张忍顺, 高超, 汪亚平. (2020)公元9世纪以来长江潮区界的迁移过程重建* [J]. 古地理学报, 22(6): 1221-1232
Zhang Ren-Shun, Gao Chao, Wang Ya-Ping. (2020)Reconstruction of the Changjiang River tidal-limit movement since the ninth century AD[J]. Journal Of Palaeogeography, 22(6): 1221-1232.   
Doi: 10.7605/gdlxb.2020.06.084
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公元9世纪以来长江潮区界的迁移过程重建*
张忍顺1, 高超2, 汪亚平3
1. 南京师范大学地理科学学院,江苏南京 210023
2. 南京大学地理与海洋科学学院,江苏南京 210093
3. 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,海洋科学学院,上海 200241

通讯作者简介： 汪亚平,男, 1972年生,教授,博士,主要从事河口海岸学研究。E-mail: ypwang@nju.edu.cn。

第一作者简介： 张忍顺,男,1940年生,教授,主要从事海洋地理、动力地貌研究。

收稿日期:2020-01-17
基金资助:国家自然科学基金项目(编号: 41625021)和上海市教育委员会科研创新计划(编号: 2019-01-07-00-05-E00027)联合资助
摘要

海潮从长江口沿江上溯,可达内陆600 km以上的潮区界,为世界大河所少见。中国古人就对这一现象有所感知,在一些文学著作与地方志中可找到长江潮区界及其变化的信息。在公元 3世纪末、4世纪初,长江的潮波已越过柴桑(今江西九江);在公元9世纪早期,长江枯水期的潮区界已经退到九江的湓浦口;在13世纪最后的十几年,长江潮区界下移至皖赣交界的小孤山附近。从公元9世纪早期到13世纪晚期的470年间,潮区界下移了64 km,年均为0.136km/a。 20世纪中叶以来的学者普遍认为,长江的潮区界又下移至安徽铜陵的大通镇。可见,长江干流在尚未被大型水利工程截断以前,长江潮区界持续向下游移动。在13世纪末至20世纪中叶的670年中,长江潮区界下移170km,年均为 0.254km/a,速率几乎是前一时期的2倍。分析表明,潮区界下移速率和三角洲向海的淤长有关,还可能受气候变化的重要影响。对比发现,在长江干流大型水利工程开始蓄水的几年后、九江站流量约8440 m3/s的特大枯水时期,潮汐引起的水位上涨影响可达九江附近、即1100多年前中唐时代的潮区界位置。

关键词: 长江; 潮区界; 九江(湓浦口); 小孤山; 安徽大通
中图分类号:P512.32 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2020)06-1221-12
Reconstruction of the Changjiang River tidal-limit movement since the ninth century AD
Zhang Ren-Shun1, Gao Chao2, Wang Ya-Ping3
1. School of Geography,Nanjing Normal University,Nanjing 210023,China
2. School of Geography and Ocean Science,Nanjing University,Nanjing 210093,China
3. State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research,School of Maine Sciences, East China Normal University,Shanghai 200241,China

About the corresponding author: Wang Ya-Ping,born in 1972,professor,Ph.D.,is engaged in research on estuarine and coastal science. E-mail: ypwang@nju.edu.cn.

About the first author: Zhang Ren-Shun,born in 1940,professor,is engaged in researches on marine geography and dynamic geomorphology.

Fund:[Co-funded by the National Natural Science Foundation of China(No.41625021)and the Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission(No.2019-01-07-00-05-E00027)]
Abstract

The tide can now propagate upstream for more than 600 km from the Changjiang River estuary to hinterland,which is rare in the world. In China,information and records reflecting tidal limit and its movement in the Changjiang River can be found from some ancient books,literary works and local chronicles. At the end of the 3rd and the beginning of the 4th century AD, the tide limit of the Changjiang River reached the upstream of Chaisang(now named Jiujiang in Jiangxi Province). At the early 9th century,the tide limit in the dry season retreated to the Penpukou in Jiujiang. In the last ten years of the 13th century,the tidal limit moved back to the Xiaogushan Mountain near the border between Anhui Province and Jiangxi Province. By the middle of the 20th century,the modern researchers generally agreed that the tidal limit retreated to Datong in Anhui Province. Before the main stream of the Changjiang River was cut off by large-scale water conservancy projects,the tide limit had retreated seaward continuously. From the 3rd decade of the 9th century to the last decade of the 13th century,the tide limit moved downstream 64 km during the 470 years,with an average annual rate of 0.136km/a. During the 670 years from the end of the 13th century to the middle of the 20th century,the tide limit had moved downstream 170 km,with an average annual rate of 0.254 km/a,almost twice as much as that of the previous period. We suggest the climate change accounted for the different retreat rate of the tidal limit between the two periods discussed. In addition,a recent study found that during the extremely dry periods,when the discharge of Jiujiang station was about 8440 m3/s,the tidal limit reached near Jiujiang. In the years when the water conservancy project on the main stream of the Changjiang River began to store water,the tide limit actually returned to the previous position of the middle Tang Dynasty, i.e. 1100 years ago.

