黄淮海平原是中国历史上最大的、开发最早的平原之一。从新石器时代以来，直至明清时期，这里作为中国古代人类活动最频繁的地区之一，也是中国境内自然景观和人文景观变迁最大的地区。所以，关于黄淮海平原的地理环境以及社会政治、经济、文化、教育、人口等人文环境的变化，历来都是历史学界倍加关注的问题，也应成为当代人天观研究的课题之一。
一、问题的提出和前人研究的简况
自明清时期以来，黄河屡屡决口、改道，使得本区域的自然环境更趋恶化，不仅洪涝、干旱、盐碱、风沙灾害的发生更加频繁，而且黄淮海平原成为社会经济生产停滞、百姓生活困苦、文化发展落后的地区。对于这一巨变的历史过程及其原因，前人及今人多从黄河的频繁泛滥、泥沙的大量沉积、历史时期气候的变迁、人类不合理的开发与利用，以及连年战争和人为破坏等方面做了大量的研究工作，但以现代土壤学和医学研究的成果看，黄淮海平原文明进程的衰变似乎还有一只看不见的手在起作用；这只手正是由于黄河泛滥造成的土壤的微量元素的变化所引发的。20世纪80年代，国家启动了“黄淮海平原的治理和开发”重大科研项目，在组织多部门、多学科联合攻关的同时，土地管理部门也相继对黄淮海平原土壤的微量元素状况进行了普查；随着十多年国内外医学对微量元素与人类健康之关系的诸多成果的面世，使我们能够在借助相关成果的基础上，来重新认识在中国古代地理环境下的黄河泛滥所造成的土壤微量元素变化与黄淮海平原文明进程的关系这一重大问题。
关于前人对黄淮海平原的研究，最主要的成就集中三个大的方面：其一，谭其骧、岑仲勉、邹逸麟、张修桂等先生在对黄河、海河、淮河、运河和黄淮海平原湖沼的变迁史研究，为针对黄淮海平原的其他方面的研究奠定了基础；其二、竺可桢、周昆叔、孔昭宸、满志敏等人对黄淮海平原历史气候的研究与复原，为我们更好地理解黄淮海平原在历史上的地位提供了基础；其三、谭其骧、史念海、傅衣凌、陈正祥、周振鹤、葛剑雄、吴松弟、卢云、王振忠、王子今等人对黄淮海平原的文化地理、人才地理、人口地理的研究。由此对于我们更好地理解黄淮海平原的文明进程问题创造了条件。
二、历史时期黄河泛滥与黄淮海平原土壤中的微量元素
人体是由40多种元素组成的，可根据在体内的含量多少分成常量与微量两大类。其中常量元素，占人体体重的99.5%，它们包括碳、氢、氧、磷、硫、钙、钾、镁、钠、氯等十余种，主要构成机体组织，并在体内起电解质作用；微量元素，只占人体体重的0.5%，它们包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等14种。虽然，这些微量元素在人体内的含量微乎其微，但却能够起到非常重要的生理作用。土壤中的微量元素与人体中的微量元素是两个不同的概念范畴。但土壤中微量元素的含量，基本决定了生活在该区域内人群微量元素的摄入水平、动物和植物体微量元素的基本含量。
既然人体所需微量元素与土壤中的微量元素基本上存在对应关系，那么，历史上的黄河泛滥必然与黄淮海平原土壤微量元素的变化有关系。土壤学中所指的微量元素，既可以泛指土壤中所有的含量很低的化学元素，也可以指其中具有生物学意义的化学元素。具有生物学意义的微量元素常是在生物体内作为酶或辅酶的组成部分。它们在生物体中的特殊机制有很强的专一性。对植物叶绿素、蛋白质的合成，光合作用、氧化还原正常进行和对其他常量元素的吸收、利用等方面起促进和调节作用，使植物能正常生长、发育，从而提高农作物的产量和质量。土壤中微量元素含量过低或过高，会引起植物的不良反应，不足时，农作物出现缺乏症状，导致减产。过量时又会发生中毒现象，影响农作物的产量、质量和人畜的健康。土壤中的微量元素主要来源于成土母质。土壤中的微量元素以多种形态存在，其中只有部分形态是对作物有效的。就农业生产而论，作物所需要的微量元素主要来自土壤。土壤中微量元素供给不足的原因，有的是土壤中微量元素的含量过低，有的是由于土壤不良性状(如酸碱度、通透性、有机质和微生物的活动)，使微量元素成为不能被植物吸收利用的形态。
