歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷研究

王曉軍，王亞文，張 鸞，張曉彤，李茹夢

(1.山西大學(xué) 黃土高原研究所，山西 太原 030006；2.山西大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，山西 太原 030006； 3.國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心,北京 100044)

歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷研究

王曉軍1,2，王亞文1，張 鸞1，張曉彤3，李茹夢2

(1.山西大學(xué) 黃土高原研究所，山西 太原 030006；2.山西大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，山西 太原 030006； 3.國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心,北京 100044)

通過對現(xiàn)有歷史資料的分析，結(jié)合已有研究成果，對我國晉北6個典型歷史時期森林生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)狀況、發(fā)展誘因、系統(tǒng)后果及系統(tǒng)運動進(jìn)行了全面的分析研究。研究表明，除建國后晉北森林稍有恢復(fù)外，歷史上晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)隨時間的推移退化程度越來越高，而人類活動是導(dǎo)致晉北森林退化的根本原因。人類活動對晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞由易到難、由近至遠(yuǎn)，破壞的大體順序是由平川盆地至低山區(qū)，由低山區(qū)至高山區(qū)，直至山區(qū)森林被摧毀殆盡。

森林生態(tài)系統(tǒng)；歷史時期；變遷格局；人類活動

0 引言

近年來，生態(tài)系統(tǒng)的歷史、生態(tài)系統(tǒng)組成部分的歷史以及生態(tài)危機的歷史，正變得越來越重要[1]。有關(guān)區(qū)域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)的歷史變遷問題，是學(xué)術(shù)界研究的熱點[2]。據(jù)研究，11世紀(jì)中期至13世紀(jì)晚期中歐與東歐的人口增長導(dǎo)致了嚴(yán)重的森林退化[3]；17世紀(jì)初至20世紀(jì)初歐洲殖民者向北美的殖民化導(dǎo)致了大規(guī)模的森林退化[4]；4000多年間，由于人口增長和人為不合理活動，我國的森林覆蓋率約由60%下降到10%左右[5]。可見，森林生態(tài)系統(tǒng)的變遷與人為活動密切相關(guān)，其退化不是一瞬間導(dǎo)致的，而是在漫長的歷史進(jìn)程中逐漸形成的。對于生態(tài)系統(tǒng)歷史的研究，屬于歷史生態(tài)學(xué)(historical ecology)、生態(tài)史(ecological history)、歷史變域(historical range of variability)等學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)[6-9]，這類研究均借鑒多學(xué)科領(lǐng)域的知識研究生態(tài)系統(tǒng)，通過對以往類似問題的研究增強對現(xiàn)狀的認(rèn)識[10]。西蒙斯[11]在《改變地表》一書中就采用了不同的、主要以年代為順序的研究方法來評述人類對自然環(huán)境的影響?？傮w來說，人類對森林的砍伐與清理極大地改變了歷史時期的植被[12]。

地處我國北方農(nóng)牧交錯帶偏農(nóng)區(qū)的晉北地區(qū)生態(tài)環(huán)境較為脆弱，其歷史時期的森林狀況及其成因備受爭議。晉北處于黃土高原東北邊緣，一些學(xué)者認(rèn)為黃土高原為干旱草原，過去沒有森林，另一些學(xué)者認(rèn)為黃土高原過去必然存在森林[13-14]。史念海[15]結(jié)合史料考證和實地考察，論證了黃河中游在歷史時期存在廣泛的森林，后經(jīng)歷了歷朝歷代的破壞而退化。關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)退化的原因不同學(xué)者仍有不同的看法，對于自然因素和人為因素的影響各有側(cè)重[16-18]。

本研究綜合歷史生態(tài)學(xué)的觀點和方法，搜集諸多歷史文獻(xiàn)資料研究歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的變遷，評述變遷發(fā)生的原因及生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾之后的運動方向，揭示歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷的格局，為生態(tài)建設(shè)工作提供歷史依據(jù)。

1 晉北森林生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)況

這里提及的晉北是指山西省北部(38°39′～40°44′N，110°56′～114°32′E)，地處內(nèi)、外長城之間，其行政范圍包括忻州市、朔州市、大同市共19個縣(區(qū))(圖1)。該區(qū)域地處我國北方農(nóng)牧交錯帶偏南地區(qū)，自北向南由溫帶半干旱氣候向溫帶半濕潤氣候過渡，降水集中在夏季，春冬季節(jié)干旱。降水少，蒸發(fā)多，水熱分布不均。

