一、楔子：从“竺可桢假说”看气候变迁与人类文明历史

1972年年初，中国科学院时任副院长、院士竺可桢，在主流社会普遍相信“人定胜天”的特定时期，发表了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，称其为“一生专门研究的一个课题”。文章中文版经《考古学报》刊发后引起巨大反响并得到高层重视，“国内外学者不断索函该文” 。这一研究成果是开创性的，他首次以历史时期而非地质时期的气候变迁为对象，研究了气候在中国不同历史时期的变动。鉴于其对不同区域历史发展路径显著差异的客观原因分析，不同于长期占据思想界主流的“冷战意识形态”，因此可称之为“竺可桢假说”，作为我们研究生态化与可持续农业的思想资源（见图1-1）。

图1-1中的实线为挪威雪线高度，虚线为5000年来中国温度。温度以摄氏度计，以0线作为目前温度水平。横线时间的缩尺是虚数的，越至左边缩尺越小。竺可桢指出中国的数据和欧洲的数据走势基本一致，但欧洲的气候变化要稍滞后，二者走势同步的原理在于都受西伯利亚冷空气的支配。

竺可桢主要针对西方学术界主流的形而上的气候学论点（即认为可根据几十年的气候观测准确地推算过去和未来很长时间的气候数据，认为地球的气候是不具有历史内容、不具有发展的性质的），在同位素监测等现代年代推断技术手段发展刚刚起步、地球物理和气象理论发展不充分的情况下，以历史唯物主义方法，利用考古资料、古文献提供的物候学资料、方志资料、近代以来的仪器观测资料，开拓性地提出了中国历史时期气候变迁的基本框架和趋势，并将其初步与历史发展的不同阶段相结合 ，这是难能可贵的。

虽然此前有西方学者如亨廷顿，1907年在其名著《亚洲的脉搏》中提出的气候变迁导致匈奴西进的假说 ；后有埃及考古学家发现，过去1万年间尼罗河流域摩里斯湖水位变动的曲线和埃及王朝兴衰时期非常一致，水位低下时就会发生混乱，新的王朝就此诞生 。但竺可桢的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文提供的证据之丰富、对考古证据和古文献证据利用之富有创造性、论证手段之综合、论证方法之严密谨慎，都是前作所无法比拟的。

以竺可桢文章最后与冰芯研究结果的比照为例，格陵兰岛冰芯研究方法由丹麦学者威利·丹斯加德于1954年提出，以格陵兰岛挖掘出的远古冰层中氧同位素为分析对象，根据各时期降雪形成的冰层中各氧同位素的比例来推测当时的气候。以这种方法得到的5000年以来的历史气温数据，和竺可桢根据物候观测得出的中国历史温度变迁的趋势大体一致（见图1-2） 。

虽然竺可桢未在文中展开论述不同历史时期的气候变迁与历史事件和社会发展之间的具体关系，但任何接触到这一研究的人都能感受到文中隐含的一个历史唯物主义的假说，或称之为一种理论潜力，即人类文明的发展，在人类社会自身蕴含的根本推动力量之外，还受到气候变迁的巨大影响，甚至是左右历史进程的影响。

我们目前所处的气候期，是在地球长时段历史中最稳定的时代（现代暖期）。那些历史上人类认为不正常的气候现象，放在更长的时间尺度下其实才是地球气候的正常现象。即便如此，近3000年来相对温和的气候变化已经对人类的命运产生了极大的影响。以竺可桢假说开创的传统来审视当今世界面临的气候变化问题，可以预见的是，类似的气候变化将对当今的人类命运共同体带来同样大的挑战。

具体来说，我们所处的气候变化环境在中短期内，是一个或急或缓的暖化阶段。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，简称IPCC）以1980—1989年的平均气温为基数，计算到2000年全球平均温度已经上升0.4℃，预计2000—2025年将再上升0.5℃，到2100年，与基数相比上升幅度为2℃。我们所处的时期可以称为前所未有的急剧的温暖化时期 。