从一般情况上讲，河流流经某一地区，必然会汇集来自这一地区的可溶性物质，因此，河流本身也携带微量元素。而且，它的微量元素的组成，也会随着气候、地质和地域的变化而变化。
首先，历史时期气候条件的变化，必然会使得黄河径流所携带物质产生变化，进而影响到下游土壤中微量元素和有机质含量的丰俭程度。
其次，历史时期以来黄河下游河道的变迁是促使黄淮海平原土壤中微量元素发生变化的最主要原因。黄河历代决口变迁，使华北大平原逐渐淤积抬高。而且黄河的泛滥，还极大地改变了黄淮海平原土壤微量元素保有量的外部条件。
再次，历史时期黄河中游所流经地区植被状况的改变和黄土高原的微量元素含量，既会影响到黄河径流的微量元素含量，也会影响到黄淮海平原土壤中微量元素的含量。
三、黄淮海平原土壤微量元素变化与人类社会的文明变迁
20世纪80年代以后，黄淮海平原各地所进行的微量元素测定的数据，无疑可以作为了解历史上相关状况的最好旁证。从各地的测定情况看，黄淮海平原土壤中微量元素的含量具有明显的地域差异性。总的趋势是自东向西，自北向南，有效锌的含量逐渐增加。土壤微量元素有效锌值低，会严重影响农作物的产量、质量和影响动物繁殖。从各地区所进行的微量元素测定看，土壤有效锌的含量，海河流域普遍高于淮河和黄河流域，山前冲积扇及低山丘陵带的土壤有效锌含量高于冲积平原。
那么，为什么土壤微量元素中的有效锌含量这么受到重视呢？它又何以会影响到历史时期黄淮海平原文明进程的呢？
研究表明：有机化合物中所含的氢、氧、氮、碳、磷、硫以及钙、铁、锌、碘等，均属于人体生命元素，是人体生长、发育、智力、生殖、遗传、免疫、内分泌、神经、视觉等生理过程的必须物质，还是癌症、冠心病及很多疑难杂症的防治因子和延缓衰老、促进长寿、预防胎儿畸形的重要手段。大量的医学调查和实验结果证明：微量元素锌对儿童的生长发育意义重大，缺锌会引起儿童智力发育不良；如患神经系统疾病的人锌含量均低于正常人，先天愚型（Down氏综合症）患者都缺锌。同时，微量元素锌对动物、植物也有十分独特的作用。
总之，土壤微量元素，尤其是微量元素锌对人类健康以及对其他动植物的生长有着重要作用，那么，由此我们也不难发现土壤微量元素的变化与历史时期黄淮海平原文明进程的关系了。具体的讲，这些关系和影响大致有以下三个方面：
首先，黄淮海平原土壤中微量元素的变化，不仅使得这里的人口数量阶段性下降，而且也使得人口质量日趋下降，最终造成文明发展进程中的最大缺憾。
人是改造自然、发展社会经济、文化的最终力量，所以，高素质的人口资源与众多的人口数量以及其地域分布的状况，都是决定当时社会经济发展和文明程度的重要保证。
在唐后期黄河下游大改道之前，土壤中的微量元素状况应当是一个最佳的时期。而这正好与史学界所公认的汉唐时期是黄淮海平原经济最发达、文明程度最高的地区之一的结论相吻合。以人口数量与人口质量的变化情况看，从秦汉、隋唐时期到宋、元、明、清时期有一个变化的过程：早在西汉元始二年（公元二年），中原的人口已占到全国人口的57.1%，东汉永和五年（公元140年）本区人口占全国的52.7%，而隋大业五年（公元609年）更占到全国人口的52.8%；但是，宋、元、明、清以后，除北宋太平兴国（公元976-984年）本区人口占全国的30.9%之外，其余多在全国人口的四分之一以下；同样，以先秦、秦汉、隋唐时期到宋元明清乃至近代为两大阶段，中原的人口质量也有一个日趋下降的过程。
