陕西省明代饥荒的时空分布及灾害因素^*

Spatiotemporal distribution and disaster factors of famines during Ming Dynasty(1368-1644 AD)in Shaanxi Province,China

摘要

基于地方志、汇编资料、公开史料检索平台等多源资料,提取陕西省明代(1368—1644年)饥荒发生的县次、时间特征、灾害因素等信息,采用语义量化、统计分析、指数构建等方法分析饥荒发生的时空分布特征,构建饥荒指数序列,并捕捉引发饥荒的灾害因素。结果表明: (1)陕西省明代饥荒呈现出显著的阶段性及月份季节变化特征,可以划分为1368—1420年、1421—1600年、1601—1644年 3个阶段,第3阶段饥荒发生的程度最重、范围最广泛,在季节上分布相对分散且集中发生于七月、二月等月份,周期性分析显示饥荒发生与太阳活动存在关联。(2)饥荒呈现出广泛性、聚集性和显著正空间自相关性,各区域间饥荒分布特征存在明显差异,关中饥荒频次高但陕北、陕南受灾更重,陕南饥荒分布聚集性尤为突出。(3)旱灾、旱灾—虫灾分别是单灾害因素(SF)、双灾害因素(DF)中最为显著的灾害因素,DF引发的饥荒程度较SF更重,旱灾、虫灾(蝗灾为主)、涝灾是引发饥荒最关键的灾害因素。各区域引发饥荒的关键灾害因素存在差异,陕北饥荒受旱灾主导,关中饥荒原因多为虫灾,陕南饥荒多由涝灾引发,这与各区域截然不同的自然环境有关。

Abstract

This article integrates multi-source dataset,including local chronicles,compiled materials,and historical material online platform,to extract information county-level occurrences,temporal characteristics,and disaster triggers of famines in Shaanxi Province during the Ming Dynasty(1368-1644 AD). Through semantic quantification,statistical analysis,and famine index construction,we reveal the spatiotemporal patterns of famine and identify key disaster drivers. The results are as follows: (1)Famines in Shaanxi Province during the Ming Dynasty exhibit distinct temporal patterns and monthly/seasonal variations,with three phases: 1368-1420 AD,1421-1600 AD,and 1601-1644 AD. The third phase(1601-1644 AD)shows the highest severity and spatial extent,with famines clustered in July and February but distributed across seasons. Periodic analysis indicates famine periodicity correlates with solar activity cycles.(2)Regional disparities are evident: Guanzhong(central Shaanxi)records the highest frequency,whereas northern and southern Shaanxi suffer greater severity. Southern Shaanxi exhibits the strongest clustering.(3)Drought is the dominant single-factor trigger(SF),while drought-insect co-occurrence prevails among dual factors(DF). DF-induced famines are more severe than SF. The primary drivers are droughts, locust infestations, and floods. Regional variations align with environmental contexts: northern Shaanxi is drought-dominated, Guanzhong faces insect-driven crises, and southern Shaanxi is flood-prone.

Graphical abstract

关键词

饥荒 / 时空变化特征 / 自然灾害 / 明代 / 陕西

Key words

famine / spatiotemporal change / natural disaster / Ming Dynasty / Shaanxi Province

1 概述

饥荒通常指食物供给不足导致的社会紧急状态,长期存在于人类社会发展的各个阶段。历史上的饥荒曾对众多地区造成严重伤害,1845—1850年爱尔兰大饥荒致使人口锐减1/4(O' Rourke,1995),1932—1933年乌克兰大饥荒造成至少500万人丧生(Conquest,1987;Richter,2019),1943年孟加拉大饥荒中有300万人活活饿死(Sen,1981)。21世纪后,全球在消除饥荒方面取得显著进展,但粮食安全问题依然显著影响部分欠发达地区,甚至近年来面临粮食严重短缺的人数逐渐增加。截至2023年4月3日,全球仍有8.28亿人受饥荒影响,这一数字在2022年增加了4000万,目前仍有6.7亿人正在挨饿(FAO,2022; WFP,2024)。在非洲,超过58%的人口经历中重度粮食不安全,中东、加勒比地区的饥荒也在不断蔓延(FAO,2023)。这表明饥荒不只是一个历史名词,近些年甚至愈演愈烈,这一困扰人类数千年的问题值得更多关注。

