【科技·观察】复原我国千年历史记录，哪种气候更容易导致疫情暴发：气候变冷OR气候变暖？
21世纪，人类健康的最大威胁来自哪里？不少科学家认为是气候变化，比如医学期刊《柳叶刀》就刊文表示气候变化已对全球数百万人口构成伤害。那么，气候变化是如何影响人类健康的？有些研究着眼探索预测未来的模式，也有科学家从历史中寻找线索。
瘟疫、洪涝、干旱、饥荒、蝗灾与气候变化——近日，中国科学院动物研究所研究员张知彬和挪威奥斯陆大学教授Nils Chr. Stenseth的合作团队就将这些散落在中国历史中的点连缀成线，揭示了我国古代那些哀鸿遍野的瘟疫灾难背后的原因。
▌本期嘉宾：中国科学院动物研究所研究员张知彬
资料图。图片来自网络
公元1644年，大明王朝穷途末路，李自成终于叩开了北京城门，然而面前却是一座已被瘟疫掏空的死城。
当张知彬的研究团队研读《中国三千年气象记录总集》关于这段历史的记录时，“大疫，一家死者十之八九”“死亡塞路”“死者山积”“阖城人人瘟疫，数日即为病陨”“民死过半，骨肉相连，道路罕人行”“瘟疫大作，死者枕藉，十村九墟，人烟几绝”等描述，让他们几乎可以想象出明朝末年这场特大疫情的惨烈程度。
“这次特大瘟疫的暴发与明末清初的小冰期紧密关联，可能是加速了明王朝灭亡的重要因素之一。”张知彬说。
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回顾文献记载，我国古代经历了频繁的重大疫情，“积尸遍野”“十室九空”并非文学上的夸张，而是当时人们实际生活的写照。
在历史记录中，重大疫情经常和各类自然灾害的发生一起出现。
那么，气候是导致我国古代瘟疫暴发的原因吗？
张知彬解释说，人类疫病的发生一方面与病原、宿主、媒介有关，另一方面也与人的自身健康和免疫水平有关，“而气候因素会影响病原、宿主、媒介”。比如，洪水通常引发霍乱流行，温湿气候易导致登革热流行等。气候也会影响人的健康，比如气温突然下降会诱发人类易感各种疾病，如流感等。
同时，在古代，气候对农业生产影响很大。他认为，要揭示气候对人类疾病的影响，必须要同时考虑疫情、洪涝、干旱、饥荒、蝗灾、气温等因素之间的关联。历史上，旱灾、涝灾、蝗灾常常导致农业歉收，人们面临饥荒，营养不良会导致免疫力下降，进而容易使疾病流行。
因此，张知彬的研究团队从疫情、洪涝、干旱、饥荒、蝗灾、气温这些线索中，揭示了我国古代疫情暴发的秘密。
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现在，在每次重大灾害发生后，灾害带来的人员伤亡状况和损失可以精确统计。但中国古代对于灾害的记录通常是模糊的。如何将这些线索转化为可靠的科研结论？
张知彬的研究团队从《中国三千年气象记录总集》出发，重建了中国古代两千年的疫病发生等时间序列。这本资料集由国家气候中心研究员张德二带领课题组历经十余载编著而成，是一部对我国古代气象资料系统整编、最为全面的鸿篇巨著。它归类整理了我国古代三千年的历史资料，包括正史、地方志等八千余种史料，因其涵盖文献丰富、地域广泛、考察深入等，具有很高的权威性、代表性和覆盖性。
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张知彬团队将时间点区分为明清之前和明清时期，是考虑到明清之前的记录主要来自于“二十四史”等官修正史，约有九千条疫病等相关记录，而明清时期的记录主要来自地方志、《明史》、《清史稿》等，有超过十万条记录。同时，明清时期的县级行政区划变化相对不大；而明清之前，由于时间跨度大，行政区划变化复杂，需要分别考虑。
“的确，古代人们对各类自然灾害、生物事件等的描述是多种多样的，也不是定量的。”张知彬承认其中的难点，但他们也找到了新的线索，“古代对事件记录的地区数是不同的，对其描述的严重程度也不同。就疫病而言，如果一个时期，只有几个县记录发生了疫病，那疾病发生的强度就比较低；如果几十个、上百个县都报道了疫病发生，说明是一个很严重的疫情。”
”
由此，研究团队可以用记录疫病的县数代表疫情的强度。此外，每个县记录疫情发生的严重程度也不同。比如，“十死八九”和“十死其二”这两个疫情的强度明显不同，所以，研究人员通过赋予不同值来区别之。通过加权法，就可以估计某个时期我国疫病的发生强度。
不同尺度中气候变化影响疫病有“不同效应”
在人们的既有印象里，气候变暖会导致人类疫病发生或传播。目前，基于短期数据的研究，国内外学者普遍认为气候变暖有利于宿主、媒介的繁殖，从而将导致更多疫病的发生。
资料图：蒋兆和《流民图》。图片来自网络
那么，是否意味着气候变暖有利于疫病流行、气候变冷则不利于其流行呢？答案并非如此简单。这就要提到尺度效应，也是张知彬团队此次研究得出的重要成果，即气候变化对人类疫病流行影响具有尺度效应。
所谓尺度效应，就是用不同的大小时间或空间尺度来研究所关注的问题。比如，用一把小尺子或大尺子来丈量一个曲线的长度是不同的。张知彬团队发现研究的时间长度（窗口）也会揭示到不同的规律，甚至是相反的规律。实际上，由于长时间序列数据的缺乏，目前大多数的研究主要基于数十年的研究。张知彬团队重建了两千年疫病发生序列，就可以研究大尺度气候对疫病发生的影响。
“任何一个时间序列，都包含短期和长期趋势的信号。如果只开展小尺度的研究，很难看到长期气候趋势的影响。”张知彬说，“我们的大尺度研究结果说明，长期趋势气温对疫病的发生有负作用，即冷期疫病发生的频次和强度更高，而短期趋势气温对疫病的发生有正有负。”
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具体来说，就是基于大尺度的研究发现，从长期趋势看，气候变冷也会导致更多的疾病流行，主要是通过旱、涝、蝗灾加剧、农业歉收，使人们营养匮乏、免疫力下降这个间接路径，最后导致更多疫病发生。
张知彬说：“结合我们以前的研究，气候的生态学效应并非固定不变的，其正、负作用是可以随条件（如尺度、密度）相互转化的，我们称之为非单调的生态学作用。”公元536年至660年及1600年至1800年，欧洲就发生了较为严重的疫病，有学者曾提出与这两个时期的气温下降有关。这说明，气候变化的尺度效应可能具有普遍意义，值得深入研究。
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当前，人们更加关注疾病与气候变化的密切关系。该研究给很多研究提了一个醒：基于小尺度的模型或结论来推测大尺度的趋势要慎重，要检验是否存在尺度效应。比如，该研究就发现，无论短期或长期趋势预报，极端降水变化都会增加疫病发生的机会；但气温变化却具有明显的尺度效应，除了需要关注短期气温升高对疫病发生的有利作用，同时要警惕长期气温降低也会造成更多的疫病流行。
补充阅读：
来源：《中国气象报》2017年12月21日三版
本期嘉宾：中国科学院动物研究所研究员张知彬
采访人：本报记者 赵晓妮
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责任编辑：张小娟 审核：赵丽