摘要:通過《陜西省志·地震志》《中國地震目錄》等匯編性史料提取明清時期(1368—1912年)關(guān)中地區(qū)地震發(fā)生頻次、位置、震級和地震災(zāi)害影響等信息,應(yīng)用指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、滑動平均及語義差異分析等方法,建立關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害時空變化圖并分析特征。結(jié)果表明:①明清時期關(guān)中地區(qū)地震有顯著的階段性、年代際和季節(jié)變化特征。1474—1676年是當(dāng)?shù)氐卣鹣鄬钴S期,其中1500年代和1480年代地震發(fā)生頻次最高,且多發(fā)于夏季。②地震震中主要分布于關(guān)中地區(qū)中東部,且隨時間變化震中逐漸分散,地震頻次及強(qiáng)度也隨之減弱。③關(guān)中地區(qū)歷史地震高發(fā)期處于汾渭地震帶第二活動期中,且區(qū)域空間分布特征為東強(qiáng)西弱。受多災(zāi)疊加、社會動蕩及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素影響,“小震大災(zāi)”情景時有發(fā)生。
關(guān)鍵詞:地震災(zāi)害;明清時期;關(guān)中地區(qū)
中圖分類號:P316.03文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1000-0666(2024)04-0596-13
doi:10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0059
0引言
地震是世界上破壞性最強(qiáng)的自然災(zāi)害之一,而我國又是世界上地震活動最強(qiáng)烈的國家之一。隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn),地震災(zāi)害及其帶來的次生災(zāi)害對社會發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅也日益增大。歷史上,中國地震災(zāi)害發(fā)生十分頻繁,地震震級較高、破壞性較強(qiáng),極易造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國務(wù)院辦公廳于2020年5月31日印發(fā)了《關(guān)于開展第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查的通知》(國辦發(fā)〔2020〕12號),主要針對地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、氣象災(zāi)害等六大類災(zāi)害開展全面調(diào)查(周勵,2021)。其中,深入研究歷史地震災(zāi)害發(fā)生情況,了解區(qū)域地震發(fā)生規(guī)律及分布特征,是地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查與評估的重要一環(huán)。
史料、地方志和匯編資料等是研究歷史地震的時空分布與影響范圍最基本的參考資料。圍繞地震災(zāi)害時空特征,目前已有許多研究。1956年中科院出版了《中國地震資料年表》,將歷史時期地震按年代、地點(diǎn)、出處等匯編至一處(中國科學(xué)院地震工作委員會,1956)。1986年,我國第一部有關(guān)天災(zāi)人禍的大型匯編資料《中國歷代天災(zāi)人禍表》出版,收集統(tǒng)計(jì)了先秦到清代2000多年的自然災(zāi)害和人為禍亂(陳高傭,1986)。1989年,陜西省地震局編纂了《陜西省志·地震志》,收集匯編自公元前1180—1986年的陜西轄區(qū)內(nèi)地震,將其按公元年發(fā)生順序進(jìn)行排列(陜西省地方志編纂委員會,1989)。
以往歷史地震研究也是依據(jù)匯編資料中所提供震級為基礎(chǔ)進(jìn)行分析研究,王理等(2003)收集了全國從公元前221年至1998年共5 649條地震信息,編制了中國歷史地震災(zāi)害圖譜,得出中國歷史強(qiáng)震有3個帶狀分布中心、總體空間分布特征為西強(qiáng)東弱的結(jié)果。鄭通彥等(2021)分析了1990—2020年中國大陸地區(qū)地震災(zāi)害損失的時空特征。也有學(xué)者對國內(nèi)不同地區(qū)進(jìn)行千年以上長時間尺度地震時空分布特征研究(周長山等,2009;江宜,殷娜,2021;萬紅蓮等,2016;裴惠娟等,2015)。從災(zāi)害研究的角度出發(fā),地震災(zāi)害致災(zāi)因子的時空格局研究已基本形成體系(史培軍,1996,2002),但針對局部區(qū)域的地震時空分布特征研究還比較少見。
關(guān)中地區(qū)是我國地震多發(fā)區(qū),區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈,活斷層發(fā)育,地震活動的強(qiáng)度、頻度均為陜西省之首,陜西省9次6級以上地震有8次都發(fā)生在這里。秦小光(1997)對關(guān)中地區(qū)第二活動期地震活躍段中1481—1720年地震的時間序列規(guī)律進(jìn)行了研究;仇立慧(2007)研究了關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害與旱災(zāi)間關(guān)系,對兩千多年的歷史地震災(zāi)害頻次進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),但未對關(guān)中地區(qū)地震的時間演變及空間分布特征進(jìn)行系統(tǒng)分析。明清時期正處于關(guān)中地區(qū)地震活動期,地震發(fā)生次數(shù)頻繁,影響深遠(yuǎn),且地方志、史料中關(guān)于地震災(zāi)害的記載較為詳細(xì)豐富,可為我們了解歷史時期地震災(zāi)害時空變化特征提供充足的資料基礎(chǔ)。
