1635—1643年中國群聚性災(zāi)害的時空演進與氣候背景*

高興，李鋼，2，王星星，王爍，汪宇欣，張翠玲

1. 西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院/陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點實驗室，陜西西安 710127

2. 黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室，陜西西安 710061

作為農(nóng)業(yè)大國，中國的歷史發(fā)展受自然災(zāi)害影響深遠［1］。在全球變暖的背景下，未來會面臨更多極端天氣與自然災(zāi)害，經(jīng)濟發(fā)展與社會穩(wěn)定將迎來更多挑戰(zhàn)［2］。旱災(zāi)、澇災(zāi)、蝗災(zāi)作為歷史上的三大自然災(zāi)害，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害甚重，常造成社會動蕩甚至對朝代更迭推波助瀾［3］。關(guān)注歷史上的群聚性災(zāi)害尤其是罕見的嚴重災(zāi)異事件，探究其時空演進特征及各災(zāi)種間的相互關(guān)聯(lián)，對災(zāi)害防控與生態(tài)保護具有重要意義［4］。

17 世紀上中葉處于明清小冰期相對寒冷的階段，是災(zāi)害頻發(fā)和社會動蕩的時期［5］。急劇降溫伴隨著頻繁的自然災(zāi)害，尤其是1635—1643年旱、蝗、饑、疫等災(zāi)害集中暴發(fā)，造成極大的社會影響，這是一次典型的極端群聚性災(zāi)害事件，各災(zāi)種的群聚性時空分布特征和內(nèi)部關(guān)聯(lián)值得深入解析。

正史、地方志、日記等歷史記錄對歷史環(huán)境變遷和歷史災(zāi)害研究至關(guān)重要，為現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)方法的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。有學(xué)者依據(jù)史料對崇禎末年極端干旱的空間格局、旱情程度（降水）進行了估算，認為該階段處于華北地區(qū)500年來最干旱的時期［6］，甚至威脅華東［7］、西北［8］、東北［9］多個省份。極端旱災(zāi)往往伴隨著嚴重的蝗災(zāi)暴發(fā)［10］，滿志敏曾對崇禎末期蝗災(zāi)的時空分布特征進行探討，提出了填空、扇形等擴散模式［11］，但缺乏對各災(zāi)種群聚特征的挖掘。為此，本研究依據(jù)歷史文獻記載，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計方法與空間分析技術(shù)，以旱災(zāi)、蝗災(zāi)為主線復(fù)原1635—1643 年群聚性災(zāi)害的時空演進過程與相互關(guān)聯(lián)，識別核心災(zāi)區(qū)，揭示氣候背景，以期為當(dāng)前防災(zāi)減災(zāi)工作提供歷史參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

依據(jù)持續(xù)完善的中國歷史蝗災(zāi)數(shù)據(jù)庫整理出明末蝗災(zāi)記錄，通過《中國蝗災(zāi)史》［12］對蝗災(zāi)記錄校核補充，結(jié)合文獻［13］篩選出1635—1643年有關(guān)旱災(zāi)、蝗災(zāi)、饑荒、疫災(zāi)事件的歷史記錄。經(jīng)過重復(fù)剔除、古今地名對照與校對等系統(tǒng)整理，以縣（底圖來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心發(fā)布的1∶100 萬矢量地圖）、年為時空單元建立我國該時期災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，包含發(fā)災(zāi)時間、受災(zāi)縣域、災(zāi)情描述、災(zāi)害等級等條目，共計767 條蝗災(zāi)記錄，930 條旱災(zāi)記錄，348 條疫災(zāi)記錄以及865 條饑荒記錄。

1.2 災(zāi)害等級

根據(jù)歷史文獻文字描述，采用語義分析確定災(zāi)害等級來衡量災(zāi)情的方法，已廣泛應(yīng)用于歷史災(zāi)害研究中［14-16］。結(jié)合定性與定量分析，根據(jù)不同災(zāi)種的持續(xù)時長、受災(zāi)范圍、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的破壞程度或?qū)θ伺c社會的影響，將旱災(zāi)與蝗災(zāi)的發(fā)生劃定為4個等級，即Ⅰ級輕災(zāi)，Ⅱ級中災(zāi)，Ⅲ級大災(zāi)，Ⅳ級重災(zāi)（表1）。

