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            首都科學講堂第676期《輝煌的中國古代農耕文明》

            信息來源:北京科學中心      發布時間:2020-12-19

              2020年12月19日,首都科學講堂線上開講,本次首都科學講堂邀請了中國農業博物館研究員胡澤學、徐旺生、周曉慶、唐志強,為大家帶來題為《輝煌的中國古代農耕文明》的精彩講座。

              

              

              

              

              輝煌的中國古代農耕文明

              “順應天時,道法自然,和諧共生”。中國擁有近萬年的農業文明歷史。我們的先民在與大自然的長期相處和較量中,創造出了燦爛輝煌的農耕文明。中國傳統農業之所以能夠歷久彌新、長盛不衰,得益于我們的祖先特別強調系統觀念,創造了一整套“應時、取宜、守則、和諧”的思想法則和獨特的精耕細作、用地養地、物質循環利用等方面的理論及技術體系。事實證明,優秀農耕文明的保護和傳承是現代農業發展的基礎,中華優秀農耕文化始終對世界農業發展具有重要的借鑒價值。

              第一講 犁和犁的科學

              中華農耕文明源遠流長,博大精深,是中華文化的根。犁作為一種生產工具,在農業生產中發揮了巨大的作用。工具作為生產力的重要要素之一,它的發生、發展為社會生產力的發展起到了重大的推動作用,從而也推動了人類社會的發展進步。根據農業歷史發展的軌跡,我們把犁的發展歸結為五個階段。

              第一個階段是原始農業時期,這個時期的犁主要的形式是耒耜和石犁。大約在距今5000多年前,石犁出現,對中國農耕技術具有革命性的影響。我國石犁主要分布在:仰韶文化晚期、紅山文化、良渚文化時期遺址中。

              第二個階段是先秦時代的溝洫農業時期,這個時候的犁最具代表性的形式是青銅犁。從考古資料中看,青銅犁主要出土在中國的南方地區,如江西新干大洋洲商代遺址、浙江長興錢山漾西周遺址。

              第三個階段是北方旱作精耕細作體系形成時期,這個時期主要的代表犁是鐵犁和直轅犁。鐵犁具有堅硬鋒利、經久耐用等顯著優點,對推動農業生產及其技術的發展起了重大作用。我國最著名的鐵犁出土地點主要有河南輝縣戰國遺址和河北易縣燕下都遺址。

              第四個時期是南方水田精耕細作形成時期,這里的犁的主要代表是曲轅犁。

              第五個階段也就是精耕細作持續發展時期,這個時候犁的代表作是“多種形式犁的共存”。

              從原始的石犁到青銅犁,再到鐵犁,其實犁的型制發展一直是變化的,主要體現在幾個方面:

              第一個變化是犁鏵或犁镵。鏵和镵都是位于犁底前端的金屬部件,都有起土、松土、翻土、開溝的作用。然北方多用鏵,南方多用镵。

              第二個變化是犁壁,漢代發明了犁壁后,破碎和翻轉土壤的問題就完全解決了。犁壁的形狀有馬鞍形、菱形和瓦形。但三種類型傳到了南方之后,為了適合水田的耕作方式,南方的犁壁主要是以曲面形狀為主。

              第三個變化是犁轅,犁轅按其曲直可以分為直轅和曲轅。犁轅在最初的時候是直轅犁,也是我們經常講的二牛抬杠。到了唐以后,隨著中國經濟重心的南移,北方的直轅犁帶到了南方。但是南方的工作條件發生了變化,于是人們就將直轅犁改進成了曲轅犁。

              第四個變化就是犁的挽拉方式,也就是牽引方式,即動力方式。從漢代的二牛、三人一犁的二牛抬杠方式,后來慢慢地發展成二牛、二人。到了宋代以后,曲轅犁就變成了一人、一犁、一牛,這樣減輕了人的勞動強度,整個耕作技術都發生了一些革命性的變化。

              第五個變化就是挽拉動力。漢代主要是牛耕。但到了南方,因為有很多的梯田,無法使用牛耕,所以在廣西、貴州一帶出現了公婆犁,就是夫妻倆一起,妻子在前面往前牽拉,丈夫在后面一手扶犁,也起到了犁地的作用。

              為什么犁產生了這么多的型制變化呢?主要有六個方面的原因:

              第一個是社會經濟制度的更迭。農業生產工具的發明、改進、發展,與社會制度的更迭有著非常密切的關系。社會經濟制度的更迭,說到底是生產力與生產關系相互作用的推動。

              第二個原因是歷朝歷代統治者的重農革新。其實在古代重農思想非常盛行,歷朝歷代都把富國強兵作為自己治國安邦的重要標準,在那個時代農強則國強,尤其是在春秋戰國時期,形形色色的各種重農思想登上了舞臺。

              第三個方面的原因是人口的增長與遷移。我們經常說,在戰國,我們國家的人口總體上是呈上升趨勢的,我們社會第一次出現一個億人口的時期是在清朝康乾盛世。但是農業生產最重要的要素犁的發展變化往往是發生在人口分布比較集中的地方。

              第四個是農業生產環境的變化。我們經常說農業生產工具的發明、改進、發展都與農業生產環境的變化密切相關。我們國家土地遼闊,南北維度跨度非常大,而且海拔高度也變化很大,生態環境的多樣性變化也促使了我們犁耕技術的多樣性。

              第五個方面是相關行業技術的進步。我們也說犁耕技術的發明創造不是孤立的,金屬鑄造技術的成熟,工程技術和制造技術水平的進步,人們對數學、力學等自然科學認識的提高和相關知識的不斷積累,并將其應用到農具的發明和創制。

              第六個原因是科技文化交流和民族交融,即不同的民族,不同的文化,對犁耕技術、耕作技術有不同的影響,而且有自己的創制。

              第二講:稻作文明的歷史貢獻

              目前水稻是中國第一大糧食作物,超過一半的人口以水稻為主食。為何說水稻起源于中國?水稻在我國的農業文明中起到哪些作用?

              水稻原產于中國,早在距今一萬年左右,就被古代的中國人種植。主要依據是:

              首先中國目前有大量的早期栽培水稻的考古發現,表明很早中國古代的人們就開始利用水稻。

              二是中國古代文獻里面多次記載有野生稻,說明古代廣泛存在著野生稻。中國近現代依然存在著豐富的野生稻資源,最北出現在現在的江西東鄉。

              三是中國現代稻作文明歷史悠久的地區,多數位于北緯30度左右,是早期的農耕文明起源區域,只有這一區域因為氣候因素的影響,才有可能對植物進行馴化。印度與東南亞地區處于低緯度地區,在新石器時代早期沒有從事農業的動力,自然馴化水稻沒有中國早。

              民以食為天,食以水為本,水作為生命的重要組成部分,沒有水就沒有生命,當然也就沒有糧食。早期文明沿河流而生,這就意味著農業是隨著水的存在而存在的,實際上也的確如此。水是農業的命脈,水決定文明的類型,通過地形,借助作物,決定都城的走向和社會發展的水平高低。

              水稻在其中起到關鍵的作用。隋唐時期江南濕地水稻農業開始承接經濟發展的重任,濕地農業主要依靠濕地灌溉,從唐代開始到宋代,水稻農業持續穩定,從江南擴展到江漢平原。

              水稻能夠承受江南重賦,其中稻對水的利用是關鍵。水稻農業是中國農業與文明發展的根基與壓倉石。水稻的產量明顯比北方旱作農業的粟和小麥高,由此奠定了水稻在中國古代農業中無法替代的地位。

              首先,水稻將沼澤地變成了良田,將北方人認為的沮洳之地搖身一變為上等的良田,使得中國的有效耕地面積大為增長。試想一下,如果沒有水稻這種作物,南方低濕地能夠做什么用途,種蓮花、采藕、種菱角等等,不能養活這么多人口。水稻是唯一的水生糧食作物。

              第二,利用濕地的資源稟賦,成就唐宋經濟中心南移,拓展了中國古代文化的縱深。宋代,中國南方的人口增長超過北方,源于南方水稻生產的成就。北宋陸游的文章中已經出現了“蘇常熟,天下足”的說法,說明最遲到了北宋末年,蘇州、常州生產的糧食不僅能滿足本地日益增長的人口的需要,還有大量的富余可以保證中央政府的調撥等。

              明代宋應星在《天工開物》中說到,“今天下育民人者,稻居什七。”也就是說,水稻占當時糧食作物總量的70%,其他的旱地作物比如說小麥、小米等只占大約三成。

              水稻支撐了唐宋以來經濟發展所依賴的物質要求,到了明清時期,“湖廣熟,天下足”的諺語開始流行。

              第三,水稻沒有水土流失問題。水土流失是經濟重心由北方向南方轉移的主要原因。漢代以前,黃河稱為河,逐漸變渾濁,變黃,所以稱為黃河。南方的水稻不會造成水土流失,即使是高山梯田也不會。稻田水面覆蓋可以防止土壤流失,并且能夠穩定土壤中的氮和有機物質。

