明代生命损失型地震的时空分布特征及成因分析

殷田园，殷淑燕，李富民

（陕西师范大学 地理科学与旅游学院，陕西西安710119）

0 引 言

地震是严重危害人类生命及其生活的自然灾害之一。由于其突发性强、破坏性大、难预测以及多次生灾害等特点，常给人们造成巨大的生命财产损失。例如，2008 年汶川8.0 级地震导致9 万多人死亡和失踪，39 万多人受伤，直接经济损失达8 450 亿人民币（中国地震局）。环太平洋和地中海-喜马拉雅两大地震带所发生的地震占全世界地震的90%以上，所释放的能量占全世界地震释放总能量的95%[1]，而中国正好位于这两大地震带之间，是世界上地震活动最为活跃的国家之一，属于地震多发区。由于我国地震具有频率高、分布广、强度大、震源浅、地区差异明显等特点，决定了我国地震的严重性和广泛性[2]。历史上，多数省、自治区、直辖市都遭受过6 级以上地震的袭击[3]。地震灾害对于地区经济发展具有极大的威胁和限制性，且这种威胁和限制性并没有随科学技术的发展和时代的进步而减小。

地震对人类社会造成的损害可归纳为人员伤亡和经济损失，而随着社会经济发展和文明程度的不断提高，人类生命的价值受到了前所未有的尊崇，且地震造成的生命损失将带来巨大的社会创伤、经济损失和难以估量的间接损失[4]。因此，生命损失型地震的研究迫在眉睫。然而地震生命损失的成因很复杂，虽然与地震活动紧密相关，但还受到许多社会和自然环境因素的影响，其中包括人口密度、建筑物类型、地震发生时建筑物内活动和休息人员的分布、震区地质地貌和地表土壤条件等，其严重程度和空间、时间分布都显示出显著的不均匀性[5-6]。一次地震造成生命损失的多少具有很大的偶然性，在同一地区相同震级的地震事件中，其生命损失也会相差几倍甚至几十倍。但从较长时间的地震生命损失数据分析，仍然可以发现不同区域之间地震生命损失的严重程度存在明显的差异，表明区域之间的社会和自然环境等长期存在的显著特征差异，对地震生命损失产生重要影响[7]。因此，研究生命损失型地震对于减轻和避免地震的伤亡和损失具有十分重要的意义[8]。目前对于地震伤亡的研究主要集中在：人员伤亡的模拟与估算[9-10]、伤亡指标的估算[11]、伤亡因素分析[12-15]、伤亡评估[16-17]、地震伤亡规律[18]、防灾对策[19-20]等，缺少历史地震伤亡方面的研究。而历史地震伤亡情况的研究不仅有助于了解当时地震现状，更有助于发现自然环境、社会作用等因素与地震伤亡之间的关系，从而为现在及未来地震伤亡研究提供帮助，减轻人员伤亡。

我国历史悠久，古籍浩繁，有许多宝贵的灾害史料，内容系统、丰富且连续性好[21]。与其他朝代相比，明代进入历史上的方志时期，地方志编修快速发展，省志编修的数量也极大增加。有明一代，省志的编修不仅非常普及，而且相当频繁。方志中记载了地区的自然特征、历史沿革、风俗习惯、奇闻逸事、灾害事件等。我国历史地震记载悠久、丰富，被国内外地震学者誉为“世界地震研究金库”[22]。且明代处于有文字记载地震灾害最严重的时期之一，尤以1556年（明嘉靖三十四年）的陕西渭南、朝邑和山西蒲州一带最为严重，死亡人数高达83 万之多。其惨状如隆庆《华洲志》卷四记述:嘉靖乙卯冬,山、陕遭地震之变，吾华为惨不可言，山川移易，道路改观，屹然而起者成阜，坎然而下者成壑，倏然而涌者成泉，忽焉而裂者成涧，民庐官廨，神宇城池，一瞬而倾圮矣，民之死于变者不可胜记，间有生者，亦病不能兴，地方残破，盗贼发生，莫此为甚[23]。前人对于明代地震的研究主要集中于地震的等级划分、时空特征[24]、社会影响[25]及应对策略[26]，而鲜少涉及生命损失型地震的规律研究；研究区域多是一个或多个省或一个地区，缺少全国性的宏观把握。因此，本文试图在全国尺度下研究明代生命损失型地震发生的状况，认识其时空分布特征及成因，掌握地震与人员伤亡之间的关系，这对于未来减轻地震人员伤亡，合理布局地震灾害救助区域和抗震减灾工作有着极为重要的作用。

