自全新世以来，尽管中原地区地貌略有变化、气候也不断波动，但总体而言中原的生态环境是优越的。
一、“生态过渡带”的气候特征
（一）新石器时代至殷商时代——温暖湿润的适宜环境
新石器时代是人类历史发展进程中的一个重要阶段，距今约1万年左右，在此期间，地球的发展经历了更新世最末一次冰期之后进入了全新世时期。在此之后，气候不断回暖，为全新世大暖期或全新世最佳适宜期。由于这个时期与仰韶文化时期有某些联系，也被称为“仰韶温暖期”，在学术界，以施雅风院士为首的课题组认为我国全新世大暖期出现于距今约8500～3000年之间[1]。这是一个更为精确的数据，亦可作为“仰韶温暖期”的起讫时段。这正好和我国黄河中下游地区的裴李岗——磁山文化、仰韶文化、龙山文化及夏商王朝相对应。
新石器时代的早期为距今约10000～7000年，这相对应于“仰韶温暖期”的早期。新石器时代的中期为距今约7000～5000年左右。新石器时代的后期为距今约5000～4000年左右。仰韶温暖期为温度适宜期，农业开始萌芽并得以迅速发展，国家开始建立，为新石器文化时代的繁荣和中华民族的发展奠定了文明根基。
在距今约10000～7000年新石器早期，中原地区的气候正处于晚冰期向后冰期过渡的阶段，气候虽仍较凉干，但在慢慢变暖，带有明显的过渡性特征。
整个黄河下游地区的植被，针叶树花粉含量显著减少，阔叶树花粉增多，一些喜暖的属种，如栎开始出现，但孢粉组合仍以针叶树稍占优势，植被类型为针阔混交林。[1]这一时段大约延续了2000多年，在该时段内黄河下游地区植被的过渡性特征说明在新石器时代早期中原地区的气温呈现出不断回升的趋势。
磁山文化遗址的年代为公元前5405～5285年，主要在冀中南地区，北达燕山南麓，南到豫北安阳地区。据周本雄先生鉴定，磁山遗址的动物标本可分为兽类、鸟类、龟鳖类、鱼类、蚌类五大类，至少可代表23种动物，即东北鼢鼠、蒙古兔、猕猴、狗獾、花面狸、金钱豹、犬科未定科、家犬、梅花鹿、马鹿、四不象鹿、狍、獐、赤麂、鹿科未定种、短角牛、野猪、家猪、家鸡、豆雁、鳖（种属未定）、草鱼、丽蚌。以上动物中狗、猪、鸡为家畜，牛不能肯定是家畜，其余皆为野生动物。鹿类中的獐俗称獐子，一般生活在河岸边的芦苇丛中、湖边或山边丛林中，现今主要分布在长江流域各省。野猪、猕猴、花面狸等都可以说明当时有较多的水草地带，不远的地方有茂密的森林。大量的朴树籽、炭化的山胡桃的发现，也证明了这一点。尤其是猕猴的发现，说明华北平原靠近山麓的地方，在新石器时代森林的覆盖面积还相当大，猕猴的分布区也较现代更靠北些。花面狸则更是热带和亚热带地区的种类。个体相当大的草鱼、龟鳖类和丽蚌等水生动物遗骸的发现，表明南洺河当时水域较宽，流量大，水产丰富[1]。这些考古发现表明当时的环境应是水域宽阔，气候温暖湿润。
另外根据对裴李岗文化贾湖遗址的孢粉分析，贾湖裴李岗文化的下伏黄土层的孢粉组合中，虽有少量喜暖的植物如杨属、茜草科、大戟科、水龙骨科等，但未见榆，少见栎，耐旱的蒿属、菊科、藜科占绝对优势，表明末次冰期之后的气温回升许多，但仍不很高，降水量也不大，属于温和半干旱气候。在下伏地层表面，即裴李岗人初来此活动时的地面上的孢粉组合中，喜暖的因素进一步增加，新出现榆属、枫香属、山毛榉属、水蕨属等，柳属和栎属比例也有所增加，环纹藻类比例增大，而耐早的蒿属等植物比例递减50%以上，呈现出蒿属草原面积缩小而湖沼面积扩大的趋势。反映的气候条件可能与现在相似或略暖湿些，属温和半湿润气候。到了裴李岗文化时期，出现了大量的现今分布于长江流域及其以南地区的动物如鳄、闭壳龟、獐、鹿等，环纹藻类比例增大，蒿属等植物比例减少，反映出草原面积进一步缩小而湖沼面积进一步扩大的趋势，表明当时的气温和降水量都比现今这一地区为高，呈现温暖湿润的气候特征，与现在的长江流域气候相似[1]。
这些都表明在新石器时代早期，气候的状况出现了由干冷到温暖湿润转化的趋势，气温和降水量都有所上升，到了磁山文化、裴李岗文化时期，气候已转化为温暖湿润，生态环境明显好转。
新石器时代的中期为距今约7000～5000年左右，这一时期中原地区的气候总体来说是以温暖湿润为特点。
经对大河村遗址T37厚度达9.7米的文化层剖面所含孢粉的分析，计有26个植物科属的花粉和9个类型的孢子，即：松属、桦属、栎属、榆属、胡桃属、藜科、蒿属、菊科、禾本科、莎草科、毛茛科、唇形科、水龙骨科、卷柏科等。据对这些孢粉组合及其在遗址剖面纵向上的变化分析：从木本和草本植物花粉及蕨类孢子数量上看，在9.4米左右以灌木及草本植物花粉较多，占孢粉总数的53.7%；乔木植物花粉占45.6%，蕨类植物孢子仅占0.7%。向上9.4～3.8米，木本植物花粉占优势，最多可占孢粉总数的84.1%，草木植物花粉次之。3.8～1.5米，灌木及草本植物花粉占优势，未见孢子。1.5米以上至表土，木本植物花粉又超草本植物花粉，孢子含量较多，并多是石松目类孢子。在木本植物花粉中，从针、阔叶植物花粉和灌木植物花粉比例上看，针叶植物花粉多于阔叶植物花粉，最多可达木本植物花粉总数的90%以上，并且主要为松属，阔叶植物花粉含量较少，最多可达木本植物总数的22.2%，其中主要是桦、栎、榆、椴、胡桃等，灌木植物花粉甚少，仅有麻黄等。在剖面底部、下部及顶部草本植物的花粉种类较少，中部种类较多，除9.4米处禾本科花粉数量较多外，其余处均是蒿属，藜科花粉略多。从以上孢粉组合中既有相当数量的木本植物花粉、又有一定数量的草本植物花粉，且常常前者较多，显见当时应是既有森林又有草原的森林——草原植被。在广阔的平原上生长着大量的藜科、蒿属、禾本科、菊科、毛茛科、十字花科等一年生或多年生的中生、旱生草本植物，还有少量桦、榆、栎等阔叶植物点缀其间;在河岸边及池沼旁生长着一些禾本科、莎草及水蕨等湿生、水生草本植物和孢子植物;在较近和远处的土丘、山岗、低山及丘陵之上生长着大量针叶植物松属及少量榆、栎、胡桃、椴等阔叶树木，在林下及林边生长着灌木、麻黄及禾本科、菊科等草本植物和水龙骨科、卷柏属等孢子植物，说明当时距大河村较远之处或四周被森林覆盖，附近分布着灌木草丛。再从在大河村遗址发现的鱼、貉、獾、牛、鹿、麂、猪、竹鼠等动物遗存看，说明当时在茂密的森林和杂草灌丛、竹林中时有成群出没的野生动物，河湖中常见尾尾游鱼。[1]
