第一编 理论与方法
论历史地理学人地关系研究中的尺度问题
人地关系研究是地理学的重要话题，也是历史地理学研究的热点问题。但由于没有选择合适的观测尺度或尺度转换不合理，常常造成人地关系研究中文化力与自然力地位与关系的曲解。已有的人地关系理论绝大部分存在着将某一空间或时间尺度研究所得出的结论普遍化的问题。环境决定论有将大空间尺度与长时间尺度研究获得的结论向中小尺度收缩的倾向；可能论和适宜论有将中等尺度研究结论分别向大尺度与小尺度推演的倾向；文化决定论有将小尺度研究的结论向中、大尺度扩张的倾向。因此，如何正确认识人地系统中人与自然环境的相互关系，避免用错误的原因解释结果，或用错误的结果诠释原因，确定合理的时空尺度就成为首要任务。
尺度在地学、生态、水文、气象、遥感等领域有不同的定义。地学上的尺度是指自然过程或观测研究在空间、时间或时空域上的特征量度。[1]一般将地球表面自然地理区域空间尺度划分为三个等级，即大尺度分异（全球性地域分异、全海洋和全大陆地域分异、区域分异）、中尺度地域分异（包括由高原、山地、平原内部地貌差异引起的地域分异，如地方气候、地方风等）、小尺度地域分异（由局部地势起伏、小气候差异、岩性与土质差异、地表水与地下水聚积和排水条件不同等引起的，通常只在小范围发生的，可以看作非地带性分异的微观表现形式）。[2]时间尺度有地质尺度（万年及万年以上）、历史尺度（100—1000年）、年际尺度（100—10年）、年及以下尺度等，其中地质尺度为长尺度，适宜于古地理研究；历史尺度为中等尺度，适宜于古代历史地理系统研究；年际尺度和年及以下尺度为小尺度，适宜于现代地理系统研究。[3]在不同尺度的区域系统中，文化力与自然力的地位与作用是不同的。一般认为，区域时空系统尺度越大，自然力作用越突出；反之，区域系统时空尺度越小，文化力作用则越突出。
一 大尺度时空下文化力与自然力
大尺度时空内，正如环境决定论认为的那样，人的活动、发展和分布与生物一样，受环境制约，文化力处于从属地位。
（一）从行星际尺度看，人是环境的产物
因独特的位置、合适的质量、恰当的自转与公转周期，才使地球成为目前所知的唯一有生命的星球。而人类仅仅是地球生命系统中很小的一部分和生命演化史一个很小的片段。从地球生命系统的演化历史看，生物的每个发展阶段都与地球大规模的构造运动及气候变迁相联系。元古代（距今25亿—5.43亿年）发生多次构造运动，形成大面积的古地台，游离氧的出现为生物发展奠定了基础。古生代（距今5.43亿—2.5亿年）地壳运动使地球表面出现一个泛大陆。地球气候及整体自然界表现出地域分异现象，受此影响，生物也出现地域分异现象。中生代（距今2.5亿—0.65亿年）地壳运动普遍而强烈，泛大陆分离，形成今天海陆分布的雏形。新生代（距今0.65亿年以来）古近纪强烈的造山运动使大气环流系统发生变化，许多地方趋向干冷。新近纪地球上海陆分布与今天相近似。第四季（距今260万年以来）青藏高原与喜马拉雅山的强烈隆起使亚洲与全球气候环境发生重大变化，华中、华南发育了暖湿森林，温带与两极进一步变冷，地球再次发生大规模冰川作用及经历多次冰期与间冰期。新生代形成各类型的气候带和由被子植物、哺乳动物、鸟类和昆虫为优势生物的生物圈，由此奠定了作为高级哺乳动物的人类诞生的生物基础。新生代第四季，在环境变化的迫使下，一部分类人猿结束树栖生活来到地面，逐步学会直立行走与劳动，人类诞生了。所以，人是环境的产物。
（二）从全球性地域分异看，地球表面海陆分布不均，影响了人类文明的空间分异
从南北半球看，陆地的2/3集中在北半球，历史上四大文明古国以及对世界文明产生过重大影响的大帝国[4]，绝大部分位于北半球或发端于北半球。今天的发达国家也绝大部分在北半球，而发展中国家与欠发达国家大部分在南半球。
（三）从全大陆地域分异看，温度、降水与海拔高度控制着世界人口分布的基本格局
