第一編 理論與方法
論歷史地理學人地關系研究中的尺度問題
人地關系研究是地理學的重要話題，也是歷史地理學研究的熱點問題。但由于沒有選擇合適的觀測尺度或尺度轉換不合理，常常造成人地關系研究中文化力與自然力地位與關系的曲解。已有的人地關系理論絕大部分存在著將某一空間或時間尺度研究所得出的結論普遍化的問題。環境決定論有將大空間尺度與長時間尺度研究獲得的結論向中小尺度收縮的傾向；可能論和適宜論有將中等尺度研究結論分別向大尺度與小尺度推演的傾向；文化決定論有將小尺度研究的結論向中、大尺度擴張的傾向。因此，如何正確認識人地系統中人與自然環境的相互關系，避免用錯誤的原因解釋結果，或用錯誤的結果詮釋原因，確定合理的時空尺度就成為首要任務。
尺度在地學、生態、水文、氣象、遙感等領域有不同的定義。地學上的尺度是指自然過程或觀測研究在空間、時間或時空域上的特征量度。[1]一般將地球表面自然地理區域空間尺度劃分為三個等級，即大尺度分異（全球性地域分異、全海洋和全大陸地域分異、區域分異）、中尺度地域分異（包括由高原、山地、平原內部地貌差異引起的地域分異，如地方氣候、地方風等）、小尺度地域分異（由局部地勢起伏、小氣候差異、巖性與土質差異、地表水與地下水聚積和排水條件不同等引起的，通常只在小范圍發生的，可以看作非地帶性分異的微觀表現形式）。[2]時間尺度有地質尺度（萬年及萬年以上）、歷史尺度（100—1000年）、年際尺度（100—10年）、年及以下尺度等，其中地質尺度為長尺度，適宜于古地理研究；歷史尺度為中等尺度，適宜于古代歷史地理系統研究；年際尺度和年及以下尺度為小尺度，適宜于現代地理系統研究。[3]在不同尺度的區域系統中，文化力與自然力的地位與作用是不同的。一般認為，區域時空系統尺度越大，自然力作用越突出；反之，區域系統時空尺度越小，文化力作用則越突出。
一 大尺度時空下文化力與自然力
大尺度時空內，正如環境決定論認為的那樣，人的活動、發展和分布與生物一樣，受環境制約，文化力處于從屬地位。
（一）從行星際尺度看，人是環境的產物
因獨特的位置、合適的質量、恰當的自轉與公轉周期，才使地球成為目前所知的唯一有生命的星球。而人類僅僅是地球生命系統中很小的一部分和生命演化史一個很小的片段。從地球生命系統的演化歷史看，生物的每個發展階段都與地球大規模的構造運動及氣候變遷相聯系。元古代（距今25億—5.43億年）發生多次構造運動，形成大面積的古地臺，游離氧的出現為生物發展奠定了基礎。古生代（距今5.43億—2.5億年）地殼運動使地球表面出現一個泛大陸。地球氣候及整體自然界表現出地域分異現象，受此影響，生物也出現地域分異現象。中生代（距今2.5億—0.65億年）地殼運動普遍而強烈，泛大陸分離，形成今天海陸分布的雛形。新生代（距今0.65億年以來）古近紀強烈的造山運動使大氣環流系統發生變化，許多地方趨向干冷。新近紀地球上海陸分布與今天相近似。第四季（距今260萬年以來）青藏高原與喜馬拉雅山的強烈隆起使亞洲與全球氣候環境發生重大變化，華中、華南發育了暖濕森林，溫帶與兩極進一步變冷，地球再次發生大規模冰川作用及經歷多次冰期與間冰期。新生代形成各類型的氣候帶和由被子植物、哺乳動物、鳥類和昆蟲為優勢生物的生物圈，由此奠定了作為高級哺乳動物的人類誕生的生物基礎。新生代第四季，在環境變化的迫使下，一部分類人猿結束樹棲生活來到地面，逐步學會直立行走與勞動，人類誕生了。所以，人是環境的產物。
（二）從全球性地域分異看，地球表面海陸分布不均，影響了人類文明的空間分異
從南北半球看，陸地的2/3集中在北半球，歷史上四大文明古國以及對世界文明產生過重大影響的大帝國[4]，絕大部分位于北半球或發端于北半球。今天的發達國家也絕大部分在北半球，而發展中國家與欠發達國家大部分在南半球。
（三）從全大陸地域分異看，溫度、降水與海拔高度控制著世界人口分布的基本格局
