生态变迁的统计分析，本文主要内容关键词为：统计分析论文,生态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中国历史时期，生态环境曾发生严重的变迁，是众所周知的事。但是要象近代西方学者那样以统计方法来证验，则有很多困难。到现在为止，只有两种途径可以一试。一个是利用自然灾害发生的频率来推断生态变化。另一个办法是选择生态恶化最严重的时期，观察其农业生产力（亩产量）的变化。本文即从这两个方面，用比较谨严的统计方法进行分析。
今天研究生态环境的学者可以用科学的方法，具体测度生态条件的变化，然后进行统计分析。但是我们要研究中国历史上的生态条件之变迁，回溯以往，就没有上述之便利。古人对于这个问题没有充分的认识，也不懂科学测量的方法，为后人留下记录。我们只能找出许多与生态环境间接有关的数字，进行统计分析。方法有二。
森林被破坏以后，失去了蓄水拦水的功能，无法调节河川流量；而且上游的水土流失，造成江河湖泊的淤浅。围湖造田也有类似的弊害。湖泊是天然水库，有调节河川流量，减少水旱灾害的功用。上述种种生态条件之变迁都会反映到自然灾害的频率，可以作为研究之数据。其次，生态环境恶化后会影响到农业生产力，所以亩产量的升降，可以反映生态变迁的后果。不过，在历史上，农业生产技术一直在不断改进，提高亩产量，足可抵消生态环境恶化对农业生产力的不良影响。所以，农业生产力上升，不一定表示生态环境没有恶化，但农业生产力下降，则很可能反映了生态条件之恶化。
一、灾害统计
中国历史文献中对于自然灾害的记录相当详细，可以提供我们数据，来研判灾害频率。20世纪初期，外人来华，发现中国灾荒出现的频率出奇的高，因称中国为灾荒之国。中外学人研究中国救荒史及所谓各朝的荒政，也发现同样的事实，灾荒很多，而且出现的频率愈到后来愈高，在时空方面也日益普遍扩大。近年来，中国学者对于历史上的生态环境加以注意，从史书及方志中搜求有关灾荒的记录，获得很多具体数据。
史书中有各种灾荒的记载，包括水灾、旱灾、地震、蝗灾、冰雹等。其中水灾与旱灾对生态环境直接有关。尤其是水灾。水土流失，森林失去调节水量之功能，湖泊湮废或缩小，均能提高水灾出现的频率。至于旱灾的频率，只有在特殊的情况下才会被人为因素所提高。例如原有的灌溉工程（如芍陂及鉴湖）被填平，无水灌溉，旱灾就会增多。有人研究，北宋时期166年中，绍兴地区共出现水灾7次，旱灾1次；但是鉴湖在南宋初彻底湮废，而南宋的143年中，水灾多达38次，旱灾出现16次①。这是围湖造田同时引发水旱灾的特例。有学者研究江汉平原在历史上水旱灾害的基本情况，发现在清道光以前该区水灾频率不高，但道光以后突增；至于旱灾，前后两阶段没有什么大的差异。水旱两灾之比例在前期是4:1，至后期则突增至20:1②。我也根据“中国近五百年旱涝分布图集”对全国各地大水灾频率时间序列，作过统计分析，发现水灾频率有明显上升的趋势线，但旱灾频率没有任何明显的趋势线③。
史书上有关水旱灾的记录可能不很完全。有些轻微的灾情未曾留下记载。有些地方官故意隐瞒灾情，以免影响他们的政绩，故意粉饰太平，不过，想来特大的灾情是不会漏记的，而且地方官也无法隐瞒。所以集中研究特大灾荒，尤其是特大水灾，可信度较高。不过，史书中记载的水灾均未按最重程度加以分等级。近人的研究中是以受灾县数作为分类标准，再参照死亡人数，赈灾规模等资料，将灾情分为数级。这样，我们可以挑选出特大水灾，计算其出现频率或周期。
到目前为止，近人对灾荒的研究都是地区性，有的以一省为范围，有的以一个特定区域如太湖区等为对象。区域性的研究有一个毛病。生态环境恶化的影响往往不限于本区，上游恶化，下游受害，所以，在区域性的水灾记录以外，我们也应该从全国范围观察水灾的频率变化。现将各地区之水灾频率数字（每若干年一次）列表如下④：
