山東省舊石器商周時期古遺址時空分布及其與水文地貌的關(guān)系

　　摘要：以山東省為研究區(qū)，全面收集區(qū)域舊石器-商周時期古遺址數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，結(jié)合SRTMDEM、SLOPE和SPECT等數(shù)據(jù)，利用ArcGIS10��3軟件對舊石器至商周時期3338處古遺址與高程、坡度、坡向、瀕河度及海岸線變化的關(guān)系進行分析，探索古遺址時空分布與水文地貌的關(guān)系。結(jié)果表明：1)隨著文化發(fā)展，古遺址在數(shù)量上整體上表現(xiàn)為先減后增又減的趨勢，空間分布由魯中南丘陵區(qū)→魯西北平原區(qū)→魯中環(huán)西北丘陵區(qū)→魯中山地丘陵區(qū)逐漸擴展。2)古遺址主要分布在海拔20～100m的區(qū)域，達到2019個，占比約60��49%;較大面積的古遺址主要分布在海拔100～200m的區(qū)域，達到0��87km2/個;較小面積的古遺址主要分布在海拔50～100m區(qū)域，為0��47km2/個。3)古遺址主要分布在坡度0°～3°的區(qū)域，達到2824個，占比約84��6%，充分說明坡度較小的區(qū)域適宜古人居住;坡向分布在光照較好和光照較差區(qū)域的古遺址數(shù)量基本相當，但光照較好的古遺址總面積大于光照較差區(qū)域約30%，從側(cè)面證明古人選址傾向于光照充足的區(qū)域。4)各時期古遺址的瀕河性呈先增后減又增的趨勢，主要分布在距離水系水平距離3000m范圍內(nèi)，達到836個，占比約25��04%;古遺址主要分布在5級水系附近，占比約18��0%，與水系級別呈負相關(guān)，這與古人取水便捷和水患頻發(fā)有關(guān)。5)在萊州灣南岸和膠州灣環(huán)岸地區(qū)，古遺址的分布主要受控于黃河三角洲的頻繁變動和海平面變化。

　　關(guān)鍵詞：古遺址;時空分布;水文地貌;山東省

　　0引言在氣候變化大背景下，探究人類文明發(fā)展與環(huán)境變遷的關(guān)系成為當前人地關(guān)系的研究熱點。古遺址是人與自然共同作用的產(chǎn)物，可反映不同歷史時期的文化形態(tài)。對特定地區(qū)古遺址時空分布的研究有助于探索歷史時期環(huán)境演變特征，對于揭示該地區(qū)人地關(guān)系發(fā)展的歷史規(guī)律和內(nèi)在機制具有十分重要的意義。

　　自20世紀30年代以來，國內(nèi)外學者已開展大量關(guān)于古遺址分布及其驅(qū)動因素的研究，主要側(cè)重于古遺址的時空演變動力、古遺址時空分布與環(huán)境變化的關(guān)系以及古遺址模型建立等方面，地 域多集中在燕遼地區(qū)[1～4]、長江中下游地區(qū)[5～12]、黃河中下游地區(qū)[13～20]和西北地區(qū)[21～26]。已有研究多著眼于利用地層學、沉積學、孢粉學以及GIS技術(shù)討論氣候變化與古遺址分布的關(guān)系，但較少關(guān)注水文地貌因素對區(qū)域古文化發(fā)展的影響。山東地區(qū)是我國史前人類活動與文化興替較為頻繁的地區(qū)之一，具有豐富的史前文化遺存，文化序列完整，氣候環(huán)境記錄多樣，為探索過去人地關(guān)系提供了得天獨厚的優(yōu)越條件。