基于以上研究背景,綜合考慮地震災(zāi)害影響及災(zāi)情記錄的豐富程度,本文選取明清時期的關(guān)中地區(qū)為研究區(qū)域,以匯編資料中的震級為基礎(chǔ),通過指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、滑動平均及語義差異分析等方法,著重對明清時期關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害時間演變和空間分布特征方面進(jìn)行研究。
地震研究47卷第4期魏本勇等:明清時期關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害時空變化特征研究1研究區(qū)概況
關(guān)中地區(qū)位于北山和秦嶺之間,西起寶雞、東至潼關(guān),東西長約360 km,海拔約320~800 m,號稱“八百里秦川”。關(guān)中地區(qū)是在斷陷基礎(chǔ)上,由黃土沉積及河流沖積形成的平原,地質(zhì)構(gòu)造上屬渭河新生代斷陷盆地,東部與山西盆地、靈寶盆地和三門峽盆地共同組成汾渭地塹系(周陽等,2020)。關(guān)中地區(qū)不僅地震頻發(fā)且地震災(zāi)害影響較大,如明代華縣發(fā)生的8級大地震,不僅對陜西省造成了重大沖擊,其地震波甚至影響到了大半個中國,有感范圍遠(yuǎn)至福建、兩廣等地(原延紅,馮希杰,2010)。自公元1000年以來,關(guān)中地區(qū)地震大致可分為三個活動期,第一活動期為1069—1368年(共299年),其中平靜段是1069—1169年(100年),活動段為1170—1368年(198年);第二活動期是1369—1730年(361年),平靜段為1369—1453年(84年),活動段是1454—1730年(276年);第三活動期為1731至今,其中平靜段為1731—1814年(83年),活動段為1815年至今(謝振乾等,2010)。
由于清代關(guān)中地區(qū)行政區(qū)劃仍沿用明代區(qū)劃范圍,基本未做更改,故本文選用清末關(guān)中地區(qū)行政區(qū)劃圖為底圖,地震空間數(shù)據(jù)信息參照《中國行政區(qū)劃通史》(明清卷)(周振鶴,2013)、《中國歷史地圖集》(譚其驤,1982)的內(nèi)容,并借助中國歷史地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目(CHGIS)中的內(nèi)容,統(tǒng)計(jì)得出明清時期關(guān)中地區(qū)所屬行政區(qū)為3府2州,下轄41縣,如圖1所示。2數(shù)據(jù)來源及處理
2.1數(shù)據(jù)來源
明清時期關(guān)中地區(qū)地震資料主要來源于《陜西省志·地震志》(陜西省地方志編纂委員會,1989),書中收集了自公元前1189年至公元1986年底陜西省地震活動及發(fā)展,并對地震震級及烈度進(jìn)行了計(jì)算與轉(zhuǎn)換。此書空間分辨率最高可達(dá)縣級,記錄翔實(shí)、準(zhǔn)確度高,本文共從中獲取關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害數(shù)據(jù)132條,為主要數(shù)據(jù)來源。本文又從《中國地震目錄》(顧功敘,1983)、《中國地震歷史資料匯編》(謝毓壽,1985)及《中國災(zāi)害通史》(明清卷)(邱云飛,2005)中查漏補(bǔ)缺,分別獲得地震災(zāi)害數(shù)據(jù)5條、3條和1條?!吨袊卣鹉夸洝分饕蓮?qiáng)震記錄、分省地震記錄組成,搜集了公元前1831年至公元1969年震級在4級及以上的破壞性地震,并記錄了發(fā)震時間、震中位置、震級、震中烈度及破壞程度等信息。《中國地震歷史資料匯編》是在《中國地震資料年表》(中國科學(xué)院地震工作委員會,1956)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改增刪,是遠(yuǎn)古(公元前約23世紀(jì))至1980年地震歷史資料總集,不僅收集地震詳細(xì)信息,也對地震前兆現(xiàn)象進(jìn)行搜集記錄,對地震成因和預(yù)報(bào)也有探索。
空間數(shù)據(jù)主要來自《中國行政區(qū)劃通史》(明清卷)(周振鶴,2013)?!吨袊姓^(qū)劃通史》共十三卷,對中國從先秦至民國各歷史時期行政區(qū)劃變遷過程進(jìn)行斷代的具體考證,并從政治地理的視角,分析了中國歷史上行政區(qū)劃變遷的基本特點(diǎn)以及影響其變遷的因素。
2.2數(shù)據(jù)處理