1 数据来源与研究方法

研究数据源于关于明代的可考资料，涉及明史、明实录、各地方志和汇编资料，其中汇编资料包括《中国历代天灾人祸表》《中国灾荒史记》（1960 版、1983 年版）《中国灾害通史》《中国地震目录》[29]《中国地震历史资料汇编（第二卷）》《山西自然灾害》《地震生命损失研究》《中国历史有感地震目录》《中国古今地震灾情总汇》《中国地震简目》《中国地震资料年表》《中国历史强震目录》《陕西省志·地震志》《西北灾荒史》。首先从文献中提取公元1368—1644 年，即明代期间造成人口死亡的地震条目，进行分析与整理，剔除重复记录，进而整理出明代生命损失型地震的序列。经统计，该序列共89 条，每条记录包括地震发生时间（格列历、儒略历和公历）、地点、灾情、震中烈度、震级等。然后建立明代生命损失型地震的模型，统计地震死亡人数，据此进行等级划分，研究不同等级的特征。接着分析明代生命损失型地震的时间特征，数据处理时，以年为统计单位，在时间上不区分一年之内生命损失型地震发生的次数和县域，凡是一年之中有多次地震发生的均计一年，并运用Morelet 小波分析法分析其周期性。而后分析明代生命损失型地震的空间特征，由于政区沿革中县一级政区较稳定，因此以县域为统计单位，在空间上，一次地震一个县域有多个地方发生的均计一次，统计之后利用arcgis10.0 分析明代生命损失型地震的空间差异与特征和不同时期其灾害重心的变化情况。其中，空间分析的底图以明代万历十年（1582年）版图[27]为标准，为避免因行政名称的变更所带来的混淆，将历史地名恢复至今地名进行统计。最后讨论了明代生命损失型地震频发的原因，希冀在研究历史上生命损失型地震特点的同时，能为以后地震发生时做好防震减灾工作、减少人员伤亡做借鉴。

2 生命损失型地震等级特征

2.1 评估生命损失模型的建立与检验

由于缺乏翔实的数据，前人对历史地震等级划分的研究主要依据谢毓寿编制的《新的中国地震烈度表》[28]和李善邦提出的“实用地震烈度与震级简表”[29]，而这种等级划分是定性意义上的，缺乏定量的准确性。然而定量确定具体死亡人数对于地震等级划分较为重要，可考文献中，地震导致人员死亡的数量记载较少，大多如“百余”“数百”“数千”“压死万计”等，详细至“八百四十余”“五千余”等的记载少之又少，更多的记载是关于人死亡的定性描述，如“民有压死者”“死伤甚众”“压死人畜不计其数”“复墙压人有死者”。因此，笔者试图引入模型，确定生命损失情况并据此进行等级划分。在评估具体死亡人数时，一般采用地震伤亡评估模型进行计算。目前国内外对地震伤亡评估模型的研究较多，主要可分为两类[30]：（1）基于地震参数（主要是烈度、震级）的经验模型，主要是基于历史典型地震灾害死亡人口案例的回归分析得到的相关参数；（2）建筑物倒塌或易损性的模型，基本按照地震造成人员死亡的原因构建模型，其中相关参数来自典型地震倒损房屋和死亡人口数量的统计关系。

本文参考刘金龙等[31]基于地震烈度并辅以地震震级和人口密度修正给出的地震人员伤亡评估模型，建立明代地震死亡人数的评估模型。但由于具体地震发生地的人口密度数据获取较为困难，因此，本文只进行了地震震级的修正。模型建立过程如下：

（1）在统计过程中会出现一些有烈度无震级地震或者有震级无烈度的地震条目，根据李善邦[29]关于烈度与震级关系的经验公式计算相应的震级或烈度；还有一些无烈度无震级的条目，仅4 条，则参考整个时间序列中其他条目的死亡描述或人数、发生地点、发生时间和烈度、震级等，给出参考烈度和震级。

（2）整理得到有死亡人数记载的地震条目共37条。其中，数百以一百计，数千以一千计，数万以一万计。将死亡人数小于100 定义为一级，小于1 000定义为二级，小于10 000 定义为三级，10 000 以上定义为四级。分别从不同等级中随机抽出一个地震条目，共4 条形成模型的检验样本，剩下的33 条自动成为模型建立样本。