Key words: Changjiang River; tide limit; Jiujiang; Xiaogushan Mountain; Datong in Anhui Province

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1 概述

在一些入海大河的感潮河口, 咸水、潮流和潮波可沿河上溯, 从河口沿河流向上游内陆方向到达的最远处, 依序称为咸水界、潮流界和潮区界。这是感潮河口最重要、最基本的水文特征之一。海潮从长江口沿江上溯, 可波及内陆千里之遥, 这在世界各大潮汐河口也是不多见的。

在古代, 人们对于海洋潮汐溯江而上的现象及潮波上溯到达的上界早有感受。 例如西汉文学家枚乘(?— 公元前140年)在辞赋《七发》中, 描述了长江口2100多年前的涌潮, 即广陵潮(又称广陵涛)的汹涌澎湃的景观。 西晋的著名道士和文学家郭璞(公元276— 324年)在《江赋》里说, 长江“ 呼吸万里, 吐纳灵潮; 自然往复, 或夕或朝; 及逸势以前驱, 乃鼓怒而作涛。” 河口能够吐纳海水, 并形成周期性潮汐现象; 海潮迎着江流而上, 随后出现汹涌澎湃的广陵涛。

中国领域辽阔, 大江大河奔流东西, 尤其是中、东部地区, 河系密布, 因此成为古代最方便、最廉价的交通线。由于航船的离岸和靠泊直接受港口或渡口水深影响, 所以在长江上航行的古人(如旅行者和诗人)就会把江面高低(水深)变化和水势消长, 包括海潮沿江上溯的情形与变化, 有意和无意地记述下来; 长江中由于潮汐导致的水位变化现象, 最上游的潮汐影响之处大致可判断为潮区界位置。故有可能从现存古籍中, 沙里淘金般地淘滤出有关点滴资料, 来恢复历史时期中长江潮区界及其变化的情势。尽管这样得出的结果只能是在一个较长时段的集体记忆, 比现代观察仪器的结果要粗略, 但作为古代某一时段的平均状态却是可靠的。它向时光隧道的反方向延长了资料的时间序列, 对认识和研究长江及其河口的水文、水资源和环境, 以及长江流域的文化史和发展史有着重要意义。本研究主要依据古代典籍、文学作品、地方志和历史地图等资料, 结合现代地形图量算方法, 对公元9世纪以来长江潮区界的迁移过程进行了重建, 并对其可能的影响因素进行了探讨。

2 研究区概况

长江发源于青藏高原的唐古拉山, 干流先后流经青海省、西藏自治区、四川省、云南省、重庆市、湖北省、湖南省、江西省、安徽省、江苏省和上海市共11个省级行政单位, 于崇明岛以东注入东海, 全长约6300 km, 流域面积约1.80× 1km2, 是亚洲第一长河。以大通水文站1923— 2004年的资料为例, 平均年径流量约9.20× 1011 m3, 平均年输沙量约4.80× 108 t(Milliman and Farnsworth, 2013)。长江可被分成3段: 上游河段从源头一直到宜昌, 是整个流域的主要沉积物产区(师长兴, 2008); 中游河段从宜昌到湖口; 湖口以下为下游河段。长江流域除青藏高原部分地区外, 属于典型的亚热带季风气候, 西南(南亚)季风和东南(东亚)季风分别影响其上游和中下游河段(Ding and Chan, 2005), 降水主要集中于夏季。据长江流域地图集(长江水利委员会, 1999), 上游河源地区年降水量低于400 mm, 向东南方向逐渐增加, 大部分在800~1600 mm之间, 约50%的降水量转化为径流量入海(Yang at al., 2002)。自20世纪50年代以来, 长江径流量与输沙量呈下降趋势, 其中径流量主要受气候变化的影响, 而输沙量主要受人类活动的影响(Zhao et al., 2017)。

安徽大通以下是典型的感潮河段, 长江干流从研究区的江西九江湓浦口到安徽大通的距离约234km, 从安徽大通到现代河口拦门沙的距离约为624km(图 1-a)。自徐六泾以下, 长江先是被崇明岛分为南北两支, 南支又被长兴岛分为南北两港, 南港又被九段沙分为南北两槽, 基本呈现“ 三级分汊, 四口入海” 的格局(恽才兴, 2004)。以徐六泾潮位站为参考, 长江口多年平均潮差为2.15 m(王文才等, 2017), 属于中等强度的潮汐河口。口外海域潮型主要为正规半日潮, 口内则是非正规半日浅海潮(陈吉余, 1988)。据汪亚平等(2006)在长江口的观测发现, 徐六泾附近以往复流占优势, 水、悬沙净通量向海, 长江口南槽拦门沙外侧为旋转流, 悬沙净通量向陆。

3 历史时期长江潮区界位置
3.1 中唐后期的潮区界在九江市西的湓浦口

西晋著名道士和文学家郭璞(276— 324年)在《江赋》里提到海潮沿长江上溯的情形: “ 鼓洪涛于赤岸, 纶余波乎柴桑” (柴桑, 九江的古称)。这表明, 在1700年前长江的潮区界已可到达九江以上。在此之后的400~500年, 在盛唐到中唐时期, 海洋潮汐沿江上溯仍可越过九江。诗人李白(701— 762年)在《横江词(二)》中写道: “ 海潮南去过浔阳, 牛渚由来险马当。横江欲渡风波恶, 一水牵愁万里长” (浔阳即今江西九江; 图 1-b)。海潮自长江口经牛渚矶(今称采石矶, 属安徽马鞍山市)、马当矶(属今江西彭泽县), 一路沿江上溯, 直过浔阳江口。据安琪主编的《李白全集编年注释》, 《横江词》是李白晚年的作品, 写于天宝十二年(公元753年)。