以上资料一致显示明清以来水灾频率大为增加，也就是周期减少。其他若干研究结果，虽然没有按朝代详列灾害频率，但所显示的趋势也是一致的。日人吉岗金士、龟井建三等人研究了我国自唐代到清初有记录可查的旱灾次数。其中620年至719年的百年间，南北方十八个省区共出现43次；而1520到1619的百年间，则增至170次。又据湖南省历史考古研究所“湖南省自然灾害年表”，从101年至1949年，湘江流域共发生水灾291次，旱灾213次。其中从乾隆元年(1736)到1949年的213年中，发生的水灾却占总数的48%，旱灾占总数的46%⑤。学者一致认为历史后期灾害频率之增加，主因就是生态环境之恶化。
最近，中国政府气象局搜集2200多册的方志与史书，有系统的搜检过去五百年全国各地有关天侯与灾变之记录，加以排列整理，并印制成统计表与分布图⑥。该书将各观察区的旱涝情况分为五级，第一级是最严重的大旱大涝。我们选择了大旱与大涝这一级，以二十年为一时间单位，计算发生之频率（t代表时间单位的二十年一期，H代表大旱发生频率，F代表大涝发生之频率）和两者之趋势线（括号内是标准差）。计算得出结果如下：
H＝125-0.94t
(15.2) (1.16)
F＝99.8+2.52t
(13.0) (0.98)
旱灾方程式的趋势线斜率的标准差太大，表示没有明显的趋势线。但是水灾则有明显的趋势线，而且符号是正，显著地大于零。这表示中国境内在这五百年中，严重水灾出现的频率确是与时俱增。从数量上说，大约每20年增加2.5次大水灾。或是每一世纪增加12.6次，恶化的速度相当惊人。
至于最近几十年来的情况，我们有更精确的统计，那就是政府公布的每年农业耕地遭受自然灾害的总面积。见下表。
自然灾害农田受灾面积
单位：万公顷
年份
面积
年份
面积
年份 面积
1950
1.00119606.54619733.649
1951
1.25619616.17519743.856
1952
819 19623.71819753.538
1953
2.34219633.21819764.250
1954
2.14519642.16419775.202
1955
1.99919652.08019785.079
1956
2.21919662.42119793.937
1957
2.9151970 997 19804.453
1958
3.09619713.10519813.979
1959
4.46319724.04619823.276
资料来源：《中国统计年鉴》第212页，经济学报社出版，1983。其中1959至1961三年的数字有问题，财经领导人公开承认这三年所谓的农业灾害人为的因素远大于自然因素。所以，这三年的数字不能代表真正自然灾害的受灾面积。如果剔除这三年，我们可以很明显的看出农田受灾面积有逐渐扩大的趋势。计算得出的趋势线是：
Y＝1357.62+102.11t
其中Y是每年农田受灾面积，以万公顷为单位；t是时间，以年为单位。上式显示全国农田受灾面积每年要增加一百万公顷。这极可能是生态环境逐年恶化的结果，此外没有更合理的解释。
二、亩产量的降落
从理论上讲，生态环境恶化会对农业生产力有不良影响。即令农业技术之改进可以抵消一部分生态环境恶化的负作用，但在最严重的情况下，还是可以从亩产量的数据上观察出来。中国生态环境恶化最严重的时期就是清中叶乾嘉两朝。这一时期中国主要的农作物——粮食的亩产量应该是下降的。如果清中叶的亩产量没有下降，则吾人对于生态环境之恶化，就大可不必担心。
