、狗、鸡等遗物看，农业已成为当地居民的主要生产活动。新石器时代中期又进入仰韶温暖期的最佳时期，也是粟作农业最有利的发展时期。太行山地区代表这一时期的新石器文化遗址有河北永年石北口遗址[34]、磁县下潘汪遗址[35]、正定南杨庄遗址、邢台柴庄遗址、邯郸百家村遗址，河南安阳后岗遗址[36]、大司空遗址[37]、大寨南岗和鲍家堂遗址[38]，以及山西芮城西王村遗址等[39]。这一时期出土的农业生产工具有石器、骨器、蚌器，仍以石器为主。石器除个别打制外，绝大多数为磨制石器，并且大多通体磨光，钻孔技术较为进步，器物种类增多，有斧、锛、锄、刀、镰、磨盘、磨棒、杵、臼等。陶器制作进入繁荣时期。出土的家畜遗骨有猪、狗、鸡、牛、羊等。在南杨庄遗址还出土有粟作遗存。从这些遗物所反映的文化面貌看，当时的农业生产已比早期有较大进步。到了新石器时代晚期的龙山文化时期，太行山周围地区的社会生产力水平有进一步提高。这一时期代表性遗址有安阳后岗二期遗存[40]、汤阴白营遗址[41]、邯郸涧沟和龟台[42]、辉县孟庄遗址[43]、襄汾陶寺遗址[44]。其中河南辉县的孟庄遗址和山西襄汾陶寺遗址的规模已进入龙山时期的“古城”阶段。此期农业工具已有明显进步，石器磨制精细，种类有石铲、有肩石铲、穿孔石刀、石镰、杵臼等，此外还有蚌刀、蚌镰等，在陶寺遗址还出土一件石犁，这表明原始农业已由耜耕向犁耕阶段过渡。     太行山地区在粟作农业产生后，在当地不断发展的同时，也开始向四周迅速传播开来。当然，也不排除太行山以外的地区独立产生粟作农业的可能性，只是后者目前还缺乏足够的依据。对于粟作农业的传播，张之恒先生曾指出：“根据现已发表的考古资料，粟作农业的传播路线是，由上述粟作的发源地(太行山和嵩山东麓的山前地带)向西传播进入泾渭流域，向东传播到黄河下游，向北传播到辽河流域。”[45](p73)如前所述，磁山文化与裴李岗文化有相似的文化内涵。实际上，磁山遗址与裴李岗遗址同处于黄河下游巨大冲积扇的顶端，时间相近，文化面貌也有许多相似的地方，如石磨盘、石磨棒及石镰、石铲器形较为接近，陶器也有相似的类型。这正是两种文化交流密切的反映，也可说明起源于太行山地区的粟作农业曾南下向黄河中游的河南中部、西部及南部广泛传播。据统计，包括新郑裴李岗、密县莪沟、长葛石固、舞阳贾湖在内的裴李岗文化遗址已达100余处[46]。其中在新郑裴李岗、沙窝李和许昌丁庄等遗址，都发现有粟的遗存[47]。这些大致说明了裴李岗—磁山文化时期原始农业发展的情况。豫西地区是黄土高原的余脉地带，又处在太行山及其支脉中条山之南，黄河干流及其支流伊、洛河穿行其间，也是与晋南和关中地区联系交流的通道。在这一地区发现有不少裴李岗时期的文化遗址。如巩义市铁生沟遗址、滩小关遗址、赵城遗址、水地河遗址，登封双庙沟遗址、向阳村遗址、王城岗遗址，密县莪沟遗址、马良沟遗址、老城遗址、东关遗址、张湾遗址、青石河遗址，偃师高崖遗址、马涧河遗址，洛阳杨窑遗址，孟津朱寨遗址，嵩县乌稍岭遗址，卢氏薛家岭遗址、祁树湾遗址及渑池、灵宝境内的裴李岗文化遗址[46]。豫西地区粟作农业的发展和传播，有力影响和带动了晋南和关中地区粟作农业的发展。到了仰韶文化时期，进入仰韶温暖期的鼎盛阶段，南北气候均较暖湿，季风降水几乎波及所有各地，植物生长空前繁茂，华北大平原湖沼进入盛大发展时期，黄河中游黄土与内蒙古东部沙地的古土壤全面发育[5](p8)，良好的生态环境使黄河中下游地区的原始农业进入了难得一遇的大好发展时期，出现了以粟作为主兼有黍、麦、豆、稻等作物并存的原始农业繁盛的局面。在关中、豫西、晋南地区，以陕西西安半坡遗址为代表的仰韶文化半坡类型、以河南陕县庙底沟遗址为代表的庙底沟类型和以山西芮城西王村遗址为代表的西王村类型，分别代表了仰韶文化发展的三个阶段。在洛阳、郑州地区的仰韶文化可以洛阳王湾遗址和郑州大河村遗址为代表。而在黄河下游的山东地区，则为北辛文化和大汶口文化为代表的新石器中期文化。到了新石器时代晚期，黄河中下游地区以粟作农业为主的原始农业发展到了高峰，无论是生产工具的配套和质量，生产规模的扩大还是农作物的产量都达到了前所未有的水平，标志着生产力的巨大进步。陕西龙山文化、河南龙山文化以及山东境内的典型龙山文化的繁荣和兴盛，正是粟作农业发展和推动的结果。与此同时，还应该特别指出的是，在仰韶温暖期的环境背景下，在黄河和淮河之间的广袤区域，以黄河中下游地区为中心，逐渐形成了粟稻混作的原始农业区[48]。这都为黄河中下游地区最终成为中华文明的中心奠定了坚实的物质基础。 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