干旱半干旱地区、过湿地区、过寒地区以及海拔4000米以上的地区，由于生存条件恶劣，人口分布稀少或没有常住人口；地形平坦、水热和生物环境适宜的地区生存条件优越，人口稠密，经济和文化发达。大陆的位置、面积及轮廓也对区域文明差异与文明进程产生重要影响。以亚欧大陆为例，其东、南、北三面分别濒临太平洋、印度洋和北冰洋，南北跨度近80个纬度，东西跨度超过143个经度，总面积达5520万平方千米，占全球陆地总面积的36.8％，是地球上最大的一块大陆。在地理环境对欧亚大陆文明进程的影响中，以北部游牧世界与南部农耕世界的碰撞、交流、互动与融合最为典型。由于面积巨大，欧亚大陆中部地区深居内陆、远离海洋，形成面积巨大的沙漠，沙漠以北是东西延伸数千公里的狭长的半干旱草原，为半干旱游牧经济区；沙漠以南是自东向西排列的青藏高原—帕米尔高原—伊朗高原组成的高寒游牧世界。在亚欧大陆东西和偏南的地方则为农业区。距今3000年前后，在气候变化的影响下，欧亚草原由农牧混合经济和畜牧经济向游牧经济过渡。[5]大约至公元前4世纪，中国北方草原最终形成了游牧民族，实现了游牧区与农耕区的分离，[6]使中国北方生态脆弱带经济与欧亚草原的游牧经济连为一体。欧亚草原以南的其他地方，则在原始锄耕农业的基础上逐步发展了传统农耕经济。两三千年以来的一部欧亚的整体历史进程，就是南部农业社会与北方草原游牧社会的互动的展现。中国历史上的南部农业区与北方草原的游牧社会，只是这个整体中的一个组成部分。在南部农业社会与北方草原游牧社会互动过程中，环境很大程度上影响了人们的生产生活方式——农耕文明在向地理环境迥异的牧区扩张时，必须改变生产和生活方式，而农业基础的丧失意味着农业社会一切规则失效，这便违背了扩张的初衷，农耕民族只能在草原边缘止步。同样，游牧民族在向地理环境迥异的农区扩张时，也必须改变生产和生活方式，因此，常常被农耕文化同化。欧亚大陆面积巨大、人口众多、资源丰富，为大国的产生与发展提供了广阔的舞台。根据面积、人口、经济总量、延续时间、经济文化和军事各方面的影响及地区代表性评出的古今37个帝国中，有35个集中于欧亚、北非，其中33个位于或发源于亚欧大陆，足见其在世界历史进程中举足轻重的地位。麦金德的“心脏地带”理论就是基于对欧亚大陆的历史地位的认识提出并逐步完善的。斯皮克曼“谁控制了边缘地带，谁就控制了欧亚大陆；谁控制了欧亚大陆，谁就控制了世界的命运”的论断，精辟地指出欧亚大陆在世界地缘政治格局中的核心地位。面积巨大的欧亚大陆孕育了差异显著的多个中心文明，它们在经济与文化上的互补性，为古代和中世纪从中国黄河流域和长江流域出发，经印度、中亚、西亚连接欧洲与北非，以丝绸贸易为主要媒介的文化交流之路——丝绸之路的形成、发展与演变提供了源源不断的动力。[7]其他大洲因为面积狭小、人口稀少、资源相对有限，无法孕育多个文明中心、影响世界历史的众多帝国以及类似于丝绸之路的跨越不同文化体系的国际文化交流路线。
（四）从区域地域分异看，环境承载力从根本上制约着人类开发自然的强度
我国三大自然区即东部季风区、西北干旱区与青藏高原区，分别为亚洲季风区、欧亚草原荒漠区与亚洲高山气候区的一部分。由于决定地域分异的主导因素、新构造运动与地势、气候、水文、地貌外营力、土壤、植被、植物区系不同，三大自然区自然环境的承载力差异显著，与之相适应，人类活动对自然环境的影响也存在显著差异。在地势低平、气候温暖湿润、水资源丰富、土壤深厚肥沃和植被良好的东部季风区，由于自然环境优越，环境承载力巨大，尽管面积只占全国总面积的47.6％，但在整个传统时代，却集中了全国92％以上的耕地与95％以上的人口。[8]与环境承载力相适应，人类对自然环境的影响也最为深远而广泛，可开垦的地方已经辟为农田，天然林大部分被破坏，水文、小气候也因人类影响而改化。西北干旱区虽然地势低于青藏高原，但由于距离海洋遥远，降雨稀少，水资源贫乏，土壤较粗、有机质有限而含可溶性盐分高，植被稀少，以荒漠为主，部分为荒漠草原与草原。荒漠区人类无法生存；草原单位面积载畜量有限，加上流动性大、生活条件艰苦，人口密度远远小于农区；绿洲地区适宜于发展农业，但面积小、承载力有限，所以人口密度较小，人类对自然环境的影响仅局限在很小的范围内。青藏高原区海拔高，气候寒冷，土壤发育差，植被以荒漠、草原和草甸为主，恶劣的自然环境限制了人类活动，人类对自然环境的影响非常微小。因此从根本上讲，人类对自然环境影响力的大小，不是由人类开发能力大小决定的，而是由自然环境的承载力或自然环境对人类活动的限制力大小决定的。
有人认为，随着科学技术的发展，环境影响是一种逐步缩小的力量，而文化力会经不断积累而逐步成长，人会逐渐摆脱自然环境的制约，并加强对自然环境的控制。笔者认为，不论科学技术如何发达，人类无力寻找或制造一个适宜生存的星球，无力改变地球海陆分布格局与整个陆地的大地构造单元与构造单元集合，也无力改变区域性大地构造地貌、地带性区域内的非地带性分异和非地带性区域的地带性分异。随着科学技术的发展，人类逐步摆脱了某种自然要素的制约，但同时会受新的自然力的影响；随着科学技术的发展，人类活动范围不断扩大，对自然环境影响的范围扩大、程度加深，但同时自然环境对人类影响的范围也随之扩大，程度也随之加深。因此，不存在所谓文化力与自然力此消彼长的问题。人类对自然环境的影响与自然环境对人类的影响是一对作用力与反作用力，当人不遵守自然环境规律而盲目地向其索取时，大自然会以相同的力量向人类报复，只是存在着时间和空间差异而已。相反，当人的行为促进了人与自然的和谐、完整时，人类的可持续发展才有保障。