（3）取模型建立样本中震中烈度和死亡人数的自然对数，建立两者的连续函数关系。采用高斯函数对其进行拟合，经参数回归后得到

其中，Dm代表人员死亡数量的均值，ln t 表示震中烈度。

（4）考虑在震中烈度相同的情况下，由于震级差异可能导致各烈度区面积比例不同，其伤亡情况会存在较大的差异。为消除影响，引入了震级修正系数，对评估的均值进行修正。为此，首先对上述统计资料建立烈度与平均震级的关系，回归后得到

其中，ln t 为震中烈度，Magm为与ln t 对应的平均震级。

通过震级与死亡人数之间的统计规律，回归得到二者之间的对数关系:

其中，D 为死亡人数，Mag 为实际地震震级。

定义震级修正系数:

（5）通过上述分析，得到考虑震级影响的地震人员死亡估算模型:

其中，震级修正系数αm按式(4)计算。

（6）地震人员死亡模型精度考察。利用模型计算模型检验样本中的死亡人数，并将其与实际死亡人数进行对比。从表1 中可以看出，根据本文提供的地震人员死亡评估模型计算得到的死亡结果，与实际地震死亡数据在数量级上基本吻合，从而证明本文所提出的模型具有一定的可靠性。

2.2 生命损失型地震的等级划分

根据上述地震人员死亡模型，计算只有人员死亡描述的地震条目的死亡人数，得到全部生命损失型地震的人员死亡情况，然后进行等级划分。若同一年有多个地方受灾，由此有多个等级，则参考杨志荣等[32]利用县级干旱等级估算省级干旱等级的方法，得到此年的地震受灾等级。最终，得到明代生命损失型地震等级情况，见图1。

表1 评估结果与实际地震伤亡结果比较Table 1 Comparison between evaluation results and real casualties'data

图1 明代生命损失型地震等级序列Fig.1 Grade series of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

明代生命损失型地震共发生89 次，平均每3.1 a发生1 次。一级（死亡百人以下）地震63 次，二级（死亡千人以下）地震13 次，三级（死亡万人以下）地震10 次，四级（死亡万人以上）地震3 次，分别占生命损失型地震的70.79%，14.61%，11.24%，3.37%。由此可知，百人以下死亡的一级地震类型占主体部分；随着地震等级的升高，地震发生次数减少。其次，从时间上看，相比明代前期，无论是总的地震发生次数还是各级别的地震发生次数，明代中后期都更多。

3 生命损失型地震的时间特征

3.1 10 a 尺度生命损失型地震频次特征

为揭示生命损失型地震的频率特征，参考龚胜生等[33]定义的疫灾10 a 指数方法，将出现生命损失型地震的年份定义为受灾年份，统计每10 a 中出现受灾年份的数量，即可得到生命损失型地震10 a 频次变化，见图2。明代生命损失型地震共发生70 a，10 a 频次为0～0.8 a，平均0.25 a，呈周期性波动上升趋势。从线性变化趋势看，斜率为0.019，相关系数为0.51，并通过P＜0.01 的极显著检验，说明生命损失型地震10 a 频次具有明显的长期上升趋势且达到了极显著水平。从最小二乘法的6 次多项式拟合曲线看，呈现3 个波动周期。第1 个周期不完整，从1368 年 开 始，于1428 年 结 束；第2 个 周 期 从1428 年开始上升，于1498－1507 年达到峰值，之后有所下降，于1578 年结束；第3 个周期从1578 年缓慢上升，上升速度远小于第2 周期，并于1618－1627 年达到峰值，其峰值大于第2 个周期，之后开始下降。明代生命损失型地震10 a 频次变化可以划分为4 个主要阶段，第1 阶段是1368－1478 年的明前期，共发生4 a，占总发生年份的5.71%，频次最少；均值为0.37 a，平均27.25 a 发生1 次，受灾概率为3.6%，标准差为0.64，波动性最小。第2 阶段是1478－1518 年的明中前期，共发生18 a，占总发生年份的25.71%，频次较高；增速变大，均值为4.5 a，平均2.22 a 发生1 次，受灾概率为45%，标准差为1.12，波动性变大；在1498－1507 年出现峰值，其值为6。第3 阶段是1518－1608 年的明中后期，共发生27 a，占总发生年份的38.57%，频次最高；增速减小，均值为3 a，平均3.33 a 年发生1 次，受灾概率为30%，标准差为0.82，波动性减小。第4 阶段是1608－1644 年的明末期，共发生21 次，占总发生年份的30%，频次较高；增速再次变大，均值为5.25 a，平均1.71 a 发生1 次，受灾概率为58.3%，标准差为1.64，波动性最大；在1618－1627 年达到峰值，其值为8。总之，第1 阶段为低频稳定阶段，第2 和第4 阶段为高频波动阶段，第3 阶段为高频稳定阶段，即“一低频三高频、两稳定两波动”。