首先整理從匯編性史料中收集的地震災(zāi)害數(shù)據(jù),依據(jù)史料記載統(tǒng)計(jì)關(guān)中地區(qū)歷史地震記錄中的發(fā)震時間、發(fā)震地點(diǎn)、地震震級、烈度及地震災(zāi)害影響程度,建立明清地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,即1368—1922年關(guān)中地區(qū)發(fā)生的大小地震141次,期間有100年發(fā)生過地震。數(shù)據(jù)庫中的震級依據(jù)現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17742,2020)進(jìn)行對照后可劃分為以下幾類:31/2≤M≤41/2為有感地震,發(fā)生119次;4/1/2lt;Mlt;6為中強(qiáng)震,發(fā)生17次;6≤Mlt;7為強(qiáng)震,發(fā)生3次;7≤Mlt;8大地震發(fā)生1次;M≥8巨震發(fā)生1次。在總的141次地震中,有明確月份(已轉(zhuǎn)化為陽歷月)記載的地震有128次,記載季節(jié)的共有13條數(shù)據(jù)。
3研究方法與結(jié)果分析
3.1語義差異分析及地震災(zāi)害影響指數(shù)
對141條原始地震災(zāi)害影響進(jìn)行分級,分為輕災(zāi)、中災(zāi)和重災(zāi)三級(表1)。具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如下:
①僅有震級和烈度記載,無詳細(xì)文字說明或震級在5級以下的為輕災(zāi):僅記錄地震災(zāi)害的發(fā)生,未記錄房屋損毀或人員傷亡情況。如1541年華縣北為震中發(fā)生的烈度Ⅴ、震級41/2的地震,災(zāi)情記錄為“……華州、同州地震,有聲如雷”。②震級在5級以下但有詳細(xì)文字記錄,存在房屋、城墻等建筑物倒塌及少量人員受傷的地震災(zāi)害情況按中災(zāi)處理。如1599年藍(lán)田發(fā)生的4級地震,災(zāi)情描述為“萬歷二十七年七月藍(lán)田地震,大雨晝夜十日,土窯皆陷”。③震級在6級以上或文字記錄中有大量人口傷亡、建筑物倒塌等地震災(zāi)害視為重災(zāi)。如1555年麟游發(fā)生的43/4級地震,雖震級在6級以下,但災(zāi)情記錄中有人員傷亡:“……地震如雷,壓死人畜最眾”,故劃分為重災(zāi);再如1487年震中臨潼發(fā)生烈度為Ⅷ級、震級為6級地震,劃分為重災(zāi)。6級以上的地震災(zāi)害,均有大量建筑物倒塌及人員傷亡的記錄,劃分為重災(zāi)。
經(jīng)上述處理后,可得等級為1的輕災(zāi)記錄共124條,等級為2的中災(zāi)記錄11條,等級為3的重災(zāi)記錄6條。由于目前并無關(guān)于地震災(zāi)情的語義差異研究,故參考饑荒等借助過語義差異的研究成果(文彥君等,2022),按一定的比重系數(shù)加權(quán)來構(gòu)建以年代際為分辨率的地震災(zāi)害影響指數(shù):
EFI= W1Fg1+W2Fg2+W3Fg3 (1)
式中:EFI為地震災(zāi)害影響指數(shù);W1、W2、W3為加權(quán)系數(shù),分別賦值0.1、0.3、0.6;Fg1、Fg2、Fg3分別為地震影響等級1、等級2、等級3的頻次。通過地震災(zāi)害影響指數(shù),可更加直觀地看出某次地震災(zāi)害對人民生活造成的影響。
3.2地震災(zāi)害時間統(tǒng)計(jì)
本文繪制了明清關(guān)中地區(qū)逐年地震震級、地震頻次時間序列曲線圖(圖2),再以10年為間隔,通過Origin等軟件對明清關(guān)中地區(qū)震級次數(shù)和頻率、地震災(zāi)害影響分級次數(shù)與地震災(zāi)害影響指數(shù)序列繪制為年代際地震時序圖(圖3)?!蛾兾魇≈尽さ卣鹬尽分嘘P(guān)于地震具體發(fā)生時間進(jìn)行了公歷年月的轉(zhuǎn)換,且大部分?jǐn)?shù)據(jù)均有詳細(xì)年月記錄,141條地震數(shù)據(jù)中僅有14條未記錄月份和季節(jié),因此可直接繪制地震頻次及震級的月份圖;除4條數(shù)據(jù)明確記載了地震發(fā)生季節(jié)外,其余數(shù)據(jù)則按3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月至次年2月為冬季的現(xiàn)代月份季節(jié)來統(tǒng)計(jì),共得到數(shù)據(jù)127條。依據(jù)以上數(shù)據(jù),可繪制出地震頻次季節(jié)占比圖(圖4)和地震頻次月份圖(圖5)。通過以上方法,得到了時間演變特征。
3.2.1階段性特征
參考地震頻次31年滑動均值曲線與545年均值曲線的相對關(guān)系,將整個明清時期劃分為四個階段(圖2)。
第一階段:1368—1473年(106年)為區(qū)域地震相對平靜期。這一階段內(nèi)31年滑動均值數(shù)據(jù)一直低于總均值,僅有1377年和1391年各有1次4級地震發(fā)生,其余104年均無地震發(fā)生,地震頻次及強(qiáng)度為最低。
第二階段:1474—1676年(203年)為地震相對活躍期。除1623—1633年(11年)地震頻次31年滑動均值低于總均值占第二階段5%外,其余192年滑動均值皆高于總均值。第二階段共發(fā)生106次地震,其中有感地震92次,中強(qiáng)震為12次、強(qiáng)震有2次、大地震1次、8級以上巨震1次。這一時期地震頻發(fā)且強(qiáng)度大,也帶來較多的次生災(zāi)害,多種因素共同導(dǎo)致人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失慘重。