与一般公众认知的气候变暖是一个缓慢过程不同，没有科学证据能够表明当下的暖化也会呈渐进的态势。反而回顾地球气候的历史，如“新仙女木期” 的急剧降温的某一阶段，平均气温在10年中可以下降多达7℃。加剧不确定性的主要因素是以下事实：当前地球大气中的温室气体已经超过了过去60万年任一时期的峰值的130%，主要原因就是化石燃料的使用。

20世纪初以来，全球气候经历了冷-暖-冷-暖的4次大规模波动。1990年以来，全世界二氧化碳的排放量增长了近50%。仅在21世纪初以来的12年间，北极地区的温度就增长了1.6℃。根据IPCC第5次报告，从1880年到2012年，地表平均温度上升了0.85℃；从1901年到2010年，全球海平面上升了19厘米。报告称，“不减少温室气体排放会给社会带来各种威胁，包括粮食短缺、难民危机、大城市和整个岛国被洪水淹没，动植物物种大灭绝。”

美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Ad-ministration，简称NOAA）2012年的一项研究表明，美国部分海岸海平面增速已经超过全球平均水平的6倍；北大西洋暖流把温度较高的表层海水带到了欧洲，由于北极降水量的增加、冰川加速融化，大量淡水流入了北大西洋地区，预计到2100年北大西洋暖流将被截断，导致欧洲温度下降5℃—8℃，而同时全球气温上涨1.4℃—5.8℃。

生态危机之下，与生态环境密切相关的农业首当其冲，大自然对人类无度的破坏索取做出不可逆的频繁惩罚不断发生。除非这个世界按照生态文明转型的制度变革要求达成“人类命运共同体”的共同守则，推进农业不拘一格地向生态化的绿色生产方式转变。

人们都看到：一方面，世界农业形势严峻，全球气候每上升1℃，粮食产量就下降5% ，这还没有考虑到伴生气候灾害的影响；另一方面，越来越多的后发国家按照发达国家的资本主义制度体系，特别是殖民地大陆以农业作为获利手段，由此造成环境灾难的趋势就愈加恶化。

这个恶性循环在最近半个世纪愈演愈烈。

1981—2002年，由于气候变暖，全球玉米、小麦和其他主要农作物的产量平均每年少产4000万吨；全世界每年丧失1200万公顷耕地，还有52%的农业用地受到不同程度土壤退化的影响。自1990年以来，约75%的农作物已从耕地上消失，农业系统的抗灾能力和可持续性受到冲击。同时，农业部门要为世界40%的人口提供生计，26亿人直接依赖农业生活，全球约5亿个旱作小农农场提供了发展中国家80%的食品消费。当前世界上已经有8.05亿人生活在饥饿当中，而就是这样一个脆弱的面临挑战的农业系统，到2050年还需要为新增的20亿人提供食物，“全球粮食和农业系统必须做出深刻改变” 。但最具约束性的矛盾与人类历史和史前任何时期不同，今天人类面临的人口压力、气候压力空前巨大，根据联合国人口司（United Nations Population Di-vision，简称UNPD）2017年的数据，全球总人口正以每年8000万的速度增长，数倍于中国隋唐时期、欧洲中世纪末期全球总人口规模，而如今人类已经无他处可供迁徙。

农业部门不仅受到生态危机的冲击，农业资本深化的生产方式的不可持续也是生态危机的诱发因素。典型例子如20世纪美国中部农业带开发与墨西哥湾生态的关系。根据美国地质调查局（United States Geological Survey，简称USGS）的一项研究，1985—2014年，墨西哥湾缺氧窒息区的平均面积达13650平方公里，最大的缺氧窒息区面积出现在2002年，约22000平方公里。大范围的缺氧窒息区内鱼虾绝迹、贝类罕至，这种情况对渔业、旅游业及生态环境都是极大的破坏。农业生产方式是导致这一危机的主要原因，导致墨西哥湾地区富营养化的氮、磷元素主要来自密西西比河大规模农场的农业污染物。 ^[1]