表1 歷史旱災(zāi)、蝗災(zāi)等級劃定標準Table 1 The classification standard of historical drought and locust plagues

1.3 研究時段

明代崇禎末期，我國中東部發(fā)生了持續(xù)十余年的旱情，伴隨同期發(fā)生的蝗災(zāi)、饑荒、瘟疫，各種災(zāi)害集中暴發(fā)嚴重影響了生態(tài)與社會系統(tǒng)的穩(wěn)定。其中，1635—1643 年間旱災(zāi)、蝗災(zāi)最為嚴重，因此將該階段確定為研究時段，繪制各災(zāi)種受災(zāi)縣次圖（圖1）。各災(zāi)種逐年受災(zāi)縣次均呈現(xiàn)單峰型“快增慢減”的態(tài)勢，在1639—1640 年一年內(nèi)災(zāi)害群發(fā)，其中旱災(zāi)與饑荒波及的范圍最廣，僅1640年受旱災(zāi)和饑荒影響的縣次就接近300?；葹?zāi)盛行于1638—1641 年，在這個階段平均每年有150個縣次受災(zāi)。而疫災(zāi)在1641年災(zāi)情最重，涉及174個縣次。

圖1 1635—1643年群聚性災(zāi)害受災(zāi)縣次Fig.1 Counties affected by clustering disasters during 1635-1643

1.4 空間自相關(guān)分析

針對要素位置和屬性特征的空間自相關(guān)，指通過統(tǒng)計方法計算空間單元之間的相關(guān)性程度，即衡量不同觀察對象的相同屬性在空間上的相互關(guān)系。計算公式為

Moran 指數(shù)I的取值范圍在-1～1 之間。當(dāng)I＞0 時，表示正相關(guān)；當(dāng)I ＜0 時，表示負相關(guān)。I值越接近-1 或1，表示相關(guān)性越高。Sij=（xi--x）（xj- -x）是相鄰空間單元的屬性值與總體均值之差的叉積，代表不同空間單元屬性的相似程度，Wij為要素i與j的權(quán)重。δ2為總體方差，計算公式為

式中E(I),var(I)分別為I值的期望與方差。當(dāng)Z＞0時，表示空間對象呈聚集狀態(tài)；Z＜0 時，呈分散狀態(tài)；Z=0時，呈獨立隨機狀態(tài)。