第三階段:1677—1855年(168年),區(qū)域地震較為活躍。這一時期地震頻次相對較少,強(qiáng)度較為統(tǒng)一。1704年、1679年及1789年發(fā)生3次中強(qiáng)震外,其余16次地震均為有感地震,地震強(qiáng)度及影響均較低。
第四階段:1856—1912年(68年)為區(qū)域地震相對平靜期。共發(fā)生15次地震,除1880年發(fā)生1次5級中強(qiáng)震導(dǎo)致有人員受傷外,其余15次均為有感地震。這一階段地震發(fā)震頻次低,震級強(qiáng)度也較低,地震災(zāi)害影響相對較小。
關(guān)中地區(qū)地震發(fā)生最頻繁年份為1501年(第二階段),共發(fā)生9次地震,是明清時期規(guī)模最大的地震群。其中,1501年1月在朝邑發(fā)生1次7級強(qiáng)震,波及陜西、河南、山西及甘肅四省十余縣。此次地震僅對朝邑縣就造成“損壞官民廬舍共5 485間,壓死大小男女170名口,壓傷94名口,壓死頭畜391頭只”的嚴(yán)重后果。而關(guān)中地區(qū)歷史地震中震級最高、影響最大的一次地震是1556年華縣8級強(qiáng)震。此次地震極震區(qū)烈度為Ⅺ度,受災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)面積高達(dá)28萬km2。以華縣為中心向外擴(kuò)散至陜西、山西、河南、甘肅等地區(qū),地震波沖擊了大半個中國,地震有感范圍甚至遠(yuǎn)達(dá)福建、兩廣等地。華縣大地震總死亡人數(shù)約83萬人,為世界震災(zāi)之首(陜西省地方志編纂委員會,1989)。
3.2.2年代際特征
本文通過對比統(tǒng)計(jì)地震震級、發(fā)生頻率及地震災(zāi)害影響分析明清關(guān)中地區(qū)地震的年代際變化特征。將明清時期除1368—1369年和1910—1912年兩個時段外其余時間,均以10年間隔進(jìn)行劃分(如1340年代即為1340—1349年),共得到56個時段(圖3)。其中1500年代、1480年代兩個時段地震頻次相對最高,分別為19次及10次。這兩個時段輕災(zāi)次數(shù)較多,且均有中災(zāi)和重災(zāi)的發(fā)生,故1500年代地震影響指數(shù)最高,達(dá)到2.6。而1550年代雖地震頻次相對較少為7次,但有2次中災(zāi)及1次重災(zāi),故1550年代影響指數(shù)和1480年代一樣均為1.6。1510年代和1880年代兩個時段地震頻次相對較高,均為9次,但1880年代有中災(zāi)發(fā)生,災(zāi)害影響指數(shù)為1.1,高于1510年代的影響指數(shù)0.9。1480年代、1500年代、1510年代和1880年代時段地震頻率遠(yuǎn)超均值1.78%,分別達(dá)到7.09%、13.48%、6.38%和6.38%,為明清關(guān)中地區(qū)地震頻率較高的4個時段。
1560年代和1700年代時段地震發(fā)生頻次相對較少,分別為6次和4次,發(fā)震頻率僅略高于均值,地震影響指數(shù)卻較高,分別為1.2和1.4。1560年代中災(zāi)發(fā)生頻次最多,共有3次中災(zāi);與年代際震級圖(圖3a)相對比,1700年代時段內(nèi)地震頻次較少,僅發(fā)生4次地震。2次輕災(zāi)震級均為3級的有感地震,2次重災(zāi)震級分別為涇陽的4級地震和隴縣的6級地震。涇陽和隴縣地震盡管震級相差較大,但造成的影響均較為惡劣,均造成大量人員傷亡,因此1700年代地震影響指數(shù)較高。
3.2.3季節(jié)性特征
本文對地震發(fā)生的季節(jié)和月份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制明清關(guān)中地區(qū)地震頻次季節(jié)圖和震級月份圖(圖4)。從地震頻次季節(jié)圖(圖4a)中可看出,夏季是地震發(fā)生頻率最高的季節(jié),占比28%;其次是春季,占比26%;秋季和冬季發(fā)震頻率相同,均為23%。震級月份圖(圖4b)中可知,7月為關(guān)中地區(qū)地震頻發(fā)月,地震發(fā)生次數(shù)達(dá)16次。31/2級和41/2級地震多發(fā)于5月,41/2~6級地震多發(fā)于7月,6~7級地震多于10、11月發(fā)生,7級以上地震爆發(fā)于1月。整體來看,每個季節(jié)地震災(zāi)害發(fā)生頻次相差不大,地震等級有所區(qū)別。
3.3地震災(zāi)害空間和時空統(tǒng)計(jì)
地震災(zāi)害空間分布及其演變特征主要通過ArcGIS及Matlab中的Image函數(shù)進(jìn)行分析。利用ArcGIS對關(guān)中地區(qū)不同階段地震震級空間分布進(jìn)行展示(圖5、6),分析明清關(guān)中地區(qū)地震頻次及震級空間分布的特征;借助MatLab中的Image函數(shù)將關(guān)中地區(qū)3府2州的地震頻次及年份進(jìn)行處理,得到明清關(guān)中地區(qū)地震二維柵格時空序列圖(圖7)。
3.3.1關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害空間分布特征
按各縣明清時期共發(fā)生過地震頻次作為底色,再將各縣所發(fā)生過的地震震級占比以餅圖樣式呈現(xiàn),制出明清關(guān)中地區(qū)地震空間分布圖(圖5),從圖中可看出,華縣1556年發(fā)生過明清時期關(guān)中地區(qū)震級最高的81/2級地震,還發(fā)生過其他4種震級地震,分別為31/2級、4級、41/2級和51/2級地震。朝邑縣發(fā)生過最高7級地震和31/2級、41/2級有感地震。長安縣歷史上發(fā)生過的地震震級種類最多,包括6種不同震級,其中最高為63/4級,最低為31/2 級。三原縣、醴泉縣、興平縣、鄠縣、咸寧縣、耀州、淳化縣、長武縣和三水縣在明清時期未有發(fā)震記錄。
