萊州灣南岸新石器時代文化遺址的時空分布特征分析

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(1. 濟南大學 水利與環(huán)境學院， 山東 濟南 250022； 2. 中國海洋大學 環(huán)境科學與工程學院， 山東 青島 266100)

文化遺址是人類和自然環(huán)境共同作用的產物，反映了特定歷史時期內的文化形態(tài)。對文化遺址的研究有助于加深人類對歷史時期環(huán)境演變、社會變遷、文化流變等人地關系的認知。從20世紀30年代開始，國內外已經(jīng)開始對文化遺址開展研究[1]，學者們對文化遺址演變的影響因素進行了深入而廣泛的探討，包括氣候、水文、地貌在內的自然因素和包括文化、農業(yè)、牧業(yè)、技術、生產力在內的人文因素兩大方面，并取得了豐富的成果[2-6]。從研究內容看，主要集中于文化遺址的時空分布特征、分布特點與環(huán)境演變的關系、時空演變動力、文化遺址模型等方面[7-13]。同時，國內學者對江蘇省[14]、環(huán)渤海地區(qū)[15]、西南地區(qū)[16]、膠東半島[17]等的古人類遺址進行了研究，注重探討遺址點分布的時空特征。

目前，對萊州灣南岸區(qū)域的研究多集中在古氣候變化及自然環(huán)境的演變分析，如孢粉記錄研究[18]、巨淀湖沉積地層分析[19]、古河道古湖泊的演化[20-22]、海岸線變遷[23]等，尚缺乏對在自然環(huán)境變化的背景下人類文化的發(fā)展及其遺址分布特征的探討。本文中將進一步研究萊州灣南岸新石器時代人類遺址的分布特征，不僅可以為萊州灣南岸地區(qū)新石器遺址的時空分布特征提供資料，還可以為探索該地區(qū)遺址與環(huán)境演變的關系以及未來的人地關系的協(xié)調提供借鑒。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

萊州灣南岸處于山東省的中北部地區(qū)， 北部緊臨渤海， 西部隔小清河與東營市相望， 東部與煙臺市相接。 研究區(qū)域西部邊界起于小清河， 河口接于黃河三角洲， 向東延至虎頭崖， 緊靠膠萊平原。 研究區(qū)域內行政區(qū)包括廣饒縣、 壽光市、 寒亭區(qū)、 坊子區(qū)和昌邑市(見圖1)。 氣候類型為暖溫帶大陸性季風氣候， 年平均氣溫和降水量分別為12.2 ℃和559.5 mm，整體較溫和。萊州灣南岸地區(qū)發(fā)育了多條短源河流，均自南向北注入萊州灣，自西向東主要有小清河、堤河、彌河、白浪河、虞河、濰河、膠萊河等，并發(fā)育了各自的水系。受海洋和河流的共同作用，自南向北發(fā)育了山前洪積-沖積平原、沖積平原、沖海積平原和海積平原。

圖1 研究區(qū)位置

萊州灣南岸地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最早的新石器文化遺址是邊線王西遺址。自大汶口文化時期，農業(yè)經(jīng)濟比例逐漸增大，陶器制作逐漸成熟。龍山文化時期的陶器、銅器、石器制造比較發(fā)達，并且普及程度也比較高，屬于銅石并用時代。距今4千年(4.0 ka BP)左右發(fā)生的降溫使得優(yōu)秀的龍山文化被中斷，繼而興起了岳石文化，所以萊州灣南岸的新石器文化序列為后李文化—大汶口文化—龍山文化—岳石文化。

1.2 研究方法

根據(jù)《中國文物地圖集·山東分冊》共收集142個人類文化遺址資料，分別建立后李文化、大汶口文化、龍山文化和岳石文化遺址數(shù)據(jù)庫。萊州灣南岸數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站，ASTGTM DEM 30 m的4幅高程數(shù)據(jù)，其水平分辨率為30 m×30 m。利用Erdas Imagine 9.2將4幅高程數(shù)據(jù)圖合成萊州灣南岸DEM圖，在ArcGIS 10.3軟件環(huán)境下進行處理和矢量化，將該區(qū)域DEM圖、水平分辨率30 m×30 m的ASTGTM DEM數(shù)據(jù)與遺址點進行疊置，基于萊州灣南岸不同海拔分層設色地形圖的各時期的文化遺址分布圖，進行分析得到其時空特征。

2 萊州灣南岸新石器時代文化序列及其時空分布特征

2.1 區(qū)域新石器文化序列與類型

按時代的不同及其文化發(fā)展水平，可將萊州灣南岸新石器文化劃分為以下文化序列：后李文化期(距今8.5～7.7 ka BP)—大汶口文化期(距今6.1～4.6 ka BP)—龍山文化期(距今4.6～4.0 ka BP)—岳石文化期(距今4.0～3.5 ka BP)。