中国历史上的饥荒频繁发生,伴随着自然灾害与王朝更替反复为害(邓云特,2011),较典型的案例如发生在1877—1878年的“丁戊奇荒”造成大约3000万人丧生(Singh et al.,2018),深刻影响晚清历史进程。在过去的半个多世纪里,随着农业科技与生物化学等相关领域的迅速发展,中国绝大部分地区已摆脱饥荒困扰,然而作为农业大国,粮食安全一直都是持续关注的热点、焦点。在以往的研究中,饥荒多被当作是自然灾害下的社会状况量度,少数几位学者曾将其视为地理现象进行量化分析,滕静超等(2014)基于《中国历代自然灾害及历代盛世农业政策资料》等材料重建了西汉至清代的饥荒指数,魏柱灯(2020)、文彦君等(2022)基于方志、汇编等多源史料分析了清代苏沪、清代关中等区域饥荒的时空特征,这为本研究的开展提供了思路借鉴。

频繁的自然灾害是全世界饥荒发生的首要因素,具体灾种也因区域差异而不同,非洲蝗灾多发(van Huis,2022),中国北方干旱频发(Xu et al., 2015),孟加拉国常受水灾侵袭(Adnan et al., 2020)。中国幅员辽阔、地形条件复杂,各地引发饥荒的灾害因素颇为多样,捕捉具体灾因对识别饥荒过程与状况至关重要。小冰期自然灾害与饥荒的发生频率显著增加(Pei et al., 2015),尤其是在御灾能力低、经济欠发达的中西部干旱半干旱地区。作为这一区域最具代表性的省份之一,陕西地形条件复杂、人口分布稠密、灾害史料丰富,为深入讨论历史时期环境变化、自然灾害与饥荒这一极端社会现象之间的关联提供了充足条件。基于以上分析,本研究拟基于多源灾害史料,采用语义量化、统计分析、空间分析、指数构建等方法对陕西省明代饥荒现象的时空分布特征及其灾害因素进行初步讨论,旨在为深入认识小冰期气候变化、自然灾害与人类活动之间的复杂相互关系提供典型案例,以期为当前粮食安全问题应对及灾害风险评估等挑战提供基于历史视角的见解和启示。

2 材料与方法

2.1 研究范围

在时间尺度上,研究时限为明代(1368—1644年),共277年。在空间尺度上,研究区域为陕西省,由于历史上行政区划变动频繁,以当前行政区划为标准绘制地图。陕西省位于中国西北内陆腹地,地形地貌复杂、区域差异显著,可被分为陕北、关中和陕南3个区域,地势南北高、中间低。陕北北部属中温带季风气候,关中及陕北大部属暖温带季风气候,陕南属北亚热带季风气候。陕北是黄土高原的中心,包括榆林市、延安市; 中部属关中平原,包括西安市、咸阳市、宝鸡市、铜川市、渭南市; 南部属秦巴山区,包括汉中市、安康市、商洛市(图1)。

2.2 数据来源

2.2.1 饥荒数据

陕西省明代饥荒数据由地方志、史料汇编以及公开史料检索平台获取并交叉验证。参照相关研究(曹罗丹等,2014;万红莲等,2017),地方志涵盖通志与各地府、州、县志,结合《中国三千年气象记录总集》《中国气象灾害大典: 陕西卷》《中国灾害通史·明代卷》《中国灾害志·断代卷·明代卷》《中国历代天灾人祸表》《中国救荒史》等汇编资料(翟佑安,2005;孙良玉和邱云飞,2009;邓云特,2011;张德二,2013;张崇旺,2019;陈高傭,2020),并采用爱如生典海数字平台(http://www.er07.com/)中国基本古籍库、中国方志库基于关键词检索、校对、验证,建立陕西省明代饥荒史料集,并基于发生时间、受灾地点、灾情描述、灾害成因、社会影响和文献来源等属性构建数据库。

2.2.2 地图数据

采用中华人民共和国自然资源部标准地图服务(https://www.mnr.gov.cn/)获取研究区行政边界,并将历史饥荒记录对应至当前行政区划,以较稳定的县域为空间尺度来保证数据准确性。

2.3 研究方法

2.3.1 资料处理与语义量化

为确保可靠性,对不同来源的史料进行排序、归类、存储,并参核互稽、删重补漏以达到均一化、标准化。采用语义量化分析将文本信息转换为数据信息是研究的关键步骤,基于灾情程度(描述)将饥荒由低到高分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个等级(表1)。以县域饥荒史料为最主要资料,市域饥荒史料视为各区县均遭受饥荒,少数全省范围饥荒史料仅作参考对照。最终获取陕西省明代饥荒史料494条,县域尺度的饥荒记录1251条。

2.3.2 指数构建与序列分析

完成饥荒史料定级后,统计各年遭受不同等级饥荒的县数C,并定义饥荒指数FI:

FI=log₁₀(C_Ⅰ×1+C_Ⅱ×2+C_Ⅲ×3)

以1年内遭遇饥荒的县数与其对应的等级及范围与程度来定义饥荒指数,通过对数计算实现指数化,即饥荒指数为年指数,为后续的序列分析、饥荒与灾害及气候因子的关系讨论提供了数据基础。采用ACS、ACM(Accumulated Counties Seasonly/Monthly)表示季/月累计饥荒县次,采用快速傅里叶变化(FFT,Fast Fourier Transform)识别序列周期信号。