有学者还根据大河村遗址流行的整塑整烧的建筑技术和遗址出土有莲籽、螺壳及蚌刀、蚌镰等器物，结合发现的貉、麂、竹鼠等动物骨骼，得出大河村仰韶期冬季较今温暖，年降水量较现在为多的结论，而且指出在年降水量大于1000毫米时才能满足竹子正常生长的需要，故推测当时的年平均降雨量应大于1000毫米。[1]
河南淅川县下王岗遗址中出土的动物骨骼同样证明了新石器时代中原地区的温暖特征。下王岗遗址位于淅川县城南约35公里下王岗村北的红石岗上，面积约为6000余平方米，一般厚约2～3.5米，部分厚度达4米左右。包含着西周、先商和新石器时代龙山文化、屈家岭文化和仰韶文化等不同时期的文化层达九层，在下王岗遗址中一共发现了31种动物，以它们现在的分布范围而论，其中有11种动物，如孔雀、猕猴、大熊猫、苏门犀、亚洲象、麂、水鹿、轴鹿、水牛、苏门羚和豪猪等是适于温暖或现今分布更偏南的动物，占35.48%；其余是长江南北均可见到的适应性较强的动物，占全体的61.29%。应该特别指出的是，在这批材料中，以第七文化层到第九文化层（即仰韶文化层）发现的动物种类最为丰富，共有24种动物，其中喜暖的动物有7种，占29.17%，其余为长江南北均可见到的适应性较强的动物，占70.83%，这是喜暖动物所占比例最多的时代，说明仰韶文化时期是下王岗遗址最温暖时代的代表。[1]
新石器时代的后期为距今约5000～4000年左右，这一时期以龙山文化为代表，这个时期的气候仍是以温暖湿润为主要特征。
淅川下王岗第四文化层是龙山文化时期，在这一地层中出现有喜暖动物的遗骨。其中水鹿标本和轴鹿标本为新增种类，而此种水鹿现在只产于我国的四川、云南、广东和台湾等省，以及印尼的苏门答腊、爪哇和加利曼丹等地；而轴鹿现分布于孟加拉、印度支那、缅甸和泰国等地。下王岗龙山文化层中出土的动物种类共有九种，喜暖的动物占22.22%，喜冷的动物占11.11%，其余为适应性较强的动物占66.66%，[1]这说明在龙山文化时代中原地区的气候仍然是温暖湿润的。
在杞县段岗龙山文化层选取的剖面上发现孢粉155粒（样品编号为QⅱLSH），草本植物花粉含量占总孢粉量的65.8%，主要是葎草属、蒿属、藜科、锦葵科、禾本科及少量的十字花科和个别香蒲（TYPha）；蕨类孢子占孢粉总量的31.6%，主要为水龙骨科（Polypodiaceae）、石松科及中国蕨科；木本植物花粉为少量的松属、桦属（Betula），仅占孢粉总数的2.6%。构成萍草一篙一松一水龙骨一石松孢粉组合。草本花粉和蕨类孢子的大量出现是气候湿润环境的反映，大量的水龙骨蕨类植物更说明了温湿的生长环境。[1]
自新石器时代以来，中原地区温暖湿润的气候一直持续到殷商时代中晚期。根据德日进、杨钟健对河南殷墟遗址中出土的动物骨骼的研究和鉴定，这些骨骼中包括29种动物，其中属于亚热带地区生活的动物有獐、竹鼠、犀牛、象、貘、圣水牛等种，除了上述动物外，在有关殷墟动物遗存的报道中，我们还可以见到雉科的原鸡和鲟鱼这两种南方动物。前者目前仅分布在云南、广西、湖南等山地，后者推测为中华鲟或达氏鲟之一，均产于长江流域。[1]竺可桢先生还指出当时安阳人种稻，在殷历的第二个月或第三个月，即阳历三月份开始下种；比现在安阳下种到四月中，大约早一个月。[1]竺先生以此而论，当时中国境内的年平均气温较现在高2℃左右，一月平均气温较现在约高3℃～5℃。据此推论，当时豫西地区北部安阳、林县一带的气温约与今信阳、南阳一带相似，全部属于亚热带的范围。[1]
（二）商末至西周——气候环境渐趋变化
西周时期的气候特征主要是干旱，寒冷。特别是在西周后期的厉、宣、幽王时期大约一百余年，黄河中游气候严重干旱，连年发生大旱，河流池沼干涸，土地荒芜，森林草木枯死。气候和环境资源状况是历史上较为恶劣的时期。
商代末期（即距今3100年前）黄河中下游地区的气候环境开始恶化，气候特点由温暖湿润变为干旱而温热。[1]古本《竹书纪年》说文丁三年“洹水一日三绝”，《墨子·非攻下》、今本《竹书纪年》谓商王纣时“雨土于薄（亳）”，《国语·周语上》载“昔伊洛竭而夏亡，河竭而商亡。”这些都表明了当时气候的干旱。虽然气候干旱但仍处于温暖时期，从甲骨文和文献资料中可知当时还有犀牛、大象、鹿等喜热动物存在。
然而这种状况并未持续多久，竺可桢先生也指出“周朝的气候，虽然最初温暖，但不久就恶化了”。[1]古本《竹书纪年》记载“夷王七年，冬，雨雹，大如砺”。今本《竹书纪年》记载孝王七年冬“大雨雪，牛马死，江汉俱动（冻）”。幽王四年“夏六月，郧霜”。十年秋九月“桃杏实”。《诗·小雅·正月》也记载幽王时“正月繁霜，我心忧伤”。这些记载都说明了西周时期黄河中游气候的寒冷。
由于气候的寒冷，犀牛、亚洲象、圣水牛、竹鼠等许多喜热动物开始南迁，如古本《竹书纪年》记载说“昭王十六年，伐荆楚，涉汉，遇大兕。” 兕就是雌性的犀牛。而犀牛在中原地区越来越少，（夷王）“猎于杜林，得一犀牛”。
据文献记载，周厉王时期旱灾即见端倪，历宣王、幽王而至于平王，前后达150余年。今本《竹书纪年》记厉王“二十二年，大旱”，“二十三年，大旱”，“二十四年，大旱”，“二十五年，大旱”，“二十六年，大旱”。宣王即位之后，这种罕见的大旱灾并没有停止，而是继续年年如故。《通鉴外纪》[1]记载说：“二相立宣王，大旱。”皇甫谧《帝王世纪》亦记载“宣王元年，天下大旱，至六年乃雨”。[1]严重的干旱造成草木干枯，河流干涸，甚至许多人都因干旱而病死，可见旱灾的严重。至周幽王二年“三川竭，岐山崩”，[1]严重的旱灾一直持续到西周灭亡之后。