圖1 研究區(qū)范圍及位置示意圖

為了與歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行對比，有必要分析晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)況。晉北森林在解放初被采伐殆盡，建國后經(jīng)過幾十年的人工發(fā)展，林地稍有恢復(fù)。據(jù)2014年森林資源統(tǒng)計結(jié)果，晉北林地面積75.18萬hm2，占其總面積的23.68%?？傮w來說，現(xiàn)代晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)較為簡單，天然林不夠豐富，人工林較少且較單一，土壤較貧瘠，還有一定的鹽漬化現(xiàn)象。其中，林地以人工森林生態(tài)系統(tǒng)為主，主要種植樟子松、油松、新疆楊、小葉楊等大面積純林，樹種結(jié)構(gòu)較為單一；林地中少數(shù)為天然次生林，是五臺山、管涔山等山區(qū)的少數(shù)殘留林經(jīng)過幾十年的恢復(fù)而形成的。

2 研究方法

為研究歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的變遷，本研究搜集了與生態(tài)環(huán)境相關(guān)的諸多歷史文獻(xiàn)資料，基于歷史生態(tài)學(xué)的觀點，對各歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)狀況進(jìn)行了研究和判定，并從這些史料中挖掘形成該時期系統(tǒng)狀況的發(fā)展誘因。在挖掘誘因的過程中，關(guān)注不同人為活動對森林的干擾導(dǎo)致的系統(tǒng)后果，綜合前一時期的系統(tǒng)后果及后一時期的系統(tǒng)狀況歸納受人為活動影響之后森林生態(tài)系統(tǒng)的運動方向。綜上，在研究了6個歷史時期森林生態(tài)系統(tǒng)的狀況和誘因之后，對系統(tǒng)狀況、發(fā)展誘因、系統(tǒng)后果、運動方向進(jìn)行了提煉總結(jié)，整理出歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷的格局。

3 各歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)狀況

3.1 秦漢時期：原始森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從公元前222年到公元后265年，共486年。這一時期晉北平川盆地的森林開始遭受明顯破壞。其中秦朝僅有15年，曹魏也僅有45年，歷時均不長，對本區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的變遷影響不大，主要是西漢和東漢時期對本區(qū)森林造成了較大的破壞。破壞森林的主要原因如下。

(1)人口大增，森林任民采伐。據(jù)《中國人口史》[19]記載，西漢后期元始二年，全國人口達(dá)到5800余萬，今山西省境內(nèi)為286.1萬余，代郡在晉北境內(nèi)的9個縣共約14萬人，雁門郡在晉北境內(nèi)的12個縣共約25.2萬人，推估當(dāng)時晉北全境多于39萬人。從西漢中葉到東漢前期200多年的繁榮期，晉北縣邑和人口大增，人為活動領(lǐng)域擴大很多。漢朝允許人們隨意采伐森林；東漢、曹魏仍繼續(xù)采取“山林池陂，任民采取”的弛禁政策，導(dǎo)致人們生活區(qū)域附近及大道附近的森林遭到砍伐。

(2)養(yǎng)馬業(yè)發(fā)展。秦漢之際，本區(qū)牧馬業(yè)已具相當(dāng)規(guī)模。西漢與匈奴大規(guī)模作戰(zhàn)，主要是用騎兵。騎兵所用軍馬的牧馬基地主要分布在晉北，大行養(yǎng)牧的過程焚燒了平川盆地和緩坡處的森林，使其成為豐盛草原，以供養(yǎng)牧和放牧之需。

(3)農(nóng)耕業(yè)初興，墾殖面積擴大。在西漢初年，晉北的農(nóng)耕業(yè)開始發(fā)展，耕地面積不斷擴大。農(nóng)耕業(yè)的興起使軍民駐地附近的森林遭到砍伐，主要是平川盆地的森林被開墾為耕地，屯田為軍隊提供糧食。

(4)棺槨厚葬成風(fēng)，消耗木材。漢朝時期，十分盛行厚葬，特別是西漢時的墓葬大多用木材，而且官位越高，墓葬消耗木材越多。所有的官員以及平民死后都會厚葬，砍伐了很多森林木材，但當(dāng)時晉北森林眾多，在居住區(qū)附近就可以砍伐到很多不錯的木材，人們并不會舍近求遠(yuǎn)到偏遠(yuǎn)山區(qū)砍伐木材。