20世纪以来，由于人口增长和农业作为金融资本全球化获利基础的支柱产业的确立，美国在中部大平原地区大力发展农业，尤其是中部玉米带 。高强度的农业开发主要包括化肥的使用、农业排水设施的建设、沼泽地的开垦等。墨西哥湾的农业污染物排放量中，70%以上的氮、磷来自农业生产，其中粮食作物生产贡献了66%的氮和43%的磷，牧草生产贡献了5%的氮和37%的磷。墨西哥湾的淡水主要来自密西西比河。夏季的密西西比河水量充沛，水温较高，河水流入海洋后与原先的海水产生了密度差，再加上夏季风浪较小，墨西哥湾海水很少存在上下流动，形成下层海水与上层淡水的分层现象。由于分层明显，底层的海水得不到空气中氧气补给，溶解氧含量较低，导致了上述渔业危机。 ^[2]

土地作为“财富之母”，以及作为农业活动的基础和人类食物的源头，在人类文明发展过程中的很多时期是严重缺乏保护的。在历史上，“除了很少的情况，文明人从未能在一个地区内持续文明进步长达30—60代人以上……把坡地、山林和峡谷森林中有用的树木尽量多地砍伐或焚烧；过量地在草场上放牧，使之殆尽；捕杀了林间绝大多数野生动物；了绝大多数的鱼和水中生物。人类任凭风雨侵蚀土地，掠走农田中最有生产力的表土，听凭被冲蚀的泥沙堵塞河流，沉淀于水库和渠道” 。中国的数千年农耕文明延续，主要靠小农村社制下的多元化综合经营与自然多样性之间客观存在着的和谐共生关系。最近半个世纪的农业生产方式随着资本主义改造传统农业的进程实现了资本深化的根本性转变，虽然取得了产出增加的成就，但也造成了比此前各时期全球污染形势更为激进的后果。

根据中国相关部门2014年公布的《全国土地污染状况调查公告》，中国耕地的土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕（Dichlorodiphenyltrichloroethane，简称DDT）和多环芳烃。其中，中重度污染合计占2.9%。如果按照当时的全国耕地面积推算，耕地污染面积达5878万亩（环境保护部、国土资源部，2014；1亩≈667平方米）。2001—2012年，中国的农药使用量、生产量从69.6万吨增加到354.9万吨，粮食产量常年增长的背后是肥料跟农药的支撑。截至2013年，中国土壤有机质平均含量已经降低到1.0%，明显低于欧美国家2.5%—4%的水平。中国耕地中60%—70%的面积存在某种限制因素，诸如侵蚀、干旱缺水、渍涝、盐碱、板结等。

中国农业施到土壤中的化学肥料高达世界平均水平的3倍，平均施肥量达到434.3公斤/公顷，化肥施用量是世界警戒线225公斤/公顷的近2倍，造成了土壤的酸化；加上以煤电为主要能源带来的酸雨，更加剧了土壤的酸化。表现为pH值下降的土壤酸化会加速营养元素的流失，导致重金属元素的活化、改变土壤微生物群的活性、影响作物根系发育和养分吸收、滋生植物病虫害等，对农业可持续发展和人类健康构成严重威胁。 中国农业大学2010年的研究表明，中国农田在2010年之前的20年中，pH值下降了0.5，酸量在原有基础上增加了2.2倍，其中经济作物体系土壤酸化比粮食作物体系严重。然而在自然界中土壤的酸化是很缓慢的过程，土壤pH值每下降1个单位通常需要上千年。中国粮食年产量增长60%的过程，也是氮肥消费量翻倍的过程，过量施用氮肥导致的土壤酸化、温室气体排放和地下水硝酸盐污染等问题已成为全球集约化农业可持续发展的严重威胁 。中国北方一些蔬菜大棚由于长期过量施用氮肥使土壤pH值由原来的7—8降低到4—5，病虫害严重发生，蔬菜品质和产量显著下降，一半以上的氮肥养分进入地下水造成饮用水硝酸盐污染。南方部分红壤的pH值已经降到3—4，造成玉米、烟草、茶叶等农作物的大量减产甚至绝收。这类问题不仅出现在中国，在世界各地的集约化农业生产中也普遍存在 。本团队在以“农业产业化”闻名的地区了解到，有些重资产的农场近年来主要从西伯利亚进口土壤，借由“节土种植方式来维持农业产出。”