2.1.1 后李文化

后李文化是山東地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的最早的新石器時代文化遺存。據(jù)后李、西河遺址測定的14C數(shù)據(jù)，后李文化的年代為距今8.5～7.7 ka BP[24]。后李文化時期已存在一定規(guī)模的聚落，多為圓角方形或近橢圓形的半地穴式建筑。出土遺物以陶器和石器為主，陶器主要為紅褐色，磨制石器多數(shù)只有刃部磨光。其經(jīng)濟生活已有一定的農業(yè)經(jīng)濟成分，采集和漁獵經(jīng)濟仍占很大比例；家畜飼養(yǎng)業(yè)開始出現(xiàn)，當時處于以氏族公有制為基礎的母系氏族社會階段[25]。

2.1.2 大汶口文化

大汶口文化是我國新石器時代主要的原始文化之一。據(jù)已公布的14C測年數(shù)據(jù)，大汶口文化年代為6.1～4.6 ka BP[24]。大汶口文化時期社會經(jīng)濟以種植粟為主，兼種黍和水稻，家禽、家畜飼養(yǎng)業(yè)發(fā)達，漁獵經(jīng)濟仍占一定比例，手工業(yè)發(fā)展迅速。大汶口文化的聚落已有一定的區(qū)劃，有居住區(qū)和墓地之分。陶器以手制為主，出現(xiàn)輪制技術。一般認為，大汶口文化的社會性質在早期階段處于母系氏族社會末期向父系氏族社會的過渡時期；中、晚期階段已進入父系氏族社會[26]。

2.1.3 龍山文化

龍山文化是繼仰韶文化之后，中國近代考古學發(fā)現(xiàn)的重要的新石器時代遺存。據(jù)14C測定龍山文化的年代距今約4.6～4.0 ka BP[24]。龍山文化時期，社會經(jīng)濟以農業(yè)為主，兼有家畜、家禽飼養(yǎng)業(yè)、手工業(yè)等社會生產部門。聚落建設已有一定的規(guī)劃和設計，房屋以單間為主。出土陶器有泥質和夾砂2個大類，陶色以黑、灰為主，三足器、圈足器、平底器流行。一般認為，龍山文化的社會性質已經(jīng)進入文明社會之初，屬于中央集權國家形成之前的“城邦時代”[27]。

2.1.4 岳石文化

岳石文化至20世紀80年代初，作為一種新的考古學文化得以確立。據(jù)14C測定岳石文化的年代距今約4.0～3.5 ka BP[24]。岳石文化的陶器有其自身十分鮮明的特征，青銅器的發(fā)現(xiàn)是岳石文化的一個突出特點。岳石文化的社會經(jīng)濟和生產力水平與龍山文化相比，有較大進步和提高，青銅鑄造業(yè)的發(fā)展，說明岳石文化已進入早期青銅器時代。岳石文化的確立填補了萊州灣南岸考古學文化上的一段空白，使本區(qū)的新石器文化與青銅文化有機地連接在一起，組成一個獨具特色的文化體系[28]。

2.2 區(qū)域各文化期遺址點分布特征

2.2.1 數(shù)量及地貌特征

研究區(qū)新石器時代文化遺址數(shù)量及分布如圖2、 3所示。

圖2 研究區(qū)新石器時代文化遺址數(shù)量

后李文化時期是4個時期中文化遺址數(shù)量(3處)最少，出現(xiàn)頻率(每100 a出現(xiàn)0.38處)最小的時期(見圖2、3(a))，其比例為總數(shù)的2.1%，可視為萌芽階段。遺址分布呈分散式，3處遺址中有1處分布在壽光市，其余2處都坐落在寒亭區(qū)。據(jù)圖3(a)可知，遺址具有依水分布的特點，邊線王西遺址位于彌河西岸海拔相對較高的洪積臺地，前埠下遺址和魯家口遺址位于白浪河和淮河岸邊海拔較低的沖積平原。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龍山文化(d)岳石文化圖3 萊州灣南岸新石器時期文化遺址分布

大汶口文化時期的遺址數(shù)量和出現(xiàn)頻率分別是27處和每100 a出現(xiàn)1.8處(見圖2、3(b))，遺址比例占總量的19.0%，可視為發(fā)展階段。這一時期遺址數(shù)量明顯增多，是后李文化的9倍，尤其是彌河西岸海拔相對較高的洪積臺地處遺址大幅增加，淮河西岸海拔較高的地方遺址也有增多，同時出現(xiàn)了新的分布類型。據(jù)文化遺址高程分布可知，序號為21—26的遺址均分布在距小清河較遠的沖積平原上，海拔相對較低；遺址分布的密度自南向北降低。