干旱半干旱地區、過濕地區、過寒地區以及海拔4000米以上的地區，由于生存條件惡劣，人口分布稀少或沒有常住人口；地形平坦、水熱和生物環境適宜的地區生存條件優越，人口稠密，經濟和文化發達。大陸的位置、面積及輪廓也對區域文明差異與文明進程產生重要影響。以亞歐大陸為例，其東、南、北三面分別瀕臨太平洋、印度洋和北冰洋，南北跨度近80個緯度，東西跨度超過143個經度，總面積達5520萬平方千米，占全球陸地總面積的36.8％，是地球上最大的一塊大陸。在地理環境對歐亞大陸文明進程的影響中，以北部游牧世界與南部農耕世界的碰撞、交流、互動與融合最為典型。由于面積巨大，歐亞大陸中部地區深居內陸、遠離海洋，形成面積巨大的沙漠，沙漠以北是東西延伸數千公里的狹長的半干旱草原，為半干旱游牧經濟區；沙漠以南是自東向西排列的青藏高原—帕米爾高原—伊朗高原組成的高寒游牧世界。在亞歐大陸東西和偏南的地方則為農業區。距今3000年前后，在氣候變化的影響下，歐亞草原由農牧混合經濟和畜牧經濟向游牧經濟過渡。[5]大約至公元前4世紀，中國北方草原最終形成了游牧民族，實現了游牧區與農耕區的分離，[6]使中國北方生態脆弱帶經濟與歐亞草原的游牧經濟連為一體。歐亞草原以南的其他地方，則在原始鋤耕農業的基礎上逐步發展了傳統農耕經濟。兩三千年以來的一部歐亞的整體歷史進程，就是南部農業社會與北方草原游牧社會的互動的展現。中國歷史上的南部農業區與北方草原的游牧社會，只是這個整體中的一個組成部分。在南部農業社會與北方草原游牧社會互動過程中，環境很大程度上影響了人們的生產生活方式——農耕文明在向地理環境迥異的牧區擴張時，必須改變生產和生活方式，而農業基礎的喪失意味著農業社會一切規則失效，這便違背了擴張的初衷，農耕民族只能在草原邊緣止步。同樣，游牧民族在向地理環境迥異的農區擴張時，也必須改變生產和生活方式，因此，常常被農耕文化同化。歐亞大陸面積巨大、人口眾多、資源豐富，為大國的產生與發展提供了廣闊的舞臺。根據面積、人口、經濟總量、延續時間、經濟文化和軍事各方面的影響及地區代表性評出的古今37個帝國中，有35個集中于歐亞、北非，其中33個位于或發源于亞歐大陸，足見其在世界歷史進程中舉足輕重的地位。麥金德的“心臟地帶”理論就是基于對歐亞大陸的歷史地位的認識提出并逐步完善的。斯皮克曼“誰控制了邊緣地帶，誰就控制了歐亞大陸；誰控制了歐亞大陸，誰就控制了世界的命運”的論斷，精辟地指出歐亞大陸在世界地緣政治格局中的核心地位。面積巨大的歐亞大陸孕育了差異顯著的多個中心文明，它們在經濟與文化上的互補性，為古代和中世紀從中國黃河流域和長江流域出發，經印度、中亞、西亞連接歐洲與北非，以絲綢貿易為主要媒介的文化交流之路——絲綢之路的形成、發展與演變提供了源源不斷的動力。[7]其他大洲因為面積狹小、人口稀少、資源相對有限，無法孕育多個文明中心、影響世界歷史的眾多帝國以及類似于絲綢之路的跨越不同文化體系的國際文化交流路線。
（四）從區域地域分異看，環境承載力從根本上制約著人類開發自然的強度
我國三大自然區即東部季風區、西北干旱區與青藏高原區，分別為亞洲季風區、歐亞草原荒漠區與亞洲高山氣候區的一部分。由于決定地域分異的主導因素、新構造運動與地勢、氣候、水文、地貌外營力、土壤、植被、植物區系不同，三大自然區自然環境的承載力差異顯著，與之相適應，人類活動對自然環境的影響也存在顯著差異。在地勢低平、氣候溫暖濕潤、水資源豐富、土壤深厚肥沃和植被良好的東部季風區，由于自然環境優越，環境承載力巨大，盡管面積只占全國總面積的47.6％，但在整個傳統時代，卻集中了全國92％以上的耕地與95％以上的人口。[8]與環境承載力相適應，人類對自然環境的影響也最為深遠而廣泛，可開墾的地方已經辟為農田，天然林大部分被破壞，水文、小氣候也因人類影響而改化。西北干旱區雖然地勢低于青藏高原，但由于距離海洋遙遠，降雨稀少，水資源貧乏，土壤較粗、有機質有限而含可溶性鹽分高，植被稀少，以荒漠為主，部分為荒漠草原與草原。荒漠區人類無法生存；草原單位面積載畜量有限，加上流動性大、生活條件艱苦，人口密度遠遠小于農區；綠洲地區適宜于發展農業，但面積小、承載力有限，所以人口密度較小，人類對自然環境的影響僅局限在很小的范圍內。青藏高原區海拔高，氣候寒冷，土壤發育差，植被以荒漠、草原和草甸為主，惡劣的自然環境限制了人類活動，人類對自然環境的影響非常微小。因此從根本上講，人類對自然環境影響力的大小，不是由人類開發能力大小決定的，而是由自然環境的承載力或自然環境對人類活動的限制力大小決定的。
有人認為，隨著科學技術的發展，環境影響是一種逐步縮小的力量，而文化力會經不斷積累而逐步成長，人會逐漸擺脫自然環境的制約，并加強對自然環境的控制。筆者認為，不論科學技術如何發達，人類無力尋找或制造一個適宜生存的星球，無力改變地球海陸分布格局與整個陸地的大地構造單元與構造單元集合，也無力改變區域性大地構造地貌、地帶性區域內的非地帶性分異和非地帶性區域的地帶性分異。隨著科學技術的發展，人類逐步擺脫了某種自然要素的制約，但同時會受新的自然力的影響；隨著科學技術的發展，人類活動范圍不斷擴大，對自然環境影響的范圍擴大、程度加深，但同時自然環境對人類影響的范圍也隨之擴大，程度也隨之加深。因此，不存在所謂文化力與自然力此消彼長的問題。人類對自然環境的影響與自然環境對人類的影響是一對作用力與反作用力，當人不遵守自然環境規律而盲目地向其索取時，大自然會以相同的力量向人類報復，只是存在著時間和空間差異而已。相反，當人的行為促進了人與自然的和諧、完整時，人類的可持續發展才有保障。