中唐诗人张继(生卒年代不详)在《奉寄皇普补阙》一诗中写道: “ 京口情人别久, 扬州估客来疏。潮至浔阳回去, 相思无处通书” 。与李白诗中的海潮越过九江的说法不同, 张继说的是海潮到了九江就折回头, 由于从扬州传来的海潮到达浔阳的次数愈来愈少, 致使一个浔阳歌姬没法通过江上的来往书信传递相思之情。张继是天宝十二年(公元753年)进士, 正是李白写《横江词》的同一年。在唐大历三、四年, 他曾以检校祠部员外郎, 为洪州(今江西南昌市)盐铁判官。以他在世和活动情况看来, 约在公元768年写成此诗, 离李白写《横江词》也仅有十几年。看来, 长江的潮区界已退到浔阳, 且到浔阳的频率越来越小。

图 1 长江中下游至河口段位置及部分河段影像
a— 长江干流中下游及河口; b— 九江河段沿岸; c— 小孤山与澎浪矶Fig.1 Location of the middle reach to estuary of Changjiang River and images of some channel segments

中唐大历诗人顾况(约727— 815年)有《庐山瀑布歌送李顾》也提到海潮不过浔阳: “ 飘白霓, 挂丹梯。应从织女机边落, 不遣浔阳潮向西” 。意思是庐山瀑布如白色的虹霓从崖壁挂下, 应该是从织女的纺织机边落下来, 阻止海潮上溯到浔阳以西。顾况另有《题叶道士山房》一诗: “ 水边垂柳赤栏桥, 洞里仙人碧玉箫。近得麻姑音信否, 浔阳江上不通潮?” 诗中提到的麻姑是神话传说中曾亲眼看见“ 东海三为桑田” 的神仙。诗人在叶道士山房的题壁诗中, 借用仙话询问叶道士, 是不是从麻姑那里得到信息, 海潮以后就不到浔阳江口了。从问话的语气看来, 当时海潮到九江已经是强弩之末了。据傅璇琮《唐才子传校笺》卷三, 大历二至六年之间, 顾况在江南西道与另外2个中唐诗人李泌、柳浑交游。可见, 在唐大历二年(公元767年)到六年(公元771年), 海潮已不常上溯到九江了。

可见, 最早提到长江的海潮不过九江的就是张继和顾况。他们提及海潮有时不过九江的时间大致相同。但九江岸线较长, 中唐时代的潮区界究竟在九江何处?又大约过了半个世纪, 诗人白居易(772— 846年)在元和十年(公元815年)赴任九江郡司马; 次年(公元816年)秋, 写下有名的《琵琶行》。在该诗“ 序” 中写道: “ 明年秋, 送客湓江口” , 诗的开头写道: “ 浔阳江头夜送客, 枫叶荻花秋瑟瑟” 。又有“ 我从去年辞帝京, 谪居卧病浔阳城。住近湓江地低湿, 终岁不闻丝竹声” 。可见, 白居易诗中的浔阳江头就是指湓江口, 即湓江注入长江的河口。同年, 白居易有七律《送客之湖南》, 中有“ 帆开青草湖中去, 衣湿黄梅雨里行。别后双鱼难定寄, 近来潮不到湓城” 。浔阳城又称湓城。白居易这首诗确切说明, 宴别处的浔阳江头指的就是湓浦口, 在公元815年, 海潮有时就到不了九江的湓江口(又称湓口)。

元和十四年(公元819年), 白居易调任忠州刺史, 与江州友人告别后, 溯江而上。在航行时, 写有五律《浔阳宴别, 此后忠州路上作》: “ 鞍马军城外, 笙歌祖帐前。乘潮发湓口, 带雪别庐山。暮景牵行色, 春寒散醉颜。共嗟炎瘴地, 尽室得生还。” 这是作者见到的有关海潮到达湓浦口的最后记载, “ 带雪” 、“ 春寒” 表明此诗描述的是枯水期的情况。

湓水发源于九江以西的瑞昌县清湓山, 收纳庐山西部山地的山溪, 流经湖泊密布、河溪纵横、曲流发育的湿地, 在今九江市西部注入长江。古代, 支流注入干流的河口称为“ 浦” 。湓水注入长江的河口就是湓浦, 又称湓口。由于湓水有较为丰富的入江水量, 加以海潮的调节, 入口段的水深既适合航行和停泊, 又可以避开大江的激流和风浪, 故湓浦口(湓浦港)在古代成为九江的重要水码头。据《同治九江府志· 地理山川》: “ 湓浦港在府城西半里, 西通龙开河, 北通大江, 渊深莫测, 秋冬不竭。……, 可通舟楫。源发瑞昌清湓乡, 因名。” 汉朝大将灌婴在今九江市八里湖一带, 即在湓浦口的西面筑城戍守, 始筑浔阳城, 湓水就在城东。隋代, 浔阳城迫于山洪威胁, 从八里湖东迁到湓水以东, 更名为九江府城, 湓水从九江城西依城入江, 故九江府城又称湓口城。可见, 九江城与湓水的关系是很密切的。