(5)戰(zhàn)爭頻繁，屯墾屯牧。兩漢時，晉北戰(zhàn)爭很多，有的戰(zhàn)爭規(guī)模很大，漢朝常在此大量駐軍。不僅砍伐森林供日常燃燒，而且在本區(qū)屯墾屯牧，破壞了晉北的森林。由于當(dāng)時的戰(zhàn)場并不廣闊，因此軍事活動僅破壞了城邑附近和大路兩側(cè)的森林，并沒有毀及廣大偏遠(yuǎn)山區(qū)的森林。

3.2 西晉-北周時期：人為毀壞的森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從265年～581年止，共316年。這一時期晉北曾先后被幾個王朝或地方割據(jù)勢力所占據(jù)或部分占據(jù)。尤其是北魏建都平城后近100年中，晉北成為我國北方政治、經(jīng)濟和文化中心，對本區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)變遷影響甚大。西晉到北周這300多年間，晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)在一段時間獲得恢復(fù)，一段時間又遭受破壞，但從整體來看，破壞的程度遠(yuǎn)高于恢復(fù)的程度，故而本時期晉北的森林面積比秦漢減少。破壞森林的主要原因如下。

(1)人口驟增，人為活動地盤不斷擴大。西晉時期，晉北人煙相當(dāng)稀少。北魏建都平城期間，晉北人口比西漢峰值翻了一番多，有時甚至翻了兩番多。人為活動范圍因人口的突然增多而不斷擴大，導(dǎo)致森林不斷被采伐和破壞，數(shù)量漸趨減少[20]。

(2)大建城池、宮殿、陵寢、寺宇。北魏定都平城后，為完善都城的建設(shè)，在本區(qū)開始大建城池、宮殿、陵寢和寺宇，建筑物多高大而且成片成群，消耗了大量的木材，平原被砍伐殆盡，必然導(dǎo)致低山區(qū)的森林遭受砍伐。

(3)農(nóng)耕業(yè)與畜牧業(yè)興盛。北魏雖是少數(shù)民族建立的政權(quán)，但注重學(xué)習(xí)漢族的生產(chǎn)方式，提倡農(nóng)耕，為開拓農(nóng)田的面積，不斷焚毀森林墾為農(nóng)田，使平川盆地森林顯著減少。當(dāng)時的晉北仍是十分重要的畜牧基地，規(guī)模不斷擴大，為開拓牧地，低山區(qū)的森林遭受焚毀。

(4)鑿山開道。北魏建都平城后，特別重視開鑿道路。道路及附近建筑物的興建及頻繁的使用，毀及沿線兩側(cè)山上較多的森林。

3.3 隋唐-遼金元時期：退化的森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從581年楊堅建立隋朝起，到1369年明軍占領(lǐng)大同止，共788年。這一時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)在隋唐時期因人煙稀少，蕭條荒僻，森林植被得到一定恢復(fù)，分布范圍有所擴大，質(zhì)量也有所提高。然而，遼金元時期，本區(qū)的政治地位相當(dāng)重要，森林遭到連續(xù)不斷的破壞，總趨勢是破壞程度越來越劇烈，使晉北森林顯著減少，林分質(zhì)量明顯降低。破壞森林的主要原因如下。

(1)人口成倍增加，活動范圍成倍擴大。晉北人口在遼代比唐朝翻了幾番，金代又一翻再翻，突破百萬大關(guān)，呈現(xiàn)人丁興盛高峰，人口數(shù)量的劇增使森林明顯減少。

(2)連續(xù)的“馳山禁”。1100年，朝廷下詔“馳朔州山林之禁”[21]，致使該地山林遭到嚴(yán)重破壞。在連續(xù)的“馳山禁”詔許下，低山區(qū)森林被采伐殆盡，森林向高山區(qū)退縮。直到元末，深高山上還有大片森林。

3.4 明朝時期：殘留的森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從1369年正月明朝大將常遇春攻入大同起，至1644年明大同總兵姜瓖投降清軍止，共275年。明朝將本區(qū)視為“肩背之地，鎮(zhèn)守攸重”，雖然人口增加不多，但人為的備戰(zhàn)活動卻很頻繁，致使明朝的森林生態(tài)系統(tǒng)受到很大破壞。破壞森林的主要原因如下。