二 中尺度時空下文化力與自然力
大尺度時空內人類活動雖然更多地受自然環境的制約，但隨著時空尺度的縮小，人在自然環境面前并不完全處于被動地位，廣闊的空間與綿延不絕的時間，為人類的創造力的自由發揮搭建了足夠寬的舞臺。正如“可能論”所認為的那樣，人類的生活方式不完全是環境統治的產物，環境中包含著許多可能性，對它的利用完全取決于人類的選擇能力。只不過在生產力不發達的時代，正如“適應論”所認為的那樣，這種“選擇”更多地帶有被動適應的成分在里面。
中尺度時空內，文化力地位逐漸上升，在對人類經濟活動的影響中，與自然力有著同等重要的地位。在我國東部季風區內部，以緯度與熱量為主導因素，同時考慮濕潤狀況，以秦嶺—淮河為界分為南北兩部分，北部為溫帶季風氣候，南部為副熱帶季風氣候與熱帶季風氣候區。秦漢至隋唐，中國東部季風區的人口主要集中在黃河中下游暖溫帶半濕潤氣候區，唐代后期至北宋中后期以來，人口重心逐漸轉移至南方副熱帶季風氣候區。這一人口南北分布格局的重大轉變是社會因素與自然因素共同作用的結果。唐代以前，我國北方的黃河中下游地區氣候溫和濕潤，黃土疏松深厚，生態環境良好，在生產工具落后與醫療水平相對低下的情況下，最適宜人類生存、居住和農耕，很早就發展起旱地精細農業，特別是地勢平坦、土地肥沃的黃河中下游平原、河谷與盆地成為農業最發達與人口最集中的地區。而南方地區由于夏季氣候炎熱、多雨，地勢低平潮濕，疾病易于流行，不宜于定居，而且河湖沼泊太多，水域面積過大，排水困難，加上土壤黏性太強，不易耕作，所以人口比較稀少。[9]880—1230年，中國歷史氣候由總體上溫暖濕潤向寒冷干旱過渡。1230年以后的氣候干旱化主要是由北方地區干旱化引起的。[10]唐末以后至清代中葉以前，以干旱化、黃河決徙改道和黃土高原水土流失為代表的生態環境的惡化使旱地精細農業走向衰落，單位面積土地供養人口的能力下降；改朝換代之間的大規模戰爭多以北方為戰場，使北方人口在銳減—恢復—銳減的惡性循環中緩慢增長；缺乏移民空間也是限制北方人口增長的一個因素。盡管清代前期，由于番薯、玉米、花生、馬鈴薯等糧食與經濟作物的普遍種植和近代工商業的發展使北方人口成倍增長，但未能改變北輕南重的人口分布格局。與北方相反，兩宋以來，南方氣候仍然溫暖濕潤，生態環境優越，土地生產潛力巨大；水田精細耕作和作物栽培技術逐步提高，糧食品種不斷改良，尤其是美洲高產作物，如玉米、甘薯、馬鈴薯和煙草、花生的引入，不斷提高了單位土地面積的人口供養能力；東漢末年至魏晉南北朝、唐末五代時期和宋元之間，自黃河流域向長江流域及其以南的大規模移民為南方開發提供了豐富的勞動力；較少的戰亂為人口增長提供了安定的社會環境，這些都為南方人口的持續增長與人口重心的南移提供了重要條件。明清時期，平原地區基本開發完畢，失去土地的農民為謀生計向人口相對稀少、尚待開發的南方亞熱帶山區與位于中溫帶、寒溫帶的東北地區遷移，至清代末期形成沿黑河—騰沖一線東西分異的人口分布新格局。明清時期向山區、邊區的大規模移民運動，一方面受人口壓力驅使，另一方面與移入地的自然條件有關。鄂豫交界山區、秦嶺、大巴山、閩浙贛晥粵山區雖然地表崎嶇，但熱量與水分豐沛，適宜種植玉米、甘薯等旱地高產作物。東北地區雖然熱量沒有黃河中下游地區充足，但土地肥沃，平原面積廣闊，亦為從事農業生產的理想區域。歷史時期中國人口重心在東部季風區內的南北移動及東西人口分異格局的最終形成，是農業生產技術水平、人口遷移和人口壓力等人文因素與自然環境及其變遷共同作用的結果。