2 群聚性災(zāi)害時空演進過程

2.1 旱災(zāi)演進過程

1635—1643 年旱災(zāi)受災(zāi)縣次空間演化見圖2。1635 年，河南、河北、陜西、安徽等11 個省份相繼出現(xiàn)旱情，史料記載河北肥鄉(xiāng)“三月大旱”，陜西戶縣“歲大旱”等，各地以Ⅰ級旱情為主，河南、安徽多縣受災(zāi)，豫北局部出現(xiàn)Ⅳ級大旱。1636 年，長江下游旱情明顯加重，尤其是江西、浙江兩省，多為Ⅱ級旱情。陜南、豫南部分地區(qū)也受影響，史料中有“大旱，熱且久，自五月至七月，雨不及寸”“旱，不雨”“大旱，饑”等描述。1637 年，災(zāi)情稍緩，但冀魯豫多地仍“夏旱無麥”，關(guān)中出現(xiàn)Ⅱ級旱災(zāi)造成“秋禾無收”，閩粵贛三省交界處部分地區(qū)同樣出現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ級旱情。1638 年，旱情整體加重，受災(zāi)地區(qū)集中在黃河中下游與長江下游。河南密縣、山東平原縣等地出現(xiàn)Ⅱ級干旱，陜北、晉中出現(xiàn)秋旱，蘇浙皖交界20 個縣出現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ級旱情，海南瓊?？h、儋縣出現(xiàn)秋旱。史料記錄“不雨，麥未播種”“亢旱，禾枯糧盡”等。1639 年，華北地區(qū)受災(zāi)面積顯著增加，以黃河下游為主。河北、河南兩地近40 個縣受災(zāi)，以Ⅱ、Ⅲ級為主，個別地區(qū)甚至出現(xiàn)Ⅳ級，造成嚴重社會影響，史料記載河北雄縣“連年大旱、人相食”。春夏兩季山東多地出現(xiàn)Ⅱ級旱災(zāi)，蘇浙皖災(zāi)情較上年有所緩解。1640 年，受災(zāi)范圍急劇擴大，災(zāi)害等級迅速上升，全年多達295個縣域受災(zāi)，形成了北至河北，西至隴東，南至長江下游的三角形災(zāi)區(qū)。河北、山東、河南、山西大面積持續(xù)干旱，多地“干旱不雨”持續(xù)至次年夏，災(zāi)情以Ⅱ、Ⅲ級為主，史料記載河南襄城“大旱，禾草俱枯”。關(guān)中平原及甘肅東部受災(zāi)范圍較小但旱情不輕，以Ⅲ級嚴重干旱為主。蘇浙皖地區(qū)不僅受災(zāi)范圍廣，旱情也較重，多地出現(xiàn)Ⅳ級干旱。在有災(zāi)情記錄的295 個縣中，Ⅱ級發(fā)生縣次137，占46.4%，Ⅲ級嚴重發(fā)生縣有102 個，占34.6%，44 個縣遭受Ⅳ級干旱，占14.9%。整個黃淮海平原受旱情籠罩，1640 年也成為明末旱災(zāi)最嚴重的一年。1641 年，旱情在東部地區(qū)分異為黃河下游、長江下游地區(qū)兩部分。河北、山東、河南的旱情較上年減弱，以Ⅱ、Ⅲ級旱災(zāi)為主，關(guān)中及甘肅東部已好轉(zhuǎn)。長江下游干旱仍舊持續(xù)，江蘇、浙江、安徽受災(zāi)較重，史料記載“旱，有麥無禾，河枯”“是年復(fù)旱，湖水涸”等。1642 年，大部分地區(qū)的旱情基本結(jié)束，僅河北南部、長江中下游沿岸部分地區(qū)殘留旱情，多為Ⅰ級。1643 年，大范圍旱情告停，僅湘贛及長江下游仍有殘余?？傮w來看，此次大旱持續(xù)時間長，涉及范圍廣，以黃淮海平原受災(zāi)最重，長江中下游次之，最后是關(guān)中。

綜合看來，1635—1643 年我國東部持續(xù)干旱，山東、河南、河北、陜西、山西、甘肅、安徽、江蘇等18 個省份不同程度受災(zāi)，殃及295 個縣域，旱情極重。其中，1640 年旱情最重，幾乎覆蓋了華北平原、長江中下游平原及關(guān)中平原，甚至波及至云貴高原。分階段看，1635～1637 年處于波動期，旱災(zāi)涉及縣數(shù)由37 增長至72，其后又稍顯緩解。1638 年后受災(zāi)范圍顯著擴大，至1640 年全面暴發(fā)，受災(zāi)范圍與災(zāi)情等級達到頂峰。1641—1643 年，災(zāi)情減退，1642 年受災(zāi)范圍減少至45縣，得到較大改善。1644 年雖有增長，但大范圍內(nèi)的旱災(zāi)已基本結(jié)束。