從明清關(guān)中地區(qū)震級圖來看,地震發(fā)生頻繁、震級較高區(qū)域主要為西安府的中部、同州的南部、鳳翔府的北部和乾州的北部;邠州未有歷史地震記錄,或與邠州無斷裂帶有關(guān);整個關(guān)中地區(qū)中東部為歷史地震主要分布區(qū)域。震級圖中中小地震發(fā)生頻次最多。其中,31/2級地震分布最為廣泛且數(shù)量最多,有22個縣都曾發(fā)生過;其次為41/2級地震,共有14個縣曾發(fā)生。6級、61/2級、63/4級、7級和8級地震,均只在1個縣發(fā)生過1次。大震發(fā)生頻率低,但所帶來的破壞較大且空間影響范圍廣,多波及其他府縣甚至外省;小震發(fā)震次數(shù)雖頻繁,但空間影響范圍小,大多只對本縣有輕微影響。
3.3.2關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害時空格局演化特征
明清時期關(guān)中地區(qū)的地震災(zāi)害時空分布存在顯著地域和時間差異,且呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱的特征。其中,1368—1473年(106年)這一時期,為地震活動相對平靜期。僅長安縣發(fā)生過2次41/2級地震,其他縣區(qū)無歷史地震記錄。地震震中位于關(guān)中地區(qū)中部。
1474—1676年(203年)為地震相對活躍期,這一時期地震發(fā)生極為頻繁,且除6級地震外其他11個震級均在不同縣區(qū)有所記載。地震多發(fā)于關(guān)中地區(qū)的中東部,如1556年華縣的81/4級地震和1501年朝邑7級地震均發(fā)生于這一時期。華縣和朝邑均位于華山山前斷裂帶,而該斷裂帶是渭河盆地東南緣的重要邊界活動斷裂帶(馬冀等,2019)。另外,由于長安縣位于驪山北麓斷裂帶,該斷裂帶在這一時期較為活躍,故長安縣發(fā)震較為頻繁且部分地震破壞力較大(陜西省地方志編纂委員會,1989)。
1677—1844年(168年)為地震活躍度減弱期,震級最高為1704年發(fā)生于隴縣的6級地震。隴縣6級地震造成了大量建筑物倒塌和人員傷亡。這一時期,除隴縣6級地震位于關(guān)中地區(qū)西北角外,其余地震多發(fā)于關(guān)中地區(qū)中部,主要集中于西安府長安縣附近。
1845—1912年(68年)期間地震發(fā)生較少,為地震活動相對平靜期,最高震級為永壽縣的5級地震,此外也有3級、4級和4級地震發(fā)生。這一時期地震震中分布較為廣泛,除邠州外其余州府均有震中分布。
綜上,明清時期關(guān)中地區(qū)經(jīng)歷了地震活動相對平靜-地震活動相對活躍-地震活動較為平靜的變化。震中位置先由中部往東部擴(kuò)散,隨即向西部延伸,最終形成東西皆有分布的空間格局。
而從明清時期關(guān)中地區(qū)地震時空演變圖(圖7)可知,1475—1715年為關(guān)中地區(qū)歷史地震高發(fā)時期。這一時期地震頻次多、強(qiáng)度大,且影響廣泛,尤以西安府、同州府和鳳翔府為甚。如同州府在1501年發(fā)生7級地震,余震連連,還波及相鄰州府;1556年又發(fā)生81/4級大地震,最終導(dǎo)致83萬人死亡。西安府于1568年發(fā)生當(dāng)?shù)?3/4級地震,造成部分村鎮(zhèn)房屋倒塌,有人員死亡。1704年鳳翔府發(fā)生6級地震,致使當(dāng)?shù)叵喙桨l(fā)生倒塌,壓死不少百姓,未記載具體傷亡人數(shù)。
秦小光(1997)研究表明,汾渭地震帶大致存在三個活動期。第二活動期為1369—1730年共361年,其中相對平靜期共84年為1369—1453年,相對活動期為1454—1730年共276年。關(guān)中地區(qū)歷史地震特征明顯表現(xiàn)為東強(qiáng)西弱,與本研究的發(fā)現(xiàn)基本一致。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn),關(guān)中地區(qū)歷史地震頻發(fā)于NE向地震帶中的韓城—長安地震帶。西安府位于關(guān)中地區(qū)中心,臨潼—長安斷裂、灞河斷裂及渭河斷裂西安府東部灞橋一帶及臨潼北部交匯,在西安東部形成三角構(gòu)造;其北部草灘一帶有NW向灞河斷裂和近東西向的渭河斷裂交匯(楊建軍,2006)。
4討論
1550年代關(guān)中地區(qū)發(fā)生了震級最高的一次地震,為華縣的8級地震,但該年代際地震影響指數(shù)為1.9,低于1480年代的地震影響指數(shù)2,這是由于1480年代中共發(fā)生了81/4次輕災(zāi)和2次重災(zāi),而1550年代發(fā)生了4次輕災(zāi)、1次中災(zāi)和2次重災(zāi)。在1480年代發(fā)生的2次重災(zāi)中,震級分別為41/2級和61/4級,1550年代發(fā)生的2次重災(zāi)中,震級分別為43/4級和81/4級。整個明清時期共有8次地震災(zāi)害造成巨大人員傷亡(表2),按照語義差異法將其劃為重災(zāi),致使部分年代際地震影響指數(shù)較高。這其中有3次地震震級低于5級。按現(xiàn)代地震標(biāo)準(zhǔn)劃分,這3次地震震級十分接近有感地震,但造成了較為嚴(yán)重的災(zāi)害影響與損失,產(chǎn)生了“小震大災(zāi)”現(xiàn)象。如1704年8月13即康熙四十三年七月十三日,在涇陽發(fā)生了一次43/4級的地震。此次地震烈度最高為Ⅵ度,現(xiàn)代中國地震烈度表(GB/T,17742,2020)中對Ⅵ度地震描述為“人站立不穩(wěn),家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞,陡坎滑坡”,然而此次地震最終造成了“壓斃人畜無數(shù)”的慘劇,其原因可能與當(dāng)時社會生產(chǎn)力低下、百姓房屋建筑材質(zhì)多為土結(jié)構(gòu)(李儒威,2020)以及建筑物抗震性能較差等因素有關(guān)。