              第四,水稻與牛、豬構成了農牧結合系統。在這個系統中人是主導者,人與牛之間牛提供耕田的動力,主要用于種植水稻,而水稻產生的稻米用來養人。   

              在人與豬之間,人吃飽滿的稻米,剩下的米糠用于養豬。豬是一個廢物收集器,利用人所不吃的東西,豬糞又可以作為肥料回田。豬、牛肉是很好的動物蛋白質,沒有任何其他的作物能夠像水稻一樣與人、牛、豬之間建立這種天衣無縫的生態利用系統。

              第五,成就了南方丘陵的沖田與西南高山梯田的景觀農業。將水稻種在山腰上成為梯田,這是西南地區勞動人民的發明與創造。為什么種水稻而不種旱地作物呢?這是因為水稻的產量高,能夠養活更多的人。

              西南高山梯田的景觀農業(供圖:徐旺生)

              第六,催生了農魚結合,稻魚鴨共生系統。它既具有生態意義,同時解決了長期以來單一種植體系中食物蛋白質普遍不足的問題。

              第七,水稻是稻麥復種,水旱輪作的關鍵。水旱輪作起源于唐代,主要是以水稻與大麥、小麥輪作為主,由于水田與旱作進行輪換,生態效果明顯,其中水稻是其中的關鍵作物。

              第八,水稻還可以治鹽堿,還可以筑成“水長城”。大家知道,天津小站稻是一個很有名的水稻,它就是一個用水稻來治理鹽堿的典型。因為水蓄積以后便解決了地底下的鹽堿向耕作層,也就是向地上轉移的問題。  

              水稻除了能夠抗鹽堿,還有軍事用途,在北宋時期,宋遼對峙的過程中,滄州節度副使何承矩就用種水稻的辦法來阻止遼國騎兵的行動,被稱為軟邊,也被稱之為“水長城”。

              水稻在中國古代社會具有重要的經濟與生態意義。通過水稻,將南方充沛的水源、高溫因素利用到了極致,如果說古代農業的哲學理念是強調天人合一的話,那么稻作文明可謂是最大意義上的天人合一!!!馴化者功莫大矣。

              第三講 生態農業與農業生態文明

              為了便于理解,首先讓我們了解一下什么是“生態”和“生態系統”。“生態”一詞出自于古希臘,原意是指“住所”或“棲息地”,現指一切生物的生存狀態,以及生物之間、生物與環境之間的關系。在一定空間范圍內,生物和環境相互影響、相互制約,構成一個統一體,并在一定時期內處于相對穩定的動態平衡狀態,這個統一體就是生態系統。

              那么,什么是生態農業呢?農田生態系統、果園生態系統等都是人工設計的,但不一定能稱得上是生態農業。生態農業一定要根據生態學原理設計,其要求是一要達成生態平衡,二是資源的循環利用,三是要有較高的經濟產出。所以,現代生態農業要求除了應用傳統經驗之外,還需要應用現代技術手段和管理經驗,以實現具有更高的經濟效益、生態效益和社會效益的現代化高效農業。

              自然界中存在的食物鏈是生態農業的科學基礎。在一個生態系統內,不同的生物之間有一種食與被食的關系,這種借食性關系而直接串聯起來的一組生物,被稱為食物鏈,如青草→野兔→狐→狼、水稻→蝗蟲→青蛙→蛇等。

              事實上,在自然界,由于生物多樣性的存在,往往一種動物不僅捕食多種生物,而且本身也被多種其它動物捕食,形成食物網。通過生物多樣性食物鏈或食物網可達到農業生態系統的穩定、協調和自然災害高抗力。

              另外,自然界中的不同物種都有自己的生態位,即在時間空間上所占據的位置。在農田里,利用生態位的時間差異可以控制雜草和害蟲。不同生物之間還通過分泌物、揮發性物質等相互影響。

              “生態農業”這個詞雖然是外國人發明的,但其內涵在我國卻有著悠久的歷史,是植根于中華文化中的“三才”論和整體思維觀而形成的傳統智慧。

              稻田養魚是我國古代典型的生態農業模式。在這種農業模式中,魚吃掉稻田中的害蟲和雜草,其糞為稻田增加肥料;魚還能翻動泥土,從而增加了有機物的分解,增加了稻田肥力。現代研究表明,稻田養魚能增產10%以上。這種模式不僅增加了水稻產量,還收獲了魚類,一舉兩得,反映了古人的生態智慧。