图 2 安徽省宿松县长江西岸小孤山实拍
a— 在江面渡船看小孤山; b— 界潮祠的题额; c— 元代的“ 海门第一关” 摩崖, 几乎贴近小孤山脚下的路边江滩滩面Fig.2 Photos of Xiaogushan Mountain on the west bank of Changjiang River in Susong County, Anhui Province

白居易任江州司马时, 湓浦口有一座亭子叫湓亭, 他写有《八月十五日夜湓亭望月》一诗。宋代在湓浦口建有琵琶亭, 纪念白居易在此创作《琵琶行》的盛举。有宋代诗人、著名道士白玉蟾《琵琶亭》一诗为证: “ 长江浩浩送千古, 江流不断鱼龙舞。芦花荻花愁暮云, 天风吹我客湓浦。移舟回首思故人, 凄然一登琵琶亭。琵琶亭上秦天远, 琵琶亭下楚江横。” 如今新建以供人游览和寄情怀古的琵琶亭已不在宋代原址, 东移到九江长江大桥南引桥下, 原址和今址已相距有5km。白居易谪迁江州司马, 离开长安沿汉水和长江而下。接近江州湓口时, 写有《初到江州》《望江州》2首诗。诗中提到当时浔阳古城与湓口的地理形势: “ 浔阳欲到思无穷, 庾亮楼南湓口东。树木凋疏山雨后, 人家低湿水烟中。菰蒋喂马行无力, 芦荻编房卧有风。遥见朱轮来出郭, 相迎劳动使君公” (《初到江州》), “ 江回望见双华表, 知是浔阳西郭门。犹去孤舟三四里, 水烟沙雨欲黄昏” (《望江州》)。他乘的船接近湓浦口, 远远地看到在湓口东岸一片水烟迷茫的低平湿地中, 耸立着高大的城墙和庾亮楼。据《同治九江府志山川》“ 庾楼矶” 条: “ 庾楼矶在府治后城外, 临江。晋庾亮构楼其上, 岁久崩毁, 渐及城麓。” 进入湓口后, 白居易又看到城墙高大的西郭门和门外耸立着的1对华表, 江州官员出郭迎接。而据史料记载, 隋代的浔阳古城建有7座城门。其中, 西门由于门外即为湓水, 古时称湓浦门。如今地名犹在, 九江繁华地段步行街内的西门口便是当时的湓浦门所在地。1858年第二次鸦片战争结束, 西方帝国主义迫使清政府订立丧权辱国的《中英天津条约》, 九江被辟为“ 五口通商” 的港口之一, 并设立了英租界和九江海关, 就位于湓浦港西岸。今为发展旅游事业, 已恢复重建。

从李白的《横江词》可知, 长江口的潮波还能越过九江。在张继和顾况的年代, 仅到九江为止, 但已过不了九江。据白居易的“ 乘潮发湓口” 一诗, 海潮最后1次到浔阳是在公元819年。所以, 最迟在公元9世纪早期以来, 即中唐晚期, 长江的潮区界已退到九江的湓浦口以东。

3.2 元代初期潮区界在皖赣交界的小孤山

小孤山在安徽省宿松县长江西岸, 是一座耸立在江滩上的岩石小岛(图 2-a)。它的形状像古代妇女的发髻, 故又名髻山。在历史时期中, 随着长江河势的变化, 它与江岸时连时合。据《读史方舆纪要》, 在明成化二十年(公元1484年), 江水分流, 一支绕过小孤山西侧, 于是小孤山屹立江流之中。东岸的江西省彭泽县澎浪矶头伸入长江, 与小孤山隔江相望(图 1-c)。两山束江如门, 形成了海门山这一长江著名景观。唐代著名画家李思训为海门山画过《长江绝岛图》。宋代诗人苏轼在为《长江绝岛图》题诗时, 就在吟咏中引用了当地的美丽传说: “ 小姑前年嫁彭郎” 。诗中, “ 小孤” 成了“ 小姑” , “ 澎浪” 成了“ 彭郎” 。南宋乾道六年(公元1170年), 大诗人陆游赴夔州任职, 取道长江过此, 写下了游记《过小孤山大孤山记》。所以, 自唐宋代以来, 小孤山既是游览胜地, 又是重要渡口, 在大江上来往的诗人骚客无不慕名登临, 留下许多诗词歌赋, 记述小孤山的美景和自然环境, 也是今人研究小孤山及附近地貌和水文的有价值的资料。

小孤山空间逼仄, 其上建有千年古寺启秀寺。登山石阶在殿堂间盘旋上升。大雄宝殿后登山路旁的岩石上有一神龛, 龛上有横匾: “ 界潮祠” (图 2-b), 两边的联语“ 潮回海眼涛声壮, 柱砥江心浩气孤” 为清代人石圣历题。联下注道: “ 海潮止小孤为界, 舆志皆云, 故立界潮祠以襄山川灵气。” 联下之注记述, 界潮祠建于清代。把神祠名称中的“ 界潮” 和对联中的“ 潮回” 对照起来, 显示了小孤山的界潮祠与海洋学和地理学中的“ 潮区界” 有关。

