2020年12月19日，首都科学讲堂线上开讲，本次首都科学讲堂邀请了中国农业博物馆研究员胡泽学、徐旺生、周晓庆、唐志强，为大家带来题为《辉煌的中国古代农耕文明》的精彩讲座。

　　辉煌的中国古代农耕文明

　　“顺应天时，道法自然，和谐共生”。中国拥有近万年的农业文明历史。我们的先民在与大自然的长期相处和较量中，创造出了灿烂辉煌的农耕文明。中国传统农业之所以能够历久弥新、长盛不衰，得益于我们的祖先特别强调系统观念，创造了一整套“应时、取宜、守则、和谐”的思想法则和独特的精耕细作、用地养地、物质循环利用等方面的理论及技术体系。事实证明，优秀农耕文明的保护和传承是现代农业发展的基础，中华优秀农耕文化始终对世界农业发展具有重要的借鉴价值。

　　第一讲 犁和犁的科学

　　中华农耕文明源远流长，博大精深，是中华文化的根。犁作为一种生产工具，在农业生产中发挥了巨大的作用。工具作为生产力的重要要素之一，它的发生、发展为社会生产力的发展起到了重大的推动作用，从而也推动了人类社会的发展进步。根据农业历史发展的轨迹，我们把犁的发展归结为五个阶段。

　　第一个阶段是原始农业时期，这个时期的犁主要的形式是耒耜和石犁。大约在距今5000多年前，石犁出现，对中国农耕技术具有革命性的影响。我国石犁主要分布在：仰韶文化晚期、红山文化、良渚文化时期遗址中。

　　第二个阶段是先秦时代的沟洫农业时期，这个时候的犁最具代表性的形式是青铜犁。从考古资料中看，青铜犁主要出土在中国的南方地区，如江西新干大洋洲商代遗址、浙江长兴钱山漾西周遗址。

　　第三个阶段是北方旱作精耕细作体系形成时期，这个时期主要的代表犁是铁犁和直辕犁。铁犁具有坚硬锋利、经久耐用等显著优点，对推动农业生产及其技术的发展起了重大作用。我国最著名的铁犁出土地点主要有河南辉县战国遗址和河北易县燕下都遗址。

　　第四个时期是南方水田精耕细作形成时期，这里的犁的主要代表是曲辕犁。

　　第五个阶段也就是精耕细作持续发展时期，这个时候犁的代表作是“多种形式犁的共存”。

　　从原始的石犁到青铜犁，再到铁犁，其实犁的型制发展一直是变化的，主要体现在几个方面：

　　第一个变化是犁铧或犁镵。铧和镵都是位于犁底前端的金属部件，都有起土、松土、翻土、开沟的作用。然北方多用铧，南方多用镵。

　　第二个变化是犁壁，汉代发明了犁壁后，破碎和翻转土壤的问题就完全解决了。犁壁的形状有马鞍形、菱形和瓦形。但三种类型传到了南方之后，为了适合水田的耕作方式，南方的犁壁主要是以曲面形状为主。

　　第三个变化是犁辕，犁辕按其曲直可以分为直辕和曲辕。犁辕在最初的时候是直辕犁，也是我们经常讲的二牛抬杠。到了唐以后，随着中国经济重心的南移，北方的直辕犁带到了南方。但是南方的工作条件发生了变化，于是人们就将直辕犁改进成了曲辕犁。

　　第四个变化就是犁的挽拉方式，也就是牵引方式，即动力方式。从汉代的二牛、三人一犁的二牛抬杠方式，后来慢慢地发展成二牛、二人。到了宋代以后，曲辕犁就变成了一人、一犁、一牛，这样减轻了人的劳动强度，整个耕作技术都发生了一些革命性的变化。

　　第五个变化就是挽拉动力。汉代主要是牛耕。但到了南方，因为有很多的梯田，无法使用牛耕，所以在广西、贵州一带出现了公婆犁，就是夫妻俩一起，妻子在前面往前牵拉，丈夫在后面一手扶犁，也起到了犁地的作用。