二 中尺度时空下文化力与自然力
大尺度时空内人类活动虽然更多地受自然环境的制约，但随着时空尺度的缩小，人在自然环境面前并不完全处于被动地位，广阔的空间与绵延不绝的时间，为人类的创造力的自由发挥搭建了足够宽的舞台。正如“可能论”所认为的那样，人类的生活方式不完全是环境统治的产物，环境中包含着许多可能性，对它的利用完全取决于人类的选择能力。只不过在生产力不发达的时代，正如“适应论”所认为的那样，这种“选择”更多地带有被动适应的成分在里面。
中尺度时空内，文化力地位逐渐上升，在对人类经济活动的影响中，与自然力有着同等重要的地位。在我国东部季风区内部，以纬度与热量为主导因素，同时考虑湿润状况，以秦岭—淮河为界分为南北两部分，北部为温带季风气候，南部为副热带季风气候与热带季风气候区。秦汉至隋唐，中国东部季风区的人口主要集中在黄河中下游暖温带半湿润气候区，唐代后期至北宋中后期以来，人口重心逐渐转移至南方副热带季风气候区。这一人口南北分布格局的重大转变是社会因素与自然因素共同作用的结果。唐代以前，我国北方的黄河中下游地区气候温和湿润，黄土疏松深厚，生态环境良好，在生产工具落后与医疗水平相对低下的情况下，最适宜人类生存、居住和农耕，很早就发展起旱地精细农业，特别是地势平坦、土地肥沃的黄河中下游平原、河谷与盆地成为农业最发达与人口最集中的地区。而南方地区由于夏季气候炎热、多雨，地势低平潮湿，疾病易于流行，不宜于定居，而且河湖沼泊太多，水域面积过大，排水困难，加上土壤黏性太强，不易耕作，所以人口比较稀少。[9]880—1230年，中国历史气候由总体上温暖湿润向寒冷干旱过渡。1230年以后的气候干旱化主要是由北方地区干旱化引起的。[10]唐末以后至清代中叶以前，以干旱化、黄河决徙改道和黄土高原水土流失为代表的生态环境的恶化使旱地精细农业走向衰落，单位面积土地供养人口的能力下降；改朝换代之间的大规模战争多以北方为战场，使北方人口在锐减—恢复—锐减的恶性循环中缓慢增长；缺乏移民空间也是限制北方人口增长的一个因素。尽管清代前期，由于番薯、玉米、花生、马铃薯等粮食与经济作物的普遍种植和近代工商业的发展使北方人口成倍增长，但未能改变北轻南重的人口分布格局。与北方相反，两宋以来，南方气候仍然温暖湿润，生态环境优越，土地生产潜力巨大；水田精细耕作和作物栽培技术逐步提高，粮食品种不断改良，尤其是美洲高产作物，如玉米、甘薯、马铃薯和烟草、花生的引入，不断提高了单位土地面积的人口供养能力；东汉末年至魏晋南北朝、唐末五代时期和宋元之间，自黄河流域向长江流域及其以南的大规模移民为南方开发提供了丰富的劳动力；较少的战乱为人口增长提供了安定的社会环境，这些都为南方人口的持续增长与人口重心的南移提供了重要条件。明清时期，平原地区基本开发完毕，失去土地的农民为谋生计向人口相对稀少、尚待开发的南方亚热带山区与位于中温带、寒温带的东北地区迁移，至清代末期形成沿黑河—腾冲一线东西分异的人口分布新格局。明清时期向山区、边区的大规模移民运动，一方面受人口压力驱使，另一方面与移入地的自然条件有关。鄂豫交界山区、秦岭、大巴山、闽浙贛晥粤山区虽然地表崎岖，但热量与水分丰沛，适宜种植玉米、甘薯等旱地高产作物。东北地区虽然热量没有黄河中下游地区充足，但土地肥沃，平原面积广阔，亦为从事农业生产的理想区域。历史时期中国人口重心在东部季风区内的南北移动及东西人口分异格局的最终形成，是农业生产技术水平、人口迁移和人口压力等人文因素与自然环境及其变迁共同作用的结果。