另外从西周时期的考古发现与孢粉组合分析也可以看出当时的气候情况，根据黄河中游黄土剖面不同层面花粉属种的植物生态学特点，可推知其时的植被与气候状况。在陕西洛川、武功和岐山的地层剖面上，其古土壤层位上常有栎、榆、槭，胡桃、臭椿等木本花粉，甚至还有亚热带的漆、栗、化香、枫杨、枫香和山胡桃等木本花粉，可见他们形成于温带阔叶林环境。但在黄土层位，上述乔木类就非常罕见，而菊、蒿、葵等的草本花粉成分就异常突出，表明他们是形成于草原、荒漠草原环境的时期。[1]
由上述材料可知西周时期气候是干旱寒冷的，东周时期的气候在文献中也有反映，多是记载当时中原地区以寒情为主，如《史记·秦始皇本纪》中就有始皇二十年新郑地区的大雪厚达二尺五寸。也应该是比较寒冷的。
（三）秦汉时期——气候状况与今相近
秦汉时期的气候与今天中原地区的气候差别并不大。文焕然先生从冷暖和干湿两大气候要素的变动方面对秦汉时黄河中下游的气候进行了深入的分析，他认为：“汉代黄河中下游大区域的温度变迁，找不出日趋寒冷的征象”，“汉代各世纪内的多雨、少雨期也是交替出现的，各期多雨、少雨的程度也不一致”，“多雨少雨交替出现，并无显著日趋湿润或显著日趋干燥的现象”。“总括的说，汉代黄河中下游的气候变迁，诚然与现代有一定的差异，但是却和蒙文通、胡厚宣等所称日渐干寒不符合，也和竺可桢等的脉动说有些不同；实际上是与现代相差不很大。”[1]
首先，就河流的冰期而言，文焕然先生根据《吕览·孟冬纪》、《淮南子·时则训》“（孟冬）水始冰，地始冻”的记载认为秦汉时中原地区至少在阴历十月水、土已结冰。而《吕览·仲秋纪》、《淮南子·时则训》记秦汉时代封河的日期是仲冬之时，即所谓“（仲冬）冰益壮，地始坼”，仲冬之时当为阴历11月，而以崔寔《四民月令》中所称“二月阴凉毕泽，可菑美田、缓土及河渚水处”的记载来看，当时大概3月断冻，水冰地冻的时期达5个月许。[1]那么，从建国后河南省气象局提供的洛阳、郑州两地的五十年代中期的平均结冰期来看，洛阳地区初冰在每年的11月19日左右，终冰期在3月30日左右，冰期长132.8天；郑州地区初冰在每年的11月15左右，终冰期在3月12日左右，冰期长约116.8天。因此可知秦汉时期与今天气候大致差异并不是很大。[1]秦汉时期以二十四节气中的“小雪”作为黄河流域中部平均初雪期的开始，而以霜降为平均终雪期，故《论衡·变动篇》称“中州内正月二月霜雪时降，北边至寒，三月下爽，未为变也。”可见秦汉时期中原地区大抵3月断雪，雪期历时五个月许。[1]而今天黄河流域中部的平均初雪期为11月下旬，与秦汉时代黄河流域中部为阴历10月中者无很大出入。[1]
其次，炎热季节出现的日期与秦汉时期也非常符合。秦汉时黄河流域中部地区以阴历六月中为大暑，也就是最热的时期，立秋后初庚为后伏，其时稍晚于大暑，或在六月下旬，所以秦汉时代中原地区最热期约为阴历六月底或七月初，这与现今西安、郑州一带的平均气温，以公历7月为最高，故无殊异。[1]
最后，秦汉时期中原地区干季和雨季的出现与现在干季和雨季的出现也大体相当。秦汉时期黄河中下游地区降水的空间分布有相当的差异。第一江淮间地区主要接近黄河下游的东南部，这一地区相当于今天中原地区东南和南部，秦汉时期这一地区的降水多集中在阴历五月下半月到六月上半月，所以《要术》卷三引崔寔《四民月令》说：“五月芒种后……霖雨将降，储米榖薪炭，以备道路陷滞不通。”第二，黄河下游的北部地区，这个地区相当于今天中原地区的北部一带，其降水多集中在夏秋之交。第三，黄河中游地区，这一地区包括今天豫西一带，其降水多集中在阴历八月，所以《汉书·食货志》中说这一带的农民“秋不得避阴雨”。《汉书·沟洫志》说：“大川无防，小水得入，陂障卑下，以为汙泽，使秋水多得有所休息，左右游波，宽缓而不迫”。因此，文焕然先生认为上述秦汉时期这种干季、雨季的地域差异与今流域相类似，可见秦汉时代流域降水的一般情况与今天没有很显著的差异。[1]
（四）魏晋南北朝至隋唐——气候寒冷与温暖的交替
魏晋南北朝时期的中原地区的气候主要是寒冷干旱，不仅反映在农业物候上也反映在一些极端寒情事件上。在正史记载中中原地区大雪，陨霜，霰雨等寒情屡见不鲜。
据《三国志·魏书·文帝纪》记载：黄初六年（225）“冬十月，行幸广陵故城，临江观兵，戍卒十余万，旌旗数百里，是岁大寒，水道冰，舟不得入江，乃引还。”竺可桢先生认为这是我们所知道的第一次有记载的淮河结冰。那时候已比现在寒冷了。[1]《资治通鉴》卷一四八中还记载了淮泗尽冻的又一寒冷事件。天监十四年（515）冬天，中原地区气候寒冷，不仅淮水、泗水又一被冻，而且浮山堰士卒被冻死大半。所以史籍载：“是冬，寒甚，淮泗尽冻，浮山堰士卒死者什七八。”
农业生产与气候息息相关，约成书于公元533～544年的北朝贾思勰所撰《齐民要术》中的《种谷》记载：“三月上旬及清明节桃始花为中时，四月上旬及枣叶生、桑花落为下时。”与现在相比较，当时春季物候推迟了十天至半个月，即春季温度比现代低，这显然是寒冷期的现象。另外在《齐民要术·安石榴》中记载：“十月中，以藁裹而缠之（不裹则冻死也），二月初解放。”现在河南、山东等地石榴树不需要盖埋就可以在露地过冬，这表明当时冬季气温比现在要冷。《黍穄》：“常记十月、十一月、十二月冻树日种之，万不失一”，自注云：“冻树者，凝霜封著木条也。”此种冻树现象即现代的雾淞。贾思勰以此作为第二年黍子播种宜日的指示现象，说明当时的气温较低。
不仅是在中原地区，在魏晋南北朝时期，整个黄淮平原上都是极端寒冷的，这一寒冷期可以大体分为两个寒冷低值期，第一个寒冷低值时期出现在3世纪70年代至4世纪的第一个10年，时间长约40年。这40年中最主要的特点是寒冷事件出现的频率很高，这无疑说明这40年气候的寒冷波动。第一个寒冷期过去后，黄淮海平原上的第二个寒冷期至少在北魏初年已有迹象了，魏晋开始的第二个寒冷过程大约持续到6世纪20年代。[1]
隋唐时期是中国近五千年以来气候变迁的重要阶段，这个时期属于竺可桢所划分的四暖四寒模式中的第三个温暖期，即600～1000年，一般称为隋唐温暖期，以后学术界对竺氏的研究做了进一步深入的探讨，认为隋唐温暖期间有由暖转寒的气候波动，有相对寒冷的时期，但总体上而言隋唐时期的气候仍是处于温暖期。