清代粮食亩产量下降之事实，近人早已指出，陈恒力在研究补农书时已经明白指出，抗日战争前嘉善、吴兴两县的稻米亩产量只有该地区清初时亩产量的77%⑦。换言之，有清一代亩产量下降了23%。近年来，另有学者发现其他地区也有此种现象。程厚思发现18世纪时江浙地区粮食作物单位面积产量普遍下降⑧。张家炎认为江汉平原水稻的单位面积产量在乾隆年间达到最高点，此后略有下降⑨。闵宗殿及陈家其认为太湖地区因为灾害频率增加，导致亩产下降。他的估算是⑩：
唐代 276斤明代 667斤
宋代 450斤清代 550斤
利用单位面积产量进行研究比较，有三点困难。第一，许多地区的度量衡未标准化，面积与产量的度量单位不统一。第二，不同田块的生产力出入很大，如果前期亩产量取自上等良田，后期数字取自其他田块，自然会有产量下降之现象。第三，中国文人笔下记载的亩产量不精确，不易作为依据。我现在采用清代私家地主租册上的时间序列，也就是地主户历年的收租记录，来观察这一时期的耕地单位面积产量之变动，可以一举而扫除上述三种困难。只要是同一地主的同一块出租耕地，只要地界没有变动，其租佃方式及计算租额之方式亦不变，则其历年的收租量即是一套可比的时间序列。不论其耕地面积之度量单位是如何奇特，不论其升斗容量是如何与众不同，都不会影响到此时间序列的可比性。换言之，我们从租册上得到的历年收租额已变成一套指数，在不变的情况下各度量单位彼此消去，剩下没有单位的数字，完全可比。第一，由这样的时间序列，我们可以计算收租额的变化趋势线。在租约方式不变的情形下，收租量的趋势线之斜度也就是亩产量趋势线的斜度，两者走势全同。第二，这样得出的动态变化是不分天南地北，不分作物种类，不分土地优劣，完全可比。如华北地区小麦亩产量增加百分之二，与江南地区稻米亩产量增加百分之二，是同样的百分之二，是同样的变化率。第三，地主记录的收租额，是对内的帐目，既不会以多报少，也不会以少报多，具有绝对的真实性与可信性。
我们设法从不同省份及地区，搜集了若干租册收租之资料。处理这些时间序列，我们统一采取下列方法，计算租额的趋势线：
Y＝a+bX
Y是单位耕地的实物租额，至于面积单位是什么，在有些例子中已明白写出，但有些租册只记地号，不写面积。这些都没有关系，只要这号地的地界在观察期没有发生变动即可。X是时间，以年为单位。至于一年收获一次或两次，只要租约言明，前后一致，即不影响计算结果，a是常数项，b是X项之系数，也就是趋势线的斜率。如果b是正值而且显著异于零，则土地生产力是在上升中；反之，若b是负值而且显著异于零，则单位产量在观察期中是在逐年下降(11)。以a除b(=a/b)的商数，可以视为变化率，也就是每年单位产量上升或下降之百分率。
以下将按地区分别观察租册时间序列所显示的结果。
安徽省
近年来皖南地区发现为数众多的清代民间土地契约文书与租册，其中很多资料符合上述之要求。我们尽量采录其中包括年数较长（20年以上）的租册，将这些租册分为分成租与定额租两大类来分别计算与讨论。所谓的观察个案，有时是同一地主租给某一佃农的同一号地前后若干年的实物地租缴纳记录，有时是同一地主的几号田地以同式租约租给几家不同佃户，我们把这几号田地加在一起，视为一个案例，观察其租额总量之变化。
安徽省分成租租册资料计算出的结果，一共是24个案例，但是所包括之地号则远超过此数，原因已说明如上。在这24个案例中，20个的斜率是负值，4个是正值。当然这其中有的斜度并非显著异于零，也就是说土地生产力究竟是升是降，尚不十分明显。如果我们将可信度定在95%以上，则有11个案例的斜率显著异于零，其中10个是负的斜率，表示土地生产力在下降；一个斜率是正值，显示亩产量在上升。如果把可信度降为90%，则有16个案例的斜率是显著异于零，其中15个斜度是负，一个是正。显然绝大多数农田的生产力是在下降。
安徽省分租租册资料