在清代诗人石颂功的《海眼》一诗(见清道光《宿松县志· 山川考》)中有联: “ 汉兼淮可注, 潮与汐攸渟。” 该诗说的是, 通过小孤山的束窄江面, 长江可以东注大海, 而由河口上溯的海潮, 无论是早上的潮和晚上的汐, 被阻止在它的前面停下来。“ 海眼” 又是什么?在该诗“ 序” 中进一步解释潮汐至此为什么会停下来: “ 小孤山旧称海门, 记谓两山对峙如门。江行中有海眼数处, 潮汐至此则潜归入海, 犹昆虚之泉伏行地下, 岷井之杓暗出江中, 浔阳江上不通潮, 职是故也。” 小孤山旁的这个“ 海眼” 被解释成长江潮汐不能向西到达浔阳的原因。显然, 由上述分析可知, 它解释不了九江不通潮的原因, 却能解释在某个历史阶段, 小孤山是长江潮区界的自然史实。显然, “ 海眼” 一说并不是清代才有, 起源要早得多。

在清代, 诗人徐焯在《登小孤山》一诗: “ 云衣触石还成雨, 海眼收潮不放波。” 清人刘舞阳亦有联《题小孤山》: “ 地劈海门, 潮沙皆归容纳; 天生砥柱, 江上好自撑持” 。在科学不发达的古代民间传说中, 用海眼向下暗通东海, 来解释潮波至小孤山不再上溯的原因, 就像“ 昆虚之泉伏行地下, 岷井之杓暗出江中” 一样①。

从盛唐到明代成化年间的700多年中, 长江河口也发生了巨大变化, 如在汉代尚汹涌澎湃的广陵潮, 在晚唐已经消失。长江干流的潮区界也随着长江河口岸线的向海推进而向下游移动。北宋名宦蔡齐(998— 1039年)的《小孤山》一诗中, 明确地提到海口的潮波越过小孤山: “ 危峰屹立长江上, 势折华夏限百蛮。鳌背孤撑青玉柱, 斗杓斜插翠云鬟。月生西海初三夜, 潮到东吴第一关。安得扁舟多载酒, 放歌击节浪花间。” 小孤山所处的长江河段河道方向已从东西转为西南— 东北(图 1)。古时, 这段偏于南北向的江流历史上称为西江, 又名横江。历史上, 该河段又被称作吴头楚尾。故小孤山又称为“ 东吴第一关” 。阴历初三大潮之夜, 上弦月挂在西方广阔的江面上。诗人站在小孤山江边, 这时长江潮波溯江而上, 抵达小孤山。美丽的江天景色撩动他的浪漫情怀, 不禁想要乘一叶扁舟, 在江上饮酒赋诗, 击节放歌。看来, 在11世纪的前上半叶, 至少大潮潮波无疑可越过小孤山。

南宋诗人谢枋得(叠山)(1226— 1289年)于元至元二十六年(公元1289年), 即南宋亡后11年春, 被元军押解去北京, 过小孤山渡口时写下七律《小孤山》: “ 人言此是海门关, 海眼无涯骇众观。天地偶然留砥柱, 江山有此障狂澜。坚如猛士敌场立, 危似孤臣末世难。明日登峰须造极, 渺观宇宙我心宽” (熊飞等, 1994)。这是最早把小孤山叫做“ 海门” 的记载, 也是首次提到“ 海眼” 的文字。海眼在水面上阔大而雄壮。显然, 根据前文对海门与海眼涵义的分析, 小孤山应是当时长江潮波的潮区界。谢枋得在世的年月相当于南宋末期和元朝初期。

元代的范椁(1272— 1330年)在《小孤山》一诗中写道: “ 小孤有石如虎蹲, 西望屹作长江门。洪涛万里就绳墨, 虽有劲势不敢奔” 。“ 西望” 就是从下游向上游望去, 洪涛就是说的海潮, 长江门就是海门。作者站在小孤山的东面, 看到气势强劲的海涛不远万里溯流而上, 遇到小孤山, 就放慢了速度, 变得规规矩矩(“ 就绳墨” )。李伯范(生平不详)《小孤山》诗: “ 一柱高标巨浸中, 孤根下压翠鳌宫。海门东挟涛声壮, 天堑西蟠石势雄” 。在“ 海门东挟涛声壮, 天堑西蟠石势雄” 一联中, 诗人用夸张的手法, 让读者想象小孤山约束东边来的涛流冲击, 使海潮难以上溯的壮阔水势, 有点像潮流界。但在以后的文献和记载中, 并没有发现小孤山江面有规律性的潮汐涨落。根据感潮河流由上而下分别为潮区界、潮流界和咸水界的依次分布, 小孤山应为潮区界。尽管这位诗人在世年代不详, 但元代在中原建政延续不足百年, 故小孤山可作为元代潮区界自然史实的见证。