从物候方面来看，龚高法等依据梅树分布于黄河中下地区、长江中下游地区柑橘基本无冻害、春季物候期较今早10～15天等物候证据，认为隋唐温暖时期亚热带北界位置与现在相比“北移1个多纬度”。[1]王邨先生根据考古发掘遗物和历代文献记载的旱涝资料，采用历史研究和近代分析方法相结合的途径，研究得出了中原地区近五千余年来气候在年降水量（干湿）方面的变迁曲线。他认为自秦汉统一以来，中原地区二千多年来，共有九个大的偏旱少雨期及八个长的湿润多雨期，目前仍处在降水较少期中的偏干段。丰、枯期总是交替循环的出现，然而丰、枯期的时间有长、有短，风、枯期交替循环时段内的振幅，亦有高有低。具体来说，自西周以来，中原地区有一系列的丰雨期和枯雨期交替循环出现的情况，不过丰雨期、枯雨期的时间有长有短，风、枯期的严重程度也有所不同，其中最严重的干旱少雨期为公元前870年至721年，也就是西周晚期至东周初期，此时历宣、幽、平之世，公元300年至580年，即十六国及南北朝时期。最湿润多雨期为公元630年至800年的唐朝时期。如图[1]：
从王邨先生所绘制的中原地区近五千余年降水量变化曲线图来看，隋唐时期中原地区的确存在着长达近200年的丰雨期，而且丰雨期间振幅较高，达到了纵坐标所表示的降雨丰枯级别的第二级，即湿润多雨级。而从晚全新世2000余年以来，中原地区的降水和温度变化过程来看，本区降水和气温存在明显的正相关关系。即温暖时期气候为多雨湿润；反之，寒冷时期气候干燥少雨。对河南省11个地市30余年的实测气温与降水量进行相关分析，也表明气温与降水量具有很好的正相关系，符合我国东亚季风气候的基本特征。[1]所以隋唐时期气候温暖而湿润的观点是有道理的。
（五）唐末至两宋——气候变化经历了由温暖到寒冷的过程
唐末至北宋中后期，中原地区一直都处于温暖期，北宋后期气候出现了转折，进入我国历史时期新的寒冷期。
《宋史·五行志》等史籍中有关开封地区此期出现冬无冰雪或气候偏暖的史料涉及49个年份，明显超过同一时期涉及31个年份的冬寒记录。至于有关冬暖的记录频率，其比例则更高。这表明开封当时是处于暖冬时期。开封地区冬季无雪或少雪的原因虽有多种，但大多是当时温度偏高、缺少强冷空气影响所致。因此有学者指出，“研究用极暖与极寒事件拟合1000年以来我国温度曲线，在北宋这一时段也是明显偏暖的”[1]；“北宋史料中冬季少雪或无雪的记载，大部分应相对应于暖冬现象”[1]。有关这类气候的大量记载，表明北宋开封的气候是处于相对温暖的时期。在北宋的史料中，也不乏见到祈雪的记载，如乾德元年闰十二月甲寅，太祖“命近臣祈雪”；雍熙元年十二月甲辰，宋太宗对宰相说“今冬气和暖……若得三五寸雪，大佳”。在当时的夏历十二月甚至是闰十二月，东京等地还未下雪，说明当时冬季偏暖且缺雪。
另外还有大量的物候学方面的资料，也能够印证北宋前中期大部分时间内的冬季气候偏暖的状况。梅树只能抵抗-14℃的最低温度，所以只有在温暖湿润的条件下才能生存，北宋时期，东京地区多见红梅、江梅等多种梅树。北宋诗人梅尧臣的咏梅诗道：“此土只知看杏蕊，大梁亦复卖梅花”；“驿使前时走马回，北人初识越人梅”；“忆在鄱君旧国傍，马穿修竹忽闻香。偶将眼趁蝴蝶去，隔水深深几树芳”。[1]宋人朱弁也曾说：“顷年近畿江梅甚盛，而许、洛尤多，有江梅、椒萼梅、绿萼梅、千叶黄香梅凡四种。”[1]《宋史·地理志》载，东京御苑与后来的万岁山等地都有“梅渚”、“梅冈”。其中梅冈“植梅以万数，绿萼承趺，芬芳馥郁，结构山根，号‘萼绿华堂’”，规模之大由此可见一斑。
北宋时期还有一些热带或亚热带动物如大象等野生动物从江南又回到黄淮流域的开封、南阳等地。如北宋建隆年，南阳唐河一带就有大象的出没，《宋史·五行志》记载：“建隆三年，有象至黄陂县，匿林中，食民苗稼，又至安、复、襄、唐州践民田，遣使补之；明年十二月，于南阳县获之，献其齿革。”《宋史·太祖纪》中也记有乾德年间南阳有象的史料。“乾德二年（964）春正月，有象入南阳，虞人杀人，以齿革来献。”由此反映出当时北宋时期大部分时间的气候是相对偏暖的。
北宋后期，中原地区气候由温暖变得越来越寒冷，从宋徽宗即位以及以后的几十年中，在《宋史·五行志》与《文献通考·物异》等专门记载当时特殊气候灾害的文献资料中，一条冬暖的气候史料都没有。相反，连续下雪或苦寒或冰冻等的记载则不绝于史。如政和三年（1111）十一月，东京城中“大雨雪，连十余日不止，平地八尺余，冰滑，人马不能行，诏百官乘轿入朝，飞鸟多死。”[1]特别是靖康年间的大规模的寒潮连续袭来，造成了严寒恶劣的气候状况。“靖康元年闰十一月，大雪，盈三尺不止。天地晦冥，或雪未下时，阴云中有雪丝长数寸堕地。二年正月丁酉，大雪，天甚寒，地冰如镜，行者不能定立，是月乙卯，车驾在青城，大雪数尺，人多冻死。”[1]这些频繁出现的寒情说明当时整个中原地区的气候存在着一个连续的寒冷过程。从现代学者所整理的宋代东京灾害表也可知北宋后期，大雪，寒潮不断的侵袭中原地区，大雪连月的异常气候，在历史上也是较为少见的。
另外还有学者通过九大行星的汇聚从天文学上来证明北宋后期寒冷的气候状况，任振球等根据中国历史上自“公元前2900年至公元2400年九大行星历次会合的行星位置”的准确时间指出：“我国自公元1100年以来，当遇九大行星会合时，在其附近，都出现低温期，同时往往发生严重干旱”；“九星的地心会聚，从公元1000年以来，共发生过六次。它们出现的年份是：1126、1304、1483、1665、1844和1982年”。在北宋末的公元1126年9月21日，正是遇到九大行星会合的时间。[1]从气候的实际状况看，当时开封漫长的冬雪与奇寒可为最好的印证。对此，韩茂莉有关两宋时期包括开封地区气候冷、暖变化的统计与研究也大致和上述结论相吻合。她认为，“从《宋史·五行志》的记载来看，两宋时期气温波动较大，在319年中，有49个年份冬季严寒，出现异常低温，其中18个年份属于北宋，31个属南宋”；“除异常低温外，两宋时期有29个异常高温年份，其中17个属于北宋，12个属于南宋”。[1]从“异常高温”与“异常低温”分别在北宋和南宋不同年份分布的比例看，北宋中后期气候大部分时间主要属于温暖期、北宋后期则主要属于寒冷期。
