过去是未来的钥匙

庄稼枯萎，牲畜死亡，2010年中国西南的春季大旱让科学家确信：不断变化的气候是影响古代人们生活的重要因素之一。今天，由自然和人类活动综合导致的降雨和气温格局正在全球范围内发生改变，但是我们很难预判这些改变会反过来怎样影响我们：地球的气候变化本身就很复杂，当它与生物系统、人类社会活动交互作用的时候，准确的预测就会显得更加困难。无论如何，掌握所有能掌握的手段和资料是成功预测未来的关键。“过去是未来的钥匙”，预判未来首先要了解过去，我们生活的这个地球是我们预判未来的“巨大的实验室”，我们今天面对的变化在这里也许曾发生过很多遍，这就是“历史”。

在过去的十年、百年、千年里，气候一直在发生着变化，并且与生态系统之间产生着复杂多样的交互作用。虽然气温和降雨等环境因素可以部分地被重建出来，但生态系统的记录却极少能存留一个世纪以上。幸运的是，中国悠久而又连续不断的历史记录，能够在一定的尺度和细节上提供生态系统的信息，而在其他地区，这些信息记录多不完整。近些年来，语言学家、历史学家、气候学家和生物学家已经着手利用中国史料研究过去气候变化的过程。尽管这项工作还处于初级阶段，但已经发现了一些重要线索，其中蝗灾、鼠疫和战争这三个与气候相关联的重要灾难改变了中国和世界其他地方的文明历史。倘若没有这样的重要史料，分析过去生态、环境以及人类三者的内在机制与联系可能还停留在不完整或者猜测的层面。

气候变化和蝗灾爆发

飞蝗广泛分布在亚洲、非洲和大洋洲，在中国的长江、黄河流域下游的沼泽地尤为常见。当种群密度达到一定程度时，蝗虫在外形和行为上都会发生变化，形成具有巨大破坏力的蝗群，进而引发蝗灾。中国东部是蝗灾的主要发生地，这一地区的温度和湿度是影响蝗虫种群的直接因素：温暖的天气可以提高蝗虫越冬卵的存活率，有利于幼虫聚集和成虫起飞；土壤的湿度也是影响虫卵孵化的关键因素。

上世纪50年代开展的治蝗运动曾有效地控制蝗灾的爆发，如此良效维持了数十年之久。近年来，蝗灾再次成为一个严重的问题，这也可能是气候变化导致的。一直以来，科学家认为大的蝗灾通常发生在温暖干旱年份，尤其在连年干旱之后。研究发现，水灾之后爆发蝗灾的概率也很高，这可能是由于退水之后，沿河、湖滨留下的泥土为蝗虫产卵提供了适宜的环境。尽管机理不同，但较高和较低的降水这两种相反的情况却都有可能导致蝗灾的爆发，看来预测未来蝗灾爆发的概率依然是一个难题。

这时，中国的长时间、不间断的历史记录就显示出其珍贵性。在中国的许多地区，长达千年的各种记录为研究气候与蝗灾提供了重要的信息。虽然这些信息难以提供定量的气候和湿度数据，但至少阐明了蝗灾爆发前后的降水情况。至于当时的气温，尽管史料并未提供明确的记录，但仍可以通过一系列的方法重建出来，比如高山冰川中的氧同位素和低海拔地区的树轮。至此，我们就可以根据这些数据信息分析蝗灾爆发和温度、干旱、洪涝等气候因素之间的关系了。

研究最终发现，温度、干旱和蝗灾都有明显的周期性，大约160-170年一个轮回，蝗灾更易于在相对寒冷的时期出现。在比较寒冷的时期，温度、降水的波动也比较大，干旱和洪涝出现的频率也较高。这一研究结果说明，较高的温度对蝗虫有利，但干旱创造出更多适宜蝗虫生存繁衍的环境才是蝗灾爆发的关键因素。这就给了我们一个警示：当全球气候变化导致气温升高之后，随即带来的蒸发量增加和冰川退缩将会增加干旱的发生频率，爆发蝗灾的可能性也大大增加。从防范蝗灾的角度来说，这是最糟糕的结果。