　　为什么犁产生了这么多的型制变化呢？主要有六个方面的原因：

　　第一个是社会经济制度的更迭。农业生产工具的发明、改进、发展，与社会制度的更迭有着非常密切的关系。社会经济制度的更迭，说到底是生产力与生产关系相互作用的推动。

　　第二个原因是历朝历代统治者的重农革新。其实在古代重农思想非常盛行，历朝历代都把富国强兵作为自己治国安邦的重要标准，在那个时代农强则国强，尤其是在春秋战国时期，形形色色的各种重农思想登上了舞台。

　　第三个方面的原因是人口的增长与迁移。我们经常说，在战国，我们国家的人口总体上是呈上升趋势的，我们社会第一次出现一个亿人口的时期是在清朝康乾盛世。但是农业生产最重要的要素犁的发展变化往往是发生在人口分布比较集中的地方。

　　第四个是农业生产环境的变化。我们经常说农业生产工具的发明、改进、发展都与农业生产环境的变化密切相关。我们国家土地辽阔，南北维度跨度非常大，而且海拔高度也变化很大，生态环境的多样性变化也促使了我们犁耕技术的多样性。

　　第五个方面是相关行业技术的进步。我们也说犁耕技术的发明创造不是孤立的，金属铸造技术的成熟，工程技术和制造技术水平的进步，人们对数学、力学等自然科学认识的提高和相关知识的不断积累，并将其应用到农具的发明和创制。

　　第六个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，对犁耕技术、耕作技术有不同的影响，而且有自己的创制。

　　第二讲：稻作文明的历史贡献

　　目前水稻是中国第一大粮食作物，超过一半的人口以水稻为主食。为何说水稻起源于中国？水稻在我国的农业文明中起到哪些作用？

　　水稻原产于中国，早在距今一万年左右，就被古代的中国人种植。主要依据是：

　　首先中国目前有大量的早期栽培水稻的考古发现，表明很早中国古代的人们就开始利用水稻。

　　二是中国古代文献里面多次记载有野生稻，说明古代广泛存在着野生稻。中国近现代依然存在着丰富的野生稻资源，最北出现在现在的江西东乡。

　　三是中国现代稻作文明历史悠久的地区，多数位于北纬30度左右，是早期的农耕文明起源区域，只有这一区域因为气候因素的影响，才有可能对植物进行驯化。印度与东南亚地区处于低纬度地区，在新石器时代早期没有从事农业的动力，自然驯化水稻没有中国早。

　　民以食为天，食以水为本，水作为生命的重要组成部分，没有水就没有生命，当然也就没有粮食。早期文明沿河流而生，这就意味着农业是随着水的存在而存在的，实际上也的确如此。水是农业的命脉，水决定文明的类型，通过地形，借助作物，决定都城的走向和社会发展的水平高低。

　　水稻在其中起到关键的作用。隋唐时期江南湿地水稻农业开始承接经济发展的重任，湿地农业主要依靠湿地灌溉，从唐代开始到宋代，水稻农业持续稳定，从江南扩展到江汉平原。

　　水稻能够承受江南重赋，其中稻对水的利用是关键。水稻农业是中国农业与文明发展的根基与压仓石。水稻的产量明显比北方旱作农业的粟和小麦高，由此奠定了水稻在中国古代农业中无法替代的地位。

　　首先，水稻将沼泽地变成了良田，将北方人认为的沮洳之地摇身一变为上等的良田，使得中国的有效耕地面积大为增长。试想一下，如果没有水稻这种作物，南方低湿地能够做什么用途，种莲花、采藕、种菱角等等，不能养活这么多人口。水稻是唯一的水生粮食作物。

　　第二，利用湿地的资源禀赋，成就唐宋经济中心南移，拓展了中国古代文化的纵深。宋代，中国南方的人口增长超过北方，源于南方水稻生产的成就。北宋陆游的文章中已经出现了“苏常熟，天下足”的说法，说明最迟到了北宋末年，苏州、常州生产的粮食不仅能满足本地日益增长的人口的需要，还有大量的富余可以保证中央政府的调拨等。

　　明代宋应星在《天工开物》中说到，“今天下育民人者,稻居什七。”也就是说，水稻占当时粮食作物总量的70%，其他的旱地作物比如说小麦、小米等只占大约三成。

　　水稻支撑了唐宋以来经济发展所依赖的物质要求，到了明清时期，“湖广熟，天下足”的谚语开始流行。

　　第三，水稻没有水土流失问题。水土流失是经济重心由北方向南方转移的主要原因。汉代以前，黄河称为河，逐渐变浑浊，变黄，所以称为黄河。南方的水稻不会造成水土流失，即使是高山梯田也不会。稻田水面覆盖可以防止土壤流失，并且能够稳定土壤中的氮和有机物质。