（六）元明清至近代——气候呈现较为寒冷的特征
元代以来，从正史和方志所记载的材料来看，中原地区的寒情依然存在，但与明清两代相比，相对较轻，很少有极寒事件发生。
竺可桢先生认为13世纪初和中期比较温暖的期间是短暂，不久，冬季又出现严寒。[1]有的学者还对《元史》中记载1260～1339年间的霜冻灾害进行了统计，结果发现从全国范围来看，13世纪后40年霜灾年为13年，而14世纪初40年则增加到21年，增加了50%，而黄淮海平原则由5年增加到11年，增加了1倍多。[1]元蒙古族诗人廼贤在《新堤谣》中记载了山东河南一带黄河结冻的时间，其中有“分监来时当十月，河冰塞川天雨雪，调夫十万筑新堤，手足血流肌肉裂，监官号令如雷风，天寒日短难为功”的句子，竺可桢先生根据现在郑州花园口一带黄河冰块最初出现的平均日期在阳历12月9日，河水结冰的平均日期在1月26日的观测结果，与元诗中“分监来时当十月，河冰塞川天雨雪”的景象相比较认为元时至正年间黄河初冬冰块出现比现在早一个月。[1]从上述史料可知，元朝这一时期气候仍然是寒冷的，但是寒情并不严重，广度与强度都不及明清时期。
自元末至清末，全国范围内普遍出现低温期，中原地区寒冷加剧。文献中保存了大量的寒情记载。
| 今地区 | 地点 | 时间 | 寒情 | 来源 |
| 豫西 | 河南全镜 | 景泰四年（1453）冬十一月至第二年（1454）孟春 | 山东、河南、徐淮大雪数尺 | 《明史·本纪》 |
| 临汝等地 | 弘治六年（1493）冬 | 冬大雪，深丈余 | 《汝州志》 | |
| 荥泽一带 | 泰昌元年（1620） | 雨水冰 | 《荥泽县志》 | |
| 密县 | 崇祯四年（1631）冬 | 大雪五日夜 | 《密县志》 | |
| 禹县 | 乾隆十五年（1750）三月 | 三月大雨雪 | 《禹县志》 | |
| 郏县 | 道光十一年（1831） | 大雪五十余日，禽鸟多死，树木多枯 | 《郏县志》 | |
| 叶县 | 咸丰十年（1860）十二月 | 十二月大雪深三、四尺 | 《叶县志》 | |
| 豫东 | 陈州 | 嘉靖四十五年（1566）冬十二月 | 冬十二月大雪七日 | 《陈州府志》 |
| 淮宁 | 泰昌元年（1620）十二月 | 冬十二日雨冰折木 | 《淮宁县志》 | |
| 开封 | 康熙九年（1670）冬十一月 | 冬十一月大寒，井结冰，道路有冻死者 | 《开封府志》 | |
| 陈州 | 康熙十四年（1675）四月 | 四月霜 | 《陈州府志》 | |
| 陈州 | 康熙二十九年（1690）十一月 | 十一月雨雪寒、冰坚至次年二月始解，计六十余日，人畜果木冻死无数。 | 《陈州府志》 | |
| 乾隆十四年（1479）十二月 | 十二月内连得瑞雪两次，约深五寸至一尺二寸不等 | 《河南历代早涝等水文气候史料》 | ||
| 杞县 | 乾隆十五年（1750）三月 | 三月初六大雪 行人有冻死者 | 《杞县志》 | |
| 豫中 | 郾城 | 康熙二十九年（1690）冬 | 冬大雪寒，民有冻死者 | 《郾城县志》 |
| 许昌 | 道光十一年（1831）冬 | 冬大雪，平地深三、四尺 | 《许昌志》 | |
| 咸丰十年（1860）冬 | 冬大雪平地二、三尺，……西关贫民有冻死者 | 《许昌县志》 | ||
| 豫北 | 辉、汲、淇等县 | 弘治六年（1493）十二月 | 十二月大雪五日，平地深丈余 | 《卫辉府志》 |
| 怀庆 | 嘉靖四十五年（1566）冬 | 冬大雪二十余日 | 《怀庆府志》 | |
| 开州 | 泰昌元年（1620）冬 | 冬大雪 | 《开州志》 | |
| 济源 | 崇祯五年（1632）冬 | 冬大雪，沟壑皆平 | 《济源县志》 | |
| 安阳 | 康熙二十二年（1683）冬 | 冬大雪，园井皆冻 | 《安阳县志》 | |
| 原武 | 康熙二十九年（1690）冬十二月 | 冬十二月黄河冰冻 | 《原武县志》 | |
| 卫辉 | 乾隆十五年（1750）三月 | 三月大风，雨冰雪 损麦 | 《卫辉府志》 | |
| 嘉庆二十四年（1819）十二月 | 十二月南乐大雪， 平地深数尺，人畜多冻死 | 《清史稿·灾异志》 | ||
| 修武 | 道光十一年（1831）冬十一月 | 冬十一月严寒，大雪二十余日，竹木多冻死 | 《修武县志》 | |
| 光绪十二年（1832）十月至光绪十三年（1833）正月 | 大雪深可三尺，十月十六至次年正月二十始消，飞鸟冻死者无数 | 《修武县志》 | ||
| 豫南及豫西南 | 固始 | 弘治六年（1493） | 大雪，平地三尺余， 人多冻死 | 《固始县志》 |
| 商城 | 弘治六年（1493） | 大雪，平地三尺余， 人多冻死 | 《商城县志》 | |
| 新野 | 弘治六年（1493） | 大雪弥四月 | 《新野县志》 | |
| 固始 | 嘉靖四十六年（1567）春 | 春大雪 | 《固始县志》 | |
| 商城 | 泰昌元年（1620）冬 | 冬大雪 | 《商城县志》 | |
| 淅川 | 崇祯四年（1631）春 | 春霜杀麦 | 《淅川县志》 | |
| 商城 | 崇祯五年（1632）夏 | 夏四月雪大寒 | 《商城县志》 | |
| 邓州 | 崇祯五年（1632）冬 | 冬大雨雪，深者及丈 | 《邓州志》 | |
| 康熙十四年（1675） | 民多冻死 | 《邓州志》 | ||
| 上蔡 | 康熙二十二年（1683）正月 | 正月雨雪弥月 | 《上蔡县志》 | |
| 康熙二十九年（1690）冬 | 冬大雪，民有冻死者 | |||