图2 明代生命损失型地震10 a 频次变化Fig.2 Change of decade occurring frequency of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

3.2 10 a 尺度生命损失型地震县次特征

为衡量生命损失型地震发生时波及的广度，参考了龚胜生等[33]定义的疫灾十年县数，统计每10 a发生生命损失型地震时波及的县数，得到生命损失型地震10 a 县次变化图，见图3。明代生命损失型地震的受灾县次共为1 827 县，10 a 县次为0～375县，平均65.25 县，呈周期性波动上升趋势。从线性趋势线的变化看，其斜率为0.60，并通过P＜0.01 的极显著检验。相较生命损失型地震10 a 频次变化的线性斜率，县次的斜率明显较大，说明县次的增长速度更快。从最小二乘法的6 次多项式拟合曲线看，呈现3 个明显的波动周期。3 个波动周期的划分与生命损失型地震10 a 频次变化的波动周期一致，峰值年份也一致。明代生命损失型地震10 a 县次变化亦可划分为4 个阶段，与生命损失型地震10 a 频次的阶段划分一致。第1 阶段的明前期，共波及28县，占总发生县数的1.5%，受灾县次最少；平均每年有0.26 县受灾，每个县受灾概率为1.32%，标准差为5.40，波动最小。第2 阶段的明中前期，共波及448县，占总发生县数的24.52%，受灾县次明显增多；增速变大，平均每年有11.2 县受灾，每个县受灾概率为21.04%，标准差为109.38，波动变大；峰值位于1498－1507 年，其值为300 县。第3 阶段的明中后期，共波及674 县，占总发生县数的36.89%，受灾县次再次增多；增速减小，平均每年有7.49 县受灾，每个县受灾概率为31.66%，标准差为56.15，波动性相对较小。第4 阶段的明末期，共波及677 县，占总发生县数的37.06%，受灾县次最多；增速再次变大，平均每年有18.81 县受灾，每个县受灾概率为31.80%，标准差为132.49，波动性最大；于1618－1627 年达到峰值，其值为375 县。总体来看，4 个阶段呈现“一低广度三高广度、两稳定两波动”特征。

综上，在明前期，共110 a，占明朝的39.86%，但生命损失型地震的累计频次和县次的占比很小，处于生命损失型地震发生较少的稳定时期；在明中后期，共166 a，占明朝的60.14%，但累计频次占比达94.28%，累计县次占比高达98.47%，处于生命损失型地震发生较多的波动时期。

图3 明代生命损失型地震10 a 县次变化Fig.3 Chang of decade occurring country of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

3.3 周期特征

大地震具有较强的、稳定的周期[34]，但生命损失型地震的发生与震中位置有关，若震中位置具有随机性，则震中位置位于人口密集区和非密集区所导致的结果大相径庭，因此，生命损失型地震的发生具有偶然性，其周期也具“欺骗性”。但是，震中位置确实具有随机性吗？为了探索这一问题，笔者从国家地震科学数据共享中心（http://data.earthquake.cn）获取了2010－2018 年我国的地震信息。由于92.13%明代生命损失型地震的震级都在5 级及以上，因此只研究2010－2018 年大于或等于5 级的地震，共163 次，将其震中位置标于图4 上。从图4 中可看出，存在一些震中位置集中区，即震中位置是有规律可循的，那么生命损失型地震的发生也就存在周期性。但是，生命损失型地震的发生不仅与震中位置有关，还与人口密集区有关，而人口密集区随时间发生改变，因此，生命损失型地震的周期并不精确，但从长时间尺度和宏观角度看，仍有一定意义。