西北干旱区深居内陆，四周有高山环抱，来自海洋的湿润气流难以深入，从而成为我国最干旱的地区，为中亚大陆干旱荒漠区的组成部分。境内大部分景观以干旱荒漠为主，东西两侧边缘地带属于荒漠草原；高大山地的迎风面因有较多降水，成为荒漠中的“湿岛”，成为许多河流的源地；山前平原有片片绿洲沃野，改变了荒漠区自然景观。根据水热条件和山地、盆地的排列，[11]将该区分为6个亚区，即北疆亚区、天山山地亚区、南疆亚区、阿拉善河西亚区、祁连山—阿尔金山亚区和内蒙古中部亚区。西北干旱区沙漠不适宜人类生存，因此，探讨本区历史时期的人地关系只能从山前绿洲及其边缘着手。历史时期西北干旱绿洲人口的波动，是自然环境变迁和农业开发规模、技术进步、人口压力等社会因素共同作用的产物。当中原王朝政治稳定、国力强盛时期，在西北干旱绿洲掀起大规模农业开发的高潮，人口数量增加；当中原王朝处于政治分裂、力量衰退时期，畜牧经济占据优势，人口锐减。如两汉、隋至盛唐、明清农业开发高峰时期，河西走廊人口峰值分别达37.33万、30.37万和294.5万；魏晋南北朝、中唐至元农业开发衰退时期人口谷值分别为1.6万与9万—12万。[12]农业开发活动规模不仅与中原王朝的政治稳定相联系，而且与气候变化有关。张德二的研究表明，公元前后的两汉时期和公元7世纪的唐代前期是两个很明显的温暖期，西北地区展开了大规模的屯垦开发活动，并取得辉煌成就。充足的热量条件和适宜的水资源支撑了经济的繁荣。魏晋南北朝、中唐至元、明代中期农业开发的衰退除了政治原因之外，与气候转寒不无关系。[13]明末以来，由于耐寒、耐旱作物的引进与推广，较大规模提高了单位面积产量，使农业开发与人口规模不降反升，但寒冷气候对农业生产的影响不容低估。清代，在旱地高产作物推广的背景下，河西走廊平均亩产367市斤，仅仅高出唐代33市斤，[14]充分说明寒冷气候对农业生产潜力的巨大影响。
青藏高原是全球最高的一个巨型构造地貌单元，其严酷的自然环境严格限制了人类活动，人口密度远远小于东部季风区。不过其人口的地理分布不完全受制于自然环境，而是高原内部地貌差异引起的地域分异与土地利用方式及其演变共同作用的结果。廖顺宝、孙九林利用GIS工具定量地分析了青藏高原地区人口分布与海拔高度、土地利用、道路网、河流水系等环境因素的关系后发现，随着海拔高度的上升，居民点密度在2600米达到第一个峰值，之后到2700米急剧下降，以后又逐步上升，到4000米达到第二个峰值，之后又逐步降低。[15]笔者认为，首先，今天高原内部居民点密度在海拔高度上的垂直分异是高原内部地带分异影响土地利用方式的结果。根据温度条件，可将青藏高原自然地域系统分为高原亚寒带、高原温带与山地亚热带三个自然地带。温度带对土地利用状况起着制约作用：高原亚寒带树木生长困难，无天然林，局地可种青稞，以牧业为主；高原温带有天然林或可植树造林，农作物一年一熟，以喜温凉作物为主；山地亚热带有森林生长，农作物一年两至三熟，可种水稻，茶树等。[16]高原温带主要在海拔较低的青海省境内。据统计，海拔1600—2600米适宜发展农业经济的17个县市，面积不足青海省总面积的1％，却集中了青海省78%以上的人口，这是青藏高原居民点密度在2600米达到第一个峰值的主要原因。2700—4000米以山地游牧经济为主，随着海拔高度的增加，人口锐减。高原亚寒带与亚热带主要分布在西藏境内。由于4000米以下的土地（包括山地亚热地）面积有限，加上交通困难，因此人口较少。而海拔4000米左右的高原面面积广阔，适宜发展高寒游牧经济，因此在海拔4000米出现了第二个居民点分布高峰。4000米以上的大部分地区由于气候条件的限制，人口分布很少。[17]其次需要特别注意的是，今天高原内部的人口在海拔高度上的分异不是一开始就如此，而是经历了一个集中—分散—集中（不同海拔高度上相对集中）的历史演变过程。原始农业时期，人口主要分布在青藏高原东北部黄河和湟水谷地地势平坦、土壤相对肥沃的一二级阶地上[18]和藏南低海拔地区[19]。卡约文化时期，在气候变化与畜牧技术进步的共同影响下，原始农业经济向以养羊为主的畜牧经济过渡，原始先民的流动性大大增强，人类活动空间摆脱了沿河谷发展的模式，向海拔更高的高原山区蔓延，[20]逐步出现分散式人口分布格局。西汉至蒙元时期，在周期性振荡的地缘政治格局的主导下，青藏高原东北部区域人地关系从游牧业逐步向农牧交错更替的土地利用方式转变；西藏大部分地方以游牧经济为主。明清时期，在不断增长的人口压力和土地承载力限制下，青海半农半牧区向农耕区、牧区林区向农牧林交错区转化，[21]人口重新向低海拔的农业区集中；而西藏高原绝大部分地方由于受自然条件的限制，农业经济无法大规模介入，人口分布密集区仍维持在高海拔的牧区。因此出现青藏高原人口分布不是随海拔高度增加而递减，而是在不同海拔高度上相对集中的现象。青藏高原人口格局的形成，除了受制于高原内部自然地域分异外，不同生产力水平下生产方式的演变是影响人口地域分异的另一个绝对不可忽视的因素。
