开封地区宋元时期洪涝灾害与气候变化

      中图分类号：P331.1/X16 文献标识码：A 文章编号：1000-0690(2013)09-1150-07

      修订日期：2013-04-18

      气候变化和人类生存环境演变是当代人们普遍关注的问题，而这些问题的探讨，都要用到过去时期几百年以上的古气候信息。出于这种迫切需要，高分辨率历史气候序列的重建，是国际全球变化研究核心计划“过去全球变化”与“气候变率与可预报性”计划的重要内容[1]。中国地域辽阔、地理环境复杂、生态环境脆弱、自然灾害类型多、发生频率高，是世界上自然灾害最严重的国家之一。近10 a来，中国学者已利用历史文献重建了大量与人类生存发展密切相关的自然环境变迁过程[2-9]，这对于深入、系统地研究区域自然灾害发生规律以及气候变化具有重要意义。

      开封市是影响黄河下游流域的一个重要节点，历史上水患频繁而严重，对黄河流域气候变化的响应非常深刻，有的学者甚至提出开封是研究黄河环境变化与人类应对机制的极佳标本[10]。但对于开封地区历史时期洪涝灾害的研究目前只停留在明清时期[7，8]，更长时间尺度的研究尚未见报道。本文通过对历史文献资料的整理和分析，提取开封地区宋元时期的洪涝灾害信息，着重比较分析这两个时期洪涝灾害时空演化及差异，探寻气候变化规律，以期对该区灾害预测与防治提供科学依据，并为恢复黄河中下游流域历史时期气候提供参考。

      1 研究区概况与方法

      1.1 研究区概况

      开封市地处黄淮平原，地理坐标113°52'15"～115°15'42"E、34°11'45"～35°01'20"N。属典型的温带大陆性季风气候，年均气温14.52℃，年均降水量627 mm。北依黄河，处于黄河冲积扇平原的尖端，地势低平，海拔介于69～78 m，成土母质是不同时期的黄河冲积物。境内河流众多，分属黄河、淮河两大水系，流域面积263.8。现辖市区、杞县、通许县、尉氏县、开封县和兰考县，全市总面积6 266，人口543万。

      1.2 数据来源与研究方法

      本文数据源于对历史文献资料的整理、分析，主要依据《中国三千年气象记录总集》[11]，还包括《中国气象灾害大典》(河南卷)[12]、《中国灾害通史》(宋代)[13]、《中国灾害通史》(元代)[14]。另外，以《宋史》、《元史》、《金史》等历史文献及地方史志对所提取信息进行补正。由于不同时期自然灾害记载的详略差异较大，北宋开封地区记载较详细，但南宋由于政权南迁，相关记载严重缺失。因此，为使资料更科学、准确，本文取北宋和元代①两个时期。数据统计主要包括灾害发生的地点(按现行政区划)、时间、频次等，其中季节划分以公历3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12～2月为冬季。运用环境变迁理论和数理统计方法进行定量和定性研究。

      2 结果与分析

      2.1 洪涝灾害等级

      主要依据持续时间、强度、受灾范围大小以及受灾影响程度，并将政府赈灾及与洪涝有关的祭祀活动与祭祀文辞作为参考(表1)，将洪涝灾害分为4个等级。由表1可知，以年度为统计单元，北宋开封地区发生洪灾61次，而且以Ⅱ级为主，占全部灾害的55.7%，平均每4.9年一遇，其他级别灾害频次相近，所占比例介于13.1%～16.4%之间。元代发生洪涝灾害36次，受灾频次最多的为Ⅱ级和Ⅳ级，分别占30.6%，33.3%，Ⅲ级发生频次也较高，占25.0%，平均每3.3 a就会发生1次中度以上洪灾，每8.7 a发生1次特大洪灾。对比来看，北宋平均2.75 a发生1次洪灾，元代2.89 a发生1次，两个时期基本接近。但元代发生Ⅲ级以上大灾的几率显著增多，高达58.3%，远比北宋(31.1%)要高。

      2.2 洪涝灾害类型划分与变化

      按表现形式洪涝灾害可划分为雨涝型、河溢型和河决型3种类型(图1)。北宋以雨涝型为主，多达53次，占全部受灾频次的86.9%，河溢、河决型频次较少。中度洪灾在各类型中频次最高，其中中度雨涝型多达31次，占该类型的58.5%；全部9次特大洪灾中由雨涝型直接引发的就多达8次，仅有的1次河决型也是由开封及周边地区强降水引起，表明北宋时期洪灾源于本地区降水。

      元代3种类型洪灾所占比例分别为33.3%，27.8%，38.9%，可见河决型已超过雨涝型而成为最主要的洪灾类型，而且根据统计，河流决溢全部源于黄河，反映了这一时期黄河频繁泛滥成灾对流域降水等因素的强烈响应。雨涝型与河溢型均以Ⅱ级为主，但河溢型受灾程度明显加重，Ⅲ～Ⅳ级大灾已占该类型的50%，河决型Ⅲ～Ⅳ级频次也显著增加，可见元代大洪灾主要由黄河决溢造成，与北宋雨涝型为主的状况有显著区别，这主要受黄河改道影响。唐末至北宋黄河进入第二个泛滥期，北宋发生于河南省境内的黄河决口达41次、河溢21次[1]。但由于北宋开封距黄河较远(近100 km)、政府重点加以保护，开封地区没有受到黄河泛滥的直接影响，这一点前人也有考证[15]。12世纪以后，随着黄河逼近，至1234年开封北距黄河仅10 km，黄河在开封地区的泛滥异常严重，直到1351年贾鲁治河成功，黄河在开封境内直到明初再没有大的改道和决溢(图2)。但从洪灾产流来看，元代虽然雨涝型洪灾只占1/3，但部分黄河决溢也是由当地降水引起的，其中黄河14次决口中有8次伴随有当地灾害性降水，说明当地降水增加仍是元代洪灾的一个主要驱动因素。