另兩次“小震大災(zāi)”的地震分別是1484年隴縣41/2級地震和1555年麟游43/4級地震?!睹鲗?shí)錄》(黃彰健,2016)中有記載,1484年隴縣41/2級地震發(fā)生時,“……鳳翔、平?jīng)龅雀卣?,有聲如雷。百姓流移,父子離散,積尸暴野”,而此時陜西地區(qū)正是“連年亢旱,倉廩空虛,人民饑饉……”。連年亢旱又恰逢地震發(fā)生,兩種災(zāi)害影響疊加最終導(dǎo)致了“積尸暴野”的悲劇。1555年麟游43/4級地震也造成了“壓死人畜最眾”的結(jié)果??赡苡捎诋?dāng)時正處于氣候變化劇烈的小冰期,同年旱澇災(zāi)害(陜西省氣象局氣象臺,1976)均有發(fā)生,且社會較為動蕩不安。正是多種因素的疊加影響,才導(dǎo)致這兩次小震大災(zāi)的產(chǎn)生。結(jié)合地震活躍期發(fā)現(xiàn),3次“小震”均發(fā)生于關(guān)中地區(qū)地震活躍時期。地震頻繁發(fā)生可能導(dǎo)致人們警惕性下降,危機(jī)意識減弱,從而加劇了“小震大災(zāi)”現(xiàn)象的發(fā)生。
因而,從上面3次地震可以看出,“小震大災(zāi)”現(xiàn)象不僅可能受地震本身的影響,更可能與疊加了其他災(zāi)害影響、社會生產(chǎn)力和心理等因素有關(guān)。尤其是在社會動蕩不安、多災(zāi)多難的時代,小震大災(zāi)的現(xiàn)象更易發(fā)生,且影響程度更深、范圍更廣。因此,在現(xiàn)代防震減災(zāi)政策制定中,不應(yīng)只關(guān)注地震本身的影響,更應(yīng)關(guān)注地震與其他災(zāi)害的疊加影響,同時也要注意提高民眾防范意識,制定更有針對性和長遠(yuǎn)性的地震防范與應(yīng)對策略。
需要注意的是,歷史地震震級的判定具有一定的不確定性。各類匯編性地震資料是依據(jù)當(dāng)時的歷史文獻(xiàn)整理獲得,受技術(shù)發(fā)展和科學(xué)認(rèn)識的影響,其震級記錄與現(xiàn)代認(rèn)識可能存有偏差,如《中國歷史強(qiáng)震目錄》中認(rèn)定華縣1556年的地震震級為81/4級,《中國地震目錄》中認(rèn)定此次地震震級為8級,而近年有研究則認(rèn)為華縣地震震級可能被高估了(Feng et al,2020)。但這不影響對當(dāng)?shù)乜傮w地震時空演化特征和規(guī)律的認(rèn)識。同時,也反映出了綜合考慮地震災(zāi)害影響及災(zāi)情記錄的地震時空演化特征分析的重要性。
5結(jié)論
本文通過《陜西省志·地震志》《中國地震目錄》等匯編性史料,提取明清時期關(guān)中地區(qū)地震的頻次、位置、震級和地震災(zāi)害影響與災(zāi)情等資料,統(tǒng)計(jì)明清時期1368—1912年共545年歷史地震災(zāi)害信息、地震時間演變和空間分布特征,得出以下結(jié)論:
(1)明清關(guān)中地區(qū)歷史地震有著顯著的階段性、年代際和季節(jié)變化特征,可劃分為四個階段:1368—1473年地震活動相對平靜期,1474—1676年地震相對活躍期,1677—1844年地震活躍度減弱期,1845—1912年地震活動相對平靜期。以10年為間隔進(jìn)行年代際劃分,1500年和1480年是地震頻次最高的兩個年代。關(guān)中地區(qū)歷史地震多發(fā)于夏季,秋冬季發(fā)震次數(shù)較少。
(2)關(guān)中地區(qū)歷史地震主要分布于關(guān)中地區(qū)中東部,多分布于活躍的華山山前斷裂帶和驪山北麓斷裂帶上。區(qū)域歷史地震震中隨時間變化逐漸由中部向東部擴(kuò)散,后又向西部延伸,地震頻次及強(qiáng)度也隨之減弱。華縣與朝邑爆發(fā)了明清時期關(guān)中地區(qū)最大的兩次地震,震級分別達(dá)8級和7級;長安縣地震發(fā)生頻次最多。受多災(zāi)疊加、社會動蕩及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素影響,“小震大災(zāi)”情景偶有發(fā)生,這也可為現(xiàn)代防震減災(zāi)政策制定提供參考。
(3)關(guān)中地區(qū)歷史地震高發(fā)期(1475—1715年)處于汾渭地震帶第二活動期中,主要空間分布特征為東強(qiáng)西弱。西安府歷史地震頻發(fā)主要受臨潼—長安斷裂、灞河斷裂及渭河斷裂等影響。正史、地方志等史料是研究歷史地震的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料,然而由于災(zāi)害記錄難免會受到人為和社會動蕩等因素影響,因而可能會有遺漏,但這不會從根本上影響區(qū)域歷史地震的總體時空演化特點(diǎn)。參考文獻(xiàn):
陳高傭.1986.中國歷代天災(zāi)人禍表[M].上海:上海書店出版.
