众所周知，人体是由40多种元素组成的，可根据这些元素在体内的含量多少大致将其分成常量与微量两大类。其中常量元素，占人体体重的99.5%,它们包括碳、氢、氧、磷、硫、钙、钾、镁、钠、氯等10余种，主要构成机体组织，并在体内起电解质作用；微量元素，只占人体体重的0.5%,它们包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等14种。这些所谓的人体微量元素在体内的含量虽然微乎其微，但却能够起到非常重要的生理作用③。然而，人体内微量元素与土壤微量元素是两个不同的概念范畴，但由于人类生活在生物圈中，人类就必定要与周围环境的所有成分发生关系，即人类与生
————————
①邹逸麟：《中国历史地理概述》,上海教育出版社1996年版，第103—104页。
②李振宏、孙英民：《居延汉简人名编年》,中国社会科学出版社1997年版，第1—2页。
③王蔓：《生命科学中的微量元素》,中国计量出版社1996年版，第13—15页。
物圈、水圈、大气圈和岩石圈中的无机物会产生频繁的交换关系；而且，在生物圈中，人类生存最基本的条件都来自于土壤，所以，与人类生活有着最密切关系的土壤以及土壤中的微量元素水平必定要决定着生长、生活于此的人类本身和其周围所赖以生存的动植物体内的微量元素水平，也必定会影响到人类自身的疾病和死亡等问题。同时，医学研究的成果表明：虽然人体微量元素有铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硒、钼、碘、氟、镉、钒等14种之多，但各元素在人类的生存和再生产繁衍中所起的生理作用各不相同①。例如锌是构成人体26种必需元素之一和14种微量元素中唯一没有生理毒性的元素，与人体中80多种酶的活性有关：它不仅参与200多种酶、核酸及蛋白质的合成，而且与DNA、RNA聚合酶关系密切；锌可通过含锌酶的作用，促进核酸和蛋白质的合成，加速激素的产生和释放，进而促进细胞的生长和分裂；锌能改善食欲及消化机能；缺锌会提高大肠癌、肺癌、肝癌等肿瘤的发生率，会导致神经衰弱等。可见，微量元素锌不仅是人体生长发育过程的必需物质，还是癌症、冠心病等疑难杂症的防治因子和预防胎儿畸形的重要元素②。有鉴于此，本节拟主要探讨一下居延地区土壤微量元素有效锌的变化及其变化规律问题。
自然科学的研究成果证明：土壤微量元素有效锌的变化与成土母质、河水、大气、有机质含量、土壤酸碱度(pH值)以及人类不合理的开发与利用密切相关。为此，我们可以根据土壤微量元素有效锌的变化规律与国家在20世纪八九十年代所进行的内蒙古自治区土壤微量元素含量的调查资料相结合，来了解两汉时期居延地区土壤微量元素有效锌含量及其变化规律。
如前所述，两汉时期居延地区属于由今阿拉善盟管辖的阿拉善高
————————
①王夔：《生命科学中的微量元素》,中国计量出版社1996年版，第9页。
②徐国平：《妊娠与锌营养》,《国外医学卫生学分册》1988年第1期；涂明华、王野坪：《微量元素锌的生理作用及其临床》,《九江医学》1995年第3期；管宁等人：《微量元素锌与儿科疾病》,《微量元素与健康研究》1995年第3期。
原荒漠地带。灰漠土、灰棕漠土是这一地区主要的土壤类型，其土壤成土母质、pH值、有机质含量、降水量、蒸发量和有效锌值分别是：(一)灰漠土是发育在温带沙漠边缘地区的地带性土壤，属荒漠土范畴，是内蒙古西部分布广泛的土壤类型；它以贺兰山为界，北起东经107度的中蒙国界，东经狼山西侧，绕过乌兰布和沙漠东缘，向西南止于甘肃景泰。这条界线以东属荒漠化草原地带，以西属草原化荒溪地带；在内蒙古境内主要分布在巴彦淖尔市、乌兰布和沙漠边缘和同拉善左旗的东、中部，占自治区总面积的2.24%；气候属于温带干星荒漠气候带，干旱、少雨、多风沙是其气候特征、年降水量100—150mm,蒸发量是降水量的10倍以上；植被属草原化荒漠，地表多砂质，属于无径流区，地下水质差且矿化度高；土壤有机质平均含量在3.5k—5g/kg之间，pH值在8.8—9.2之间；有效锰3.65mg/kg,有效锌0.34mg/kg,属极缺土壤①。