| 南阳 | 康熙二十九年（1690）冬十一月 | 冬十一月二十九日大雨雪，井泉 冻，至次月初六日风雪交作，深至丈许，民有冻死者。 | 《南阳府志》 | |
| 西平县 | 咸丰十年（1860）冬 | 冬大雪，平地七尺 | 《西平县志》 | |
| 豫南 | 光绪十二年（1886）十二月 | 丙戍十二月连续大雪，路两旁雪齐人肩，有冻僵倒雪中而死者 | 《华北、东北近五百年旱涝史料》 |
从元明清三代史料中所反映的中原地区气候冷暖的相对变化来看，从12世纪开始中原地区的气候经历了向寒冷方向转变的过程。明清时寒冷事件已不限于霜雪，冰河一类，其严寒程度多以大雪数尺，深丈余，大雪弥数月，雨冰折木，沟壑尽平之类计，而且人畜冻死、民有冻死、人畜多冻死、人畜果木冻死无数之语亦不鲜见。不仅如此，明清两朝中原地区持续性的寒冷事件多达数次。明代嘉靖四十五年，即公元1566年，豫北地区大雪二十余日不止，豫东地区大雪七日不止。崇祯四年豫北一带大雪月余，沟壑尽平。清代康熙二十九年寒情尤甚，豫东一带十一月开始下雪，天大雪，至康熙三十年冰才解冻，大寒连续六十余日，人畜果木冻死无数，乾隆十四年豫东、豫南一带十二月内连续大雪四次，积雪深达五寸至一尺二寸不等，光绪十二年豫北地区农历十月十六日开始降雪，积雪至第二年正月才开始融化“飞鸟冻死无数。”也是这一年豫南十二月连续大雪，路两旁雪齐人肩。冻僵倒雪中而死者甚众。在这里应该进一步说明的是明代弘治年间有一次很广泛的大雪暴，其降雪范围遍及河南五区的二十五个县且涉及到阜宁、合肥、六安等地，多雨时间长达五个多月，这是一次非常大的雪暴，有的学者认为可能是黄淮平原历史上最大的一次，[1]这次强大的寒流还影响到苏北沿海地区，使这里的海水冻结成坚冰。
春秋霜冻多与冷空气的活动有关也可以作为反映气候寒冷变化的参考指标，张丕远、龚高法先生把黄河中下游地区作为一个统计单位研究了500年来霜冻演变趋势，发现黄河中下游地区（大约以河套以东地区，包括中原）从1440～1940年的500年中共发生130次较严重霜冻，平均每十年中有26年，霜冻有明显的相对集中期，公元1460～1500年、1550～1600年、1620～1700年、1730～1770年、1840～1910年为多霜冻时期，如果将1440～1940年间极端初霜冻与极端终霜冻与现代极端初、终霜冻等日期线分布情况相比较，可以发现明清两代该地区极端初霜期比现代明显提早大约20～30天，而极端终霜冻期比现代推迟约30天[1]从以上材料可以看到，明清时期中原地区气候发展趋势是寒冷。
二、天下之中的认定线索和过程
作为“生态过渡带”，中原地区是古代文明早期的发祥地之一，《史记·封禅书》说：“昔三代之居，皆在河洛之间。”由于生活范围的狭小，处于生态过渡带的洛邑地区的先民很自然的认为自己所居住的地方为天下之中。
在中国历史上，关于天下之中的界定，留下较大影响的有洛邑地中说、阳城地中说和南襄盆地地中说，虽然说法不一，但上述三地均在中原地区。这也说明了中原地区在古代社会发展的历史进程中以及文明的形成过程中扮演着主要角色。洛邑地中说不仅有地理方面的原因，更多的倾向于政治因素，阳城地中说则是古代天文学意义上的地中，而南襄盆地地中说则是明清之后从地理疆域的意义上而言的。
（一）洛邑地中说的认定过程
天下之中最早产生于西周时期，称为“地中”。《周礼·地宫·大司徒》云：“地中，天地之所合也，四时之所交也，风雨之所会也，阴阳之所合也；然则百物阜安，乃建王国焉。”由此天下之中便与建都之事连接在一起。《吕氏春秋·审分览·慎势篇》云：“古之王者，择天下之中而立国。”这不仅与“天、地、人合一”的思想有着渊源，而且是有着较深的思想背景，古代对自然有敬畏之心，因此特别强调对自然的适应，在古代统治者的思想意识中，居于天下之中，无疑就能够无所偏倚地统治天下从而达到和谐之治的目的。
早在武王灭殷时，就考虑到如何控制东方，并为此寝食难安，《史记·周本纪》中记载：“武王征九牧之君，登豳之阜，以望商邑。武王至于周，自夜不寐。周公旦即王所，曰：“曷为不寐?”武王说出了原因：“我未定天保，何暇寐！”武王又说：“王曰：‘定天保，依天室，悉求夫恶，贬从殷王受。日夜劳来，定我西土，我维显服，及德方明。自洛汭延于伊汭，居易毋固，其有夏之居。’”“天保”在这里指国家政权，“天室”是王室宗庙中最大的一间宫室，是议政的大殿，有国都之意。然后武王又说出了自己的愿望：“我南望三涂，北望岳鄙，顾詹有河，粤詹雒、伊，毋远天室。”可惜武王灭纣不久即已去世，接着是三监叛乱，周公东征。周公东征之后，便尊从武王的遗愿，着手在洛阳营建东都洛邑。
成王七年，成王为造东都，自镐步行至丰的文王庙，祀告文王，然后派太保召公赴洛邑相地选址，即：“惟太保先周公相宅；越若来三月，惟丙午朏，越三日戊申，太保朝至于洛，卜宅。厥既得卜，则经营。周公继召公之后，前往洛地复查，即：予惟乙卯，朝至于洛。我卜河朔黎水。我乃卜潼涧水东，水西，惟洛食。我又卜水东，亦惟洛食。来，以图及献卜。”[1]。将洛邑选定在涧水以东至瀍水两岸的区域内，周成王看了之后，赞许道：“献卜。公既定宅，伻来，来，视予卜，休，恒吉。”新邑建立之后，周成王派周公留守此地。
周初营洛邑，先秦古籍都有记载，如《尚书》中的《洛诰》、《康诰》、《召诰》、《多士》以及《逸周书》等。另外根据出土的铜器铭文也可以佐证。1963年在陕西省宝鸡县贾村出土了一件西周青铜器——何尊，铭文记载了营建成周的事：
隹王初迁宅于成周，复稟武王，礼福自天。在四月丙戍，王诰宗小子京室。曰：昔在尔考公氏，克迷文王，肆文王受兹（大命）。隹武既大邑商，则廷告于天。曰：余其宅兹中国，自兹乂民，呜呼！尔有唯小子无识，视于公氏，有劳于天，彻命敬，共哉。惠王恭德裕天，顺我不敏。王咸诰何，赐贝川朋，用作 公宝樽彝。佳王五祀。