Chen G Y.1986.Table of natural and man-made disasters in China[M].Shanghai: Shanghai Bookstore Publishing House.(in Chinese).
顧功敘.1983.中國地震目錄[M].北京:科學(xué)出版社.
Gu G X.1983.China earthquake catalogue[M].Beijing:Science Press.(in Chinese).
黃彰?。ㄐ?保?2016.明實(shí)錄(第六冊)[M].臺北:中研院歷史語言研究所.
Huang Z J (collation).2016.Ming records(Volume 6)[M].Taipei:The Institute of History and Language,Academia Sinica.(in Chinese).
江宜,殷娜.2021.北京地區(qū)地震時空分布特征研究[J].山西地震,(4):1-7.
Jiang Y, Yin N.2021.Study on temporal and distribution characteristics of earthquakes in Beijing area[J].Earthquake Research in Shanxi,(4):1-7.(in Chinese).
李儒威.2020.西安明城區(qū)傳統(tǒng)民居保護(hù)歷程研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué).
Li R W.2020.Study on the protection process of traditional dwellings in Xian Mingcheng District[D].Xian:Xian University of Architecture and Technology.(in Chinese).
馬冀,馮希杰,李高陽,等.2019.1568年陜西高陵地震考證與發(fā)震構(gòu)造[J].地震地質(zhì),41(1):178-188.
Ma Ji, Feng X J, Li G Y, et al.2019.Textual research of 1568 M7 Gaoling earthquake in Shaanxi and analysis of its seismogenic structure[J].Seismology and Geology,41(1):178-188.(in Chinese).
裴惠娟,周中紅,孫艷萍,等.2015.甘肅省地震災(zāi)害時空分布特征研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),24(3):67-75.
Pei H J, Zhou Z H Sun Y P, et al.2015.Spatiotemporal distribution feature of earthquake disaster in Gansu Province[J].Journal of Natural Disasters,24(3):67-75.(in Chinese).
秦小光.1997.關(guān)中盆地歷史地震時序規(guī)律研究[J].地殼形變與地震,17(3):95-99.
Qin X G.1997.Study on the temporal regularities of historical earthquakes in Guanzhong Basin[J].Crustal Deformation and Earthquake,17(3):95-99.(in Chinese).
仇立慧.2007.歷史時期關(guān)中地區(qū)地震災(zāi)害及其對城市影響研究[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),14(3):10-13.
Qiu L H.2007.Earthquake and its disaster in the central Shaanxi Plain in the historical period[J].Journal of Xian University(Natural Science Edition),14(3):10-13.(in Chinese).
邱云飛.2009.中國災(zāi)害通史(明清卷)[M].鄭州:鄭州大學(xué)出版社.
Qiu Y F.2009.General history of disasters in China(Ming and Qing Dynasties Volume)[M].Zhengzhou:Zhengzhou University Press.(in Chinese).
陜西省地方志編纂委員會.1989.陜西省志·地震志[M].北京:地震出版社.
Shaanxi Provincial Local Chronicles Compilation Committee.1989.Shaanxi provincial records-earthquake records[M].Beijing: Seismological Press.(in Chinese).
陜西省氣象局氣象臺.1976.陜西省自然災(zāi)害史料[M]. 西安:陜西省氣象局氣象臺.
Shaanxi Provincial Meteorological Bureau Meteorological Observatory.1976.Historical data of natural disasters in Shaanxi Province[M].Xian:Shaanxi Meteorological Bureau Meteorological Observatory.(in Chinese).
史培軍.1996.再論災(zāi)害研究的理論與實(shí)踐[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào), 5(4):8-19.
Shi P J.1996.Theroy and pratice of disaster study[J].Journal of Natural Disasters,5(4):8-19.(in Chinese).
史培軍.2002.三論災(zāi)害研究的理論與實(shí)踐[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),11(3):1-9.
Shi P J.2002.Theory on Disaster dynamics[J].Journal of Natural Disasters,11(3):1-9.(in Chinese).
譚其驤.1982.中國歷史地圖集(第8冊) [M].北京:中國地圖出版社.
Tan Q X.1982.The historical atlas of China(Volume 8)[M].Beijing: Sinomap Press.(in Chinese).
萬紅蓮,劉東玥,宋海龍.2016.歷史時期寶雞地區(qū)地震災(zāi)害的時空分布特征[J].寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),36(3):59-63.
Wan H L, Liu D Y, Song H L.2016.Study on the spatial-temporal distribution characteristics of earthquake disasters in the history of Baoji[J].Journal of Baoji University of Arts and Sciences(Natural Science Edition),36(3):59-63.(in Chinese).
王理,徐偉,王靜愛.2003.中國歷史地震活動時空分異[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),39(4):544-550.
Wang L, Xu W, Wang J A.2003.The saptio-temaporal pattern of historical earthquake disaster in China[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science),39(4):544-550.(in Chinese).
文彥君,李曉宇,萬紅蓮,等.2022.清代關(guān)中地區(qū)饑荒的時空變化特征[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,36(3):81-91.