　　第四，水稻与牛、猪构成了农牧结合系统。在这个系统中人是主导者，人与牛之间牛提供耕田的动力，主要用于种植水稻，而水稻产生的稻米用来养人。   

　　在人与猪之间，人吃饱满的稻米，剩下的米糠用于养猪。猪是一个废物收集器，利用人所不吃的东西，猪粪又可以作为肥料回田。猪、牛肉是很好的动物蛋白质，没有任何其他的作物能够像水稻一样与人、牛、猪之间建立这种天衣无缝的生态利用系统。

　　第五，成就了南方丘陵的冲田与西南高山梯田的景观农业。将水稻种在山腰上成为梯田，这是西南地区劳动人民的发明与创造。为什么种水稻而不种旱地作物呢？这是因为水稻的产量高，能够养活更多的人。

　　西南高山梯田的景观农业（供图：徐旺生）

　　第六，催生了农鱼结合，稻鱼鸭共生系统。它既具有生态意义，同时解决了长期以来单一种植体系中食物蛋白质普遍不足的问题。

　　第七，水稻是稻麦复种，水旱轮作的关键。水旱轮作起源于唐代，主要是以水稻与大麦、小麦轮作为主，由于水田与旱作进行轮换，生态效果明显，其中水稻是其中的关键作物。

　　第八，水稻还可以治盐碱，还可以筑成“水长城”。大家知道，天津小站稻是一个很有名的水稻，它就是一个用水稻来治理盐碱的典型。因为水蓄积以后便解决了地底下的盐碱向耕作层，也就是向地上转移的问题。  

　　水稻除了能够抗盐碱，还有军事用途，在北宋时期，宋辽对峙的过程中，沧州节度副使何承矩就用种水稻的办法来阻止辽国骑兵的行动，被称为软边，也被称之为“水长城”。

　　水稻在中国古代社会具有重要的经济与生态意义。通过水稻，将南方充沛的水源、高温因素利用到了极致，如果说古代农业的哲学理念是强调天人合一的话，那么稻作文明可谓是最大意义上的天人合一！！！驯化者功莫大矣。

　　第三讲 生态农业与农业生态文明

　　为了便于理解，首先让我们了解一下什么是“生态”和“生态系统”。“生态”一词出自于古希腊，原意是指“住所”或“栖息地”，现指一切生物的生存状态，以及生物之间、生物与环境之间的关系。在一定空间范围内，生物和环境相互影响、相互制约，构成一个统一体，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态，这个统一体就是生态系统。

　　那么，什么是生态农业呢？农田生态系统、果园生态系统等都是人工设计的，但不一定能称得上是生态农业。生态农业一定要根据生态学原理设计，其要求是一要达成生态平衡，二是资源的循环利用，三是要有较高的经济产出。所以，现代生态农业要求除了应用传统经验之外，还需要应用现代技术手段和管理经验，以实现具有更高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化高效农业。

　　自然界中存在的食物链是生态农业的科学基础。在一个生态系统内，不同的生物之间有一种食与被食的关系，这种借食性关系而直接串联起来的一组生物，被称为食物链，如青草→野兔→狐→狼、水稻→蝗虫→青蛙→蛇等。

　　事实上，在自然界，由于生物多样性的存在，往往一种动物不仅捕食多种生物，而且本身也被多种其它动物捕食，形成食物网。通过生物多样性食物链或食物网可达到农业生态系统的稳定、协调和自然灾害高抗力。

　　另外，自然界中的不同物种都有自己的生态位，即在时间空间上所占据的位置。在农田里，利用生态位的时间差异可以控制杂草和害虫。不同生物之间还通过分泌物、挥发性物质等相互影响。

　　“生态农业”这个词虽然是外国人发明的，但其内涵在我国却有着悠久的历史，是植根于中华文化中的“三才”论和整体思维观而形成的传统智慧。

　　稻田养鱼是我国古代典型的生态农业模式。在这种农业模式中，鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，其粪为稻田增加肥料；鱼还能翻动泥土，从而增加了有机物的分解，增加了稻田肥力。现代研究表明，稻田养鱼能增产10%以上。这种模式不仅增加了水稻产量，还收获了鱼类，一举两得，反映了古人的生态智慧。