　　在山東地區(qū)的古文化研究中，學者們較為關(guān)注利用傳統(tǒng)考古學通過文化遺存對某類文化進行研究[27～28]，或針對特定區(qū)域古遺址的遺物和遺跡進行科技分析(如光譜、同位素分析)并建立遺址預(yù)測模型[29～31]。但從環(huán)境考古角度來看，前人對山東地區(qū)古人類活動與自然環(huán)境關(guān)系的研究較少，且缺乏水文地貌因素對古遺址時空演變作用的分析。因此，本文基于GIS技術(shù)對山東地區(qū)開展環(huán)境考古研究，對該區(qū)域舊石器至商周時期古遺址時空分布及其與水文地貌的關(guān)系進行分析，探討各時期古遺址的時空演變特征。這不僅可為山東地區(qū)舊石器以來遺址的時空分布特征提供資料，還可為尋求該地區(qū)孕育史前文明適宜的自然環(huán)境條件提供借鑒。

　　1研究區(qū)概況Fig��1Overviewofthestudyarea1研究區(qū)概況與研究方法

　　1��1研究區(qū)概況山東省古稱齊魯之地，位于中國東部沿海、黃河下游(34°22′52″～38°15′02″N，114°19′53″～122°43′00″E);全省東西長約700km，南北長約420km。西部地勢低平，為華北平原的一部分，北部是受河海交互作用形成的魯北平原，歷史上形成的黃河沖積扇、泛濫平原和近代黃河三角洲組成的平原呈弧形環(huán)抱于中南部山地的西北兩側(cè)[32]。東部和南部呈起伏和緩的波狀丘陵區(qū)，山東半島深入黃海，與遼東半島隔海相望;中部山地突起，泰山是全境最高點，泰山、魯山、沂蒙山共同組成魯中山地的主體，構(gòu)成山東省中部一條東西向的分嶺[32～33]。山東省的結(jié)晶基底屬“山字型”構(gòu)造體系，第一套蓋層主要為緯向構(gòu)造體系、區(qū)域東西向構(gòu)造、區(qū)域南北向構(gòu)造、新華夏構(gòu)造體系、華夏式構(gòu)造、魯西旋卷構(gòu)造群及膠西北“S”型構(gòu)造[34]。

　　山東省分屬于黃、淮、海三大流域，境內(nèi)主要河流除黃河橫貫東西、大運河縱穿南北外，其余中小河流密布山東省，分屬海河、黃河、淮河、小清河水系及山東半島水系，主要湖泊有南四湖、東平湖、白云湖、青沙湖、麻大湖等。氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L氣候類型，東部受海洋影響比較大，西部內(nèi)陸大陸性較強。全年氣候溫和，平均氣溫11～14℃。植被屬溫帶落葉闊葉林，山地丘陵區(qū)以麻櫟、栓皮櫟和人工栽種的刺槐林為主，平原區(qū)以楊柳、泡桐為主[35]。

　　1��2數(shù)據(jù)來源與研究方法數(shù)據(jù)主要來源于《中國文物地圖集·山東分冊》[36]山東地區(qū)的古遺址和查閱山東地區(qū)舊石器時代至商周時期已發(fā)表的其他相關(guān)資料[37～45]，并結(jié)合了對山東各地區(qū)的實地調(diào)查數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理過程中對地圖集中記錄的3338個古遺址按照考古文化序列進行劃分。

　　具體步驟如下：首先對山東地區(qū)30m空間分辨率的SRTMDEM數(shù)據(jù)、地貌及水系圖以及各時期的古遺址點在ArcGIS10��3下進行矢量化;其次在山東地區(qū)不同海拔分層設(shè)色地形圖上分別制作各時期古遺址分布圖;最后采用GIS空間分析方法對山東地區(qū)舊石器時代至商周時期古遺址時空分布特征進行分析，主要包含以下3個方面：1)古遺址的時間分布情況，主要考察古遺址數(shù)量隨時間變化的特征;2)古遺址的平面空間分布，主要考察古遺址與水系的水平距離關(guān)系;3)古遺址的垂直空間分布，主要考察遺址的高程分布、坡度及坡向等特征;最后結(jié)合研究區(qū)地形與水文特征，探討各時期古遺址的時空演變特征與其分布規(guī)律，分析舊石器-商周時期古遺址時空分布與水文地貌的關(guān)系。