利用Morelet 小波对明代生命损失型地震10 a频次时间序列进行分析，从小波变换系数实部等值线图5（a）中可看出，明代生命损失型地震发生频次存在明显的周期性变化特征，包括110～130，60～70 a 周期。在110～130 a 尺度上，呈现多-少-多-少-多5 个循环，在60～70 a 尺度上，呈现少-多-少-多-少-多-少-多8 个循环。图5（b）是明代生命损失型地震10 a 频次时间序列小波方差图，由图5 可知，明代生命损失型地震演变过程存在120 ，60 a 2 个明显峰值，分别对应110～130 ，6～70 a 2 个周期，最大峰值对应120 a 的时间尺度，表明110～130 a 的周期震荡最强，为演变过程的主周期；次峰值对应60 a 的时间尺度，表明60～70 a 为第2 主周期。在显示强周期性位相结构的110～130 a 时间尺度上，1368－1420 年、1475－1525 年、1578－1638 年为正位相，频次较高，尤以1578－1638 年为甚；1420－1475 年、1525－1578 年为负位相，频次相对较低。

4 生命损失型地震空间特征

4.1 生命损失型地震频次的空间分布

统计明代生命损失型地震发生的地点，绘制县域生命损失型地震累计频次的空间分布图，如图6（a）所示。生命损失型地震在明代大部分区域皆有分布，主要位于我国二、三级阶梯上，青藏高原和东北平原鲜少发生，其原因应与这些地方居住人口较少、记载较少有关。主要高频中心有4 个，第1 个高频中心位于我国华北地区，主要包括京津唐等，频次主要集中在3～6 次，其中最高频次的北京可达42次；第2 个高频中心位于我国中部，主要包括山西、陕西和宁夏等，频次亦主要为3～6 次，最高频次位于银川，可达16 次；第3 个高频地区位于西南，主要包括云南、四川等，云南主要频次为3～6 次，四川、重庆则为1～2 次，但最高频次同时发生在成都和昆明，为15 次；第4 个高频地区位于东部沿海地区，主要包括江、浙、上海一带，主要频次为1～2 次，最高频次可达25 次。

图4 2010—2018 年中国震级≥5 级的震中位置分布Fig.4 Distribution of epicenter location with magnitude ≥5 in China during 2010 to 2018

图5 明代生命损失型地震10 a 频次小波分析Fig.5 Wavelet analysis of decade frequency of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

依据前文方法，将生命损失型地震划分为不同的等级，统计各等级的县域频次分布（见图6（b）～（e））。明代生命损失型地震第1 等级的空间分布特征与总累计频次的空间分布类似，高频中心基本一致，最高频次可达26 次。第2 等级波及的县域明显减少，主要分布在山西、陕西和四川、云南一带，频次也较低，主要为1～2 次，华北地区零星分布，但频次最高。第3 等级波及范围略有减少，主要发生在3 个地区，京、津、冀、四川、云南和广西一带，主要频次为1～2 次。第4 等级波及范围则明显减少，主要发生在我国中部，具体包括山西、陕西等，主要频次也为1～2 次。综上，低等级的灾害区域广泛分布在全国，高等级的灾害区域主要分布在山西、陕西、四川等地；随着灾害等级的升高，波及范围逐渐减少，发生频次逐渐降低。

4.2 生命损失型地震重心的变化

综上，将生命损失型地震划分为4 个阶段，统计不同阶段的空间分布，绘制县域明代生命损失型地震的空间分布图（见图7）。

明前期（1368－1478 年）共发生6 a 生命损失型地震，在山西、甘肃、四川、西藏、江苏等省零星分布，总体上分布范围较小，平均累计频次为1 次，只有兰州、南京达到5～6 次。

明中前期（1478－1518 年）共发生18 a 生命损失型地震，主要分布在云南、山西、陕西、宁夏、河北、北京等地，四川省、江浙一带也有分布，但范围较小。平均累计频次为1～2 次的地区占大多数，但3～6 次的地区明显扩大，主要分布在云南，此外，北京、南京、庆阳的累计频次达到10 次以上。与明前期比，明中前期的波及范围明显增大。

明中后期（1518－1608 年）共发生26 a 生命损失型地震，大部分地区基本都有分布，主要分布在山西、陕西、宁夏、北京、河北、四川、云南、广西、广东、海南等地。平均累计频次以1～2 次为主，6～8 次的高频次地区主要分布在山西、陕西、宁夏，高频中心尤以银川、庆阳、西安、运城为甚，为10 次左右。与明中前期相比，明中后期生命损失型地震发生的范围进一步扩大，但高频次地区的范围相对减少。