　　明清时期太湖地区和珠江三角洲的桑基鱼塘系统也是典型的生态农业系统，它是一种具有独特创造性的洼地利用方式和生态循环经济模式。通过“塘基上种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”，使生态系统中的多余营养物质和废弃物周而复始地在系统内进行循环利用，而不会给系统外的生态环境造成污染。

　　事实上，生态性是中国传统农业的典型特征。我国古代传统农业是建立在农牧结合模式之上的。通过农牧结合，形成一个系统，种植业和畜牧业可进行物质和能量的循环利用，如作物剩余部分喂猪，猪粪肥田，从而保持土壤肥力经久不衰。

　　近代以来，随着人口的增加，工业文明的兴起，我们传统的农业生态系统中闯进了“不速之客”——化肥、农药、除草剂等化学物质，这是人类为了提高产量、减少病虫害造成的损失，提高劳动效率而采取的措施，这些措施为解决迅速增长的人口吃饭问题发挥了重要作用。但是，由于长期大量使用，使得农业环境遭受破坏，并且带来了一系列食品安全问题。

　　另一方面，人口增加，人均耕地的减少还导致了大规模围湖造田，伐林造田等现象，自然生态环境被破坏，水灾旱灾虫灾增多。显然，这种伴随着环境污染和环境破坏的农业是难以持续的。

　　那么，如何解决这些问题呢？我们必须全面检讨过去工业化农业文明，重新理顺“天、地、人”三因素关系，尊重自然，实现人与自然和谐相处，开启农业生态文明新征程。

　　农业生态文明需要在现有的工业化农业文明基础上建成，所以，首先必须减轻和消除工业化因素对现有农业生态系统的破坏，使作物害虫的天敌回到农田，使土壤微生物重新活跃起来，恢复食物链，恢复农业生态平衡，恢复农业系统内的物质和能量循环。其次，我们要减少对大自然的不合理干预，尊重大自然，顺应自然规律。第三，我们要运用传统生态农业原理，并充分利用现代科学技术，发展现代生态循环农业，减少各种废弃物对环境的污染（包括农业废弃物），实现农业资源的高效利用和环境的清洁。第四，要培育应用高产、高质量、高抗病品种，应用无污染高产高效栽培技术，使农业生态系统生产的产品能满足日益增长的社会需要。第四，提高农业管理人员和农业劳动者的素质，使他们懂得现代生态农业发展原理，运用现代科学技术和方法，同时具有高度的道德自觉，用知性和悟性不断促进人与自然的和谐。任何不顾农产品的质量安全、不顾损害环境的行为，都是对农业生态文明的破坏和威胁。

　　传统生态农业是一种技术，更是一种智慧，我们要用好这种技术和智慧，结合运用现代技术，促进转变农业发展方式，修复和保护生态环境，满足人们对优质农产品的需求，走可持续的农业发展道路，从工业化农业文明走向农业生态文明新时代。

　　第四讲  丝国探秘，五千年的丝绸记忆

　　早在先秦时期，中国就因为丝绸而闻名于世，被西方称为丝国。丝绸是谁发明的？是什么时候发明的？现在我们一起探索丝绸王国的奥秘。

　　古埃及、古巴比伦、古印度和中国并称为四大文明古国。这四个文明古国也是四个天然的纺织原料的发源地。古埃及是在距今一万年左右开始种植和利用亚麻来纺织麻衣，古印度在大概距今六七千年左右的时间开始种植棉花和用其纺织棉布，古巴比伦王国大概在距今四五千年左右就开始利用羊毛制作衣服，中国最早利用蚕丝来纺织丝绸。

　　从出土的丝织品来看，距今8500年左右的河南舞阳贾湖地区遗址发现了最早的蚕丝蛋白的遗留物，同墓葬也出土了纺织的工具，比如骨针、纺轮等等，可以判断当时先民已经学会利用蚕丝。

　　另外，在距今6000年左右的山西夏县西荫村遗址出土了半个桑蚕茧壳。考古学家李济通过检测，证明它是家蚕的祖先所结的茧。

　　500年后的汪沟遗址和青台遗址出土了罗织物，制作得非常工整，而且比较成熟，其中青台遗址出土的罗织物有一个用赭石染色，在染之前还提前把丝胶剥离了，说明当时的纺织技术已经达到了比较高的水准。