三 小尺度时空下文化力与自然力
在小尺度空间与短尺度时间内，由于自然地理区域差异减小，自然地理要素基本稳定，因此，自然力地位相对下降，而文化力作用则相对凸显。城市、聚落作为区域人口集聚的中心，它的发展变化最能体现小尺度空间中政治、交通、商业、军事、思想理念等人文因素对人口分布的影响。关中平原属于我国东部季风区（自然大区）华北区（地区）黄土高原亚区（亚地区）渭河平原小区（州）。渭河平原又称为关中平原，土地肥沃、物产丰富、人口稠密，是历史上最早获得“天府之国”美誉的地方。[22]秦、西汉、唐代，关中作为统一政权的首都所在地，吸引了大量移民。西汉与唐代最为强盛时，长安人口分别达到50万和83万，为全国之冠，关中则成为中国人口最稠密的地区之一。唐朝以后，全国政治和经济中心东移、南迁，关中地区不再是国都所在地，西安作为一个地方性的中心城市和军事重镇而存在，人口与城市规模大为缩小。历史时期关中人口稠密区与关中自然条件优越有关，但长安（西安）人口的巨大波动显然不是由关中土地生产潜力的变化造成的，而是政治形势剧烈变动的结果。又如河西走廊属于我国西北干旱区西北副区河西走廊阿拉善亚区河西走廊小区，位于青藏高原北缘的祁连山脉与蒙古高原南缘隆起的走廊北山之间，形成一条长约1000余公里、宽数十至百余公里的狭长地带，形似走廊而得名。河西走廊历史上曾是中原通往西域、中亚、西亚以至非、欧的必经孔道，是闻名于世的丝绸之路最重要的干线路段之一。走廊上由石羊河、黑河、疏勒河冲积的绿洲平原面积开阔，水草丰美，可耕可牧，有发展生产的良好条件，为中原王朝强盛时期屯垦的基地与锐意西进道路上的中继站。盛唐时，河西走廊上的武威、张掖、酒泉、敦煌发展成为盛极一时的国际性大都会，胡商汉贾络绎于道、人口众多、经济繁荣。[23]明清时期，虽然河西走廊的农业开发与人口规模空前扩大，但随着陆上丝绸之路的衰落和经济腹地的大规模缩减，整个区域城市规模缩小，甚至未能形成较大规模较有影响力的区域中心城市。[24]因此，决定河西走廊城市兴衰的主要因素不是自然环境的影响，而是远距离国际交通与商业交往的盛衰。边塞城池的营建要考虑自然因素，但决定其兴废的主要是军事因素，而非自然力量。如北宋为经略陇右，在陇西宋、西夏对峙和青东汉蕃交错地带大修堡寨，使城镇数量激增。金元时期，随着军事形势的变化，绝大部分城镇与堡寨失去了其发展和延续的条件而消失或走向衰落。据统计，宋代在该区域设置各类城镇183个，至金代，城镇数量缩减至76个，元代进一步缩减至41个。[25]边塞城池的规模与水平也受军事因素的控制。如河陇地区地域形胜分为三个圈层：第一圈层为由庆阳府—泾州—平凉府—秦州—巩昌府—阶州构成的以关中为核心的弧状地域格局；第二圈层为由临夏—临洮—兰州—永登—靖远—中卫—灵武—银川—平罗一线组成的弧形地域；第三圈层为由河西走廊与河湟谷地组成的似臂膀形状的区域。第一圈层的固原、庆阳、平凉与天水城池建设规模与防御水平最高，第二圈层的兰州、银川与临洮无法与之相比，第三圈层的河西与河湟地区至多与之持平。之所以出现这样的局面，是因为内部圈层属于不可攻破的地带。[26]在小尺度时空内，人文因素不仅影响聚落、城镇的数量、规模、兴衰，而且影响其外部形态与内部布局。刘沛林研究发现，中国古代村落形态与空间布局普遍受到宗族礼制、宗教信仰、风水观念、防御意识、诗画境界等人文理念的支配。[27]城市形态也不是一种简单的、纯实用的几何拼凑，而是相互制约的、反映深刻文化意义的生活环境系统。城市选址、城市规划则体现了用气、阴阳、五行等要素将天地人鬼贯通的神秘的风水观念。[28]在传统农业时代，由于受产业结构与交通运输的影响，人口密集区常常与农业发达区重合，而农业发达程度则反映了人类对自然环境的开发利用强度。因此，区域内人口数量、密度与空间分布的变化，可以很好地反映该区域内人对自然环境影响力度的变化。
在小尺度空间和短尺度时间内，自然要素变化幅度很小或没有变化，而人文要素的变化要剧烈得多，所以，探讨小尺度时空中人地关系时，需要以大尺度空间的自然环境为背景，更多强调不同尺度的人文区域及区域内的人文要素对该区域经济活动的影响。但这并不是文化决定论所认为的那样，随着文化力作用的加强，自然力的影响变小或不复存在。正如人地协调论认为的那样，自然与人文是处于一个统一的系统中，自然力与文化力任何一方不可能摆脱另一方而孤立存在；自然力与文化力任何一方的发展不能以过分损害另一方为代价，否则，人地关系将不可能存续。
四 历史地理学人地关系研究中存在的尺度转换问题