(1)大筑長城等邊防工事，備戰(zhàn)活動頻繁。自明朝初建，因筑造長城、關(guān)堡等防御工程，晉北森林生態(tài)系統(tǒng)不斷遭受破壞。元朝末年，晉北所剩森林已經(jīng)不多，經(jīng)歷明朝大量筑造城池營壘等防御工事，搜索砍伐留存于深山高山的一些森林，導(dǎo)致本區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)被大量摧毀。

(2)軍民濫伐成風(fēng)，焚荒成為定制。由于政策允許，明朝時期本區(qū)的商人及駐軍對森林進(jìn)行大肆砍伐。為抵御胡人，皇帝一再下令焚荒，出塞焚燒灌草成為定制。年復(fù)一年地按規(guī)定隘口、所經(jīng)路線無遺漏地“且行且焚”?？傊?，明朝對本區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的摧毀十分嚴(yán)重，深山高山森林被大量砍伐。

3.5 清-民國時期：摧毀殆盡的森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從1644～1949年新中國成立為止，共305年。進(jìn)入清朝，本區(qū)已幾乎無林可言，個別偏遠(yuǎn)高山陡坡存留少許殘林，散生樹木也極少。由于晉北森林已幾乎消亡，故森林生態(tài)系統(tǒng)變遷已不再明顯，只是植被繼續(xù)惡化。植被惡化的主要原因如下。

(1)人口持續(xù)增加。自1711年頒布了“滋生人丁，永不加賦”詔令后，既鼓勵人口生育，又從政策上消除了人口匿報現(xiàn)象，因而人口顯著增多。

(2)無休止的陡坡輪耕。由于明朝時對森林植被已摧毀殆盡，到清朝時土地貧瘠化、沙化、鹽堿化更為嚴(yán)重，生產(chǎn)能力降低。除長期廣種薄收、拓坡粗耕外，人們生活所需的一些零用材也要搜索砍伐僅存的殘林樹木，致使森林蕩然無存[22]。雖然本期已多用煤炭，但交通不便處仍多沿用薪材為燃料，不斷去海拔更高處的崎嶇陡峻處樵采伐。

3.6 建國后：人工森林生態(tài)系統(tǒng)

本期從1949年至今，共68年。60多年來，晉北林業(yè)建設(shè)雖然走了一些彎路，但總趨勢逐步前進(jìn)，獲得很大發(fā)展。從歷史時期看，植樹造林規(guī)模前所未有。植被恢復(fù)的主要原因如下。

(1)進(jìn)行四旁綠化和農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)。建國之后，人們在村旁、宅院旁、路旁、水域旁大量植樹。70年代開始，在平川盆地著手農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)。到1975年，一些鄉(xiāng)村已建成了田成方、樹成行的農(nóng)田林網(wǎng)。

(2)在荒山荒地種植大面積人工林。建國后，每年都不間斷地進(jìn)行大面積造林，使晉北森林面積比建國前約增加了10倍。人工林的大量增加使森林面積顯著擴大，天然林雖也有所擴大，但所占比重較少。

3.7 歷史時期森林生態(tài)系統(tǒng)變遷格局

通過對史料的全面分析研究，從系統(tǒng)狀況、發(fā)展誘因、系統(tǒng)后果及系統(tǒng)運動4個方面對我國晉北6個典型歷史時期森林生態(tài)系統(tǒng)的狀況進(jìn)行了提煉總結(jié)，得到了歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷的格局(圖2)。

圖2 歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)變遷的格局

3.7.1 系統(tǒng)狀況的變遷 歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的狀況發(fā)生了顯著變化，由秦漢時期的原始森林生態(tài)系統(tǒng)到建國前被摧毀殆盡的森林生態(tài)系統(tǒng)，其退化程度越來越高，直至建國后，人們大量植樹造林，人工林?jǐn)?shù)量突增，形成了人工恢復(fù)形成的森林生態(tài)系統(tǒng)，自此晉北森林的退化得到遏制，并獲得了一定程度的恢復(fù)(圖3)。

3.7.2 發(fā)展誘因、系統(tǒng)后果及系統(tǒng)運動 歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的變遷無一不與人類活動緊密相關(guān)，人類活動對森林的重要影響改變了歷史時期晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的狀況。除建國后人們植樹造林使晉北被破壞的森林得到一定恢復(fù)以外，在歷史上人類活動是導(dǎo)致晉北森林退化的根本原因。歸納來講，農(nóng)牧焚墾、軍事破壞及木材外用是晉北森林生態(tài)系統(tǒng)被破壞的主要原因。