2.2 蝗災(zāi)演進過程

旱災(zāi)同期蝗災(zāi)大發(fā)，史稱“明崇禎大蝗”，繪制逐年蝗災(zāi)縣次分布圖（圖3）。1635年，今北京、河北、陜西、河南等地相繼暴發(fā)蝗災(zāi)，其中河南發(fā)生區(qū)域最廣，約占總發(fā)生面積的一半，以Ⅱ級災(zāi)害為主。1636 年，受災(zāi)區(qū)域與上年差別不大，多Ⅱ級蝗災(zāi)，南北稍有延伸。北至渤海灣，南至湖南中部。陜晉豫三省交界受災(zāi)最重，河北、山東、江蘇等地亦有零散分布。1637 年，蝗災(zāi)發(fā)生縣數(shù)增至52，主要分布于渭河平原與黃淮海平原，關(guān)中、冀魯豫受災(zāi)較重，河南多地暴發(fā)Ⅲ級蝗災(zāi)。同時珠江流域出現(xiàn)了輕度蝗災(zāi)，寧夏北部、江蘇南部亦有發(fā)災(zāi)，受災(zāi)范圍開始擴散。1638 年，蝗災(zāi)發(fā)生縣數(shù)呈爆發(fā)式增長，災(zāi)區(qū)進一步擴散且等級加劇，Ⅲ級災(zāi)害增多。關(guān)中災(zāi)區(qū)與黃淮海災(zāi)區(qū)連成一片，自渭河上游至膠東半島，災(zāi)區(qū)東西綿延近1 500 km，向西甚至已蔓延至河西走廊。長江下游出現(xiàn)集中暴發(fā)，蘇皖湖泊密集區(qū)與入?？谑転?zāi)較重。以河南省災(zāi)情最為嚴重，受災(zāi)縣數(shù)高達43，其次為山東、江蘇。1639 年，受災(zāi)區(qū)域與上年大致相同，黃淮海平原受災(zāi)更加密集。陜北出現(xiàn)零星分布，長江三角洲的蝗災(zāi)向西、南繼續(xù)蔓延，四川盆地已輕微受災(zāi)。1640 年，關(guān)中受災(zāi)緩解，黃淮海平原成為核心災(zāi)區(qū)，Ⅲ、Ⅳ級蝗災(zāi)發(fā)生顯著增多，北至灤河下游，南抵長江下游，一片赤野，從波及縣數(shù)及災(zāi)害等級看，此次大蝗在這一年發(fā)展至頂峰。1641 年，發(fā)災(zāi)縣數(shù)有所減少，受災(zāi)區(qū)域已收縮至黃河、長江兩河下游等水源較豐富的區(qū)域。河南南部、山東大部等相對較旱地區(qū)受災(zāi)明顯減弱，總體表現(xiàn)出消退趨勢。1642 年，受災(zāi)面積顯著減少，只有24 個縣域發(fā)生蝗災(zāi)，零星分布于海河、黃河、長江下游，均為Ⅰ級災(zāi)害。1643 年，大規(guī)模的蝗災(zāi)已經(jīng)消亡，至此持續(xù)多年的崇禎大蝗終告結(jié)束。

圖3 1635—1643年蝗災(zāi)空間演化Fig.3 Evolution of locust plagues during 1635-1643

此次崇禎大蝗事件，受災(zāi)區(qū)域之廣、持續(xù)時間之長歷史罕見?；葹?zāi)高發(fā)區(qū)域為黃淮海平原及長江下游地區(qū)，與旱災(zāi)重災(zāi)區(qū)基本一致，起于黃淮海平原，極盛時甘肅、內(nèi)蒙古、四川，甚至海南等地均不同程度受災(zāi)。在發(fā)展過程中，存在較為明顯的受災(zāi)核心由北向南逐漸移動的過程，短時間內(nèi)蔓延至關(guān)中平原與長江下游，尤其是蘇皖湖泊密集區(qū)成為本次蝗災(zāi)事件的重災(zāi)區(qū)。

繪制旱、蝗累計災(zāi)害等級分布圖（圖4），計算標準化橢圓明確核心災(zāi)區(qū)。可以發(fā)現(xiàn)，旱災(zāi)、蝗災(zāi)分布均表現(xiàn)出顯著的空間異質(zhì)性，高發(fā)區(qū)域較為一致，均聚集黃淮海平原與長江下游地區(qū)，主要包括河北、山西、河南、山東、江蘇、安徽及陜西、湖北、江西、浙江的部分地區(qū)。旱災(zāi)分布存在兩個核心災(zāi)區(qū)，一是黃淮海流域，包括河北、河南、山東、江蘇等，二是長江下游沿線以及太湖、鄱陽湖等濱湖一帶。蝗災(zāi)分布相對集中，主要聚集在黃河下游沿線，體現(xiàn)出顯著的“水緣性”特征，集中分布在河網(wǎng)密布、湖泊眾多的平原地區(qū)。

圖4 1635—1643年旱災(zāi)和蝗災(zāi)累計災(zāi)害等級分布Fig.4 Distribution of accumulated ranks of drought and locust plagues during 1635-1643