尺度转换又称标度化或尺度推绎，是不同时间和空间层次上过程联结的概念，一般尺度转换包括尺度上推和尺度下推。尺度上推是把给定尺度信息向更大尺度转换的过程；尺度下推即向较小尺度转换。由于尺度转换不合理，人地关系研究中常常出现因果关系曲解的现象。
一种情况是将小尺度时空内人地关系研究结论扩张至大尺度空间，片面夸大人类活动的力量。黄土高原是东部季风区乃至世界上水土流失最严重的地区。有学者认为，两三千年前的西周、春秋时代，整个黄土高原广布着森林与草山，地面平坦完整，气候温和湿润，河水丰沛清澈，今日的光山秃岭，千沟万壑，很大程度上是人为原因造成的。[29]实际情况是不是这样呢？自然地理学研究表明，黄土高原的丘陵、梁、塬、峁基本形态早在更新世（距今260万—1万年）就已经形成，黄土堆积伊始，流水作用就相伴而生。“广阔的黄河下游平原的冲积史，就是中上游黄土侵蚀历史的反衬。与短短的数千年的人类历史时期比较起来，黄土高原的侵蚀与黄河下游的平原的冲积扩展一样，都是漫长得多的过程。”[30]河套谷地700—1000米的第四季沉积物、汾渭谷地1000多米的第四季沉积物和华北平原300—400米不等的沉积物均来源于黄土高原；景可依据侵蚀—堆积原理，利用黄河下游全新世不同时期冲积扇测算黄河中游的侵蚀速率，估算在人类活动不太强的全新世中期，黄土高原的侵蚀速率就达9.75亿吨每年（1983年）。明清时期人类活动日渐强烈，侵蚀速率有陡增的趋势。从高原内部侵蚀区域分异角度看，黄土高原南部森林草原和落叶阔叶林带人口密度大，侵蚀模数反而小；黄土高原北部草原带人口密度小，侵蚀模数反而大，说明生物气候因素是控制黄土高原土壤侵蚀区域分异的主导因素，人为因素则处于次要地位。[31]以上研究表明，从长时间尺度与大空间尺度看，人类活动的因素在黄土高原水土流失中不起主导作用。前者之所以认为人类是黄土高原水土流失的罪魁祸首，主要是将历史文献中记载的山地森林作为黄土高原的地带性植被，即将小尺度的隐域分异作为大尺度的地带性分异对待，对照今天黄土高原的植被状况，自然就得出人为原因在黄土高原土壤侵蚀中占主导地位的结论。就局部地方与个别时段而言，人为因素可加快黄土高原土壤侵蚀的速率，改变地表面貌。如查小春、唐克丽等人以黄土丘陵子午岭土壤侵蚀和生态环境观测站1989—1998年的观测资料为基础，研究发现林地开垦10年内引起的人为加速侵蚀速率为自然侵蚀速率的1000倍以上。[32]但人类活动无法改变由天文要素控制的太阳辐射、温度带与由大尺度季风环流控制的降水，因而也无法改变气温、降水、植被与土壤等地带性要素。因此，将水土流失的责任全部归咎于人类活动，指望通过人的治理完全防止水土流失的看法是值得商榷的。
由于观察尺度不同，学术界对西北干旱绿洲边缘沙漠化本质的认识也存在争议。近些年来，学术界有一种颇为流行的说法，认为在干旱地区随着人类利用改造自然活动的加剧，沙漠化过程亦不断强化，沙漠化土地不断扩大，绿洲范围则日趋缩小，今天的绿洲较之古代绿洲已经大大蹙缩了。按照这一观点，似乎沙漠化的发展是一种势所必然的历史趋向，似乎自古至今绿洲面积越来越小，沙漠则越来越大。李并成先生通过对历史时期河西走廊敦煌绿洲和石羊河下游绿洲的研究，认为沙漠化过程的发生并不一定意味着流域绿洲总面积的缩小，而在很大程度上则表现为一种绿洲的转移；由于绿洲水资源的移动和重新分布而导致的绿洲的转移过程，并非绿洲的不断缩小或消失；伴随着这种迁移过程，造成原有绿洲的荒废和新的绿洲的出现，此处发生沙漠化，彼处可能又有新的绿洲形成，因为绿洲乃水资源作用的产物。李并成先生还认为，只要大的气候环流形势和流域总水量无大变化，则其所发育形成的绿洲总面积就不致发生大的改观。因而所谓今天的绿洲较古代绿洲大大缩小了的说法是缺乏理论根据和历史依据的。[33]笔者认同李先生的观点。在西北干旱地区，沙漠属于由降水、植被、土壤等因素决定的较大尺度的带性分异，绿洲是沙漠中局部地方水资源汇聚的产物，属于较小尺度的隐性地域。人类活动仅仅改变了隐性地域水资源的空间分配形式，但无法改变由大尺度大气环流控制的沙漠地区的降水量与高大山地迎风面的降水量，因而也就无力改变干旱沙漠地区的带性分异和流域内水资源的绝对总量，因此，人类活动导致沙漠绝对面积增加而绿洲绝对面积减小的结论就很难成立。对于绿洲地区沙漠化认识的分歧，与学者观察问题时选取的空间尺度有关。前者以河流下游沙漠化地点为观测尺度，只看到该地点沙漠化面积的日益扩大，绿洲面积的日益缩小，而没有注意到中上游绿洲面积的扩大；后者以整个流域为观察视角，不仅仅看到了下游绿洲的蹙缩，更看到了中上游绿洲面积的扩大。由此看来，正确选择观测尺度，对于科学认识绿洲地区人类活动的地位与自然环境变化的本质是十分必要的。
