長江中游新石器文化遺址點空間分布與環(huán)境變遷的關(guān)系

周亞妮+陳瑞+金培培+酈坷飛

摘要：利用Arcgis，研究長江中游新石器文化遺址點與環(huán)境變遷的關(guān)系，既有利于復(fù)原湘贛地區(qū)古自然地理環(huán)境，又能對當(dāng)代人與自然和諧相處提供借鑒意義。本文借鑒考古學(xué)資料和相關(guān)文獻，得出如下結(jié)論：城背溪文化期內(nèi)氣候由溫涼到趨暖，遺址點分布于海拔稍高、距水較遠的坡地；大溪文化期內(nèi)早中期氣候暖濕且穩(wěn)定，遺址點分布于海拔和坡度較大且離水較近處；屈家?guī)X文化期內(nèi)晚期氣候穩(wěn)定暖濕，遺址點分布于地勢低平但離水稍遠處；石家河文化期內(nèi)晚期氣候驟變，遺址點分布于地勢低平但離水較遠處。

關(guān)鍵詞：長江中游；新石器文化；GIS；環(huán)境變遷

1.引言

自然地理環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，制約著人類文明的發(fā)展趨向與人類活動的范圍、深度。目前，全球變暖下，極端天氣的增加對人類的生存發(fā)展構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。隨著對全球環(huán)境演變的研究不斷深入，人類文明各個發(fā)展階段的環(huán)境變化和人類對環(huán)境的適應(yīng)，正受到學(xué)者們的關(guān)注。2003年，國際科學(xué)理事會（ICSU與聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）宣布最新研究計劃：“全新世自然驟變、環(huán)境災(zāi)變和人類的響應(yīng)”。我國學(xué)者利用沉積物特征、孢粉、植硅體、石筍等線索，以重建我國新石器時期長江中游的環(huán)境演化序列，揭示幾大重要的環(huán)境突變事件。

2.長江中游遺址點空間分布特征

20世紀(jì)50年代以來，考古研究者已基本建立長江中游新石器考古文化序列。長江中游大致經(jīng)歷了：城背溪文化、大溪文化、屈家?guī)X文化、石家河文化這四個發(fā)展階段。

2.1遺址點分布的集聚程度

一般來說，空間上點的分布形態(tài)可分為：隨機分布、集聚分布與規(guī)則分布。利用GIS軟件中的Ripleys K函數(shù)分析工具，在99%置信度下，研究長江中游各文化期遺址空間分布是否具有統(tǒng)計學(xué)上的集聚或離散。若k觀測值大于k預(yù)期值，則點的分布呈集聚狀態(tài)，且具統(tǒng)計學(xué)意義；反之，則呈離散狀態(tài)。圖1顯示：大溪、屈家?guī)X石家河文化期內(nèi)，遺址點分布均呈集聚狀態(tài)；其中，石家河文化期內(nèi)，k觀測值與預(yù)期值的差值要小于大溪和屈家?guī)X文化期，可推測：石家河文化期內(nèi)，聚落集聚程度相對減小，集聚范圍逐漸擴大，這可能與人類適應(yīng)環(huán)境的能力提高有關(guān)。

2.2遺址點的點密度分析

根據(jù)點密度分析法，可分析遺址點集中分布區(qū)。圖2中，新石器中期以來，遺址點密度呈逐漸增加趨勢：三個文化期共同包含的高密度遺址點位于澧水下游、洞庭湖西側(cè)的丘陵地帶，說明該區(qū)自古以來環(huán)境優(yōu)越，為人口增長提供了良好的物質(zhì)保障。另外，三個文化期遺址點密度在大河沿線例如湘江、沅江等也較高，可見河流在當(dāng)時聚落選址中的重要性。不同文化期內(nèi)，遺址點密度變化又存在差異：

大溪文化期內(nèi)，遺址點呈團狀集聚：在沮漳河與長江交匯處，遺址點密度達極高值，且以此為中心，向東、向南方（洞庭湖流域）擴展。同時在漢江中游處也出現(xiàn)遺址點團狀集聚，以該點為中心，向西、向北擴展。

屈家?guī)X文化期內(nèi)，遺址點密度極高值數(shù)量相比大溪時期有所增加。此時長江以北（漢江流域）遺址點密度突破性地高于長江以南（洞庭湖地區(qū)），印證了該期文化中心向漢江流域轉(zhuǎn)移的事實，轉(zhuǎn)移方向為深入漢江東南方向。與大溪時期相同的是，沮漳河附近依舊為遺址點集聚區(qū)；不同的是，長江流域巫峽至宜昌河段內(nèi)新增眾多沿河流呈帶狀分布的遺址點密集區(qū)。

石家河文化期內(nèi)，遺址點密度極值點數(shù)量相比前一文化期雖有所減少，但此時遺址點數(shù)量大大增加，且遺址點分布范圍擴大。漢江中游的遺址點依舊呈團狀集聚。不同的是：集聚范圍轉(zhuǎn)移至湖北東北部省界線處，呈帶狀分布于損水、倒水等支流兩側(cè)，為西北東南走向。