　　1.3區(qū)域舊石器至商周時期文化序列與類型山東省最早出現(xiàn)的文化是舊石器文化(2500～10kaB.P.)，該時期人類的生產(chǎn)工具主要以石器為主，可制造簡單的組合工具，以作打獵和采集的用途[37];后李文化時期(8��5～7��7kaB.P.)，生產(chǎn)工具以石器和骨器為主，并出現(xiàn)了陶器，除了采集漁獵等謀生手段外，家畜飼養(yǎng)業(yè)也占一定比例[38～39];之后，北辛文化(7��7～6��1kaB.P.)發(fā)展起來，生產(chǎn)工具以石器、骨器、蚌器為主，陶器生產(chǎn)技術(shù)較后李時期有較大進步，社會經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大的發(fā)展[40];大汶口文化(6��1～4��6kaB.P.)時期，農(nóng)業(yè)、家畜飼養(yǎng)業(yè)和手工業(yè)持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟得到長足進步，社會等級分化日益明顯[41];龍山文化時期(4��6～4��0kaB.P.)農(nóng)業(yè)、家畜飼養(yǎng)業(yè)和手工業(yè)進一步發(fā)展，人口數(shù)量顯著增長，大型遺址不斷涌現(xiàn)，但至龍山文化后期，大規(guī)模的洪水和降溫事件導(dǎo)致龍山文化突然中斷[42～43];隨后岳石文化(4��0～3��5kaB.P.)發(fā)展起來，但較龍山文化時期顯示出明顯的衰落[44]。商周文化時期(3��5～2��2kaB.P.)是傳統(tǒng)農(nóng)具飛躍發(fā)展和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)形成的關(guān)鍵時期，創(chuàng)造了燦爛奪目的青銅文化，并且完成了由青銅時代向早期鐵器時代的轉(zhuǎn)變，文化開始加速發(fā)展[45]。

　　2結(jié)果

　　2��1不同文化時期古遺址分布的數(shù)量與高程特征

　　根據(jù)山東省地貌類型劃分標準和海拔特點將研究區(qū)高程劃分為0～50m、50～100m、100～200m、200～500m和大于500m等5個級別，并按照不同的高程分級統(tǒng)計不同時期古遺址的數(shù)量及面積規(guī)模。

　　隨著文化發(fā)展，古遺址在數(shù)量上呈先減后增又減的趨勢，空間上表現(xiàn)為由魯中南丘陵區(qū)→魯西北平原區(qū)→魯中環(huán)西北丘陵區(qū)→魯中山地丘陵區(qū)逐漸減少。從舊石器至商周文化時期，古遺址的平均高程分別為87��6m、51��73m、62��17m、85��58m、80��10m、92��10m和70��76m。舊石器和后李文化時期，古遺址主要分布在高程20～50m的區(qū)域，分別占總數(shù)的41��53%和45��45%;北辛、大汶口、龍山和商周文化時期，古遺址主要分布在高程50～100m的區(qū)域，分別占總數(shù)的45��83%、33��21%、34��07%和36��38%;岳石文化時期古遺址主要分布在高程20～50m和100～200m的區(qū)域，均占總數(shù)的25��79%。

　　總體上，古遺址主要分布在高程20～100m的區(qū)域，數(shù)量達2019個，占總數(shù)的60��49%。規(guī)模較大的古遺址主要分布在100～200m高程段，達到0��87個/km2，規(guī)模較小的古遺址主要分布在50～100m區(qū)域，為0��47個/km2。在最低和最高區(qū)域，即-2～10m和大于500m的區(qū)域內(nèi)，均有少量的古遺址分布，不超過總數(shù)的3%。各個時期遺址分布在最低海拔差別不大，最低為-2m，最高為19m;但是最高海拔差別較大，最低為132m，最高為614m。最高海拔處為舊石器時期遺址。