西北干旱區深居內陸，四周有高山環抱，來自海洋的濕潤氣流難以深入，從而成為我國最干旱的地區，為中亞大陸干旱荒漠區的組成部分。境內大部分景觀以干旱荒漠為主，東西兩側邊緣地帶屬于荒漠草原；高大山地的迎風面因有較多降水，成為荒漠中的“濕島”，成為許多河流的源地；山前平原有片片綠洲沃野，改變了荒漠區自然景觀。根據水熱條件和山地、盆地的排列，[11]將該區分為6個亞區，即北疆亞區、天山山地亞區、南疆亞區、阿拉善河西亞區、祁連山—阿爾金山亞區和內蒙古中部亞區。西北干旱區沙漠不適宜人類生存，因此，探討本區歷史時期的人地關系只能從山前綠洲及其邊緣著手。歷史時期西北干旱綠洲人口的波動，是自然環境變遷和農業開發規模、技術進步、人口壓力等社會因素共同作用的產物。當中原王朝政治穩定、國力強盛時期，在西北干旱綠洲掀起大規模農業開發的高潮，人口數量增加；當中原王朝處于政治分裂、力量衰退時期，畜牧經濟占據優勢，人口銳減。如兩漢、隋至盛唐、明清農業開發高峰時期，河西走廊人口峰值分別達37.33萬、30.37萬和294.5萬；魏晉南北朝、中唐至元農業開發衰退時期人口谷值分別為1.6萬與9萬—12萬。[12]農業開發活動規模不僅與中原王朝的政治穩定相聯系，而且與氣候變化有關。張德二的研究表明，公元前后的兩漢時期和公元7世紀的唐代前期是兩個很明顯的溫暖期，西北地區展開了大規模的屯墾開發活動，并取得輝煌成就。充足的熱量條件和適宜的水資源支撐了經濟的繁榮。魏晉南北朝、中唐至元、明代中期農業開發的衰退除了政治原因之外，與氣候轉寒不無關系。[13]明末以來，由于耐寒、耐旱作物的引進與推廣，較大規模提高了單位面積產量，使農業開發與人口規模不降反升，但寒冷氣候對農業生產的影響不容低估。清代，在旱地高產作物推廣的背景下，河西走廊平均畝產367市斤，僅僅高出唐代33市斤，[14]充分說明寒冷氣候對農業生產潛力的巨大影響。
青藏高原是全球最高的一個巨型構造地貌單元，其嚴酷的自然環境嚴格限制了人類活動，人口密度遠遠小于東部季風區。不過其人口的地理分布不完全受制于自然環境，而是高原內部地貌差異引起的地域分異與土地利用方式及其演變共同作用的結果。廖順寶、孫九林利用GIS工具定量地分析了青藏高原地區人口分布與海拔高度、土地利用、道路網、河流水系等環境因素的關系后發現，隨著海拔高度的上升，居民點密度在2600米達到第一個峰值，之后到2700米急劇下降，以后又逐步上升，到4000米達到第二個峰值，之后又逐步降低。[15]筆者認為，首先，今天高原內部居民點密度在海拔高度上的垂直分異是高原內部地帶分異影響土地利用方式的結果。根據溫度條件，可將青藏高原自然地域系統分為高原亞寒帶、高原溫帶與山地亞熱帶三個自然地帶。溫度帶對土地利用狀況起著制約作用：高原亞寒帶樹木生長困難，無天然林，局地可種青稞，以牧業為主；高原溫帶有天然林或可植樹造林，農作物一年一熟，以喜溫涼作物為主；山地亞熱帶有森林生長，農作物一年兩至三熟，可種水稻，茶樹等。[16]高原溫帶主要在海拔較低的青海省境內。據統計，海拔1600—2600米適宜發展農業經濟的17個縣市，面積不足青海省總面積的1％，卻集中了青海省78%以上的人口，這是青藏高原居民點密度在2600米達到第一個峰值的主要原因。2700—4000米以山地游牧經濟為主，隨著海拔高度的增加，人口銳減。高原亞寒帶與亞熱帶主要分布在西藏境內。由于4000米以下的土地（包括山地亞熱地）面積有限，加上交通困難，因此人口較少。而海拔4000米左右的高原面面積廣闊，適宜發展高寒游牧經濟，因此在海拔4000米出現了第二個居民點分布高峰。4000米以上的大部分地區由于氣候條件的限制，人口分布很少。[17]其次需要特別注意的是，今天高原內部的人口在海拔高度上的分異不是一開始就如此，而是經歷了一個集中—分散—集中（不同海拔高度上相對集中）的歷史演變過程。原始農業時期，人口主要分布在青藏高原東北部黃河和湟水谷地地勢平坦、土壤相對肥沃的一二級階地上[18]和藏南低海拔地區[19]。卡約文化時期，在氣候變化與畜牧技術進步的共同影響下，原始農業經濟向以養羊為主的畜牧經濟過渡，原始先民的流動性大大增強，人類活動空間擺脫了沿河谷發展的模式，向海拔更高的高原山區蔓延，[20]逐步出現分散式人口分布格局。西漢至蒙元時期，在周期性振蕩的地緣政治格局的主導下，青藏高原東北部區域人地關系從游牧業逐步向農牧交錯更替的土地利用方式轉變；西藏大部分地方以游牧經濟為主。明清時期，在不斷增長的人口壓力和土地承載力限制下，青海半農半牧區向農耕區、牧區林區向農牧林交錯區轉化，[21]人口重新向低海拔的農業區集中；而西藏高原絕大部分地方由于受自然條件的限制，農業經濟無法大規模介入，人口分布密集區仍維持在高海拔的牧區。因此出現青藏高原人口分布不是隨海拔高度增加而遞減，而是在不同海拔高度上相對集中的現象。青藏高原人口格局的形成，除了受制于高原內部自然地域分異外，不同生產力水平下生產方式的演變是影響人口地域分異的另一個絕對不可忽視的因素。