可见在元代, 在小孤山附近的江面上, 出现了洪(海)涛受小孤山所限, 不得西越海门山的情景。这就是潮区界东移到小孤山江段的景象。

明清的地方志以及明末清初刻本《小孤山志》对小孤山曾作为潮区界的史实多有所记述。如, 明弘治《宿松县志· 山川考》载: “ 小孤山在宿松县南百三十里, 原在北岸, 一峰孤峙, 与南岸澎浪矶相对。矶峭水涌, 海潮至此不得上, 故曰‘ 海门山’ , 一名‘ 小孤山’ 。对大孤而言, 尤觉秀拔也。成化甲辰(1484年)六月北岸忽决, 山屹立江心, 其险稍杀, 复诏立铁柱, 山镌‘ 海门第一关’ 五字, 其后, 挽柱放舟, 稍得安全。” 明嘉靖《安庆府志· 山川考》载: “ 小孤山在宿松县南百二十里, 大江中流, 石壁峻拔, 海潮至此即止, 故又号‘ 海门山’ 。” 明万历《彭泽县志· 山川考》载: 小孤山“ 之西倚崖为阁, 祀小姑之神, 游览者多留题咏。澎浪矶隆起江滨, 长江自小孤山直冲矶下, 波涛澎湃, 与孤山对峙, 号称‘ 海门第一关’ ” 。清道光《宿松县志· 山川考》载: 小孤山“ 周里许, 高逾千寻, 无枝峰赘阜, 为楚蜀豫章诸水咽喉。矶峭水涌, 海潮至此不得上, 昔人称‘ 浔阳江上不通潮’ , 盖为此矣。” 明代的上述地方志和清代道光《宿松县志》中还有许多诗歌吟咏小孤山作为海门关的胜境, 不赘述。

上文已经分析了“ 浔阳江上不通潮” 一语的意义, 指在中唐后期时, 长江的潮区界退至九江以西。古人不懂得大江里的潮区界是随着长江河口的变化而变化的。明清诸志, 对于海潮至此(小孤山)不得上的一致记载, 以及到了清代才在小孤山建造界潮祠的史实, 依据的是对小孤山海潮至此的历史记忆, 是引用历史典故。

元代以后的小孤山地方志再也没有发现当地的江面有周期性潮汐波动的记载。正如石颂功在《海眼》一诗的序中所感叹的: “ 甚矣, 化工之奇, 嘘者吸, 纵者操, 物理人事莫不皆然。因叹有此江以来, 唯谢叠山曾见及此, 涉为吟咏, 何宋以后纪方舆者犹梦梦也。” 这表明, 在元至元二十六年(公元1289年)谢叠山见过“ 海眼” 后, 潮波再也没抵达小孤山。公元1289年, 是小孤山作为潮区界最早记载的明确纪年。可见在13世纪最后的十几年, 长江的潮区界已下移至安徽与江西交界的小孤山附近。

《古今图书集成》记载了发生在元代、于小孤山铸造并竖立铁柱的事: “ 元仁宗延祐年间, 彭泽主簿冯克敏选良工于长沙, 铸铁柱一根, 长三丈有奇。文宗天历二年(公元1329年)铁柱立于小孤山下。” 元代柯本深的《小孤山铁柱记》(见清道光《宿松县志》)中载: 长江“ 过洞庭, 经数千里而至彭泽。其流浩荡, 其势雄悍。有山峙其北, 曰小孤, 涛流冲击, 号‘ 海门第一关’ 也。” 涛, 古人有时指海里的涌潮, 有时指海潮。涛流冲击, 是说逆流而上的海潮与顺流而下的江流相互顶托。这个大铁柱就立在篆刻着“ 海门第一关” 摩崖的小孤山岩壁旁。镌文“ 海门第一关” 为元至正中, 倚小孤山为据守安庆、与明末起义军抗衡的元将余阙(1303— 1358年)所题。元代铁柱的树立已是谢枋得逝世以后40年的事。现今, 元代铁柱已不存, 只有“ 海门第一关” 摩崖石刻仍在小孤山渡口路边的峭壁上, 供后人观览(图 2-c)。

4 讨论
4.1 长江潮区界的移动速率

就目前看到的文献而言, 江西九江是中国古代历史上有潮区界记载的第1个地方。在8世纪中晚期, 长江潮区界上界在九江附近的湓浦口。安徽宿松小孤山是古代历史上第2个有潮区界记载的地方, 在13世纪最后10年, 长江的潮区界已东移至安徽与江西交界的小孤山附近。

长江干流在没有被大型水利工程截断的时期, 长江潮区界是逐渐向海移动的。潮区界沿长江东移的距离, 据当代地图量计, 从九江大桥到小孤山的距离为59 km, 九江大桥到湓浦口相距5 km。取白居易的“ 乘潮发湓口” 一诗记载, 海潮最后1次到湓浦口为公元819年, 作为潮区界退过湓浦口的代表年份; 取南宋谢叠山写作“ 小孤山” 诗的公元1289年, 作为潮区界退过小孤山的代表年份。在这470年中, 长江潮区界下移了64 km, 平均为0.136 km/a。对照历史记载的描述, 浔阳江口和小孤山2处潮区界对应的潮汐现象是“ 海潮至此不能上” , 以年周期而言, 应该指的是枯季潮区界上界。上述分析深化了对长江河口的认识。

20世纪中期直至近期的数十年中, 长江潮区界的研究进入了器测时代。一些研究长江口地理和水文的专家指出, 长江潮区界在安徽铜陵的大通镇(陈吉余和恽才兴, 1959)。至今为止, 它仍是自20世纪中叶以来最被广泛接受的长江潮区界。如果以1959年作为长江枯季潮区界东移至安徽大通的代表年份, 那么在1289— 1959年的670年中, 长江潮区界下移170 km, 平均0.254 km/a, 与819— 1289年间0.136 km/a相比, 速率几乎是后者的2倍。