针对东部季风区尾闾地带的毛乌素沙漠在历史上是否因人类活动影响整体向南迁移的问题，历史地理学界也存在不同甚至相反的看法。有些学者认为，由于人类活动的影响，毛乌素沙地“自汉代以来，严重沙漠化土地向西南或东南迁移达150公里”，“解放前250多年来，沙漠向南扩展了60多公里”；而有些学者则认为人类活动的影响并没有这么大，毛乌素沙地在过去250年里的变化并非如此。邓辉等人以明长城为地理参照物，利用历史文献、遥感技术手段，结合地貌学、第四季环境学及植物生态学的分析方法，半定量或定量复原了明清时期流沙分布南界，并与现代流沙分布南界作了对比。发现明代以来，毛乌素沙地的分布南界并没有发生显著的、大规模的南移现象，沙地南部地区流沙分布的基本格局在过去的500年间并没有变化，仅仅是在个别地段出现了局部的、小规模的流沙扩展现象。邓辉先生分析认为，毛乌素沙地流沙分布南界主要是由地带性自然因素，如降水量、植被、土壤等因素决定的；其次，流沙分布的南界又受到非地带性自然因素如山地和河流走向的制约。人类破坏地表植被、不合理的耕作和放牧活动，在隐域环境中产生的影响是很明显的，主要表现为流沙面积的增加和草地、湿地面积的减少。但对地带性显性环境的影响并不显著。[34]从区域角度观察和研究自然综合体，是地理学探讨和协调人际关系的主要途径。自然综合体等级分为地带性区划单位和非地带性区划单位两种方法，非地带性区域单位自高而低分别为大区、地区、亚地区与州，毛乌素沙漠属于东部季风区华北副区黄土高原亚区陕北—陇东黄土高原小区；地带性区域单位自高而低分别为带、地带、亚地带与次亚地带。毛乌素沙漠属于暖温带半干旱区，年降雨量为250—440毫米，地带性植被以温带草原为主，并有温带草原向荒漠草原过渡的特征，内部镶嵌了流动沙地、固定沙地、梁地、滩地、草甸等非地带性景观。毛乌素沙地中共发现两汉至明清时期的古城26座，除榆林的款贡古城外，其余都建于梁地之间的湖滩上或河岸边邻近水源的地方。[35]由此推测，保障守城士兵粮食供应的耕地绝大部分应该在地下水与地表水条件良好的湖滩或河谷平原上。因此，历史时期人类活动仅仅限局于湖滩、河谷平原等地表水或地下水良好的隐性地域。隐性地域是叠加在地带性地域上的尺度很小的非地带分异。只要地带性要素如降水量、植被、土壤等没有大的变动，毛乌素沙地南界就不会大规模向南扩张。不恰当的人类活动导致毛乌素沙漠界线大规模南移的观点是将小尺度空间的隐性地域发生的变化推演至大尺度空间的地带性地域的结果。因此，在地理尺度扩张时，必须慎之又慎，否则会夸大人类活动的作用。
有人认为工业革命以来200年，由于大规模的生态破坏、迅速城市化和大气污染与热源污染，特别是二氧化碳的大量排放，人类活动已经突破区域尺度，影响到全球气候的变化。国际上普遍认为温室气体排放是全球变暖的元凶。甚至有人估计由于温室气体及气溶胶释放，到2100年，将导致全球温度升高1—3.5摄氏度，海平面上升15—95厘米。并预测温度的升高还将带来一系列的后果：某些区域内的特殊高温事件，旱涝灾害将增加并由此产生的森林火灾、虫害，以及生态系统的组成成分、结构和功能的变化，并且最终将影响初级生产力。[36]葛剑雄先生曾对全球气候变暖的判断提出质疑，认为气候变化是有周期的，周期长短不一；目前的气象资料没有覆盖对气候变化产生重要影响的海洋与南极，所以根据已知资料很难判断气候曲线是否上升还是下降。他还认为二氧化碳是不是全球变暖的因素，还有争议；中国历史上的人口比今天少得多，但极端气温比今天更冷或更热，因此，气候的变化并不完全是人类的活动造成的，还有自然本身的原因。[37]自然科学领域内研究表明，受地轴倾斜度、岁差及地球内部整个气候系统的共同影响，地球气候存在着准8万年、4万年和2万年的周期；[38]受太阳活动周期与地球气候系统其他因素的控制，地球气候存在千年、百年尺度的变化；气候变化周期还存在更小周期变化的叠加影响，即各个时间尺度上的气候变化都存在次一级的波动，每个时间尺度的气候变化也都有一定的波动幅度，[39]因此，今天的气候状况是人类活动影响和不同气候周期叠加的结果。20世纪70年代末以后提出的气候系统新概念中，其热力学特征不仅包括气温，还包括水温、冰温和地温，气候的形成是大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈及生物圈5个圈层相互作用的结果。