【大师经典】竺可桢：中国近五千年来气候变迁的研究
竺可桢（1890.3.7-1974.2.7），字藕舫，浙江省绍兴县东关镇（今属浙江省绍兴市上虞区）人。中国科学院院士，中国共产党党员，中国近代气象学家、地理学家、教育家。中国近代地理学和气象学的奠基者。
中国近五千年来气候变迁的初步研究
文 | 竺可桢
《考古学报》1972年第1期

历史时期的世界气候是有变迁的。非常丰富的中国历史文献为研究我国古代气候创造了极为有利的条件。作者根据历史和考古发掘材料，证明我国在近五千年中，最初二千年，即从仰韶文化时代到河南安阳殷墟时代，年平均温度比现在高2℃ 左右。在这以后，年平均温度有2一3℃ 的摆动，寒冷时期出现在公元前一千年（殷末周初）、公元四百年（六朝）、公元一千二百年（南宋）和公元一千七百年（明末清初）时代。汉唐两代则是比较温暖的时代。这种气候变迁是全世界性的。气侯变冷时先从太平洋西岸开始，由日本、中国东部逐渐向西移到西欧。温度回升时则自西向东行。充分认识历史上气候的变迁情况并掌握其规律，“古为今用” ，对气候的长期预报是有所补益的。

考古时期（前3000——前1100年）
考古时期（前3000——前1100年）
解放后二十多年来，我国考古学家在我国的不同地区进行了广泛的发掘。西安附近的半坡村是一个最熟知的遗址。根据1963年出版的报告, 在1954年秋到1957年夏之间，中国科学院考古研究所在这个遗址上，进行了五个季节的发掘，大约发掘了10，000 平方米的面积，发现了40多个房屋遗址，200多个贮藏窖，250个左右的墓葬，近10，000 件的各种人工制造物。根据研究，农业在半坡的人民生活中显然起着主要作用。种植的作物中有小米, 可能有些蔬菜；虽然也养猪狗，但打猎捕鱼仍然是重要的。由动物骨骼遗迹表明，在猎获的野兽中麞（又名河麂，Hydropotes inermis）和竹鼠（Rhizomys sinensis）……。书中认为，这个遗址是属于仰韶文化(用同位素测定为5600一6080年前）；并假定说，因为水麞和竹鼠是亚热带动物，而现在西安地区已经不存在这类动物，推断当时的气候必然比现在温暖潮湿。
在河南省黄河以北的安阳，另有一个熟知的古代遗址—殷墟。它是殷代（约公元前1400一1100年）故都。那里有丰富的亚化石动物。杨钟健和德日进（P.Teilhar de chardin）曾加以研究，其结果发表于前北京地质调查所报告之中。这里除了如同半坡遗址发现多量的水麞和竹鼠外，还有獏（Tapirus indicus Cnvier）、水牛和野猪。这就使德日进虽然对于历史时代气候变化问题自称为保守的作者，也承认有些微小的气候变化了。因为许多动物现在只见于热带和亚热带。
然而对于气侯变化更直接的证据是来自殷代具有很多求雨刻文的甲骨文上。在二十多年前胡厚宣曾研究过这些甲骨文，发现了下列事实：在殷代时期，中国人虽然使用阴历，但已知道加上一个闰月（称为第十三个月）来保持正确的季节；因而一年的第一个月是现在的阳历的一月或二月的上半月。在殷墟发现十万多件甲骨，其中有数千件是与求雨或求雪有关的。在能确定日期的甲骨中，有137件是求雨雪的，有14件是记载降雨的。这些记载分散于全年，但最频繁的是在一年的非常需要雨雪的前五个月。在这段时间内降雪很少见。当时安阳人种稻，在第二个月或第三个月，即阳历三月份开始下种；比现在安阳下种要到四月中，大约早一个月。论文又指出, 在武丁时代（公元前1324？一1365年？）的一个甲骨上的刻文说，打猎时获得一象。表明在殷墟发现的亚化石象必定是土产的，不是象德日进所主张的，认为都是从南方引进来的。河南省原来称为豫州，“豫”字就是一个人牵了大象的标志。这是有其含义的。