2019年8月8日，IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）发布了《气候变化与土地特别报告》。这是继2018年10月的《全球升温1.5℃特别报告》后，IPCC于第6评估周期内编写的第2份特别报告。这份报告首次聚焦于气候变化与土地，由52个国家的107位专家编写，介绍其主要结论的《决策者摘要》已于2019年8月7日在日内瓦经过各国政府签署。

该报告指出，土地已经承受着越来越大的人类压力，而气候变化正在加剧这些压力。只有减少包括农业在内所有领域的温室气体排放，才能将全球变暖温度控制在2℃以下。土地是人类赖以生存的源泉和基础，多个领域都在共同使用土地，人口增长和经济发展对土地产生了很大的压力，“特别是很多的管理方式并不可持续”。由于气候变化，这个压力正在加重。“气候变化在已有压力的基础上加重对各个类型土地的共同压力”。报告还指出，可持续地使用土地可以有效地应对气候变化，但这个方案并不完美，我们不能仅依赖通过对土地的管理来应对气候变化，更好的土地管理有助于应对气候变化，但不是唯一的解决办法。如果将全球变暖温度控制在2℃以下，减少所有领域的温室气体排放至关重要。

除了指出土地是关键资源外，《气候变化与土地特别报告》还关注到了荒漠化和土地退化、粮食安全和土地与应对气候变化等领域。其中，粮食安全是报告广受关注的议题之一。报告指出，气候变化已经在破坏粮食安全、影响作物产量，使某些地区的畜牧业生产力下降、增加某些地区农业病虫害的风险。如果排放不受控制，粮食危机即将来临，而热带和亚热带地区将最先受到冲击。报告指出，气候变化对不同气候带的影响不同。总体而言，对于多数中低纬度地区，气候变化趋势本身会对粮食安全产生不利影响。在高纬度地区，增温可能在一定程度上对作物生长有利。但另一方面，报告清晰地指出，气候变化带来的气候极端性在所有的气候带都有所增加。对中国来说，气候变化确实带来粮食生产的不确定性，灾害明显增加。但是中国的农业灾害早期预警和灌溉工作比较到位，农业管理和抗灾能力强，粮食产量仍在增加。

在人类命运共同体面临气候、生态挑战的背景下，习近平总书记提出：“锦绣中华大地，是中华民族赖以生存和发展的家园，孕育了中华民族5000多年的灿烂文明，造就了中华民族天人合一的崇高追求……纵观人类文明发展史，生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。工业化进程创造了前所未有的物质财富，也产生了难以弥补的生态创伤。杀鸡取卵、竭泽而渔的发展方式走到了尽头，顺应自然、保护生态的绿色发展昭示着未来。” 这一论述根植于中国的历史，并直接指向了绵延五千余年具有生态文明底色的中华文明。

[1] Alexander R B, Smith R A, Schwarz G E, et al，“Differences in Phosphorus and Nitrogen Delivery to The Gulf of Mexico from the Mississippi River Ba-sin”， Environmental Science＆Technology ，2008（3），pp.822-830.

[2] Alexander R B, Smith R A, Schwarz G E, et al，“Differences in Phosphorus and Nitrogen Delivery to The Gulf of Mexico from the Mississippi River Ba-sin”， Environmental Science＆Technology ，2008（3），pp.822-830. EtkUl/qBxYQj4hm2UiME/J0ZKo4kxDBiDRYCijpm4Tc7R2nhikOK5S+EAusDLran