三 小尺度時空下文化力與自然力
在小尺度空間與短尺度時間內，由于自然地理區域差異減小，自然地理要素基本穩定，因此，自然力地位相對下降，而文化力作用則相對凸顯。城市、聚落作為區域人口集聚的中心，它的發展變化最能體現小尺度空間中政治、交通、商業、軍事、思想理念等人文因素對人口分布的影響。關中平原屬于我國東部季風區（自然大區）華北區（地區）黃土高原亞區（亞地區）渭河平原小區（州）。渭河平原又稱為關中平原，土地肥沃、物產豐富、人口稠密，是歷史上最早獲得“天府之國”美譽的地方。[22]秦、西漢、唐代，關中作為統一政權的首都所在地，吸引了大量移民。西漢與唐代最為強盛時，長安人口分別達到50萬和83萬，為全國之冠，關中則成為中國人口最稠密的地區之一。唐朝以后，全國政治和經濟中心東移、南遷，關中地區不再是國都所在地，西安作為一個地方性的中心城市和軍事重鎮而存在，人口與城市規模大為縮小。歷史時期關中人口稠密區與關中自然條件優越有關，但長安（西安）人口的巨大波動顯然不是由關中土地生產潛力的變化造成的，而是政治形勢劇烈變動的結果。又如河西走廊屬于我國西北干旱區西北副區河西走廊阿拉善亞區河西走廊小區，位于青藏高原北緣的祁連山脈與蒙古高原南緣隆起的走廊北山之間，形成一條長約1000余公里、寬數十至百余公里的狹長地帶，形似走廊而得名。河西走廊歷史上曾是中原通往西域、中亞、西亞以至非、歐的必經孔道，是聞名于世的絲綢之路最重要的干線路段之一。走廊上由石羊河、黑河、疏勒河沖積的綠洲平原面積開闊，水草豐美，可耕可牧，有發展生產的良好條件，為中原王朝強盛時期屯墾的基地與銳意西進道路上的中繼站。盛唐時，河西走廊上的武威、張掖、酒泉、敦煌發展成為盛極一時的國際性大都會，胡商漢賈絡繹于道、人口眾多、經濟繁榮。[23]明清時期，雖然河西走廊的農業開發與人口規模空前擴大，但隨著陸上絲綢之路的衰落和經濟腹地的大規模縮減，整個區域城市規模縮小，甚至未能形成較大規模較有影響力的區域中心城市。[24]因此，決定河西走廊城市興衰的主要因素不是自然環境的影響，而是遠距離國際交通與商業交往的盛衰。邊塞城池的營建要考慮自然因素，但決定其興廢的主要是軍事因素，而非自然力量。如北宋為經略隴右，在隴西宋、西夏對峙和青東漢蕃交錯地帶大修堡寨，使城鎮數量激增。金元時期，隨著軍事形勢的變化，絕大部分城鎮與堡寨失去了其發展和延續的條件而消失或走向衰落。據統計，宋代在該區域設置各類城鎮183個，至金代，城鎮數量縮減至76個，元代進一步縮減至41個。[25]邊塞城池的規模與水平也受軍事因素的控制。如河隴地區地域形勝分為三個圈層：第一圈層為由慶陽府—涇州—平涼府—秦州—鞏昌府—階州構成的以關中為核心的弧狀地域格局；第二圈層為由臨夏—臨洮—蘭州—永登—靖遠—中衛—靈武—銀川—平羅一線組成的弧形地域；第三圈層為由河西走廊與河湟谷地組成的似臂膀形狀的區域。第一圈層的固原、慶陽、平涼與天水城池建設規模與防御水平最高，第二圈層的蘭州、銀川與臨洮無法與之相比，第三圈層的河西與河湟地區至多與之持平。之所以出現這樣的局面，是因為內部圈層屬于不可攻破的地帶。[26]在小尺度時空內，人文因素不僅影響聚落、城鎮的數量、規模、興衰，而且影響其外部形態與內部布局。劉沛林研究發現，中國古代村落形態與空間布局普遍受到宗族禮制、宗教信仰、風水觀念、防御意識、詩畫境界等人文理念的支配。[27]城市形態也不是一種簡單的、純實用的幾何拼湊，而是相互制約的、反映深刻文化意義的生活環境系統。城市選址、城市規劃則體現了用氣、陰陽、五行等要素將天地人鬼貫通的神秘的風水觀念。[28]在傳統農業時代，由于受產業結構與交通運輸的影響，人口密集區常常與農業發達區重合，而農業發達程度則反映了人類對自然環境的開發利用強度。因此，區域內人口數量、密度與空間分布的變化，可以很好地反映該區域內人對自然環境影響力度的變化。
在小尺度空間和短尺度時間內，自然要素變化幅度很小或沒有變化，而人文要素的變化要劇烈得多，所以，探討小尺度時空中人地關系時，需要以大尺度空間的自然環境為背景，更多強調不同尺度的人文區域及區域內的人文要素對該區域經濟活動的影響。但這并不是文化決定論所認為的那樣，隨著文化力作用的加強，自然力的影響變小或不復存在。正如人地協調論認為的那樣，自然與人文是處于一個統一的系統中，自然力與文化力任何一方不可能擺脫另一方而孤立存在；自然力與文化力任何一方的發展不能以過分損害另一方為代價，否則，人地關系將不可能存續。
四 歷史地理學人地關系研究中存在的尺度轉換問題