2.3 饑荒、瘟疫、戰(zhàn)爭時空特征

旱情的迅速擴張，使東部大部分地區(qū)尤其是河南、山東、河北等地糧食產(chǎn)量嚴重不足，同時蝗災(zāi)的大規(guī)模暴發(fā)加劇了糧食的減產(chǎn)甚至絕收，進而產(chǎn)生大范圍饑荒。統(tǒng)計結(jié)果表明，1640 年和1641年是暴發(fā)饑荒縣次最多的年份，分別有286和208 個縣次受災(zāi)，對應(yīng)旱災(zāi)和蝗災(zāi)最嚴重的兩年。華北平原與長江中下游平原是我國最重要的糧食產(chǎn)地，嚴重的饑荒使災(zāi)情從減產(chǎn)區(qū)蔓延至存在糧食供應(yīng)或依賴關(guān)系的其他地區(qū)。此次饑荒涉及范圍甚廣，河南、江西、浙江、山東、安徽等省份均不同程度受災(zāi)，部分地區(qū)竟上演“父子、兄弟、夫妻相食”“樹皮食盡，發(fā)瘞胔以食”的人間慘劇。

由于旱蝗肆虐糧食減產(chǎn)造成的生活水平下降，惡劣的自然環(huán)境與低下的衛(wèi)生醫(yī)療條件為疫情的產(chǎn)生與擴散提供了條件。明代最嚴重的瘟疫暴發(fā)于崇禎年間，其中1641 年疫情最重，受災(zāi)縣次達174。隨著旱災(zāi)與蝗災(zāi)的逐漸消退，疫情隨之緩解，1641 年受災(zāi)縣次已降至45。在空間分布上，河北、山西、山東、河南等省份受災(zāi)較重，與旱災(zāi)與蝗災(zāi)重災(zāi)區(qū)一致。

民不聊生勢必造成社會動蕩，在1635—1643年期間，共發(fā)生大小30 余次戰(zhàn)爭，在1641—1643年顯著增多，對應(yīng)了旱災(zāi)與蝗災(zāi)的高發(fā)時段并體現(xiàn)出持續(xù)影響。其中，以李自成、張獻忠等農(nóng)民起義為主，多位于河南、安徽、湖南、湖北、陜西等地。另外，清軍南下，改朝換代已不可避免，持續(xù)多年的自然災(zāi)害、農(nóng)民起義與外敵入侵造成社會動蕩，內(nèi)憂外患使明政權(quán)迅速走向滅亡，百姓長期生活在水深火熱之中。據(jù)本文統(tǒng)計，大部分蝗災(zāi)都會引起禾稼受損、糧食歉收，進而導(dǎo)致饑荒、瘟疫。從群發(fā)災(zāi)害的時空特征看，饑荒與瘟疫的發(fā)生存在較為明顯的滯后性，饑荒較旱、蝗災(zāi)害滯后約1 年，而瘟疫滯后約2 年，體現(xiàn)出完整的農(nóng)業(yè)災(zāi)害鏈發(fā)災(zāi)模式，使災(zāi)情成倍惡化。

2.4 旱蝗對比分析

針對旱災(zāi)、蝗災(zāi)的空間分布進行全局空間自相關(guān)分析（表2），結(jié)果表明，旱災(zāi)與蝗災(zāi)的Moran指數(shù)均為正值，即均具有集聚趨勢，旱災(zāi)分布的Z值得分高于蝗災(zāi)，表明旱災(zāi)發(fā)生的聚集趨勢更顯著。旱災(zāi)的發(fā)生受大范圍氣候波動直接影響，在空間上涉及范圍更廣，連續(xù)性更高。

表2 旱災(zāi)、蝗災(zāi)空間自相關(guān)分析得分Table 2 Autocorrelation analysis of drought and locust plagues