(二)灰棕漠土是我国西北荒漠地区重要的土壤类型之一，它广泛分布在内蒙古自治区、甘肃省、青海省及新疆维吾尔自治区的漠境地带；灰棕漠土在内蒙古主要分布在巴彦潭尔盟的乌拉特后旗和阿拉善盟的阿拉善左旗、阿拉善右旗、额济纳旗和西北部荒漠戈壁之上，它是阿拉善盟的主体土壤；阿拉善盟气候极度干旱，大部分地区年降水量在50mm左右，蒸发量是降水量的50—100倍，植被以旱生及超旱生的深根、肉质、具刺的灌木和小半灌木为主，属典型的荒漠植被；该区属贫水区，地下水深且矿化度高；地表水主要为祁连山冰雪融水，沿黑河水系的弱水流入境内，但水量逐年减少，以致东西居延海已干涸多年；在极端干旱少雨的条件下，该区土壤的淋溶作用甚微，成土母质粗骨性强，壤质、黏质土极少；有机质含量在1.7g—4.1g/kg之间，pH值在8.3—9.5之间；有效锰1.9mg/kg,有效锌0.16mg/kg,均属土壤微量元素有效锌极缺土壤；灰漠土可
——————————
①内蒙古自治区土壤普查办公室、内蒙古自治区土壤肥料工作站：《内蒙古土壤》,科学出版社1994年版，第330—347页。
分为典型灰漠土、石膏灰棕漠土和碱化灰棕漠土三大亚类：其中典型灰漠土是阿拉善高原上的主要土壤类型，占灰漠土的63%,主要分布在阿拉善左旗中北部、阿拉善右旗(除巴丹吉林沙漠外)的大部以及额济纳旗大部分地区，年降水量在50—100mm之间，成土母质为冲积物、洪积物和风积物，植被以超旱生的半灌木、灌木为主，pH值在8.3-9.1之间，有效锰2.18mg/kg,有效锌0.16mg/kg；石膏灰漠土是阿拉善盟又一主要土壤类型，占灰漠土总面积的37%,成土母质为冲积物、洪积物和风积物，年降水量在50mm之下，土壤多砾石，植物生长极为困难；土壤有机质1.2g—5.1g/kg,pH值7.5—9.1之间，有效锰1.3mg/kg,有效锌为0.14mg/kg。①
此外，关于两汉时期居延地区土壤微量元素有效锌的日趋减少问题，除了与气候变干变冷、土壤成土母质等自然因素有关外，还应与在这种脆弱环境中人类的破坏有着密切的关系。从居延汉简所反映的情况看，当时戍卒的日常工作就是“画沙中天田”,即将土壤中本来生长着的草类和灌丛拔去，沿边境开辟一块平坦、开阔的细沙地，以观察人类或动物过往边界的痕迹。而这对本属半干旱干旱地区的居延来说，是一种极为恶劣的破坏。现代农业中大量的实验表明：草地退化意味着植被和土地退化，由此必然会引发生态环境的恶化；植被作为土地的保护伞，具有拦截雨水，缓和雨水冲击，减慢雨水流速，固结土壤，增加土壤有机质，改善土壤结构的功效；植被一旦被破坏，土壤侵蚀随即就会发生。
一般地说，土壤侵蚀可分为水蚀和风蚀两种类型。水蚀是由降水和地表径流造成的；土壤风蚀与气候干旱，缺少植被保护和风速大及大风日数多密切关联。汉代居延所在的阿拉善高原，现当代牧区年降水量仅40—150mm,主要集中在7、8、9三个月，且冬春大风日数可达70—80
——————————
①内蒙古自治区土壤普查办公室、内蒙古自治区土壤肥料工作站：《内蒙古土壤》,科学出版社1994年版，第349—359页。
天，环境十分恶劣。所以，一旦植被被破坏，土壤在风力和水力等外力的作用下，必然发生严重的侵蚀①。而土壤发生严重的侵蚀，即意味着富含有机质、土壤有效锌和较低pH值的土壤表层的丧失，其结果必然是土壤有效锌的降低和生存环境的继续恶化。
总之，由以上20世纪八九十年代对内蒙古阿拉善盟阿拉善高原荒漠带土壤微量元素和气候、降水条件的调查看，汉代居延所在的今额济纳旗地区，是生存环境极度恶劣和土壤微量元素有效锌极缺的地区。虽然，土壤有效锌的含量会随气温升高和潮湿程度升高而增加，且公元前1世纪的汉代气温较今为高，当时河流、湖泊较今水量为大，有禾本植物、水生物和灌丛生长，土壤有机质高于今天；但由于古居延地区土壤多为风成物，黏度差，含锌量低，故土壤有效锌含量也不会较今高太多，应仍属于土壤有效锌极低地区。而如前所述，如果土壤微量元素有效锌含量极低，这就必然影响到生物链中食物有效锌的含量，进而必然影响到生活在当地的人类和动物的微量元素锌的水平；根据现代医学研究的成果，土壤有效锌水平低，必然造成生活于当地的人们的生理有效锌水平低下，容易导致人体免疫力下降，造成疾病和死亡现象的多发。而关于这一点，今人对居延汉简疾病简的研究和统计资料的成果即可充分验证之。