一个地方的气候变化，一定要影响植物种类和动物种类，只是植物结构比较脆弱，所以较难保存；但另一方面，植物不象动物能移动，因而作气候变化的标志或比动物化石更为有效。对于半坡地层进行过孢子花粉分析，因花粉和孢子并不很多，故对于当时的温冷情况，不能有正面的结果，只能推断当时同现在无大区别，气候是半干燥的。1930一1931年，在山东历城县两城镇（北纬35°25′、东经119°25′ ）发掘龙山文化遗址。在一个灰坑中找到一块炭化的竹节，有些陶器器形的外表也似竹节（龙山灰坑中发现一块炭化竹节，系根据当时参加遗址发掘的尹达同志的转达。龙山文化出土的一部分陶器器形似竹节，系夏鼐同志面告。）。这说明在新石器时代晚期，竹类的分布在黄河流域是直到东部沿海地区的。
从上述事实，我们可以假设，自五千年前的仰韶文化以来，竹类分布的北限大约向南后退纬度从1一3°。如果检查黄河下游和长江下游各地的月平均温度及年平均温度，可以看出正月的平均温度减低3一 5 ℃，年平均温度大约减低2℃。某些历史学家认为，黄河流域当时近于热带气候，虽未免言之过甚，但在安阳这样的地方，正月平均温度减低3一5℃，一定使冬季的冰雪总量有很大的不同，并使人们很容易觉察。那些相信冰川时期之后气候不变的人是违反辩证法原则的；实际上，历史时期的气候变化同地质时期的气候变化是一样的，只是幅度较小而已。现代的温度和最近的冰川时期，即大约一二万年以前时代相比，年平均温度要温暖到摄氏七八度之多，而历史时期年平均温度的变化至多也不过二三度而已。气候过去在变，现在也在变，将来也要变。近五千年期间，可以说仰韶和殷墟时代是中国的温和气候时代，当时西安和安阳地区有十分丰富的亚热带植物种类和动物种类。不过气候变化的详细情形，尚待更多的发现来证实。

物候时期（公元前1100年——1400年）
物候时期（公元前1100年——1400年）
观测仪器以前，人们要知道一年中寒来暑往，就用人目来看降霜下雪，河开河冻，树木抽芽发叶、开花结果，候鸟春来秋往，等等，这就是物候。我国劳动人民，因为农业上的需要，早在周初，即公元前十一世纪时便开创了这种观测。如《夏小正》、《礼记·月令》均载有从前物候观察的结果。积三千年来的经验，材料极为丰富，为世界任何国家所不能企及。
周朝建立（公元前1066年—249年）国都设在西安附近的镐京，就来到物候时期。当时官方文件先铭于青铜，后写于竹简。中国的许多方块字，用会意象形来表示，在那时已形成。由这些形成的字，可以想象到当时竹类在人民日常生活中曾起了如何的显著作用。方块字中如衣服、帽子、器皿、书籍、家具、运动资料、建筑部分以及乐器等名称，都以“竹”为头，表示这些东西最初都是用竹子做成的。因此，我们可以假设在周朝初期气候温暖可使竹类在黄河流域广泛生长，而现在不行了。
气候温和由中国最早的物候观测也可以证实。新石器时期以来，当时住居在黄河流域的各民族都从事农业和畜牧业。对于他们，季节的运行是头等重要的事。当时的劳动人民已经认识到一年的两个“ 分”点（春分和秋分）和两个“ 至”点（夏至和冬至），但不知道一个太阳年的年里确有多少天。所以，急欲求得办法，能把春分固定下来，作为农业操作的开始日期。商周人民观察春初薄暮出现的二十八宿中的心宿二、即红色的大火星来固定春分（《左传》襄公九年“晋侯问于士弱曰，吾闻之宋灾, 于是乎知有天道，何故？对曰，古之火正，或食于心, 或食于咮，以出内火，是故咮为鹑火，心为大火。