尺度轉換又稱標度化或尺度推繹，是不同時間和空間層次上過程聯結的概念，一般尺度轉換包括尺度上推和尺度下推。尺度上推是把給定尺度信息向更大尺度轉換的過程；尺度下推即向較小尺度轉換。由于尺度轉換不合理，人地關系研究中常常出現因果關系曲解的現象。
一種情況是將小尺度時空內人地關系研究結論擴張至大尺度空間，片面夸大人類活動的力量。黃土高原是東部季風區乃至世界上水土流失最嚴重的地區。有學者認為，兩三千年前的西周、春秋時代，整個黃土高原廣布著森林與草山，地面平坦完整，氣候溫和濕潤，河水豐沛清澈，今日的光山禿嶺，千溝萬壑，很大程度上是人為原因造成的。[29]實際情況是不是這樣呢？自然地理學研究表明，黃土高原的丘陵、梁、塬、峁基本形態早在更新世（距今260萬—1萬年）就已經形成，黃土堆積伊始，流水作用就相伴而生。“廣闊的黃河下游平原的沖積史，就是中上游黃土侵蝕歷史的反襯。與短短的數千年的人類歷史時期比較起來，黃土高原的侵蝕與黃河下游的平原的沖積擴展一樣，都是漫長得多的過程。”[30]河套谷地700—1000米的第四季沉積物、汾渭谷地1000多米的第四季沉積物和華北平原300—400米不等的沉積物均來源于黃土高原；景可依據侵蝕—堆積原理，利用黃河下游全新世不同時期沖積扇測算黃河中游的侵蝕速率，估算在人類活動不太強的全新世中期，黃土高原的侵蝕速率就達9.75億噸每年（1983年）。明清時期人類活動日漸強烈，侵蝕速率有陡增的趨勢。從高原內部侵蝕區域分異角度看，黃土高原南部森林草原和落葉闊葉林帶人口密度大，侵蝕模數反而小；黃土高原北部草原帶人口密度小，侵蝕模數反而大，說明生物氣候因素是控制黃土高原土壤侵蝕區域分異的主導因素，人為因素則處于次要地位。[31]以上研究表明，從長時間尺度與大空間尺度看，人類活動的因素在黃土高原水土流失中不起主導作用。前者之所以認為人類是黃土高原水土流失的罪魁禍首，主要是將歷史文獻中記載的山地森林作為黃土高原的地帶性植被，即將小尺度的隱域分異作為大尺度的地帶性分異對待，對照今天黃土高原的植被狀況，自然就得出人為原因在黃土高原土壤侵蝕中占主導地位的結論。就局部地方與個別時段而言，人為因素可加快黃土高原土壤侵蝕的速率，改變地表面貌。如查小春、唐克麗等人以黃土丘陵子午嶺土壤侵蝕和生態環境觀測站1989—1998年的觀測資料為基礎，研究發現林地開墾10年內引起的人為加速侵蝕速率為自然侵蝕速率的1000倍以上。[32]但人類活動無法改變由天文要素控制的太陽輻射、溫度帶與由大尺度季風環流控制的降水，因而也無法改變氣溫、降水、植被與土壤等地帶性要素。因此，將水土流失的責任全部歸咎于人類活動，指望通過人的治理完全防止水土流失的看法是值得商榷的。
由于觀察尺度不同，學術界對西北干旱綠洲邊緣沙漠化本質的認識也存在爭議。近些年來，學術界有一種頗為流行的說法，認為在干旱地區隨著人類利用改造自然活動的加劇，沙漠化過程亦不斷強化，沙漠化土地不斷擴大，綠洲范圍則日趨縮小，今天的綠洲較之古代綠洲已經大大蹙縮了。按照這一觀點，似乎沙漠化的發展是一種勢所必然的歷史趨向，似乎自古至今綠洲面積越來越小，沙漠則越來越大。李并成先生通過對歷史時期河西走廊敦煌綠洲和石羊河下游綠洲的研究，認為沙漠化過程的發生并不一定意味著流域綠洲總面積的縮小，而在很大程度上則表現為一種綠洲的轉移；由于綠洲水資源的移動和重新分布而導致的綠洲的轉移過程，并非綠洲的不斷縮小或消失；伴隨著這種遷移過程，造成原有綠洲的荒廢和新的綠洲的出現，此處發生沙漠化，彼處可能又有新的綠洲形成，因為綠洲乃水資源作用的產物。李并成先生還認為，只要大的氣候環流形勢和流域總水量無大變化，則其所發育形成的綠洲總面積就不致發生大的改觀。因而所謂今天的綠洲較古代綠洲大大縮小了的說法是缺乏理論根據和歷史依據的。[33]筆者認同李先生的觀點。在西北干旱地區，沙漠屬于由降水、植被、土壤等因素決定的較大尺度的帶性分異，綠洲是沙漠中局部地方水資源匯聚的產物，屬于較小尺度的隱性地域。人類活動僅僅改變了隱性地域水資源的空間分配形式，但無法改變由大尺度大氣環流控制的沙漠地區的降水量與高大山地迎風面的降水量，因而也就無力改變干旱沙漠地區的帶性分異和流域內水資源的絕對總量，因此，人類活動導致沙漠絕對面積增加而綠洲絕對面積減小的結論就很難成立。對于綠洲地區沙漠化認識的分歧，與學者觀察問題時選取的空間尺度有關。前者以河流下游沙漠化地點為觀測尺度，只看到該地點沙漠化面積的日益擴大，綠洲面積的日益縮小，而沒有注意到中上游綠洲面積的擴大；后者以整個流域為觀察視角，不僅僅看到了下游綠洲的蹙縮，更看到了中上游綠洲面積的擴大。由此看來，正確選擇觀測尺度，對于科學認識綠洲地區人類活動的地位與自然環境變化的本質是十分必要的。