4.2 潮区界移动的影响因素

已有研究表明, 长江潮区界的后退速度受到来自海向和陆向2个方向的影响(徐汉兴等, 2012; 邹逸麟和张修桂, 2013; Cai et al., 2014; 石盛玉等, 2018)。海向方面, 主要是受河口向海淤长的速度和河口长度的影响, 通过对上溯潮汐的阻尼效应来实现。河口的延伸有2种明显表现, 一是河口湾顶点的向海伸延, 二是河口沙嘴的向海伸延。

4.2.1 向海方向的因素 根据历史地图的对比, 可识别3个不同时期的长江口河口湾顶点(图 3)。全新世高海面以后, 长江第1个河口湾顶点在镇扬河段东端、圌山北角的龟山头节点。镇扬之间的江心沙洲— — 瓜州在公元8、9世纪已完成向北并岸。中唐诗人李绅在唐大和九年(公元835年)由越州赴洛阳的途中, 经过扬州时, 观察广陵潮的状况而写的《入扬州郭》: “ 畏冲生客呼童仆, 欲指潮痕问里闾” (蔡晓英, 2005), 表明在汉晋时汹涌澎湃的广陵潮已经在扬州城消失, 龟山头节点已经形成。向下游方向, 在江阴有鹅鼻嘴节点。它的形成应是在对岸靖江一侧的马驮沙向北并岸、靖江设县的明代成化七年(公元1471年)。最靠近海的节点是徐六泾, 它是因1959年围垦形成的人工节点。

根据图 1、图 3显示的历史时期长江潮区界和河口湾顶点下移的速度, 可知两者具有相同的移动方向、趋势(图 4)。这表明, 长江潮区界的移动对河口湾顶点向海迁移的响应相当灵敏; 潮区界向海方向迁移与河口向海延伸的相同趋势, 表明后者是影响潮区界长期变化的重要因素。

图 3 中国历史时期长江口演变
a— 东汉; b— 唐代; c— 南宋; d— 元代; e— 1959年; f— 2020年Fig.3 Evolution of Changjiang River estuary in historical time of China

图 4 中国历史时期长江河口湾顶点(a)和长江潮区界(b)的下移速率Fig.4 Downward velocity of the peak of Changjiang Estuary(a)and the Changjiang tidal-limit(b)in historical time of China

又试取长江口以南、上海浦东地区中部和东部南汇嘴的下沙— 大团— 马厂— 果园地形断面进行近1000年来的变化趋势对比。因为断面在长江三角洲南侧最长最突出, 与长江口向海淤积延伸的方向大致相同, 并长期以来都处于持续淤积过程中, 故对河口海岸线的向海延伸有较好代表性。在近1000年来, 该断面海岸成陆速度为18~20 m/a(邹逸麟和张修桂, 2013), 淤长速度相对稳定。这表明, 河口沙嘴延伸速度和潮区界东移速度的变率相差甚大。可见, 长江河口的向海延伸是造成长江潮区界下移速度变化的主要因素, 但对河口湾顶点的响应更为灵敏。

近1000年来, 长江口外及邻近海域的重大变化, 就是黄河尾闾在公元1128年夺淮入海, 并在公元1494年改南北分流为全流, 由南支入黄海, 公元1855年复又北归渤海。在黄河入南黄海的700多年间, 巨量黄河入海沉积物可沿苏北海岸进入长江口外海域, 有利于加快河口的向海延伸。在这近1200多年的历史时期中, 特别是自宋室南迁后, 人类对长江流域的开发增强, 水土流失也愈加显著, 增加了河口淤积趋势。Wang等(2011)研究发现, 最新的水下三角洲前缘形成于800多年前, 与以前的三角洲前缘相比, 具有显著的高沉积速率(1~4cm/a)。随着三角洲前缘的前伸, 口外海域深度加大, 单位水面下水体的空间容积也越来越大, 从而同量泥沙的造陆面积, 以及河口的延伸速度也减小。可见, 影响河口沙嘴延伸的因素非常复杂。

4.2.2 向陆方向的因素 向陆方面的因素主要是河流径流量的变化和人类活动。上游径流可增加摩阻效应、降低潮汐振幅、延迟潮波传播、改变潮汐频率之间的能量分布, 对潮汐向河口上游的传播有显著影响(Godin, 1985, 1991, 1999; Jay and Flinchem, 1997; Horrevoets at al., 2004)。现有研究表明, 径流量对潮汐阻尼的影响主要通过摩擦项、余流水位和蓄水面积来实现(Cai at al., 2014)。尽管目前还缺乏宋末、元初前后2个时间段的径流量数据, 但近期已有对长江河口潮流界与径流量的定量关系研究(侯成程和朱建荣, 2013), 提出潮流界离河口的距离D与径流量Q的相关关系:

枯季: D=-4× 10-10Q3+1× 10-5Q2-0.1937Q+1232.9(R2=0.9842),

洪季: D=2× 10-13Q3+3× 10-8Q2-0.0074Q+359.35(R2=0.9969)。

可见, 相关系数R2均在0.98以上, 表明潮流界与径流量具有显著相关关系, 随着径流量增大潮流界将向海方向迁移。长江干流的潮区界与潮流界往往是共进退的。根据“ 将今论古” , 历史时期径流的增强也会导致潮流界、潮区界向下游、向海方向迁移。已有研究重建了长江源区过去706年的径流量(王姝等, 2019), 如果要从径流量角度进行分析, 则需建立更长时间尺度的径流量。值得注意的是, 在近1000多年的时间尺度上存在2个气候事件: 中世纪暖期(1000— 1300年)和小冰期(1400— 1900年)(IPCC, 2007)。这2个气候事件与本研究的2个时间段(公元9世纪至13世纪末, 公元13世纪末至20世纪中叶)基本重合。根据Chen等(2019)的研究, 中国东部季风区域在中世纪暖期相对干燥, 而在小冰期则相对湿润。此外, 从董哥洞的石笋曲线也可以看出, 距今约500年以来东亚季风显著增强(Wang at al., 2005)。据此, 在公元9世纪至13世纪末, 由于东亚季风相对较弱且较为干燥, 长江径流量补给较少, 径流量相对较小, 潮区界向海迁移较慢; 公元13世纪末至20世纪中叶, 由于东亚季风显著增强且较为湿润, 长江径流量补给较多, 径流量相对较大, 潮区界向海迁移较快。

徐汉兴等(2012)指出, 由于潮区界的位置受长江洪枯季和潮汐周期的影响很大, 通过实际观察资料和数模计算分析, 1978年枯季大潮时, 长江潮区界应位于安庆; 1968年洪季小潮期间, 只能到达南京。安庆在大通上游96km, 南京在大通下游更远达233km, 可见在极端潮汛与极端径流相匹配的条件下, 潮区界可以偏离较长期间的平均位置很远。这是可以理解的。从张继写“ 潮至浔阳回头” , 到白居易写“ 乘潮发湓浦” , 即从海潮开始不过浔阳, 到最后1次到达湓浦, 经历了约半个世纪。何况, 古人乘舟在长江上远行, 多要避开冬季枯水季和夏季大洪水期, 故他们在方志和诗中反映的多是避开极端水文期、趋于平水期时的见闻。

20世纪中叶以来, 人类活动对长江流域的影响逐渐占据主导地位, 尤其是长江干流建设了重大调蓄水利工程。三峡大坝建成后, 长江三角洲目前的沉积率为49 Mt/a(2003— 2011年), 远低于全新世的自然水平(Wang at al., 2018)。新近对2007— 2016年长江下游水文站实测水位资料进行频谱分析, 结合红噪声检验判断水位变化过程中的潮差变化, 提出长江河口潮区界变动范围与特征: 特大枯水时期, 九江站流量约8440 m3/s时, 潮区界在九江附近; 特大洪水时期, 九江站流量约66700 m3/s时, 潮区界在枞阳闸与池口之间(石盛玉等, 2018)。可见, 在长江大型干流工程开始蓄水的几年后, 特大枯水时的潮区界可向陆迁移至1100多年前中唐时代的位置。在全球性海面上升大背景下, 受长江干流水量调蓄和沉积物拦截、流域河口工程建设的持续影响, 未来潮区界或将进一步向上游迁移。今后, 影响长江潮区界变迁的因素还需从河口区地形地势、径流与潮汐相互作用、来水来沙、海平面变化和人类活动等方面进行更加深入的研究。

5 结论与讨论

通过对一些古籍、文学作品与地方志的整理, 从中提取到一些反映长江潮区界及其变化的信息和记载, 通过分析得到以下结论:

1)从公元819年到公元1289年的470年中, 潮区界上界从今江西九江的湓浦口下移到了安徽江西交界处的小孤山附近, 向下游、向海迁移约64 km, 平均迁移速率约0.136 km/a。

2)在13世纪末到20世纪中叶的670年中, 长江潮区界从小孤山下移至安徽大通镇附近, 向下游、向海迁移了约170km, 平均迁移速率约0.254 km/a, 迁移速率几乎是前一时期的2倍。

3)长江潮区界的移动受多种因素的影响, 首先是河口湾顶点和河口沙嘴的向海移动, 其次是河流径流量的变化。近1000多年来的2个气候事件(中世纪暖期和小冰期)时间尺度正好与本研究提出的2个潮区界迁移时段重合, 说明长江潮区界的移动受到由于气候变化导致的径流量变化影响较大。

4)近期, 长江潮区界的进退受人类活动的影响显著, 尤其是干流重大调蓄工程建设作为重大突变事件影响较大。

由于历史资料有限, 此次研究只能粗略估计历史时期的长江潮区界的位置及移动速率。今后, 需进行更精细的现场考古研究, 发掘能反映潮位变化的遗迹和文物; 层序地层学的研究也尤为必要, 如能找到潮汐韵律层序, 将是极为有利的证据。在此基础上, 进行精确的年代测定, 将可获得更为精确的潮区界位置和相应的年代。此外, 对于潮区界位置及移动速率变化的原因仍需要更深入的探讨。未来可以通过重建长江千年尺度的径流量, 进行数值模拟, 来探讨径流、潮汐的相互作用对潮区界移动的影响。最后, 作者还建议对本研究提到的海洋和地理遗迹尽早进行保护, 如对安徽宿松小孤山上的界潮祠采取保护措施, 并建立地理标识和说明牌; 对九江(浔阳江)湓口的潮区界遗迹进行必要的科学调查, 确定具体位置, 并建立地理标识和说明牌。

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