陶唐氏之火正阏伯居商丘，祀大火，而火纪时焉。相土因之，故商主大火。”见《春秋左传正义》）。别的小国也有用别的办法来定春分的。如在山东省近海地方的郯国人民, 每年观测家燕的最初来到以测定春分的到来。《左传》提到郯国国君到鲁国时对鲁昭公说，他的祖先少皞在夏、殷时代，以鸟类的名称给官员定名，称玄鸟为“分”点之主，以示尊重家燕(《左传》昭公十七年“秋，郯子来朝，公与之宴。昭子问焉，曰：‘少皞氏鸟名官，何故也？’郯子曰：‘吾祖也，……我高祖少皞挚之立也，凤鸟适至，故纪于鸟，为鸟师而鸟名。凤鸟氏，历正也；玄鸟氏，司分者也”）。这种说法表明，在三四千年前，家燕正规地在春分时节来到郯国，郯国以此作为农业开始的先兆。我们现在有物候观察网，除作其他观察外，也注意家燕的来去。根据近年来的物候观测，家燕近春分时节正到上海，十天至十二天之后到山东省泰安等地。郯居于上海与泰安之间。据E·S·Wilkinson在他的《上海鸟类》一书中写道：“ 家燕在3月22日来到长江下游、上海一带，每年如此。”[8] 显然三四千年前家燕于春分已到郯国，而现在春分那天家燕还只能到上海了。把这两个地点的同一时期（1932-1937年）比较一下看一看它们有多少差别，那是有意义的。
周朝的气候，虽然最初温暖，但不久就恶化了。《竹书纪年》上记载周孝王时，长江一个大支流汉水，有两次结冰，发生于公元前903和897年。《纪年》又提到结冰之后，紧接着就是大旱。这就表示公元前第十世纪时期的寒冷。《诗经》也可证实这点。相传《诗经·豳风》是周初成王时代（公元前1063一1027年）的作品，可能在成王后不久写成。豳的地点据说是一个离西安不远，海拔500米高的地区。当时一年中的重要物候事件，我们可以从《豳风》中的下列诗句中看出来：
八月剥枣，十月获稻。
为此春酒，以介眉寿。
接着又说：
二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴。
四之日其蚤，献羔祭韭。
九月肃霜，十月涤场。
这些诗句，可以作为周朝早期，即公元前十世纪和十一世纪时代邠地的物候日历。如果我们把《豳风》里的物候和《诗经》其他国风的物候如《召南》或《卫风》里的物候比较一下，就会觉得邠地的严寒。《国风· 召南》诗云，“ 摽有梅，顷筐塈之。” 《卫风》诗云，“瞻彼淇奥, 绿竹猗猗。” 梅和竹均是亚热带植物，足证当时气候之和暖，与《豳风》物候大不相同。这个冷暖差别一部分是由于邠地海拔高的缘故，另一方面是由于周初时期，如《竹书纪年》所记载过有一个时期的寒冷，而《豳风》所记正值这寒冷时期的物候。在此连带说一下，周初的阴历是以现今阳历的十二月为岁首的，所以《豳风》的八月等于阳历九月，其余类推（有人以为周正建子应与今日阳历相差两个月。但“ 周建子”不过是传统的说法。据《豳风》“七月流火”，大火星的位置加以岁差计算，和春秋时日蚀的推算，可以决定周初到春秋初期的历是建丑，而不是建子。
周朝早期的寒冷情况没有延长多久，大约只一二个世纪，到了春秋时期（公元前770一481年）又和暖了。《左传》往往提到，山东鲁国过冬，冰房得不到冰；在公元前698、590和545年时尤其如此。此外，像竹子、梅树这样的亚热带植物，在《左传》和《诗经》中，常常提到。