              明清時期太湖地區和珠江三角洲的桑基魚塘系統也是典型的生態農業系統,它是一種具有獨特創造性的洼地利用方式和生態循環經濟模式。通過“塘基上種桑、桑葉喂蠶、蠶沙養魚、魚糞肥塘、塘泥壅桑”,使生態系統中的多余營養物質和廢棄物周而復始地在系統內進行循環利用,而不會給系統外的生態環境造成污染。

              事實上,生態性是中國傳統農業的典型特征。我國古代傳統農業是建立在農牧結合模式之上的。通過農牧結合,形成一個系統,種植業和畜牧業可進行物質和能量的循環利用,如作物剩余部分喂豬,豬糞肥田,從而保持土壤肥力經久不衰。

              近代以來,隨著人口的增加,工業文明的興起,我們傳統的農業生態系統中闖進了“不速之客”——化肥、農藥、除草劑等化學物質,這是人類為了提高產量、減少病蟲害造成的損失,提高勞動效率而采取的措施,這些措施為解決迅速增長的人口吃飯問題發揮了重要作用。但是,由于長期大量使用,使得農業環境遭受破壞,并且帶來了一系列食品安全問題。

              另一方面,人口增加,人均耕地的減少還導致了大規模圍湖造田,伐林造田等現象,自然生態環境被破壞,水災旱災蟲災增多。顯然,這種伴隨著環境污染和環境破壞的農業是難以持續的。

              那么,如何解決這些問題呢?我們必須全面檢討過去工業化農業文明,重新理順“天、地、人”三因素關系,尊重自然,實現人與自然和諧相處,開啟農業生態文明新征程。

              農業生態文明需要在現有的工業化農業文明基礎上建成,所以,首先必須減輕和消除工業化因素對現有農業生態系統的破壞,使作物害蟲的天敵回到農田,使土壤微生物重新活躍起來,恢復食物鏈,恢復農業生態平衡,恢復農業系統內的物質和能量循環。其次,我們要減少對大自然的不合理干預,尊重大自然,順應自然規律。第三,我們要運用傳統生態農業原理,并充分利用現代科學技術,發展現代生態循環農業,減少各種廢棄物對環境的污染(包括農業廢棄物),實現農業資源的高效利用和環境的清潔。第四,要培育應用高產、高質量、高抗病品種,應用無污染高產高效栽培技術,使農業生態系統生產的產品能滿足日益增長的社會需要。第四,提高農業管理人員和農業勞動者的素質,使他們懂得現代生態農業發展原理,運用現代科學技術和方法,同時具有高度的道德自覺,用知性和悟性不斷促進人與自然的和諧。任何不顧農產品的質量安全、不顧損害環境的行為,都是對農業生態文明的破壞和威脅。

              傳統生態農業是一種技術,更是一種智慧,我們要用好這種技術和智慧,結合運用現代技術,促進轉變農業發展方式,修復和保護生態環境,滿足人們對優質農產品的需求,走可持續的農業發展道路,從工業化農業文明走向農業生態文明新時代。

              第四講  絲國探秘,五千年的絲綢記憶

              早在先秦時期,中國就因為絲綢而聞名于世,被西方稱為絲國。絲綢是誰發明的?是什么時候發明的?現在我們一起探索絲綢王國的奧秘。

              古埃及、古巴比倫、古印度和中國并稱為四大文明古國。這四個文明古國也是四個天然的紡織原料的發源地。古埃及是在距今一萬年左右開始種植和利用亞麻來紡織麻衣,古印度在大概距今六七千年左右的時間開始種植棉花和用其紡織棉布,古巴比倫王國大概在距今四五千年左右就開始利用羊毛制作衣服,中國最早利用蠶絲來紡織絲綢。

              從出土的絲織品來看,距今8500年左右的河南舞陽賈湖地區遺址發現了最早的蠶絲蛋白的遺留物,同墓葬也出土了紡織的工具,比如骨針、紡輪等等,可以判斷當時先民已經學會利用蠶絲。