2.3.3 空间分析与图表绘制

通过ArcGIS 10.7工具绘制饥荒分布示意图,采用空间自相关(Spatial Autocorrelation)、核密度估计(KDE,Kernel Density Estimation)、热点分析(Getis-Ord Gi^*)等空间分析手段识别饥荒事件的空间分布特征、聚集状况并识别高发区域,利用IBM SPSS Statistics 25和Originlab 2018等进行统计分析和可视化呈现。

3 结果与分析

3.1 陕西省明代饥荒的时间分布

在季节上,陕西省明代饥荒分布相对平均,秋季(29.4%)和春季(27.1%)略多于夏季(23.3%)和冬季(20.2%)(图2)(农历一至三月为春季,以此类推)。从月份(农历)上看,七月、二月、十一月和一月是饥荒暴发的最主要时段,共占总体的91.2%。

基于饥荒县数将明代划分为3个阶段(图3-a),在第1阶段1368—1420年,年均饥荒县数为0.51,相对较低; 第2阶段1421—1600年,受饥荒影响的县数显著增加,在整个时段内保持稳定,年均饥荒县数升至7.35;第3阶段1601—1644年,发生饥荒的范围急速扩大,年均饥荒县数达12.45,是第1阶段的24.4倍、第2阶段的3.32倍,最严重的年份为1640年,有73个县受到影响。

不同等级的饥荒县数(图3-b)清晰显示了饥荒高发时段,严重饥荒集中发生在1480—1490年,1525—1535年,1580—1590年,1630—1644年等时段。进入17世纪以后,饥荒频率和等级均急剧上升,Ⅲ级饥荒显著增多,远超以往任何时期。饥荒指数FFT分析结果(图3-c)显示,饥荒发生存在显著的周期性特征,主周期为21.31 a、25.18 a,与太阳活动规律十分吻合(Hale太阳周期22 a(Hathaway,2010),Gleissberg太阳周期24~25 a(Gopalswamy et al., 2015)),表明饥荒暴发可能受到包括太阳辐射或其他宏观环境因素等外部条件的影响。

3.2 陕西省明代饥荒的空间分布

陕西省明代的饥荒是普遍发生且不容忽视的社会现象,超过90%的县域都遭受过饥荒(99/107)(图4)。饥荒的空间分布显示出显著的异质性、聚集性以及极显著的正空间自相关性(Moran's I=0.255,Z-score=4.945,p-value=0.00001),各地区饥荒的发生状况存在显著差异,大量饥荒事件集中出现在陕南安康地区,陕北小部分县域连续受到影响,关中地区的饥荒分布相对均匀,宝鸡地区受灾较少。

分区域来看,关中的饥荒县次达472,较陕南、陕北更多(图5-a),其中Ⅲ级饥荒也较其他2个地区更多。平均来看,关中县均遭遇饥荒8.74次,远少于陕北13.56次和陕南15.71次,关中县均Ⅲ级饥荒3.33次,同样低于陕北5.76次和陕南4.21次。从这一角度看,陕北、陕南饥荒状况较关中更加严重。市域分布同样显示出这一特征(图5-b),其中安康遭受饥荒超过300次,远远超过榆林(188)、西安(159)、延安(151)等地,同时Ⅲ级饥荒发生频次也最多。

3.3 陕西省明代饥荒的灾害因素

503条县域饥荒记录存在灾害信息,其中由单灾害因素(SF)引发的饥荒记录366条,双灾害因素(DF)引发的饥荒记录137条,暂未识别出由3种或3种以上自然灾害引发的饥荒。DF引发的饥荒等级(2.28)较SF(2.10)更高(计算平均饥荒等级时将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作为1、2、3使用)(图6-a),在SF中,旱灾是引发饥荒的最主要灾害因素,频次上较其他4类灾害的总和还多(图6-b),引发的饥荒等级也最高(2.30),其次是虫灾(2.17)、冻害(2.00)、风灾(1.80)和涝灾(1.27)。在DF中,旱灾—虫灾是引发饥荒频次最多的灾害因素(图6-c),而旱灾—冻害(2.63)引发的饥荒等级最高,其次是旱灾—虫灾(2.52)。综合SF、DF引发的饥荒频次与饥荒等级来看,旱灾、虫灾、涝灾是陕西省明代饥荒最关键的灾害因素,并且时常同时发生,加剧饥荒程度。