人口质量的高低，还可以从历代科举取士中士人的地域分布状况中得到客观的启示。科举制度确立于隋唐，发展于宋元，在明清更是达到极致。隋唐初期科举取士以北方为主；安史之乱后，随着经济重心的南移，科举取士的人才分布重心亦逐渐南移；北宋后期，这种科举取士以南人为主的状况得以保留至明清。甚至在明清两代，由于南方士人在科举考试中独占鳌头的局面，引发了明清两代科举士人空前激烈的南北地域之争。从现代中国土壤微量元素调查的情况看，江浙地区和闽越地区，正是积温高、水利条件好、微量元素中有效锌等含量丰富、农业生产基础好的土壤肥沃地区之一，由此看来环境造人是不无道理的。
总之，宋元明清时期，本区人口数量的减少和人口质量水平的下降，除考虑研究历史人口变化时所经常提到的战争、饥荒、灾害、温疫、北方人口大量南迁等宏观因素外，也不可忽视因为黄河下游改道，造成整个黄淮海平原土壤沙化、盐碱化后土壤肥力急剧下降，造成人口数量大为下降的潜藏因素。因为土壤肥力急剧下降后，必然带来农作物产量下降、动植物体内微量元素成份的减少，并通过食物链，最终造成当地居民微量元素缺乏的严重后果。
其次，中原土壤中微量元素较缺的状况，使得中原文明发展的外部环境逐渐落后于其它地区。
从世界土壤微量元素有效锌的含量看，其常见范围为0.1—3.0mg/Kg，平均值为0.5—1.0mg/Kg。北京、南京地区的有效锌常见范围为0.5—1.0mg/Kg。广东、广西、湖南、云南、四川等地，铅锌矿的分布十分广泛；华南和华中地区最高含锌量达1.0—6.0mg/Kg。在中原除铁矿尚有一些的分布外，其他如锌、锰、铜、钼矿几乎全是空白，而有效锌含量仅为0.08—1.25mg/Kg。由此，中原据有全国最低的有效锌含量水平是毫不奇怪的。按照国际上通行的人体微量元素吸收标准看，正常锌的需要量：成人每天为15mg，婴儿及儿童为3—10mg，在怀孕、哺乳期间应另加5—10mg的锌营养。不难想象：黄淮海平原土壤有效锌含量如此之低，通过从动植物到人类食品的传送次序，是根本无法满足人体智力发展所必需锌的营养要求的。所以，从中原由比较先进的文明发展地位，到让位于其它土壤肥力高、适合经济发展的地区的历史过程看，无论是宋元以后中原社会经济水平的衰落、文化发展的停滞，人口重心的南移，还是近代和现代落后面貌的难以改观，等等，都具有难以逆转的必然性。
再次，中原土壤微量元素的变化，不仅使得原有土地承载能力逐步衰减，并由此增加了政府对粮食和漕运的负担，而且，也促成了历史上这一区域内各种社会不安定因素的滋长。
由于黄河的善变、善溃、善徙，不仅使得良田变为沙荒，洼地沦为湖沼，沃土化为盐碱，生产遭受到破坏。于是，中原的生存环境愈来愈走向恶性循环当中。生存环境的恶劣又必然造成了社会环境的恶化，并加剧贫富的两极分化和阶级矛盾的激化。所以，历史上中原是发生与促使频繁改朝换代的农民起义发生最多的地区。
综上所述，明清时期以后，中原之所以出现人口数量及质量的下降、农业规模及产量的降低和社会不安定成分的增多等一系列问题，除了宋代以后北方经济中心的南移造成黄淮海平原经济优势逐渐丧失的原因外，更为重要的是宋元以后，黄河下游频繁的改道、泛滥，极大地影响到黄淮海平原地貌的形成，使得本区域的自然环境更趋恶化；同时，由黄河频繁改道、泛滥所引起的洪涝、干旱、盐碱、风沙等灾害频繁发生，造成黄淮海平原土壤中微量元素有效锌、锰等元素急剧衰减；而现代科研成果证明，微量元素有效锌等元素的重大作用却像一只看不见的手，在黄淮海平原文明进程中也就起到了独特的作用。
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本文作者：高凯，郑州大学历史学院教授，博士。本文选自《人天观研究》一书。 |
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