Wen Y J, Li X Y, Wan H L, et al.2022.Spatial and temporal characteristics of famine in the Guanzhong region during the Qing Dynasty[J].Journal of Arid Land Resources and Environment,36(3):81-91.(in Chinese).
謝毓壽.1985.中國地震歷史資料匯編(第二卷、第三卷)[M].北京:科學(xué)出版社.
Xie Y S.1985.Compilation of earthquake historical data of China(Volume 2,Volume 3)[M].Beijing:Science Press.(in Chinese).
謝振乾,楊建軍,鄭寧平.2010.論渭河盆地?cái)鄩K運(yùn)動及地震活動特征[J].陜西地質(zhì),28(2):59-65.
Xie Z Q, Yang J J, Zheng N P.2010.Characteristics of fault-block movement and seismicity in the Weihe basin[J].Geology of Shaanxi,28(2):59-65.(in Chinese).
楊建軍.2006.關(guān)中地區(qū)地震活動規(guī)律及其與構(gòu)造活動的關(guān)系研究[D].西安:西北大學(xué).
Yang J J.2006.Study on the law of seismic activity and its relationship with tectonic activity in Guanzhong area[D].Xian:Northwest University.(in Chinese).
原延紅,馮希杰.2010.一五五六年華縣特大地震[M].北京:地震出版社.
Yuan Y H, Feng X J.2010.Huaxian earthquake in 1556[M].Beijing: Seismological Press.(in Chinese).
鄭通彥,文鑫濤,陳雅慧,等.2021.中國大陸地震災(zāi)害時空分布特征及地形影響因素分析[J].中國地震,37(3):599-609.
Zheng T Y, Wen X T, Chen Y H, et al.2021.Analysis of the spatial and temporal dstribution characteristics of earthquake hazards and topographic influences in chinese mainland[J].Earthquake Research in China,37(3):599-609.(in Chinese).
中國科學(xué)院地震工作委員會.1956.中國地震資料年表[M].北京:科學(xué)出版社.
Earthquake Working Committee of the Chinese Academy of Sciences.1956.China earthquake data chronology[M].Beijing:Science Press.(in Chinese).
周長山,周會娟,李如友.2009.歷史時期廣西地震的時空分布(288~1949)[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會科學(xué)版),45(2):110-115.
Zhou C S, Zhou H J, Li R Y.2009.Guangxi earthquake spatial-temporal pattern in history period(from 288 to 1949)[J].Journal of Guangxi Normal University(Philosophy and Social Sciences Edition),45(2):110-115.(in Chinese).
周勵.陜西全面展開第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查[N].陜西科技報(bào),2021-09-10(008).
Zhou L.The first national comprehensive risk survey of natural disasters was fully launched in Shaanxi province[N].Shaanxi Science and Technology Views,2021-09-10(008).(in Chinese).
周陽,洪增林,張卉,等.2020.關(guān)中盆地淺層地?zé)崮苜x存規(guī)律及資源量估算[J].中國地質(zhì)調(diào)查,7(2):21-29.
Zhou Y, Hong Z L, Zhang H, et al.2020.Occurrence rules and resource estimation of shallow geothermal energy in Guanzhong Basin[J].Geological Survey of China,7(2):21-29.(in Chinese).
周振鶴.2013.中國行政區(qū)劃通史[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社.
Zhou Z H.2013.General history of administrative divisions of China[M].Shanghai:Fudan University Press.(in Chinese).
GB/T 17742—2020,中國地震烈度表[S].
GB/T 17742—2020,The Chinese seismic intensity scale[S].(in Chinese)
Feng X, Ma J, Zhou Y, et al.2020. Geomorphology and Paleoseismology of the Weinan fault, Shaanxi, central China, and the source of the 1556 Huaxian earthquake[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125(12): e2019JB017848.
Study on the Characteristics of Spatial and Temporal Changes of Earthquake
Disaster in Guanzhong Region during the Ming and the Qing Dynasties
WEI Benyong1,LI Xiaoyu1,2,WEN Yanjun2,ZHANG Tengfei1
(1.Institute of Geology,China Earthquake Administration,Beijing 100029,China)
(2.College of geography and Environment,Baoji University of Arts and Sciences,Baoji 721013,Shaanxi,China)
Abstract
By referring to the Earthquake Records of the Annals of Shaanxi Province,the China Earthquake Catalogue,and other historical materials,we obtain the earthquake frequency,location,magnitude,and earthquake disasters in Guanzhong region during the Ming and the Qing Dynasties(1368-1912).Through index statistics,sliding average and semantic difference analysis,we draw the map of the temporal and spatial variation of the earthquake disasters in Guanzhong region and further analyze the characteristics of the variation.The results show that:①The earthquakes during the Ming and the Qing Dynasties are significantly characterized as periodic,chronical,and seasonal changes.Earthquakes in this region were relatively active in the period from 1474 to 1676.The earthquakes occurred most frequently in 1480s and 1500s,especially in the Summer of these specific years.②The earthquake epicenters were mainly distributed in the central and eastern parts of Guanzhong region,then gradually scattered along with time,followed with the weakening of the frequency and intensity.③In Guanzhong region,the high incidence period of the historical earthquakes fell in the second active period of the Fenhe-Weihe earthquake zone,and the earthquakes distributed dense in the east and sparse in the west.Due to superposition effect of disasters,social unrest and economic situation,the case of “small earthquakes causing major disasters” occur from time to time.
Keywords:earthquake disaster;the Ming Dynasty and the Qing Dynasty;Guanzhong region