3.遺址點與自然因子的聯(lián)系

3.1與氣候的聯(lián)系

古氣候記錄表明：全新世氣候總體穩(wěn)定，但有百年至千年尺度的波動變化。目前，國際學(xué)術(shù)界研究的熱點為三大降溫事件：8.2K a.B P、5 2K a.B.P和4K a B.P，這打斷了全新世總體暖濕的特征。我國施雅風(fēng)等人也對中國全新世氣候環(huán)境展開研究，依據(jù)孢粉、古植物、古湖泊等，得出結(jié)論：10.5——8.5 ka.B.P為升溫期；8.5——8.2 ka.B.P，氣候出現(xiàn)急劇突變；8.2——53 ka.B.P，氣候穩(wěn)定，大暖期最盛期，氣溫明顯高于現(xiàn)今水平；5.3 ka.B.P，氣候急劇突變；5.3——4.2 ka B.P，氣候比較穩(wěn)定，氣溫有所下降但仍高于現(xiàn)今水平；4.2——4.0ka.B.P，氣候出現(xiàn)急劇突變；4.0kaB.P之后，氣候波動較大，氣溫變冷，相當(dāng)于現(xiàn)今水平。

不同的文化期或者同一文化期內(nèi)的不同階段，聚落數(shù)量的變化與氣候演變具有同步性：即氣候穩(wěn)定時，聚落的數(shù)量普遍增加：氣候波動時，聚落的數(shù)量明顯減少。首先對比同一文化期內(nèi)氣候與聚落的特征。城背溪文化早期處于降溫期，氣候溫涼，不適宜稻作農(nóng)業(yè)的開展，故該期聚落數(shù)量相對較少，僅被發(fā)現(xiàn)1處；晚期氣溫上升，故人口數(shù)量大增，遺址點數(shù)量增至11處。大溪文化期整體處于大暖期：早中期，氣溫較高，氣候穩(wěn)定，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動開展，人口飛速增長，遺址點數(shù)量驟增：晚期，氣候有所波動，對應(yīng)記載為5.5K a.B.P.時發(fā)生的全球降溫事件，此時氣候反常，水熱失衡，稻作農(nóng)業(yè)很難發(fā)展，抑制人口增長，故該階段遺址點增輻明顯下降。氣候波動延續(xù)到屈家?guī)X早期，在該時期遺址數(shù)量比大溪文化晚期減少64處。屈家?guī)X中期到晚期，隨著氣候的漸趨穩(wěn)定，水熱條件逐漸適宜，遺址數(shù)量增加73處，聚落規(guī)模擴大。到了石家河文化中期，降溫事件再次發(fā)生，聚數(shù)量增長緩慢；晚期后，遺址點數(shù)量激增，但大型規(guī)模的遺址點數(shù)量增幅卻大大下降，這意味著石家河文化出現(xiàn)衰退跡象。氣候的轉(zhuǎn)冷和突變使得一系列災(zāi)害盛行，糧食減產(chǎn)，社會動蕩，文化衰落。不同文化期內(nèi)氣候與聚落分布也具相關(guān)性。城背溪文化期大部分處于全新世大曖期初始階段，故遺址點數(shù)量相對較少：大溪文化期處于大暖期鼎盛時期，故遺址點數(shù)量的增幅史無前例；屈家?guī)X和石家河文化期，由于氣候震蕩，遺址點增幅有限。

3.2與地貌的聯(lián)系

地貌作為人類的立足之地，對于人類文明的演替具有重要影響。地貌優(yōu)劣影響到一個區(qū)域光照、熱量、水分條件及安全性大小等，從而影響古聚落分布。以下以大溪文化期為例，從海拔和坡度兩方面闡述地貌對于聚落分布的影響。

城背溪文化期內(nèi)：聚落分布海拔相對較高，90%的遺址點分布于海拔400m以下地區(qū)，最高處約為650m；坡度上，聚落有向坡地集聚的趨勢，總體遺址點分布5-20°內(nèi)，90%的遺址點分布于16°以下地區(qū)。

到大溪文化期，“向高處分布聚落”的趨勢得以延續(xù)，大部分遺址點位于海拔400m以下，99%的遺址點分布于1000m以下地區(qū)：坡度上也類似前一文化期，90%的遺址點分布于坡度20°以下地區(qū)（圖3）。

屈家?guī)X文化期內(nèi)：遺址點開始出現(xiàn)向地勢較低處聚集的趨勢，90%以上的聚落集中在海拔200m以下地區(qū)，聚落最高處也未達500m；坡度上，遺址點趨向于分布在地勢較為平坦處，約90%的遺址點分布于坡度10°以下地區(qū)。石家河文化期內(nèi)：遺址點分布區(qū)的海拔也相對較低，95%的遺址點分布于海拔200m以下地區(qū)，99%的遺址點海拔未超過500m；坡度上，也與屈家?guī)X文化期相似，85%的遺址點均在10°以下。