針對東部季風區尾閭地帶的毛烏素沙漠在歷史上是否因人類活動影響整體向南遷移的問題，歷史地理學界也存在不同甚至相反的看法。有些學者認為，由于人類活動的影響，毛烏素沙地“自漢代以來，嚴重沙漠化土地向西南或東南遷移達150公里”，“解放前250多年來，沙漠向南擴展了60多公里”；而有些學者則認為人類活動的影響并沒有這么大，毛烏素沙地在過去250年里的變化并非如此。鄧輝等人以明長城為地理參照物，利用歷史文獻、遙感技術手段，結合地貌學、第四季環境學及植物生態學的分析方法，半定量或定量復原了明清時期流沙分布南界，并與現代流沙分布南界作了對比。發現明代以來，毛烏素沙地的分布南界并沒有發生顯著的、大規模的南移現象，沙地南部地區流沙分布的基本格局在過去的500年間并沒有變化，僅僅是在個別地段出現了局部的、小規模的流沙擴展現象。鄧輝先生分析認為，毛烏素沙地流沙分布南界主要是由地帶性自然因素，如降水量、植被、土壤等因素決定的；其次，流沙分布的南界又受到非地帶性自然因素如山地和河流走向的制約。人類破壞地表植被、不合理的耕作和放牧活動，在隱域環境中產生的影響是很明顯的，主要表現為流沙面積的增加和草地、濕地面積的減少。但對地帶性顯性環境的影響并不顯著。[34]從區域角度觀察和研究自然綜合體，是地理學探討和協調人際關系的主要途徑。自然綜合體等級分為地帶性區劃單位和非地帶性區劃單位兩種方法，非地帶性區域單位自高而低分別為大區、地區、亞地區與州，毛烏素沙漠屬于東部季風區華北副區黃土高原亞區陜北—隴東黃土高原小區；地帶性區域單位自高而低分別為帶、地帶、亞地帶與次亞地帶。毛烏素沙漠屬于暖溫帶半干旱區，年降雨量為250—440毫米，地帶性植被以溫帶草原為主，并有溫帶草原向荒漠草原過渡的特征，內部鑲嵌了流動沙地、固定沙地、梁地、灘地、草甸等非地帶性景觀。毛烏素沙地中共發現兩漢至明清時期的古城26座，除榆林的款貢古城外，其余都建于梁地之間的湖灘上或河岸邊鄰近水源的地方。[35]由此推測，保障守城士兵糧食供應的耕地絕大部分應該在地下水與地表水條件良好的湖灘或河谷平原上。因此，歷史時期人類活動僅僅限局于湖灘、河谷平原等地表水或地下水良好的隱性地域。隱性地域是疊加在地帶性地域上的尺度很小的非地帶分異。只要地帶性要素如降水量、植被、土壤等沒有大的變動，毛烏素沙地南界就不會大規模向南擴張。不恰當的人類活動導致毛烏素沙漠界線大規模南移的觀點是將小尺度空間的隱性地域發生的變化推演至大尺度空間的地帶性地域的結果。因此，在地理尺度擴張時，必須慎之又慎，否則會夸大人類活動的作用。
有人認為工業革命以來200年，由于大規模的生態破壞、迅速城市化和大氣污染與熱源污染，特別是二氧化碳的大量排放，人類活動已經突破區域尺度，影響到全球氣候的變化。國際上普遍認為溫室氣體排放是全球變暖的元兇。甚至有人估計由于溫室氣體及氣溶膠釋放，到2100年，將導致全球溫度升高1—3.5攝氏度，海平面上升15—95厘米。并預測溫度的升高還將帶來一系列的后果：某些區域內的特殊高溫事件，旱澇災害將增加并由此產生的森林火災、蟲害，以及生態系統的組成成分、結構和功能的變化，并且最終將影響初級生產力。[36]葛劍雄先生曾對全球氣候變暖的判斷提出質疑，認為氣候變化是有周期的，周期長短不一；目前的氣象資料沒有覆蓋對氣候變化產生重要影響的海洋與南極，所以根據已知資料很難判斷氣候曲線是否上升還是下降。他還認為二氧化碳是不是全球變暖的因素，還有爭議；中國歷史上的人口比今天少得多，但極端氣溫比今天更冷或更熱，因此，氣候的變化并不完全是人類的活動造成的，還有自然本身的原因。[37]自然科學領域內研究表明，受地軸傾斜度、歲差及地球內部整個氣候系統的共同影響，地球氣候存在著準8萬年、4萬年和2萬年的周期；[38]受太陽活動周期與地球氣候系統其他因素的控制，地球氣候存在千年、百年尺度的變化；氣候變化周期還存在更小周期變化的疊加影響，即各個時間尺度上的氣候變化都存在次一級的波動，每個時間尺度的氣候變化也都有一定的波動幅度，[39]因此，今天的氣候狀況是人類活動影響和不同氣候周期疊加的結果。20世紀70年代末以后提出的氣候系統新概念中，其熱力學特征不僅包括氣溫，還包括水溫、冰溫和地溫，氣候的形成是大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈及生物圈5個圈層相互作用的結果。