安徽省的第二类租册属于定额租类。即是说佃农不是与地主每年平分田中的粮产，而是由地主在租约中写明佃户每年应缴之租粮数量。定额租又可分两种。一种称为硬租，或铁板租，佃户要每年依约缴足此数，硬缴不让。另一种定额租是软租，地主在租约中写明租额，但是到收成时地主要审度年成情况，如果年成好则要求佃户缴足租粮；如果年成不佳，地主可酌度减租，称为让租。如遇让租情形，则收租簿上会一一记清让租之数量与实缴之数量。对于硬租或铁板租，地主每年的实收租额不变，没有任何变动斜率可以计算。但如果是软租佃约，则地主每年实收租额有变动，而这种变动可以反映年成及土地生产力之变化，故可以依前述办法计算各块农地产量的趋势线。
我们一共找到了33个软租案例。计算结果是26个案例的斜率是负值；7个是正值。当然这其中也有若干案例的斜率并非显著异于零。如果我们采取95%的可信度标准，则有13个显著异于零的负值斜率，3个显著异于零的正值斜率。如果我们把可信度标准降为90%，则有15个负斜率，正斜率仍然是3个。
安徽省定额租租册资料
浙江省
我们只找到一本浙江省的租册，地属嘉兴县，户主姓名不详，记载田地不多，却分散于17都及21都两处。租册上记载每年收租总量及田亩总数，包括1784-1796各年。计算结果如下：
常数项 斜率 标准差 a/b
1.15 0.0108 0.0055 0.008
此斜率是负值，可信度在95%以上。
江苏省
江苏省的资料取自村松次“近代江南の租栈——中国地主制度之研究”一书。一共有三套租额时间序列，是吴县畬经栈替三家地主收租的记录。该租栈将三家地主编为祭号、公号、庆号三个帐簿。时间是1893-1918，比较晚近。祭号与公号每家出租田地50余亩；庆号较多，有160余亩。计算得结果如下：
常数项 斜率 标准差 a/b
祭号 0.886-0.00580.00370.006
公号 0.704-0.00150.0039
庆号 0.949-0.00570.00340.006
其中祭号与庆号的情况几乎雷同，斜率都是负值。庆号有95%的可信度，祭号有90%的可信度。公号的情形比较特殊，其斜度并不显著大于零。其实，从历年租额可以看出。在民国以前各年，租额下降的趋势明显可见，但在民国年间，收租额又有回升现象。这种现象确有可能，以前所观察的案例，亩产量下降都是发生在18世纪后期及19世纪，到了20世纪初年，农业生产技术略有改进，农田生产力回升现象，当然是可以理解的。
山东省
我们从孔府档案中找出一套完整的田租记录，即山东汶上县美化庄孔府田产的“麦秋柴租总帐”，包括1736-1775这段时期，中间缺若干年的收租帐，但仍然构成很好的时间序列。孔府在美化庄拥有十一顷多的田地，绝大部分是以分成租的方式租给佃户，租率固定，双方对半均分。这些田地中大约有五顷多种小麦，两顷多种高梁，四顷多种豆类及杂粮。这些作物之间没有轮种、间种、杂种等关系。各类作物每年所缴之田租分别记载于册，于是构成四种不同作物的时间序列，供吾人使用，现将计算结果分列出来。
常数项 斜率标准差a/b
小麦3.615-0.0440.0120.012
高梁4.504-0.0420.0220.009
豆类2.429-0.0410.0150.017
杂粮5.350-0.0910.0280.017
四个斜率都是负值，可信度均在95%以上，表示亩产量都在下降。孔府租册按作物分类是其特色。由此可以看出，该地区农田生产力之衰退是一普遍现象，并不因作物不同而有异，四种作物所显示的情况雷同。
福建省
厦门大学杨国桢教授为我们在福建找到两套最长的时间序列，即龙溪县(1715-1859)及云霄县(1835-1911)。每一地区都是从一两个村庄搜集来的民间租约所载的租额。因为是分属于许多地主人家，土地质量本身有高低出入。幸而个案数目很多，可以补救一部分缺点。计算结果如下：