气候与鼠疫

鼠疫是世界上最可怕的传染疾病之一，曾在中国、印度和中东以及欧洲大范围流行，死亡率非常高，中世纪欧洲的黑死病曾导致大约2亿人死亡。

然而，在两次鼠疫爆发的中间时期，人们对鼠疫杆菌在它的主要宿主体内的生活情况却所知甚少。这些宿主就是穴居在干旱地区的鼠类，如旱獭、沙鼠和土拨鼠。鼠疫杆菌通常是由生活在宿主洞穴中的跳蚤传播，但在有些大规模的鼠疫流行时期，许多其他的脊椎动物和昆虫也可能扮演传播的角色。鼠疫流行时，鼠疫杆菌会从主要宿主进入次要宿主（比如人和家养动物），这一过程的发生几率与跳蚤的数量有关。温度和降水是影响鼠类、跳蚤和鼠疫杆菌生存的重要因素，换句话说，气候条件会影响鼠疫爆发的频率。

为研究气候波动是否会影响早期鼠疫流行的消长，科学家利用树木年轮、冰川同位素和石笋重建了1500年来全球的降水和气温变化，而这些重建的气候数据与当地植被的变化一致，并且与哈萨克斯坦的鼠类和跳蚤的监测数据得出的结果相一致。如果这种关系在过去确实存在且不曾改变的话，那么可以说明：包括公元540年的大流行、公元1320年之后的黑死病和1855年突发自云南省的第三次鼠疫大流行在内的长时期的鼠疫史，都部分地受到气候波动的影响。

气候与战争

谈到中国历史，战争是其中重要的组成部分。同一朝代内、朝代更替期以及农耕社会和北方游牧民族之间均发生过战争。最近研究认为，气候波动可能间接地导致或加剧了这些战争。

气候变化是影响社会起落、社会结构变化的一个显著因素：如果气候恶化对人类社会的影响超出了技术和经济制度所能弥补的范围，人们可能被迫迁居、掠夺或者忍饥挨饿，而这些就可能会触发战争或引发社会动乱，进而可能导致朝代更替。

气候对农业的影响往往通过蝗灾、旱灾和水灾等方式表现出来。在过去两千年的历史中，寒冷时期更容易出现旱灾和蝗灾，从而导致粮食价格上扬。更为严重的是，粮食价格、蝗灾爆发还与战争行为或战争现象存在紧密的联系，而在寒冷时期，农耕社会与游牧社会之间更容易爆发冲突。这里有一个合理的解释：低温对中国北方草地的生产力产生了重要的影响，迫使游牧民族南迁，从而与定居于此的农耕居民发生冲突。

从已有的资料来看，当气候在一定程度上阻碍农业发展时，人类社会就可能在内部表现不稳定，同时向外部表现出侵犯行为。这个结果绝非为了证明宿命论，相反是为了警示民众和政府：谨慎面对气候的这些变化，以合理的应对机制来减轻因饥饿和不平等现象所带来的负面影响，以此避免社会动荡和暴乱。人类社会一方面已经受到气候变化的影响，另一方面却也在主动地改变着气候。尽管人类的行为，比如碳排放问题已造成了一些不良后果，但亡羊补牢，为时未晚。避免出现更糟糕情况的唯一办法是提前计划――既要减少我们对气候的影响，又要理解气候变化的影响，为未来做好准备。

（第一作者单位：挪威奥斯陆大学；第二作者单位：中国科学院动物研究所）

作者感谢尼尔斯•斯坦赛斯（Nils Chr. Stenseth）和中国科学院动物研究所张知彬、许磊、谢宝瑜几位同行在撰文过程中给予的帮助和支持。