宋朝（公元960一1279年）以来，梅树为全国人民所珍视，称梅为花中之魁，中国诗人普遍吟咏。事实上，唐朝以后，华北地区梅就看不见。可是，在周朝中期，黄河流域下游是无处不有的，单在《诗经》中就有五次提过梅。在《秦风》中有“终南何有？有条有梅”的诗句。终南山位于西安之南，现在无论野生的或栽培的，都无梅树（根据陕西武功西北农学院辛树帜等同志的调查。关于本文中西安武功一带物候材料，全系西北农学院同志所供给，特此致谢。）。下文要指出，宋代以来，华北梅树就不存在了。在商周时期，梅树果实“ 梅子”是日用必需品，像盐一样重要，用它来调和饮食，使之适口（因当时不知有醋）。《书经· 说命篇下》说“ 若作酒醴，尔惟麹糵；若作和羹，尔惟盐梅。”这说明商周时期梅树不但普遍存在，而且大量应用于日常生活中。
十二世纪初期，中国气候加剧转寒，这时，金人由东北侵入华北代替了辽人，占据淮河和秦岭以北地方，以现在的北京为国都。宋朝（南宋）国都迁杭州。公元1111年第一次记载江苏、浙江之间拥有2250平方公里面积的太湖，不但全部结冰，且冰的坚实足可通车。寒冷的天气把太湖洞庭山出了名的柑橘全部冻死。在国都杭州降雪不仅比平常频繁，而且延到暮春。根据南宋时代的历史记载，从公元1131年到1260年，杭州春节降雪，每十年降雪平均最迟日期是四月九日，比十二世纪以前十年最晚春雪的日期差不多推迟一个月。公元1153一1155年，金朝派遣使臣到杭州时，靠近苏州的运河，冬天常常结冰，船夫不得不经常备铁锤破冰开路。公元1170年南宋诗人范成大被派遣到金朝，他在阴历九月九日即重阳节（阳历10月20日）到北京，当时西山遍地皆雪，他赋诗纪念。苏州附近的南运河冬天结冰，和北京附近的西山阳历十月遍地皆雪，这种情况现在极为罕见，但在十二世纪时，似为寻常之事。
第十二世纪时，寒冷气候也流行于华南和中国西南部。荔枝是广东、广西、福建南部和四川南部等地广泛栽培的果树，具有很大经济意义的典型热带果实之一。荔枝来源于热带，比橘柑更易为寒冷气候所冻死，它只能抵抗-4℃ 左右的最氏温度。1955年正月上旬华东沿海发生一次剧烈寒潮，使浙江柑橘和福建荔枝遭受到很大灾害。根据李来荣写的《关于荔枝龙眼的研究》一书，福州（北纬26°42′ 东经119°20′）是中国东海岸生长荔枝的北限。那里的人民至少从唐朝以来就大规模地种植荔枝。一千多年以来，那里的荔枝曾遭到两次全部死亡：一次在公元1110年，另一次在公元1178年均在十二世纪。
唐朝诗人张籍《成都曲》一诗，诗云：“锦江近西烟水绿，新雨山头荔枝熟”。张文昌《成都曲》云：‘锦江近西烟水绿，新雨山头荔枝熟。万里桥边多酒家，游人爱向谁家宿。’此未尝至成都者也。成都无山亦无荔枝。苏黄门诗云：‘蜀中荔枝出嘉州，其余及眉半有不。’”陆游只知道宋时成都无荔枝，但并不能证明唐代成都也无荔枝），说明当时成都有荔枝。宋苏轼时候，荔枝只能生于其家乡眉山（成都以南60公里）和更南60公里的乐山，在其诗中及其弟苏辙的诗中，有所说明南宋时代陆游和范成大均在四川居住一些时间，对于荔枝的分布极为注意。从陆游的诗中和范成大所著《吴船录》书中所言，第十二世纪四川眉山已不生荔枝。作为经济作物，只乐山尚有大木轮围的老树。荔枝到四川南部沿长江一带如宜宾、沪州才大量种植。现在眉山还能生长荔枝，然非作为经济作物。苏东坡公园里有一株荔枝树，据说约一百年了。现在眉山市场上的荔枝果，是来自眉山之南的乐山以及更为东南方的沪州。由此证明，今天的气候条件更像北宋时代，而比南宋时代温暖。从杭州春节最后降雪的日期来判断，杭州在南宋时候（十二世纪），四月份的平均温度比现在要冷1一2℃。
日本虽与我国隔有辽阔达四百公里的日本海，但日本所记的物候仍能与我国物候相对比。日本保存有很可宝贵的物候观察记录。第九世纪以后，日本的皇帝和封建主，历年在西京花园设宴庆祝日本的樱花盛开，庆祝日期均有记载，直到十九世纪为止。这些记载可与现在的物侯记载相比较。