　　2��2不同文化時期古遺址分布的坡度、坡向特征魯西北平原地區(qū)，地形平緩，坡度起伏不大，但魯中丘陵、山地地區(qū)的坡度存在較大變化。利用ArcGIS10��3軟件對不同時期古遺址進行坡度分析，可將研究區(qū)內(nèi)地表坡度劃分為：<3°(平坡)、3°～5°、5°～7°、7°～10°、10°～15°和大于15°(急坡)這6種類型。通常情況下坡度值越小，地形越平坦。從舊石器至商周文化時期，古遺址在0°～3°區(qū)域所占的比例分別是74��04%、81��82%、83��33%、86��39%、86��67%、77��35%和89��19%。其中0°～3°區(qū)域的遺址數(shù)達到2824個，占總數(shù)的84��60%;在3°～5°的區(qū)域，除了后李文化時期無遺址分布，其他6個時期均有少量古遺址分布;在大于15°的區(qū)域，后李和北辛時期沒有古遺址分布，舊石器文化時期分布的遺址數(shù)量最多，其他5個時期均有少量的古遺址分布，但不超過總數(shù)的5%。總體上，研究區(qū)域自早期的舊石器文化時期至商周時期，古遺址分布規(guī)律表現(xiàn)為隨坡度的增加數(shù)量逐漸減少。

　　3討論

　　3��1古遺址與地貌因子的關(guān)系

　　3��1��1古遺址與高程的關(guān)系

　　由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，各時期古遺址主要分布在高程20～100m區(qū)域。面積較小的古遺址主要分布在高程50～100m區(qū)域，面積較大的古遺址主要分布在100～200m區(qū)域。究其原因，低海拔區(qū)域容易遭受洪澇災(zāi)害侵襲，群落聚集性低，使得遺址整體面積較小。從舊石器至北辛文化時期，古人選址趨向于海拔較低的區(qū)域[16]。大汶口文化時期，6��0kaB.P.左右在魯北-登萊平原區(qū)海侵向陸地推進到最大范圍，此時海平面較高[46～47]。據(jù)本文計算結(jié)果，自大汶口文化時期開始，有79��17%的遺址點海拔高程集中在20～100m的范圍內(nèi)，平均值達到85��58m，暗示古人選址趨向于相對較高海拔的區(qū)域，這可能與海侵有關(guān)。舊石器文化時期古遺址主要分布在魯中南丘陵地區(qū)。此時因古人生產(chǎn)力低下，居住于山林地區(qū)能夠保障食物來源，可以滿足古人生存的基本需要。

　　到后李時期，古遺址主要分布于魯西北平原(近黃河)，且分布高程有所降低。這是由于此時氣候變冷變干[47]，古人遷徙到靠近河流的低海拔地區(qū)和魯中丘陵地區(qū)之間，不僅可以便捷地進行捕獵采集食物，而且還可以通過漁獵增加食物來源用以滿足生存需要。至北辛文化時期，因黃河水患嚴重，對古人的生存造成威脅[14]，遺址分布重心又移至魯中環(huán)西北丘陵地區(qū)。從大汶口至龍山文化時期，適宜的氣候環(huán)境[16]更有利于古人類生存，古遺址在空間上分布更為廣泛。龍山文化晚期，遺址數(shù)量急劇下降，這究竟與氣候變化有關(guān)，還是與人口數(shù)量急劇增加導(dǎo)致資源銳減有關(guān)，未來仍需進一步深入研究。

　　3��1��2古遺址與坡度的關(guān)系隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，古人逐漸發(fā)現(xiàn)坡度小的地方，地勢平坦，交通便利，利于耕作且保水性好，適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類居住生活;坡度大的地方不利于修建屋舍，并且容易遭受滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，對古人造成生命威脅。因此，山東古遺址多分布在坡度0°～3°的區(qū)域，說明古人更偏好在在坡度較小的地帶。雖然平坦地區(qū)是古遺址選址的首選區(qū)域，但是在坡度較大的區(qū)域也有一定數(shù)量的古遺址分布。除后李和北辛文化時期在坡度大于15°的區(qū)域沒有古遺址分布以外，其他5個時期在坡度大于15°的地區(qū)均有少量的古遺址分布。