　　距今4200年左右，钱山漾遗址出土了丝绢残片和丝带，丝绢残片比较平整、很有规律，经纬交织，呈现钝三角形，可以看出当时就是由家蚕吐出来的丝制成的，被认为是最早的家蚕丝丝织品，是目前能断定的最早的用家蚕丝纺织的丝织品，丝织文物。

　　我国抽丝的技术是不断在发展、演进的，最早的缫丝是用一个绕线器进行。后来发展到了用手摇缫丝车，到了汉代有了脚踏缫丝，这样就把手腾出来了。到了宋代，缫丝就有了热釜缫丝和冷盆缫丝两种方法，缫丝的技艺又有了新的提升。

　　近代又发明了蒸汽缫丝，就是用蒸汽作为动力来缫丝。后来又利用电作为动力来缫丝。可见，缫丝从手摇到脚踏，再到机械缫丝，之后自动化，最后到智能化，经历了数千年的演进过程。 

　　世界上的昆虫有100多万种，蚕是被中国先民利用得最好的，也是对人类做出最大贡献的一种昆虫。科学家钱伟长就曾经说过，中国的丝绸是中国人民利用自然、改造自然的最伟大的发明之一。

　　距今7000年的浙江余姚河姆渡遗址出土了一个牙雕小盅，上面有蚕纹和织文，说明当时先民可能已经利用蚕吐出来的丝来纺织了。

　　距今5300年的双槐树（河洛古国）遗址出土牙雕，科学家判断它可能就是根据家蚕的形态雕刻的，表明当时人们可能已经学会了饲养家蚕。

　　早期的丝绸有三种用途，第一个是用于祭祀；第二个是老人可以穿丝绸，或者给去世的人穿，穿上了就可以升天；第三个是丝绸用作帛书，比如马王堆的帛书、帛画。

　　现代生物学研究证明，野蚕有27条染色体，而家蚕都是28条染色体，但是这个27条染色体的野蚕和28条染色体的家蚕是可以交配、可以产生后代的。现在的家蚕，从基因研究来看，就是当时人们做的人工选择，即有一个变异被人们保留了下来，就是说，在5000多年前，它是从中国的野蚕祖先单一地被选择、被驯化而成的。

　　我国历史上有三大对外贸易产品：丝绸、瓷器和茶叶，也是陆上丝绸之路和后来海上丝绸之路的主要贸易物资。那么这条对外贸易之路为何命名为丝绸之路？这是由贸易丝绸而得名的，这条丝绸之路从开辟以后就一直起着一个关键纽带的作用，它是沟通四大文明古国，形成东西方文化交流的一个大通道。丝绸维系华夏文明数千年绵延不绝，丝绸之路荫佑了中华民族的繁衍和发展。

　　丝绸发明之后是，我国对相关技术对外也是保密的。出境的时候在关口都是严格查验，任何人都不能将养蚕和丝绸的相关技术带出境，所以蚕桑丝绸技术就一直保密了数千年。

　　1900年，英国的斯坦因在新疆地区考古发现木版画《东国公主传丝》，画中四个人最中间的就是大唐的公主，是她把蚕种、养蚕和缫丝的技术传到了西域。版画就是西域的人们为了纪念唐代的公主画下来的。这个故事在玄奘《大唐西域记》中也有记载。

　　西方国家对丝绸特别着迷，不惜花重金去购买，后来就采取各种方法想节约成本。其一，罗马人想绕过波斯，通过埃塞俄比亚贸易丝绸，这样就能降低成本，最后引发了罗马和波斯之间的一场丝绢大战，持续了20年。

　　其次，西方国家秘密派人到中国学习养蚕种桑，现在叫商业间谍。公元550年，东罗马帝国秘密派出传丝教士到中国来学习缫丝和养蚕技术，然后把蚕种藏在了拐杖中，蒙混过关，然后带到了东罗马。从此，中国的蚕桑丝织技术就传到了罗马。1000年之后，蚕桑丝织技术又传到了法国，里昂成了近代丝织的中心。  

　　丝绸保佑了中国民族的发展和繁衍，也对世界发展做出了自己的贡献。