3.3與水文的聯(lián)系

水是生命之源，是影響聚落分布的重要因素。新石器時期長江中游主要發(fā)展稻作農(nóng)業(yè)，對水的需求更大，因此聚落在分布時會重點考慮距河流水系的遠近。縱觀新石器文化遺址點分布圖，可發(fā)現(xiàn)沿河分布的遺址大致與水系格局圖一致。以大溪文化期為例，分析遺址點距水系距離概況。

城背溪文化期內(nèi)，80%的遺址點分布于距水系3000m內(nèi)，最遠也不過4500m，總體距離水系較近，可見當(dāng)時生產(chǎn)力水平較低，人類為了獲得充足的生活、生產(chǎn)用水，必須分布在離水較近處。

大溪文化期內(nèi)，遺址點距水系的距離整體不遠，但較前一時期來說，距離有所增加：約60%的遺址點分布于距水系5000m處，最遠也不過20000m（圖4）。

屈家?guī)X文化期內(nèi)，遺址點距水系的距離與前以文化期相比較大。60%的遺址點分布于距水系8000m處，最遠處達20000m。石家河文化期內(nèi)，遺址點又逐漸靠近水系，60%的遺址點位于距水系5000m內(nèi)，但也存在極大值，最遠處達30000m。

3.4基于廣義線性模型的相關(guān)性分析

利用廣義線性模型，可以幫助我們分析自變量與因變量之間的相關(guān)性，評價不同時期內(nèi)，各個自然因子對聚落布址的影響權(quán)重大小。結(jié)果如下：大溪文化期內(nèi)，海拔的回歸系數(shù)為0.13，坡度為0.43，距水系的距離為<0.001：屈家?guī)X文化期內(nèi)，海拔的回歸系數(shù)為0.77，坡度為0.16，距水系距離為<0.001；石家河文化期內(nèi)，海拔的回歸系數(shù)為<0.001，坡度為0.11，距水系距離為<0.001。

大溪文化期內(nèi)，遺址點距水系的距離的回歸系數(shù)（<0.001）小于其海拔、坡度值（0.13和0.43），這表明當(dāng)時聚落趨向于離水較近的地區(qū)：海拔、坡度相對較大，表明聚落趨向于海拔較高、坡度相對略大的地區(qū)。這一結(jié)論與前文中提到的由于該期江湖面積擴大，淹沒許多平原和山前低地，人類被迫向高處轉(zhuǎn)移的結(jié)論相對應(yīng)。屈家?guī)X文化期內(nèi)，坡度的回歸系數(shù)（0.16）較前一時期明顯減小，距水系距離（<0.001）有所增加，可見該期內(nèi)聚落趨向于離水較遠但地勢總體平坦的地區(qū)。石家河文化期內(nèi)，地勢、坡度和距水系距離的數(shù)值較前一時期大大減小，表明該時期內(nèi)人們趨向于離水較近且地勢又較為低平的地區(qū)。結(jié)論：整體來看，絕大多數(shù)遺址點均在距水系10km范圍內(nèi)，海拔不超過400m，坡度小于15°，略靠近水源的地區(qū)。城背溪文化期遺址點大多分布于海拔稍高的坡地上，且整體距離水系較近，聚落整體向河流上游發(fā)展，遺址點分布的變化與當(dāng)時氣候由溫涼逐趨暖密切相關(guān)；城背溪文化早中期，正處于降溫期，氣候的轉(zhuǎn)涼使得整體水位下降，為方便取水而靠近河流；晚期，氣溫逐漸上升，故聚落向海拔較高處發(fā)展。大溪文化期遺址點趨向于海拔和坡度相對較大、但離水源較近處，遺址點分布與大溪文化期位于全新世大暖期、氣候適宜、水位穩(wěn)定的環(huán)境特征相關(guān)；早中期處于全新世大暖期，雖然湖泊擴展，低洼處積水成湖，但由于洪水泛濫仍舊較少，故人類繼續(xù)生活在平原地區(qū)；晚期氣候驟變，湖群進一步擴張，洪水災(zāi)害頻繁，人們被迫分布在海拔較高且易排水處。屈家?guī)X文化期遺址點分布于地勢低平但離水系稍遠的地區(qū)，這與該文化期晚期時氣候趨于穩(wěn)定、總體溫暖濕潤的環(huán)境特征有：該期氣候開始變涼、變干，湖群水面下降，山前坡地和湖濱平原出露地表，但由于河流依舊經(jīng)常發(fā)生季節(jié)性泛濫，故人類仍傾向于稍遠離水系的地區(qū)。石家河文化期遺址點聚集于地勢低平且離水系較近的地區(qū)；該階段，氣候開始變暖，降水再次增加，整體環(huán)境相對穩(wěn)定，故河流季節(jié)性泛濫減少，人類可繼續(xù)選擇在平原上的高地生存：再加上此時稻作農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展，需要低平的地形，也使得遺址點廣泛集聚于低平地區(qū)；晚期，氣候再次惡化，洪水頻頻爆發(fā)，此時人類由于不能適應(yīng)該環(huán)境變遷，文化開始全面衰落。