明后期（1608－1644 年）共发生20 a 生命损失型地震，除个别省份外，多数省份皆有分布。平均累计频次以1～2 次为主，高频次地区主要分布在河北、北京等。与明中后期相比，明后期生命损失型地震波及的省份继续增多，高频次地区更少，只分布在华北平原地区，但累计频次最高达32 次，说明灾害波及的范围有所扩大，即全国大部分地区都受到灾害的危害，但受灾程度减轻，只有华北地区受灾较频繁。

综合来看，随着时间的变化，明代生命损失型地震分布范围逐渐扩大，累计频次逐渐增多，主要分布在河北、北京等华北地区，山西、陕西和宁夏等中西部地区，四川、广西等西南部地区，江浙一带，广东、广西等南部地区。此外，灾害重心随时间亦发生了移动，由西南到中部再到华北、华东。

5 明代生命损失型地震原因分析

5.1 明代生命损失型地震频次变化的原因分析

地震的发生除了从地球本身的因素，诸如地质构造、能量积累等寻找原因外，天体对地球活动的影响也不可忽视。潮汐时因月球和太阳对地球各处引力不同形成的海洋、地壳、大气的周期性升降现象，太阳和地球的引潮力使弹性的地球表面及内部发生变形，引起物质的重新分配，成为地球重力场的扰动因素之一。赵娟等[35]分析了20 世纪以来台湾地区Ms≥7.0 的大地震发生时刻前后的日月引潮力变化，发现日月引潮力的变化率与这些地震的发生时刻存在显著相关性，认为其对台湾地区大地震的发生可能有一定的触发作用。韩延本等[36]研究发现，华北地震与日月引潮力也有很高的相关性。

此外，太阳活动通过大气扰动，即地震天气异常，触发或孕育地震的效应，将大气与地壳这两个似乎不相干的因子，构成地震-气候系统。有研究发现，太阳活动期间，由于极地大气或整个大气层的扩张，使得受制于极地和赤道间温度梯度的全球大气环流发生扰动[37]。此种扰动导致全球和区域的风场和气压场重新调整，使大气质量和动量在地球上重新分配，造成千百公里范围内的大气倾斜及重力变化，从而产生附加应力，使深处孕震岩层错动。因此，本文尝试探索地震与气候的对应关系。以ZHENG 等[38]重建的过去1 500 a 中国东部地区干湿变化序列和GE 等[39]重建和模拟的过去2 000 a 东部冬半年温度变化序列为依据，截取1350－1650 年的时间段，对比分析湿度和温度变化与生命损失型地震的关系。从干湿指数序列看（见图8（a）），1430 年以前，即明前期，偏湿润，此时对应较少的地震频次，1430－1550 年，即明中期，偏干旱，地震发生频次增多，1550 年以后，即明后期，波动转干，地震频次仍然只增不减。发现干旱与强震有较好的对应关系。从温度变化序列看（见图8（b）），明代总体温度呈现螺旋式缓慢下降的趋势，生命损失型地震发生的频次呈现增长的趋势，即随着温度的下降，生命损失型地震发生的频次增多，体现出寒冷和强震有较好的对应关系。但徐道一等[40]认为，寒冷与强震并不是简单的因果关系，而是更高层次因素作用结果的体现，可能是与天文因素有关的地圈和大气圈等多个圈层耦合作用的结果，这需要更多的数据模型和深层次的机理研究。

图6 明代生命损失型地震空间分布Fig.6 Spatial distribution of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

图7 明代生命损失型地震重心变化Fig.7 Change of center gravity of life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