因此，要探討氣候變化，僅僅關注大氣圈的改變是不夠的，冰凍圈、水圈是重點關注的對象。研究發現，北大西洋冰凍圈熱鹽環流強度的變化會導致赤道向極地地熱輸送的改變，于是引起北大西洋甚至全球變化；北極海冰和其他海水宣泄量的變化，可以引起大洋環流振蕩，導致海洋熱鹽環流的減弱甚至停止，使氣候突然轉冷。[40]海洋占全球表面的71％；水量約137萬立方公里，占全球總水量的97％；密度為空氣的797倍；其熱容量是空氣熱容量的3100倍，因此1立方厘米的海水升高或降低1攝氏度，可使成千倍體積的空氣降低或升高1攝氏度。所以，海溫對氣候影響巨大。研究發現，當印度洋和我國南海以及中東太平洋的海溫有上升趨勢或北太平洋海溫有下降趨勢時，我國新疆地區及東南地區降水增多，而中原地區則降水減少；當中東太平洋以及熱帶大西洋部分地區的海溫升高，或西太平洋大部地區的海溫降低時，我國大部地區降水減少，尤其是新疆和長江以北地區。[41]以上例子說明，氣候系統受更大空間與時間尺度內自然因素變化的制約，人對氣候系統的影響是有限的，用短時間尺度與小空間尺度內所得到的資料預測氣候變化的趨勢是不可靠的；夸大人類活動對氣候的影響是不科學的。
另一種情況是將大尺度時空內人地關系研究結論收縮至小尺度空間，在小尺度時間與空間內研究人地關系時片面夸大自然環境的力量，忽視人的因素。如有的歷史學家認為，西北干旱地區的沙漠是在漫長的地質時期形成的，所謂人為因素導致沙漠化的觀點是站不住腳的。其實沙漠化指的是歷史時期由于人類活動與自然環境的變遷，使本來不是沙漠的地方演變為沙漠的過程。沙漠的形成與沙漠化的時空尺度是有區別的。沙漠指萬年及萬年以上時間尺度內形成的面積廣大的沙化土地。而沙漠化指在萬年以下時間尺度內形成的小面積的沙化土地，不論時間尺度或空間尺度，都遠遠小于前者。所以，沙漠與沙漠化是兩個時空尺度的概念。之所以將二者混淆，除了有些歷史學者不了解學科概念之外，與觀察尺度轉化時，不顧自然現象形成條件的制約，將大時空尺度內的結論推演至小時空尺度內也不無關系。目前，學術界還流行一種觀點，認為過去河流流量豐沛，今天河流的流量與過去相比普遍變小了，因此，得出今天氣候遠要比過去干旱得多的結論。這是否符合歷史實際情況呢？不可否認，2000年來中國歷史氣候特別是北方氣候有干旱化的趨勢，氣候干旱化的確會導致河流流量變小，但問題是氣候干旱化是不是河流流量減小的主導因素呢？據統計，新中國成立50年來，全國用水總量從1949年的1000多億立方米增加到1997年5566億立方米，增加了近5.7倍，其中農業用水占75.3％，工業用水占20.2％，城鎮生活用水占4.5％。而由于氣候變化引起的降水量的增減幅度并沒有超過15％。[42]可見，是密如蛛網的農業灌溉渠道和城市生活、生產用水地下輸水管道分流了河川徑流，以致造成今天的河流徑流量比過去大大減小了的錯覺。甚至有人將2000年來氣候干旱化的大趨勢與最近短短幾十年河川徑流大規模減小的事實相聯系，得出今天干旱化程度比古代大大增加的結論。從氣象觀測資料看，近幾十年來，降水量雖然有波動，但沒有大規模減小。因此，氣候原因并不是江河徑流量大規模減小的主導原因。而人類超強度的利用才是這一現象發生的主因。氣候干旱化是一種趨勢，是更長尺度的緩慢的變化過程，用它解釋短時間尺度內發生的快變化時，應該謹慎對待。
五 相關結論
基于以上論述，本文認為研究尺度問題是歷史地理人地關系研究中亟待解決的重大問題。如果尺度選擇或轉換不合理，會影響我們對人地系統中人與自然環境的相互關系的正確認識，導致片面夸大自然力或文化力，甚至出現因果關系倒置的情況。因此，確定合理的時空尺度是人地關系研究的首要任務。本文主張大空間尺度或長時間尺度內，應突出自然環境對人類的影響和人類對自然環境的適應；中時空尺度內，既要重視自然環境對人類活動的影響，更要重視人對環境的利用與選擇；小時空尺度內，在考慮自然環境對經濟活動影響的同時，要更多地注意文化力的作用，即隨著時空尺度的縮小，要逐步重視人類活動的因素；反之，隨著時空尺度的擴大，要逐步突出自然的影響力。不過，需要提醒的是，文化力與自然力地位的差別并不完全意味著在不同時空尺度下雙方力量的大小不同，不同時空尺度下觀察人地要素時分別率的不同也是原因之一。
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