这个表表明，在大约一千年的记载中，京都樱花开花的平均日期，以第九世纪最早，以第十二世纪最迟。在这段时间，中国气候和日本气候的变化是一致的。但到十七世纪，在我国正值明末清初，气候非常寒冷，而日本的樱花反而比现在开得早，原因何在，迄今尚不能解释。
第十二世纪刚结束，杭州的冬天气温又开始回暖。在公元1200、1213、1216和1220年，杭州无任何的冰和雪。在这时期著名道士邱处机曾住在北京长春宫数年。于公元1224年寒食节作《春游》诗云：“清明时节杏花开，万户千门日往来。”可知那时北京物候正与北京今日相同。这种温暖气候好象继续到十三世纪的后半叶，这点可从华北竹子的分布得到证明。隋唐时代，河内（今河南省博爱）、西安和凤翔（陕西省）设有管理竹园的特别官府衙门，称为竹监司，南宋初期，只凤翔府竹监司依然保留，河内和西安的竹监司因无生产取消了。元朝初期（公元1268一1292年)，西安和河内又重新设立“竹监司”的官府衙门，就是气候转暖的结果。但经历了一个短时间又被停止，只有凤翔的竹类种植继续到明代初期才停。这一段竹的种植史，表明十四世纪以后即明初以后，竹子在黄河以北不再作为经济林木而培植了。
十三世纪初和中期比较温暖的期间是短暂的，不久，冬季又严寒了。根据江苏丹阳人郭天锡日记，公元1309年正月初，他由无锡沿运河乘船回家途中运河结冰，不得不离船上岸。杭州浙江省图书馆有手录稿，仅存公元1309年冬天两个月的日记。公元1329年和1353年，太湖结冰，厚达数尺，人可在冰上走，橘尽冻死。这是太湖结冰记载的第二次和第三次。蒙古族诗人迺的诗集中，有一首诗，描述1351年山东省白茅黄河堤岸的修补和同年阳历11月冰块顺着黄河漂流而下，以致干扰修补工作，集二《新隄谣》记述至正十一年（公元1351年）河决白茅，氾滥千余里，人民流离失所惨况，乃作此歌。中有“大臣杂议拜都水，设官开府临青徐，分监来时当十月，河冰塞川天雨雪，调夫十万筑新隄，手足血流肌肉裂，监官号令如雷风，天寒日短难为功”云云）。黄河流域水利站近年记载表明，河南和山东到十二月时，河中才出现冰块。可见迺贤时黄河初冬冰块出现要比现在早一个月。乃贤居住北京数年，在他的关于家燕的一首诗中，“三月尽（阳历四月末）方至，甫立秋（阳历八月六、七日）即去”，停留那样短的时间，同现在的物候记载相比来去各短一周。从上述的物候看来，十四世纪又比十三世纪和现时为冷。第十三、四世纪时期，我国物候的变迁和日本樱花物候又是相符合的。
气候的寒温也可以从高山顶上的雪线高低来断定。气候冷，雪线就要降低。在十二三世纪时，我国西北天山的雪线似乎比现在低些。《长春真人西游记》记述邱处机应成吉思汗邀请，由山东经蒙古、新疆到撒马尔罕，于公元1221年10月8日（阳历）路过三台村附近的赛里木湖。邱处机在游记中说，“大池方圆几二百里，雪峰环之，倒影池中，名之曰天池”。这个湖的海拔高度是2073米，而围绕湖的最高峰大约再高出1500米。作者于1958年9月14日和16日两次途经赛里木湖时，直至山顶并无积雪。当前，天山这部分雪线位于3700一4200米之间，考虑到邱过这个地方时的季节，如山顶已被终年雪线所盖，则当时雪线大约比现在较低200到300米。中国地貌工作者，近年来在天山东段海拔3650米高处, 发现完全没有被侵蚀，看来好象是最近新留下来的终碛石。这可能是第十二世纪到十八世纪的寒冷时代所遗留，即西欧人所谓的现代“小冰期”。中国十二三世纪（南宋时代）的这个寒冷期，似乎预见欧洲将要在下一二个世纪出现寒冷。依据研究，在欧洲部分的俄罗斯平原，寒冷期约在公元1350年开始；在欧洲中部的德意志、奥地利地区， H·Flohn以为公元1429到1465年是气候显然恶化的开始：在英格兰，H·H·Lamb以为公元1430、1550和1590年英国饥荒，都因天气寒冷所致。由此可见，中国的寒冷时期，虽未必与欧洲一致，同始同终，但仍然休戚相关。可能寒冷的潮流开始于东亚，而逐渐向西移往西欧。