整合旱災(zāi)、蝗災(zāi)歷史記錄，繪制僅發(fā)生旱災(zāi)、僅發(fā)生蝗災(zāi)及旱蝗同時發(fā)生的縣域空間分布圖（圖5），僅發(fā)生旱災(zāi)未遭受蝗災(zāi)的縣域主要分布在華北北部的河北、山東、山西，及長江中下游南部的湖南、江西等山地。僅發(fā)生蝗災(zāi)未遭受旱災(zāi)的縣域較少，零星分布在河南、山東、陜西等省份的平原地區(qū)。同時遭受旱災(zāi)、蝗災(zāi)侵害的縣域分布較廣，與之前統(tǒng)計的蝗災(zāi)暴發(fā)空間分布較為一致，集中在黃河下游與長江下游平原地區(qū)。

圖5 1635—1643年僅發(fā)生旱災(zāi)、僅發(fā)生蝗災(zāi)及旱、蝗同時發(fā)生的空間分布Fig.5 Distribution of drought without locust plagues,locust plagues without drought,drought and locust plagues during 1635-1643

蝗災(zāi)與旱災(zāi)的發(fā)生關(guān)系相當(dāng)密切。據(jù)本文統(tǒng)計，蝗災(zāi)與干旱受災(zāi)縣數(shù)在1635—1643 年間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系（r=0.711*）。采用自然間斷點分級法（Jenks）將各縣歷年旱災(zāi)、蝗災(zāi)累計受災(zāi)劃分為弱、中、強三級，匯總不同強度旱災(zāi)發(fā)生時的蝗災(zāi)強度，探究旱災(zāi)與蝗災(zāi)的并發(fā)關(guān)系?？梢钥闯?，當(dāng)旱災(zāi)強度上升時，中強度蝗災(zāi)的發(fā)生頻率明顯升高（圖6），干旱對蝗災(zāi)暴發(fā)的促進作用顯著。從生物學(xué)角度來看，干旱可當(dāng)作蝗蟲生存的一種壓迫機制，即旱情影響蝗蟲的產(chǎn)生與遷飛。結(jié)合旱災(zāi)蝗災(zāi)暴發(fā)空間分布格局可以發(fā)現(xiàn)，干旱作為促使蝗災(zāi)發(fā)生的重要因素，一般蝗災(zāi)年份均有大旱出現(xiàn)，但干旱年份未必出現(xiàn)大范圍的蝗災(zāi)［17］?？梢?，氣候環(huán)境變化對生物災(zāi)害的影響十分顯著。

圖6 不同強度旱災(zāi)下的蝗災(zāi)強度分布Fig.6 Distribution of locust plagues intensity in different drought intensity

3 氣候背景分析

3.1 氣溫背景分析

根據(jù)過去5 000年中國氣溫重建序列［18］，明代整個階段（1368—1644）處于前所未有的低溫期（圖7a）?；葹?zāi)暴發(fā)對氣溫變化的響應(yīng)關(guān)系，眾多學(xué)者基于不同研究時段和地域得到的結(jié)論不盡相同。有學(xué)者［19-20］認為寒冷氣候會限制蝗災(zāi)發(fā)生，也有學(xué)者［21］認為在冷期暴發(fā)蝗災(zāi)的幾率更大。從本時段來看，無論是華北地區(qū)還是華東地區(qū)，都遭遇整個低溫期的最低谷（圖7b），相對寒冷的氣候環(huán)境更有利于蝗災(zāi)的暴發(fā)，而進一步明確蝗災(zāi)對氣溫變化的響應(yīng)或須長時序、大尺度、分區(qū)域的復(fù)合分析。

圖7 研究時段在氣溫重建序列中的位置Fig.7 Position of research period in historical temperature series

3.2 降水背景分析

干旱與蝗災(zāi)暴發(fā)的聯(lián)系十分緊密，由干旱創(chuàng)造的適宜蝗蟲生存與繁衍的環(huán)境是關(guān)鍵因素［22］。根據(jù)1500—1800 年的華北降水重建序列［23］（圖8），本時段處于前后300年降水量的低谷，長期干旱為蝗災(zāi)發(fā)生提供了穩(wěn)定的孕災(zāi)環(huán)境，根據(jù)Yi等［23］的分級標準，本研究時段達到“非常干旱”的水平。1635—1636 年間處于干旱的極值，遭受蝗災(zāi)侵害的縣次逐漸增加，隨著降水逐漸增多，1640 年蝗災(zāi)全面暴發(fā)，表明蝗災(zāi)與旱災(zāi)的暴發(fā)在時間上存在滯后性。