“余其宅兹中国，自兹乂民”大意是说要住在国土的中央，治理人民。《何尊》上的青铜器铭文证实了西周初期确有在天下之中营建洛邑之事。何尊的出土给我们研究西周初年先民地理观念提供了重要史料。铭文中的中国，唐兰先生认为当指周王朝疆域的中心，即指洛邑，后来周人在此建立了都城——成周。于省吾先生认为成王迁都洛邑，洛邑接近阳城，故称之为土中，引而伸之，这也是后世称河南地区为中州或中原的由来。[1]《逸周书·作雒解》说：“乃作大邑成周于土中，立城方千七百二十丈，郭方七百里，南系于洛水，北因于郏山，以为天下之大凑。”同时“乃设丘兆于南郊，以祀上帝，配以后稷。日月星辰，先王皆与食。……乃建大社于国中。”由此可见当时作为东都的成周已被认为是政治权力的中心。
另一方面，根据《左传》昭公九年记载周景王的言论：“及武王克商，蒲姑商奄，吾东士也；巴濮楚邓，吾南土也；肃慎燕亳，吾北土也。”可知当时国土的范围大致相当于西起陇山，东至于海，北过霍太山，南及于江汉之间的流域，而洛阳大致就处在其中心位置。
周公营洛是有其政治原因的，周灭殷之后，以偏居西土的镐京为中心去控制殷的殷民未免鞭长莫及，为了能够对新得到的东部广大地区实行有效的统治，才计划东迁到洛阳。“成周既成，迁殷顽民，周公以王命诰，作《多士》。”对被迁于洛的殷的民众发布诰令，要他们老老实实地在新地服从管制，以便直接监视、分化、改造。《尚书·多士》记载：“告尔殷多士，今予惟不尔杀，予惟时命有申。今朕作大邑于兹洛，予惟四方罔攸宾，亦惟尔多士，攸服奔走，臣我多逊。”
《史记·周本纪》说：“成王在丰，使视洛邑。周公复卜申视，率营筑，居九鼎焉。曰：此天下之中，四方入贡道里均。”《御览》帝王部引《帝王世纪》云：周公相成王，以丰镐偏处西方，职贡不均，乃使召公卜居洛水之阳，以即土中。故援神契曰：“四方之广，周洛为中。”[1]曾运乾先生认为：“时周公营洛，盖有二意：一谋朝贡道里之均，二谋庶殷控制之便。”[1]这些都表明以国都所在的地区为天下疆土的中心，便于更好的管理国家，这也是其迁都的政治因素。
另外天下之中地理观念的产生也与分封制有一定的关系，诸侯按规定要向周王纳贡如赋，洛邑所在天地之中就为诸侯的入贡提供了适宜的距离，使其“输将者不苦其劳，徭使者不伤其费。”也就是贾谊在《新书·属远》中所说：“古者天子地方千里，中之而为都，输将徭使，其远者不在五百里而至。公侯地方百里，中之而为都，输将徭使远者不在五十里而至。输将者不苦其劳，徭使者不伤其费。”这种政治优势不言自明。
清代江永说：“周都洛邑，欲其无远天室，而四方入贡道理均。人谋则成王已迁鼎，鬼谋则周公、召公先卜河朔黎水，再卜涧东瀍西以审定之，所谓土中者，合九州道里形势而知之，非先制尺有五寸之土圭，度夏至景与圭齐而后谓之土中也。既定洛邑，树八尺之表，景长有五寸，是谓土中之景。乃制土圭以为法，他方度景，亦以此土圭随其长短量之，是景以土中而定，非土中国景而得也。经文本谓测景以建王国，则当时惟于东都王城测之。”将天下之中的认定与封国的疆域关系结合起来，论证了将选择洛阳作为天下之中的原因。
在此之后，洛阳为天下之中的思想一直流传到唐宋时期，《史记·货殖列传》云：昔唐人都河东，殷人都河内，周人都河南，夫三河在天下之中。《晋书·王弥传》载：“弥谓曜曰：洛阳天下之中，山河四险之固。”《文献通考·经籍考》曰：“譬如洛居天下之中，行者四面而至。”另外在流传的过程中天下之中的范围不断的扩大，并不仅仅是单指洛阳了，在《禹贡》、《职方》中洛阳属于所载九州的“豫州”之域，因此便有人说“豫州为天地之中”。[1]在《吕氏春秋·有始览》中“豫州”被称为“河南”，故有人说“河南是天下之中”。[1]
（二）阳城地中说
另外，从天文学意义上来说，还有阳城地中说。阳城即今河南登封告成镇，位于郑州西南80公里处。阳城地中说在中国天文学史上具有重要的意义。阳城之名最早见于《孟子》一书：“昔者，舜荐禹于天。十有七年，舜崩。三年之丧毕，禹避舜之子于阳城，天下之民从之，若尧崩之后不从尧之子而从舜也。”[1]“禹都阳城”也是古文献中常见的说法，而且现代的考古发掘也证实了春秋战国时期古阳城的确切位置就在河南登封的告成镇。[1]
阳城被认为是地中，始于周公的立表测影，目的是选择在地中附近建立都邑统治天下。登封观星台是西周初年周公旦辅政后为营建东都洛阳而搞天文观测时创建的，《周礼·地宫·大司徒》中记载了以立表测影确定地中的办法：
以土圭之法测土深，正日景（影），以求地中。……日至之景（影）尺有五寸，谓之地中。
土圭是一种测日影长短的工具。所谓“测土深”，是通过测量土圭显示的日影长短，这是以夏至时的日影长度为1尺5寸来定义地中。
值得说明的是，根据现代天文学知识，地球上同一纬度圈上影子的长度是一样的，地球表面也根本无地中之处，但古代人们并不懂得这一点，只是根据不同地方影子长度不一样这一实际经验而确定地中之所在，但是它的意义也很深远，意识到了从天文学角度来测量地中，使其有所依据，而不是空口无凭，不仅为政治上服务，也影响了以后中国天文学的发展。
周公测影定地中之事，后代文献多有记述。明代学者陈耀文撰《天中记》，其卷一引《太康记》云：“河南阳城县，是为土中，夏至之景，尺有五寸，所以为候。”[1]“土中”即地中，是同一概念的不同表达方式。登封儒生陈宣则追述阳城为地中的经过：
周公之心何心也！恒言洛当天地之中，周公以土圭测之，非中之正也。去洛之东南百里而远，古阳城之地，周公考验之，正地之中处。[1]
《隋书·天文志》中记载：昔者周公测影于阳城，以参考历纪。……先儒皆云：夏至立八尺表于阳城，其影与土圭等。”东汉郑玄在注释中引用郑众的话说：“土圭之长﹐尺有五寸。以夏至之日，立八尺之表，其景适与土圭等﹐谓之地中。今颍川阳城地为然。”贾公彦疏：“土圭尺有五寸，周公摄政四年，欲求土中而营王城，故以土圭度日景之法测度也。度土之深，深谓日景长短之深也。”由此可见阳城为地中的观念，在古代史书尤其是在历代天文、律历等志上，都有一定的反映，被很多天文学家所认可。
既然“中国”在告成镇，那为什么没有在此建立新都呢？一方面，洛阳离告成仅百里之遥，也可以说是天下之中。另外，洛阳平原较大道路通畅，便于“四方入贡道里均”，选择洛阳作为都城无疑是明智的。