主要灾害因素旱灾、虫灾、涝灾的空间分布(图7)显示,各区域饥荒发生的灾害因素存在显著差别,其中陕北饥荒主要受旱灾影响,关中饥荒主要由虫灾造成,而陕南尤其是汉江流域的饥荒主要由涝灾主导,线性受灾模式也解释了陕南饥荒分布更具集聚性的原因(Moran's I_NS=0.260,Z-score_NS=2.117, p-value_NS=0.034;Moran's I_GZ=0.313, Z-score_GZ=4.463,p-value_GZ=0.00008;Moran's I_SS=0.770, Z-score_SS=4.094,p-value_SS=0.000042。陕北、关中、陕南: NS,GZ,SS)。值得注意的是,部分县域饥荒发生由多种灾害因素共同引发,如延安南部的饥荒同时受到旱灾和虫灾的影响,陕北部分饥荒同样由涝灾引发。

4 讨论

在很多情况下饥荒由多种或连续的自然灾害组合造成,这样的灾害组合或灾害链往往会引发更严重的饥荒,这与清代苏沪地区饥荒特征相似(魏柱灯,2020)。旱灾、涝灾、虫灾作为饥荒主要灾害因素的特征与其他地区的研究结论基本一致,由于区域环境差异导致关键灾害因素存在显著分异,有待通过中大尺度集成研究寻求致灾规律(萧凌波,2020;徐潇悦,2021;文彦君等,2022)。在黄土高原地区,频繁、恶劣的干旱造成的饥荒频次最多、范围最广(党群,2020),对气候变化的高度敏感伴随当地生态系统的脆弱性,极易造成灾害急剧扩散和农作物收成大幅下降。关中地区水资源与耕地条件相对优渥,御灾能力与环境承载力较强,旱灾造成的河流湖泊水位下降为蝗虫的产卵与孵化提供了得天独厚的自然条件(Wang et al., 2023)。秦巴山地中,威胁最大的自然灾害是强降雨、水患及其造成的泥石流、滑坡等地质灾害,这样的极端水文事件现今仍然时有发生(Deng et al., 2022)。

以往饥荒多被认为是一种极端环境下的社会危急状态,是社会对自然灾害或其他原因的反馈,而非独立的地理现象,因此对于饥荒发生的时空分布特征与发生模式并不明确。通过对灾害史料文本的深入解读,获取到大量灾害原因及后续社会影响,如农业经济受损、社会秩序崩溃以及社会危机爆发等,不同区域灾时的应对策略与差异值得后续讨论。历史上常有饥荒由于政府救灾不力或政策不当而不断加剧(Gráda,2007),最终演变为人口大量死亡事件。仍存在于部分极不发达国家的饥荒不仅归因于极端气候事件与自然灾害,同样受到政府救灾不力、种族矛盾、地区冲突、紧张局势以及显著的地区差异等多方面因素影响,并不断加剧粮食不安全。鉴于人类命运共同体倡议与共同面对的严峻气候形势,迫切需要全球范围内的组织协调与通力合作,以减轻气候变化负面影响并尽早消除饥荒这一社会悲剧。

5 结论

本研究通过收集、整理、量化历史资料,采用语义分析、统计分析、时空分析、指标构建等方法,考察了陕西省明代饥荒现象的时空变化及其灾害因素。主要结论如下:

1)在明代277年里,陕西省发生饥荒494次,县域饥荒频次1251次,平均每年发生1.78次、4.52个县域受到影响。时间分布上,饥荒在季节上相对分散,尤其集中在七月、二月等月份; 基于年均饥荒县数将明代划分为3个阶段,分别是1368—1420年、1421—1600年、1601—1644年,第3阶段的饥荒程度与范围远超前2个阶段; 周期性分析结果显示,饥荒指数存在21.31 a和25.18 a这2个主周期,与太阳活动等因素存在关联。

2)在空间分布上,饥荒呈现出显著的广泛性、聚集性和正空间自相关性,绝大部分县域都遭受过饥荒侵袭,各区域间饥荒分布与聚集特征存在显著差异,关中受灾频次更高但陕北、陕南饥荒状况更重,陕南饥荒聚集程度显著,尤其是安康等地。

3)在灾害因素上,旱灾、旱灾—虫灾分别是SF、DF中最显著的灾害因素,由双灾害因素引发的饥荒程度更高,总体上旱灾、虫灾、涝灾是引发饥荒的关键灾害因素; 各区域饥荒灾害因素存在显著差异,陕北饥荒主要受旱灾影响,关中饥荒原因多为虫灾,陕南饥荒多由涝灾引发,截然不同的气候地形等条件导致受灾模式迥异。

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基金资助

*江苏省社会科学基金项目(23LSC002)

陕西省重点研发计划(2023-YBNY-142)

教育部中外人文交流中心与文化旅游行业中外人文交流研究院研究课题(2023DYH1014)

扬州大学人文社会科学基金项目(xjj2023-38)

扬州大学中国大运河研究院开放课题(DYH202302)