              另外,在距今6000年左右的山西夏縣西蔭村遺址出土了半個桑蠶繭殼。考古學家李濟通過檢測,證明它是家蠶的祖先所結的繭。

              500年后的汪溝遺址和青臺遺址出土了羅織物,制作得非常工整,而且比較成熟,其中青臺遺址出土的羅織物有一個用赭石染色,在染之前還提前把絲膠剝離了,說明當時的紡織技術已經達到了比較高的水準。

              距今4200年左右,錢山漾遺址出土了絲絹殘片和絲帶,絲絹殘片比較平整、很有規律,經緯交織,呈現鈍三角形,可以看出當時就是由家蠶吐出來的絲制成的,被認為是最早的家蠶絲絲織品,是目前能斷定的最早的用家蠶絲紡織的絲織品,絲織文物。

              我國抽絲的技術是不斷在發展、演進的,最早的繅絲是用一個繞線器進行。后來發展到了用手搖繅絲車,到了漢代有了腳踏繅絲,這樣就把手騰出來了。到了宋代,繅絲就有了熱釜繅絲和冷盆繅絲兩種方法,繅絲的技藝又有了新的提升。

              近代又發明了蒸汽繅絲,就是用蒸汽作為動力來繅絲。后來又利用電作為動力來繅絲。可見,繅絲從手搖到腳踏,再到機械繅絲,之后自動化,最后到智能化,經歷了數千年的演進過程。 

              世界上的昆蟲有100多萬種,蠶是被中國先民利用得最好的,也是對人類做出最大貢獻的一種昆蟲。科學家錢偉長就曾經說過,中國的絲綢是中國人民利用自然、改造自然的最偉大的發明之一。

              距今7000年的浙江余姚河姆渡遺址出土了一個牙雕小盅,上面有蠶紋和織文,說明當時先民可能已經利用蠶吐出來的絲來紡織了。

              距今5300年的雙槐樹(河洛古國)遺址出土牙雕,科學家判斷它可能就是根據家蠶的形態雕刻的,表明當時人們可能已經學會了飼養家蠶。

              早期的絲綢有三種用途,第一個是用于祭祀;第二個是老人可以穿絲綢,或者給去世的人穿,穿上了就可以升天;第三個是絲綢用作帛書,比如馬王堆的帛書、帛畫。

              現代生物學研究證明,野蠶有27條染色體,而家蠶都是28條染色體,但是這個27條染色體的野蠶和28條染色體的家蠶是可以交配、可以產生后代的。現在的家蠶,從基因研究來看,就是當時人們做的人工選擇,即有一個變異被人們保留了下來,就是說,在5000多年前,它是從中國的野蠶祖先單一地被選擇、被馴化而成的。

              我國歷史上有三大對外貿易產品:絲綢、瓷器和茶葉,也是陸上絲綢之路和后來海上絲綢之路的主要貿易物資。那么這條對外貿易之路為何命名為絲綢之路?這是由貿易絲綢而得名的,這條絲綢之路從開辟以后就一直起著一個關鍵紐帶的作用,它是溝通四大文明古國,形成東西方文化交流的一個大通道。絲綢維系華夏文明數千年綿延不絕,絲綢之路蔭佑了中華民族的繁衍和發展。

              絲綢發明之后是,我國對相關技術對外也是保密的。出境的時候在關口都是嚴格查驗,任何人都不能將養蠶和絲綢的相關技術帶出境,所以蠶桑絲綢技術就一直保密了數千年。

              1900年,英國的斯坦因在新疆地區考古發現木版畫《東國公主傳絲》,畫中四個人最中間的就是大唐的公主,是她把蠶種、養蠶和繅絲的技術傳到了西域。版畫就是西域的人們為了紀念唐代的公主畫下來的。這個故事在玄奘《大唐西域記》中也有記載。

              西方國家對絲綢特別著迷,不惜花重金去購買,后來就采取各種方法想節約成本。其一,羅馬人想繞過波斯,通過埃塞俄比亞貿易絲綢,這樣就能降低成本,最后引發了羅馬和波斯之間的一場絲絹大戰,持續了20年。

              其次,西方國家秘密派人到中國學習養蠶種桑,現在叫商業間諜。公元550年,東羅馬帝國秘密派出傳絲教士到中國來學習繅絲和養蠶技術,然后把蠶種藏在了拐杖中,蒙混過關,然后帶到了東羅馬。從此,中國的蠶桑絲織技術就傳到了羅馬。1000年之后,蠶桑絲織技術又傳到了法國,里昂成了近代絲織的中心。  

              絲綢保佑了中國民族的發展和繁衍,也對世界發展做出了自己的貢獻。

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