不仅如此，古人还将登封观星台作为天文测量的首选之地，自西周始，历代都有在此地进行天文观测的记录。
唐开元十一年（723）由天文官南宫说刻立的纪念石表一座，表南面刻“周公测景台”五字，以示对周公测影的纪念，该表至今犹存。
元初，在元世祖忽必烈的支持下，郭守敬、王恂等人搞了一次大规模的“四海观测”活动，在全国建立了27座观星台，最北的至北海（贝加尔湖），最南至南沙群岛，最东至朝鲜，最西至云南，登封观星台是当时的中心观星台，也是目前中国现存最早的一座观星台。当时郭守敬利用这座观星台重新观测了二十八星宿及其他一些恒星的位置，测定了黄赤交角，达到较高的精确度。郭守敬还和王恂、许衡等人利用这里的天文观测数据和全国其他观测站的资料，经过计算，编制了当时最先进的历法——授时历，这部历法施行达360年。授时历计算出一个回归年的长度，比地球围绕太阳转一周的实际时间只差26秒，而现在世界通用的阳历是公元1582年才制定的，它与授时历相一致，但比我国授时历要晚300年。之所以选择在此建立登封观星台，就是因为这里历来被天文学家认为是天下之中的所在地，在此测量的数据无疑具有权威性与可比较性，因此登封观星台也就成为我国古代地中概念的实物见证。
周公测影台，用青石制作，分台座和石柱两部分。台座上小下大，呈梯形锥体，名曰“圭”，台座上面成正方平面，石柱置于中间，名曰“表”，高1.96米（合唐代八尺），连同台座通高3.91米，石表南面刻有“周公测影台”。石表距台座北沿连同台座底边在内70公分（合唐尺1尺5寸）。在夏至之日，表影长1尺5寸，恰与锥体上部北边沿长度相等，地面上看不到日影，故又称测影台为“无影台”。
除了测量日影的功能之外，当年的观星台上可能还有观测星象等设施。元初进行“四海测验”时﹐在此地观测北极星的记录﹐已载入《元史·天文志》中：“河南府阳城﹐北极出地三十四度太弱。”（“太弱”为古代一度的十二分之八）又据明万历十年（1582）孙承基撰《重修元圣周公祠记》碑载：“砖崇台以观星。台上故有滴漏壶，滴下注水，流以尺天。”由此可知观星台当是一座具有测影﹑观星和记时等多种功能的天文台。
阳城地中说更多的是天文学意义上的地中，是周公为建都所寻找的一种“君权神授”的理论根据。当然，地中的概念在现代天文学上是站不住脚的，明末西方地球学说传入中国之后，地中说终于日渐式微而终趋没落，天文学上的意义已经不复存在，而只有文化史上的意义了。
（三）南襄盆地地中说
明清时期，人们的地理水平受西方地理学说的影响不断得以提高，以地理条件的地域划分为标准，我国的天下之中被认定为南襄盆地。
明代大学者丘浚在《大学衍义补·屯营之田》中说，晋代羊祜、杜预“二人所垦之田，其遗迹在今湖广之荆襄，河南之唐邓。古称洛阳为天下之中，臣以今曰疆域观之，则此三郡实为我朝天下之中也。天下田南方多水，北方多陆，今此三郡盖兼水陆而有之。”
丘浚所言荆襄、唐、邓即今天的河南南阳盆地和湖北襄阳盆地一带，地理学上称之为“南襄盆地”。南襄盆地被称为天下之中，是因为地理上其自然特征具有南北过渡，东西过渡的特点，旱地水地兼有之。秦岭、淮河是我国南、北部的自然地理界线，太行、巫山是我国东、西部的自然地理界线，南襄盆地则又处在这两条界线的交叉点，为黄河、淮河、长江三大水系的交汇处，堪称是我国的“地理中心”，其自然、经济、文化等特征既有南北过渡的特点，又有东西过渡的特点，这在我国是独一无二的。[1]
在交通上，南襄盆地是我国的交通战略中心，物产丰富，战国时就是“居诸侯之冲，跨街衢之路。”[1]明代李濂也在嘉靖《邓州志》序言中说：“今夫邓之为郡也，南控荆襄，北连河洛，西通巴蜀，东接淮海，实当天下之中。”乾隆《邓州志》卷二二也说：“穰，天下之中也，地控荆襄，北枕嵩洛，西通武汉，东接淮海，天下有事，必当其冲。”这里所说的穰在明代邓州治所。其自隋代以后皆为邓州所治，元属南阳府，明朝仍为邓州州治所在。
处于经济中心，丘浚所言天下之中其实位于明王朝的基本经济中心，而非疆域中心。南襄盆地正位于古代经济区的中心部位，其经济实力不可小觑，贵为天下之中也不是没有道理的。
（四）其他地中学说
从地理的角度寻找地中的位置，还有其他地中学说，如汝阳天中山地中说，认为：天中山，亦名天台山。位于汝南城北1.5公里处。《重修汝宁府志》载：“禹分天下为九州，豫为九州之中，汝为豫州之中，故聚土垒石以标天中，名天中山。”《读史方舆纪要》也有“天中山在府城北三里许，自古考日影，测分数，以此为正”的记载。天中山，非自然造化之功，实为人工构筑的日晷测影和观察天象的地方。汝南旧志记载：“自古测日影，以此为正，故筑土累石以记之”。并以唐代大书法家颜真卿亲书“天中山”碑刻而名享天下。
但是仅仅从“豫为九州之中，汝为豫州之中”这一结论就断定其为天下之中未免有失偏颇，明末方以智《通雅》卷十三《地域·方域》对此有所记述：
汝阳之天中山，天之中也。舆地以河南为中，而汝宁又居河南之中，故汝阳县北三里，有山曰天中，云测影植圭，莫准于此。或曰：或言此地夏至日中无影，非也，此地距北陆黄道十度，日晷恒在北，广州则无影耳。
因此，天中山天文学上的意义并没有被天文学界所认可。
另外比较有影响的还有须弥山地中说和昆仑山地中说。须弥山地中说从某种意义上来说是佛教视角的地中观念，梁代有名的《楼炭经》的记载，须弥山耸立于世界的中央，高三百六十万里，周围有七个连峰，同心圆状似地包围着它。日月众星象浮云一样，随着风在须弥山周围转动。
昆仑山地中说由来已久，《艺文类聚》引《水经》曰：“昆仑墟在西北，去嵩高五万里，地之中也。《博物志》卷一则引《河图·括地象》曰：“地南北三亿三万五千五百里。地祗之位起形高大者有昆仑山，广万里，高万一千里，神物之所生，圣人仙人之所集也。出五色云气、五色流水，其白水南流入中国，名曰河也。其山中应于天，最居中。”《山海经·西山经》亦云：“西南四百里，曰昆仑之丘，是实惟帝之下都，神陆吴司之。”昆仑山地中说由此而来。