5.2 明代生命损失型地震死亡人数特征的原因分析

前文将生命损失型地震划分为4 个阶段，第1 阶段发生频次为6 a，死亡人数628 人，平均104 人·a-1；第2 阶段发生频次为18 a，死亡人数13 923 人，平均773.5 人·a-1；第3 阶 段 发 生 频 次 为27 a，死 亡 人 数841 732 人，平均31 175.3 人·a-1；第4 阶段发生频次为20 a，死亡人数23 884 人，平均1 194.2 人·a-1。研究发现，在明代中后期生命损失型地震导致的死亡人数明显增加，且平均每次死亡人数也明显增加，因此，这不仅与频次的增多有关，还应与明代人口数量增加有关。根据王红印[41]提供的明代人口数据，得到明代人口数量变化曲线（见图9（a））。对比明代生命损失型地震导致死亡人数的变化（由于1556 年陕西华县大地震死亡人数过多，若要在图中显示则会掩盖死亡人数变化趋势，因此未全部显示），发现2 条曲线趋势吻合较好。首先，人口数量随着时间变化增加，死亡人数也随着时间变化增加，尤其是明后期，当人口数量接近2 亿时，平均死亡人数较前期增加明显。其次，死亡人数曲线有3 个峰值，第1 次出现在1500 年左右，此时人口数量出现增长趋势；第2 次出现在1556 年左右，人口数量的增加速率明显加快；第3 次出现在1625 年，人口数量位于峰值。

图8 明代生命损失型地震与气候的关系Fig.8 Relationship between climate and life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

图9 明代人口数量变化与生命损失型地震导致的死亡人数变化Fig.9 Changes of the population and death tolls caused by life-loss earthquakes in the Ming Dynasty

从空间上看，明代生命损失型地震频发的地区有4 个，京津唐一带，山西、陕西一带，四川、云南一带和江浙一带。一方面，中国位于亚欧板块，受印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的作用，是一个构造活动强烈的地区。板块与板块的边界形成重要的活动构造带，板块内部亦不是刚性的，存在板块内部块体的相对运动，形成活动程度不同的活动构造带。我国的活动构造区主要包括喜马拉雅(PB1)和台湾(PB2) 2 条现代板块活动边界构造带，大陆板块内部可以分为青藏(A)、新疆(B)、东北(C)、华北(D)、华南(E)和南海(F)等6 个活动断块区[42]。其中活动强烈的主要包括青藏、新疆、华北3 个断块区，除此之外的活动断块区的活动程度都相对较弱。而京津唐就处于华北断块区的D3 华北平原断块，江浙处于D7苏沪-南黄海断块，山西、陕西处于D1 鄂尔多斯断块，四川云南则处于A6 川滇断块、A7 滇西南断块。综上，这是生命损失型地震在某些特定地区频发的主要自然原因。另一方面，根据张民服[43]提出的不同时期各省人口数据，将各省不同时期的人口数据求平均得到明代时期的人口数，再求得各省份占全国人口的百分比，见表2（表2 中，省去了明中期奴儿干和西北六卫的人口百分比），发现南方地区人口主要集中在南直隶、浙江一带，北方地区则集中在山西、北直隶和陕西一带，这与生命损失型地震多发地区一致，即人口密集的地区，地震导致人口死亡的数量更大。

表2 明代各省份的人口百分比Table 2 Percentage of population in the provinces of the Ming Dynasty

6 结 论

对明代生命损失型地震的时空分布特征进行了分析，进而简析地震频发的原因，讨论了明代前后期和不同地区生命损失型地震所导致的死亡人数差异的原因。结果表明：

6.1 对生命损失型地震进行等级划分显示，从明初到明末的276 a 间，生命损失型地震等级强度有逐渐增强趋势，明中后期地震发生次数明显增多，且等级高的地震较多。

6.2 在明前期，处于生命损失型地震发生较少的稳定时期；在明中后期，生命损失型地震的累计频次占比达94.28%，累计县次占比高达98.47%，处于生命损失型地震发生波动的较多时期。明代生命损失型地震发生频次存在明显的周期性变化特征，包括110～130 ，60～70 a 周期。

6.3 生命损失型地震在明代大部分区域皆有分布，主要位于我国二、三级阶梯上。低等级的灾害区域广泛分布于全国，高等级的灾害区域主要分布在山西、陕西、四川等地；随着灾害等级的升高，波及范围逐渐减少，发生频次逐渐降低。灾害重心随时间变化发生移动，由西南移到中部再到华北、华东。

6.4 明代地震频繁的原因除地球本身因素外，太阳活动还通过影响气候变化，进而间接影响地壳活动。气候寒冷与干旱与地震亦有较好的对应关系。明后期生命损失型地震导致死亡人数大量增加，不仅与地震的频发有关，还应与明代经济逐渐发展、人口密度逐渐增大有关；不同地区生命损失型地震导致死亡人数不同，一方面与地震频发地区处于板块之间的活动构造带有关，另一方面应与人口分布有关。