方志时期（公元1400一1900年）

这种寒冷气候继续下来，直到第三世纪后半叶, 特别是公元280一289年的十年间达到顶点，当时每年阴历四月（等于阳历五月份）降霜。徐中舒曾经指出汉晋气候不同，那时年平均温度大约比现在低1一2℃。
十二世纪初期，中国气候加剧转寒，这时，金人由东北侵入华北代替了辽人，占据淮河和秦岭以北地方，以现在的北京为国都。宋朝（南宋）国都迁杭州。公元1111年第一次记载江苏、浙江之间拥有2250平方公里面积的太湖，不但全部结冰，且冰的坚实足可通车。寒冷的天气把太湖洞庭山出了名的柑橘全部冻死。在国都杭州降雪不仅比平常频繁，而且延到暮春。根据南宋时代的历史记载，从公元1131年到1260年，杭州春节降雪，每十年降雪平均最迟日期是四月九日，比十二世纪以前十年最晚春雪的日期差不多推迟一个月。公元1153一1155年，金朝派遣使臣到杭州时，靠近苏州的运河，冬天常常结冰，船夫不得不经常备铁锤破冰开路。公元1170年南宋诗人范成大被派遣到金朝，他在阴历九月九日即重阳节（阳历10月20日）到北京，当时西山遍地皆雪，他赋诗纪念。苏州附近的南运河冬天结冰，和北京附近的西山阳历十月遍地皆雪，这种情况现在极为罕见，但在十二世纪时，似为寻常之事。
第十二世纪时，寒冷气候也流行于华南和中国西南部。荔枝是广东、广西、福建南部和四川南部等地广泛栽培的果树，具有很大经济意义的典型热带果实之一。荔枝来源于热带，比橘柑更易为寒冷气候所冻死，它只能抵抗-4℃ 左右的最氏温度。1955年正月上旬华东沿海发生一次剧烈寒潮，使浙江柑橘和福建荔枝遭受到很大灾害。根据李来荣写的《关于荔枝龙眼的研究》一书，福州（北纬26°42′ 东经119°20′）是中国东海岸生长荔枝的北限。那里的人民至少从唐朝以来就大规模地种植荔枝。一千多年以来，那里的荔枝曾遭到两次全部死亡：一次在公元1110年，另一次在公元1178年均在十二世纪。
十三世纪初和中期比较温暖的期间是短暂的，不久，冬季又严寒了。根据江苏丹阳人郭天锡日记，公元1309年正月初，他由无锡沿运河乘船回家途中运河结冰，不得不离船上岸。杭州浙江省图书馆有手录稿，仅存公元1309年冬天两个月的日记。公元1329年和1353年，太湖结冰，厚达数尺，人可在冰上走，橘尽冻死。这是太湖结冰记载的第二次和第三次。
在这五百年中我国的寒冷年数不是均等分布的，而是分组排列。温暖冬季是在公元1550一1600年和1770一1830年间。寒冷冬季是在公元1470一 1520，1620一1720和1840一1890年间。以世纪分，则以十七世纪为最冷，共十四个严寒冬天，十九世纪次之，共有十个严寒冬天。
在这五百年间，我国最寒冷期间是在十七世纪，特别以公元1650一1700年为最冷。例如唐朝以来每年向政府进贡的江西省橘园和柑园，在公元1654和1676年的两次寒潮中，完全毁灭了（叶梦珠编：《阅世编》，载叶静渊《中国农学遗产选集》上编45页，四类第十四种“柑桔”）。在这五十年期间，太湖、汉水和淮河均结冰四次，洞庭湖也结冰三次。鄱阳湖面积广大，位置靠南，也曾经结了冰。我国的热带地区，在这半世纪中，雪冰也极为频繁。