第五节　地学与农学

宋代的农业发展水平是相当高的，尤其是在南方，农业生产和技术达到了一个新的水平。突出表现在这样几个方面：一是发明了一些垦地方法，如圩田、淤田、沙田、葑田、架田、涂田、湖田等；二是农作物分布有很大变化，水稻生产跃居农作物首位，并从国外引进水稻新品种，如越南的“占城稻”，朝鲜的“黄粒稻”。且江南也“竞种春稼（小麦），极目不减淮北”。[22]经济作物，南方的棉业发展很盛，园艺、蚕业也得以发展；三是农业生产条件改善，单位面积产量提高。宋代农业的重大变化推动了农学理论的发展，最具代表性的是陈敷的《农书》。

陈敷的《农书》著于南宋绍兴十九年（1149年），这是最早论述南方水稻生产区域的农业生产技术和经营的农学书籍。这本农书的主要内容有：一是整地技术，将田地分成早田、晚田、丘陵、平原和低地并采取不同的措施；二是育苗，在《善其根苗》篇中主要论述水稻的育苗技术，如培养壮苗的原则和重要性；秧田在插前的耕作和施肥；怎样防止烂秧；控制秧田水层深浅等；三是中耕除草技术；四是烤田和灌田。陈敷的《农书》第一次专篇系统讨论了土地的利用问题，首次明确提出两条对土壤看法的基本原则：一是土壤虽有好坏，但若治理得当，同样可栽种作物。对不同的土壤可采取不同的治理办法；二是只要使用得当，土地就可以经常保持壮盛。除合理利用土壤外，施肥也很关键，并提出了施肥要点和四种新肥源，尤其推崇“用粪犹用药”的思想。陈敷的《农书》是宋代农业上的重要成就之一，充分体现了农业生产精耕细作的思想。

如同其他领域一样，宋代的地学成就也很突出，这主要表现于地理学书籍的编纂、地图的制作、地质的考察和水利事业的发展等诸方面。

宋之前，对地理书籍的编撰历代都很重视，如战国时的《禹贡》、东汉班固的《汉书·地理志》、东汉吴平、袁康的《越绝书》、晋常璩的《华阳国志》、刘宋王僧虔的《吴郡地理记》、南齐陆澄的《地理书》、梁任昉的《地记》、隋朝的《诸郡物产土俗记》、《区宇图志》、《诸州图经集》、唐李泰的《括地志》、李吉甫的《元和郡县图志》等基本上都是地理书籍，记载的是疆域、山川、扼塞、道里、户口、物产、风俗等。到了宋代，以图经形式编撰地理书籍仍然很盛，宋初就规定：“凡土地所产，风俗所尚，具古今兴废之因，州为之籍，遇闰岁造图以进。”[23]宋初官府也数次大规模修天下图经和诸道图经，如《开宝诸道图经》等。此后官方修地理书更多，有《太平寰宇记》、《历朝九域志》、《元丰九域志》等，不过从宋初开始修地理书时就出现了明显的变化，图经中的文字部分越来越多，而图则渐处于附庸地位。到了南宋，图文完全分开。所以说，从隋唐以来的图经地理书渐渐有所变化，到宋代完全过渡到地方志上，并形成了统一的规格和体裁。开创之功要推《太平寰宇记》，与其他志书不同的是将人物和艺文列入方志中，从而开创了方志的新体例。除官方编撰全国性的总志外，宋代各州郡县也修有志书，如《乾道临安志》、《淳祐临安志》、《咸淳临安志》、《吴郡志》等。

就在传统的地理书籍向方志过渡之时，宋代还有人专门著书写地理沿革，如郑樵的《通志》中的《地理略》，考证历代疆域沿革；《都邑略》则叙述历代的都邑变化，均属于沿革地理的范畴。

从宋立国开始，宋朝统治者采取了诸多办法，加强中央集权，把军权、财权等地方权力统统收归中央。中央为了控制地方，诸凡军事调动、财赋税收的调拨没有地图是很困难的。因此宋代政府对地图制作相当重视。宋初有规定每年地方州郡向朝廷移送地方图经，这就为全国性地图制作创造了良好条件。真宗时下诏令“翰林院遣画工分询诸路，图上山川形势，地理远近，纳枢密院”[24]，这就是淳化四年（993年）完成的大型地图——《淳化天下图》。宋代的地图很多，保存到现在的也不少，有税安礼的《地理指掌图》、程大昌的《禹贡山川地理图》等。尤值得重视的是保存在西安和苏州的三幅石刻地图，即《华夷图》、《禹迹图》和《地理图》。这三幅图均属南宋，北宋的则有《九域守令图》。

在宋代随着矿冶开发，人们对地质地貌的考察蔚然成风，这种风气的推动使人们对某些矿藏及地质地貌的认识和研究比前代有了较大的进步。尤值得关注的是南宋初杜绾编著的矿物学著作《云林石谱》。该书共三卷，记载石岩矿石达116种，各记其产地、采法、产状、光泽、品评其优劣等，这反映了宋人对矿物认识的新水平，这是一部关于岩矿知识的著作。在这本书中作者还谈及岩矿的风化和侵蚀方面的内容，这是沈括之后人们对某些地质地貌成因的明确记载。该书的一个重要特点是对化石有较深的认识和研究。对于该书中所记载的鱼龙石、石燕，杜绾对此进行了研究，并指出其形成的原因。认识到鱼化石是古代鱼类的遗体，是经过长期埋藏后石化的结果。关于采集化石的情况，在该书卷中有详尽生动的记载：

潭州湘乡县山之巅，有石卧生土中，凡穴地数尺，见青石即揭去，谓之盖鱼石。自青石之下，色微青或灰白者，重重揭取，两边石面有鱼形，类鳅鲫，鳞鬣悉如墨描。穴深二三丈，复见青石，谓之载鱼石，石之下，即著沙士，就中选择数尾相随游泳，或石纹斑剥处，全然如藻荇，但百十片中，然一二可观。大抵石中鱼形，反倒无序者颇多，间有两面如龙形，作蜿蜒势，鳞鬣爪甲悉备，尤为奇异。

这些石鱼是如何形成的呢？他认为：“岂非古之陂泽，鱼生其中，因山颓塞，岁久土凝为石而致然欤？”虽然作者未能说明这是由于地壳发生变动，原来的湖河变成大山，鱼被石埋藏结果所致，但也说明了一些这方面的推测，这种见解是相当进步的。

石鱼成因如此，石燕又是怎样形成的呢？石燕是无脊椎动物腕足纲石燕类化石，古人不识之，有“石燕遇雨则飞”的传说。杜绾经过对化石的考察，揭示出了“石燕遇雨则飞”的现象本来原委，他说：“永州零陵出石燕，昔传遇雨则飞，顷岁余涉高岩，石上如燕形者颇多，因以笔识之，石为烈日所暴，偶骤雨过，凡所识者，一一坠地。盖寒热相激迸落，不能飞尔。”[25]石燕何以形成，也是由于地壳发生变化所致。

鱼、燕化石的出现，并使宋人对此深入研究，着实与宋代金石学大兴分不开。也可以说人们收藏化石，不惜爬涉崇山峻岭，也是出于对金石的垂爱。这种结果，促进了宋代地学的发展。