由于人類活動的不斷破壞，晉北的森林漸趨減少，質(zhì)量漸趨低劣。歷史時期人們對森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞的一般規(guī)律是由易到難、由近至遠(yuǎn)，破壞的大體順序是由平川盆地至低山區(qū)，由低山區(qū)至高山區(qū)，直至山區(qū)森林被摧毀殆盡。

4 結(jié)論與討論

基于史料所進(jìn)行的上述研究表明，歷史上晉北曾經(jīng)是廣袤的森林，森林生態(tài)系統(tǒng)完備。自秦漢以來的2000多年間，晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化，退化主要是各種人為活動直接導(dǎo)致的。雖然有些歷史時期晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)稍有恢復(fù)，但總趨勢是退化加劇，直至森林生態(tài)系統(tǒng)被摧毀殆盡。

圖3 晉北森林生態(tài)系統(tǒng)在歷史時期的變遷狀況

建國后晉北的森林生態(tài)系統(tǒng)得到較大發(fā)展，森林面積顯著擴大。從整個歷史時期看，短短的60多年，遏止了本區(qū)森林的退化，森林面積逐漸增多，基本上扭轉(zhuǎn)了歷史時期森林植被不斷被摧毀致使的生態(tài)環(huán)境惡化趨勢，使晉北初步擺脫了生態(tài)惡化的歷史。雖然當(dāng)前森林生態(tài)系統(tǒng)中天然林所占比重較少，仍主要以人工林為主，樹種單一，質(zhì)量不高，森林生態(tài)系統(tǒng)狀況仍比較脆弱，但晉北已逐步向生態(tài)改善的方向發(fā)展。

晉北目前的狀況仍處于生態(tài)恢復(fù)的初期，森林覆蓋率約21%[23]，距晉北秦漢時期原始森林生態(tài)系統(tǒng)狀況仍有較大差距。從歷史研究來看，晉北生態(tài)建設(shè)的潛力空間十分巨大，森林覆蓋率及林分質(zhì)量可進(jìn)一步提高，因此未來晉北森林生態(tài)系統(tǒng)的完善是一個需要長期努力的過程。

許多研究認(rèn)為，北方農(nóng)牧交錯帶生態(tài)系統(tǒng)退化的原因是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果[24-25]，而本研究通過對各種關(guān)于生態(tài)環(huán)境方面的歷史資料及相關(guān)文獻(xiàn)的研究表明，在我國北方農(nóng)牧交錯帶南側(cè)的晉北地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)退化的直接原因是各種人為活動，對生態(tài)系統(tǒng)不利的各種自然因素也是人為活動造成的后果。正是由于人為活動改變了區(qū)域的森林環(huán)境，而森林與水文、氣候、土壤等因素息息相關(guān)，森林的減少導(dǎo)致區(qū)域的氣候改變，干旱加劇，土壤貧瘠，進(jìn)而導(dǎo)致森林的進(jìn)一步減少，使生態(tài)系統(tǒng)愈發(fā)偏離平衡。

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(責(zé)任編輯：管珊紅)

Study on Changes of Forest Ecosystem in Northern Shanxi Province in Historical Period

WANG Xiao-jun1,2, WANG Ya-wen1, ZHANG Luan1, ZHANG Xiao-tong3, LI Ru-meng2

(1. Institute of Loess Plateau, Shanxi University, Taiyuan 030006, China; 2. College of Environment and Resources, Shanxi University, Taiyuan 030006, China; 3. National Engineering Research Center for Housing and Residential Environment, Beijing 100044, China)

Through the analysis of both existing historical data and existing research results, we thoroughly studied the systematic situation, developmental causes, systematic consequences and systematic movement of forest ecosystem in six typical historical periods of northern Shanxi province in China. The results indicated that: throughout the history, the forest ecosystem in northern Shanxi province degraded more and more seriously except for it got a little recovery after the foundation of China. The human activity was the root cause leading to the degradation of forest ecosystem in northern Shanxi province. The destruction of forest ecosystem in northern Shanxi province caused by human activity became from easy to difficult, and from near to far. The forest ecosystems in the plain and basin were destructed firstly, followed by those in low mountainous area and high mountainous area in sequence.

Forest ecosystem; Historical period; Change pattern; Human activity

2017-05-03

山西省科技重大專項(20121101011)。

王曉軍(1968—)，男，山西絳縣人，副教授，碩士生導(dǎo)師，博士，主要從事自然資源評價與管理研究。

S718.5

A

1001-8581(2017)09-0116-05