常数项斜率标准差a/b
龙溪县 21.57-0.0310.019
0.001
云霄县 75.50-0.4020.121
0.005
两处之斜率皆为负值，可信度皆在90%以上。
从上面五省的资料看来，农田生产力下降大概是事实，各地普遍出现，而且不限于一种作物，极可能是生态恶化的结果。
注释：
① 陈桥驿：《我国古代湖泊的湮废及其经验教训》，《历史地理》第二辑，第108页。
② 张国雄：《清代江汉平原水旱灾害的变化与垸田生产的关系》，《中国农史》1990年第3期，第94页。
③ 赵冈、陈钟毅：《中国农业经济史》，（台北）幼狮出版公司，1989，第133页，夏越炯曾表列11世纪至19世纪浙江省旱涝频率，也显示水灾有上升趋势，而旱灾频率相当稳定，见其《浙江省宋至清时期旱涝灾害的研究》，《历史地理》创刊号，第142页。
④ 表中各项资料来源按编号分别如下：
朝代
长江 汉江 洞庭湖区 洞庭湖区 江汉平原 长江平原 江苏
唐
24.1
72.28.096.336.1
北宋 7.0
17.6
16.720.830.4
南宋 83
33.4 7.618.9
元6.1
91.06.914.822.7
明5.0
25.1 184.2 8.318.4
清4.9
33.5 20 164.3 7.920.6
资料来源 [1]
[1] [2] [4]
[3] [3] [5]
朝代
浙江
陕北
丹阳湖区
太湖区
黄河流域
唐 35.32018.0
北宋 5.255.3
27.7
南宋 2.93.8 535.2
元4.57.4 13.0
明3.219.76.7 3 9.2
清3.212.73.4
5.9
资料来源 [6] [7][8][9][10]
[1] 《长江水利史略》，129页，水力电力出版社，1979年。
[2] 《长江水利史略》，144页，水力电力出版社，1979年。
[3] 林承坤：《古代长江中下游平原筑堤图垸与塘浦圩田对地理环境的影响》，《环境科学学报》，1984年第2期，第105及109页。
[4] 汪家伦：《明清长江中下游圩田及其防汛工程技术》，《中国农史》，1991年第2期，第94页。
[5] 王永作：《江苏近两千年来水灾史概与分析》，《中国农史》，1992年第3期，第96-103页。
[6] 夏越炯：《浙江省宋至清时期旱涝灾害》，《历史地理》，创刊号，第140-147页。
[7] 朱士光：《我国黄土高原地区几个主要区域历史时期经济发展与自然环境变迁概况》，《中国历史地理论丛》，1992年第1期，第140页。
[8] 魏嵩山：《丹阳湖区圩田间开发的历史过程》，《历史地理研究》，第1辑，第151页。
[9] 李天石：《唐代江苏地区农业经济发展述论》，《南京师大学报》，1991年第3期，第48页。
[10] 黄河水利委员会：《黄河水利史述要》第27页，1982。
⑤ 何业恒、文焕然：《湘江下游森林的变迁》，《历史地理》，第二辑，第127-139页。
⑥ 中国气象局气象科学研究院：《中国近五百年旱涝分布图集》第321-323页，1981年。
⑦ 陈恒力：《补农书研究》第17页，中华书局，1958年。
⑧ 程厚思：《清代江浙地区米粮不足原因探析》，《中国农史》，1990年第3期，第42页。
⑨ 张家炎：《清代江汉平原水稻生产详析》，《中国农史》，1991年第2期，第30页。
⑩ 闵宗殿：《宋明清时期太湖地区水稻亩产量的探讨》，《中国农史》，1984年第3期。陈家其：《明清时期气候变化对太湖流域农业经济的影响》，《中国农史》，1991年第3期，第34页。
(11) 在这里我们计算可信度时只需注意常态分配曲线的一个尾端，即最接近零点的那个尾端。