圖8 研究時段在重建降水序列中的位置Fig.8 Position of research period in historical precipitation series

3.3 遙相關(guān)分析

相關(guān)研究表明，明代末期由于太平洋副高氣壓與東亞季風(fēng)長期偏弱造成中國東部大面積干旱，或與El Ni?o事件存在聯(lián)系［24］。根據(jù)El Ni?o事件歷史年表［25］，在明末1640—1643 年發(fā)生過兩次較強的El Ni?o 事件，這通常導(dǎo)致中國東部夏季降水急劇減少。Ni?o3 指數(shù)顯示，1640 年前后在Ni?o3 區(qū)海溫異常導(dǎo)致夏季風(fēng)偏弱，對應(yīng)本時段自然災(zāi)害最嚴重的年份。另外，火山活動也是影響自然災(zāi)害暴發(fā)的重要因素［26］，火山噴發(fā)通過干擾太陽輻射影響大氣環(huán)流，促進災(zāi)害發(fā)生［5］。根據(jù)全球火山活動數(shù)據(jù)記錄［27］，在1638—1643 年間，僅亞洲范圍內(nèi)就發(fā)生過至少兩次強度（VEI）超過4 的火山噴發(fā)，但其與中國東部氣候變化和環(huán)境變遷的關(guān)聯(lián)仍需進一步探討。結(jié)合蝗災(zāi)暴發(fā)與氣溫、降水的響應(yīng)關(guān)系來看，在本研究時段內(nèi)，冷干氣候促進了蝗災(zāi)的發(fā)生。但持續(xù)干旱并不是蝗蟲最適宜的生長環(huán)境，長期來看，旱澇的頻繁轉(zhuǎn)換或是促使蝗災(zāi)暴發(fā)的主要原因，因此利用現(xiàn)代昆蟲學(xué)和生態(tài)學(xué)方法進行觀測與試驗是進一步研究蝗災(zāi)的必要方式。

4 結(jié) 論

本文基于歷史文獻記載，以旱災(zāi)、蝗災(zāi)為主線復(fù)原了1635—1643 年群聚性災(zāi)害事件的時空演進過程，識別核心災(zāi)區(qū)，關(guān)注各災(zāi)種間的關(guān)聯(lián)，分析此次群聚性災(zāi)害事件的氣候環(huán)境背景。主要結(jié)論如下：

1） 在時間上，不同災(zāi)種波及的縣次均呈單峰型“快增慢減”態(tài)勢，旱災(zāi)、蝗災(zāi)、饑荒在1638—1641 年涉及范圍較廣；旱災(zāi)、饑荒危害范圍最大，1640年二者發(fā)生縣次均接近300；疫災(zāi)經(jīng)歷較長的孕災(zāi)期，在1641年到達峰值。

2） 在空間上，旱災(zāi)廣泛分布于中國東部季風(fēng)區(qū)，核心災(zāi)區(qū)位于黃淮海流域與長江下游沿線，其中河北、河南、山東、江蘇等地受災(zāi)較重；蝗災(zāi)發(fā)生區(qū)域相對集中，核心災(zāi)區(qū)位于黃淮海平原北部，聚集在黃河下游沿線及河網(wǎng)湖泊周邊，體現(xiàn)顯著“水緣性”特征，河南、山東受災(zāi)最重。

3） 蝗災(zāi)的發(fā)生存在顯著空間關(guān)聯(lián)性與時間承繼性，旱蝗并發(fā)造成糧食減產(chǎn)甚至絕收；饑荒與疫災(zāi)相比旱蝗災(zāi)害具有滯后性，饑荒滯后約1 年，疫災(zāi)滯后約2年；干旱顯著促進了蝗災(zāi)的暴發(fā)，極端旱災(zāi)發(fā)生時蝗災(zāi)等級增加明顯。

4） 明清小冰期連續(xù)的極端冷干氣候加劇了蝗災(zāi)暴發(fā)，或與大尺度環(huán)流及外部環(huán)境變化相關(guān)；另外，“旱災(zāi)-蝗災(zāi)-饑荒-疫災(zāi)”災(zāi)害鏈成倍加重了災(zāi)情。