因此，要探讨气候变化，仅仅关注大气圈的改变是不够的，冰冻圈、水圈是重点关注的对象。研究发现，北大西洋冰冻圈热盐环流强度的变化会导致赤道向极地地热输送的改变，于是引起北大西洋甚至全球变化；北极海冰和其他海水宣泄量的变化，可以引起大洋环流振荡，导致海洋热盐环流的减弱甚至停止，使气候突然转冷。[40]海洋占全球表面的71％；水量约137万立方公里，占全球总水量的97％；密度为空气的797倍；其热容量是空气热容量的3100倍，因此1立方厘米的海水升高或降低1摄氏度，可使成千倍体积的空气降低或升高1摄氏度。所以，海温对气候影响巨大。研究发现，当印度洋和我国南海以及中东太平洋的海温有上升趋势或北太平洋海温有下降趋势时，我国新疆地区及东南地区降水增多，而中原地区则降水减少；当中东太平洋以及热带大西洋部分地区的海温升高，或西太平洋大部地区的海温降低时，我国大部地区降水减少，尤其是新疆和长江以北地区。[41]以上例子说明，气候系统受更大空间与时间尺度内自然因素变化的制约，人对气候系统的影响是有限的，用短时间尺度与小空间尺度内所得到的资料预测气候变化的趋势是不可靠的；夸大人类活动对气候的影响是不科学的。
另一种情况是将大尺度时空内人地关系研究结论收缩至小尺度空间，在小尺度时间与空间内研究人地关系时片面夸大自然环境的力量，忽视人的因素。如有的历史学家认为，西北干旱地区的沙漠是在漫长的地质时期形成的，所谓人为因素导致沙漠化的观点是站不住脚的。其实沙漠化指的是历史时期由于人类活动与自然环境的变迁，使本来不是沙漠的地方演变为沙漠的过程。沙漠的形成与沙漠化的时空尺度是有区别的。沙漠指万年及万年以上时间尺度内形成的面积广大的沙化土地。而沙漠化指在万年以下时间尺度内形成的小面积的沙化土地，不论时间尺度或空间尺度，都远远小于前者。所以，沙漠与沙漠化是两个时空尺度的概念。之所以将二者混淆，除了有些历史学者不了解学科概念之外，与观察尺度转化时，不顾自然现象形成条件的制约，将大时空尺度内的结论推演至小时空尺度内也不无关系。目前，学术界还流行一种观点，认为过去河流流量丰沛，今天河流的流量与过去相比普遍变小了，因此，得出今天气候远要比过去干旱得多的结论。这是否符合历史实际情况呢？不可否认，2000年来中国历史气候特别是北方气候有干旱化的趋势，气候干旱化的确会导致河流流量变小，但问题是气候干旱化是不是河流流量减小的主导因素呢？据统计，新中国成立50年来，全国用水总量从1949年的1000多亿立方米增加到1997年5566亿立方米，增加了近5.7倍，其中农业用水占75.3％，工业用水占20.2％，城镇生活用水占4.5％。而由于气候变化引起的降水量的增减幅度并没有超过15％。[42]可见，是密如蛛网的农业灌溉渠道和城市生活、生产用水地下输水管道分流了河川径流，以致造成今天的河流径流量比过去大大减小了的错觉。甚至有人将2000年来气候干旱化的大趋势与最近短短几十年河川径流大规模减小的事实相联系，得出今天干旱化程度比古代大大增加的结论。从气象观测资料看，近几十年来，降水量虽然有波动，但没有大规模减小。因此，气候原因并不是江河径流量大规模减小的主导原因。而人类超强度的利用才是这一现象发生的主因。气候干旱化是一种趋势，是更长尺度的缓慢的变化过程，用它解释短时间尺度内发生的快变化时，应该谨慎对待。
五 相关结论
基于以上论述，本文认为研究尺度问题是历史地理人地关系研究中亟待解决的重大问题。如果尺度选择或转换不合理，会影响我们对人地系统中人与自然环境的相互关系的正确认识，导致片面夸大自然力或文化力，甚至出现因果关系倒置的情况。因此，确定合理的时空尺度是人地关系研究的首要任务。本文主张大空间尺度或长时间尺度内，应突出自然环境对人类的影响和人类对自然环境的适应；中时空尺度内，既要重视自然环境对人类活动的影响，更要重视人对环境的利用与选择；小时空尺度内，在考虑自然环境对经济活动影响的同时，要更多地注意文化力的作用，即随着时空尺度的缩小，要逐步重视人类活动的因素；反之，随着时空尺度的扩大，要逐步突出自然的影响力。不过，需要提醒的是，文化力与自然力地位的差别并不完全意味着在不同时空尺度下双方力量的大小不同，不同时空尺度下观察人地要素时分别率的不同也是原因之一。
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