　　其中，舊石器文化時期，分布在坡度大于15°的區(qū)域的古遺址數(shù)量最多，這與舊石器時期古人的生活方式有關(guān)，主要以采集狩獵方式有關(guān)。隨著文化的發(fā)展，從舊石器至龍山文化時期，在坡度大于15°地區(qū)的古遺址數(shù)量明顯減少，而到岳石文化時期又突然增多，至商周文化時期又開始下降。整體上的減少，與古人生活方式變化有關(guān)，由舊石器時期的采集狩獵到新石器時期的農(nóng)牧耕作轉(zhuǎn)變，而岳石文化時期的增多，可能是此時社會政治動蕩，戰(zhàn)爭頻發(fā)，人們?yōu)榱颂颖軕?zhàn)爭而選擇在定居在高海拔的山林地區(qū)[45]。

　　3��1��3古遺址與坡向的關(guān)系居住地的坡向與接受陽光照射時間長短有關(guān)，光照條件有所差異，古人感受到的溫暖程度也有所不同。舊石器至新石器文化時期，社會經(jīng)濟不發(fā)達，古人取暖設(shè)施有限，坡向也是影響古人選址的重要原因。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，舊石器、后李、北辛、龍山和商周文化時期古遺址分布在光照較差區(qū)域的數(shù)量均多于光照較好的區(qū)域;大汶口、岳石文化時期古遺址分布在光照較好區(qū)域略多于光照較差的區(qū)域;但僅高5%左右�？傮w上，分布在光照較差區(qū)域的古遺址數(shù)量和光照較好區(qū)域的古遺址數(shù)量基本一致。但是，從本文計算的遺址面積與規(guī)模上看，光照較好區(qū)域比光照較差區(qū)域多306��37km2，這表明光照較好的區(qū)域分布著規(guī)模較大的古遺址，從側(cè)面證明古人選址趨向于能接收陽光較多的區(qū)域，適應(yīng)環(huán)境的能力增強。

　　遺產(chǎn)保護論文范例：紅色遺產(chǎn)的傳承、保護和利用研究

　　4結(jié)論

　　(1)從舊石器至商周文化時期，山東地區(qū)古文化發(fā)展經(jīng)歷了萌芽-發(fā)展-巔峰-衰退的變化歷程�？臻g上古遺址分布規(guī)律由魯中南丘陵區(qū)-魯西北平原區(qū)-魯中環(huán)西北丘陵區(qū)-魯中山地丘陵區(qū)逐漸擴展。(2)從古遺址與地形地貌的關(guān)系分析，古遺址主要分布在海拔20～100m的區(qū)域，較大的古遺址主要分布在海拔100～200m的區(qū)域，較小的古遺址主要分布在50～100m區(qū)域。古遺址主要分布在坡度0°～3°的區(qū)域。分布在光照較差處的古遺址數(shù)量和光照較好的古遺址數(shù)量基本相當，但是在遺址面積與規(guī)模上卻相差較大。

　　(3)從古遺址與水文的關(guān)系分析，在距離水系水平距離3km范圍內(nèi)分布的古遺址最多。古遺址的分布與水系級別呈負相關(guān)，分布在5級水系附近的數(shù)量最多，瀕河性呈先增后減又增的趨勢。從古遺址與海岸線變化的方向分析，在萊州灣和膠州灣環(huán)岸地區(qū)，古遺址的分布主要受控于黃河三角洲的變動和海平面變化。(4)從地貌和水文因子對古遺址分布的影響程度看，坡度的影響指數(shù)最高，其次是坡向和高程，瀕河度較小，水系級別最小。

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　　作者：劉帥1，鄒春輝2，毛龍江1，賈鑫3，莫多聞

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