龍山文化是史前文化發(fā)展的鼎盛期，遺址數(shù)量最多，達101處，比例最大，為71.1%，出現(xiàn)頻率為每100 a出現(xiàn)16.8處(見圖2、3(c))，可視為巔峰階段。遺址分布范圍進一步擴展，在彌河兩岸遺址數(shù)量激增，遺址的密度最大。西部呈現(xiàn)出雙中心的集中分布趨勢，東部分散化趨勢明顯，集中性差。分布類型變化不大，在海拔相對較高的地方均有遺址分布，南多北少的格局進一步得以鞏固。同時，這一時期出現(xiàn)了海拔較低的郭井子遺址，位于研究區(qū)域北部，小清河東岸。

岳石文化時期的文化遺址數(shù)量(11處)、遺址比例(7.8%)、出現(xiàn)頻率(每100 a出現(xiàn)2.2處)均減小，可視為衰退階段(見圖2、3(d))。遺址數(shù)量及分布范圍較上一時期皆急劇衰減，分布類型有所減少，空間集中性不明顯。寒亭區(qū)和昌邑市已無遺址存在，坊子區(qū)的洪積臺地僅存1處院上遺址，其余10處遺址依然分布在彌河西南岸的洪積臺地和研究區(qū)域西南部的沖積平原上。

從地貌類型來看，洪積臺地和沖積平原遺址數(shù)量最多，沖海積平原鮮有遺址分布，海積平原無遺址分布。這種差異與自然環(huán)境密不可分，海積平原、沖海積平原地勢較低，多沼澤洼地，環(huán)境不穩(wěn)定，易受到水患災害的影響，不利于人類活動；沖積平原海拔相對較高，對水患災害有一定的抵御能力，環(huán)境相對穩(wěn)定；洪積臺地地表平坦，適應人類耕種、發(fā)展農業(yè)，地勢較高，環(huán)境較穩(wěn)定，因而成為古人繁衍生息的良好場所。

2.2.2 高程特征

遺址的高程分布具有一定的規(guī)律性，除大汶口文化外，遺址均集中分布于高程為0～29 m的地區(qū)，比例依次為66.7%、72.2%、82%。大汶口文化時期遺址主要分布于高程為10～29 m的地區(qū)，比例85.2%(見圖4)。這種差異與新石器時代發(fā)生的海侵尤其是黃驊海侵密切相關。

圖4 文化遺址高程分布柱狀圖

萊州灣南岸北臨渤海， 受海面變化影響較大， 海陸交互作用顯著， 第四紀晚更新世以來發(fā)生的3次海侵(滄州海侵、 獻縣海侵、 黃驊海侵)均到達此地， 并在本區(qū)發(fā)育有3個海相沉積地層。依據(jù)山東半島濱海平原區(qū)中全新世亞統(tǒng)海相層14C測年數(shù)據(jù)，該區(qū)全新世海侵起始于距今8.0～7.0 ka BP，到6.0 ka BP左右(黃驊海侵)海平面達到最高，高出現(xiàn)代海面1～2 m，為全新世以來的最高海面。此次海侵海水入范圍達20～30 km，其界限在本區(qū)內西起壽光牛頭鎮(zhèn)，東經(jīng)侯鎮(zhèn)—南村—固堤—夏店至平度新河鎮(zhèn)一線[29]。此次海侵沉積了0～20 m厚的全新世海相層即瀉湖-淺海相和淺海相地層。此后海水逐漸北退，約為距今4.0 ka BP左右海水基本退出本區(qū)，海平面也隨之降低。海水迫使古人轉向高海拔地區(qū)，以適應環(huán)境的變化，海退之后，古人的活動范圍逐漸向低海拔地區(qū)擴展。伴隨著距今4.0 ka BP的降溫事件， 山東省北部地區(qū)新石器時代到商周時期的聚落遺址[11]、 巢湖流域新石器中晚期至漢代的聚落遺址[3]、 長江中下游地區(qū)8.5 ka BP以來的古文化遺址[12]、河南省史前人類遺址[30]等分布特征也表現(xiàn)出向較低海拔地區(qū)轉移的趨勢。

2.2.3 坡度特征

在ArcGIS軟件環(huán)境中提取出萊州灣南岸不同時期遺址點的坡度值，并將142處遺址的坡度值(0.317 614～11.333 817°)進行分級統(tǒng)計，級數(shù)分別為0～2、2.000 001～4、4.000 001～6、6.000 001～8、8.000 001～10、10.000 001～12°，統(tǒng)計出不同時期的文化遺址位于不同坡度級上的數(shù)量(見圖5)。分析發(fā)現(xiàn)，坡度變化特征如下：

1)后李文化時期文化遺址全部分布于坡度范圍在2.000 001～4°的平緩地區(qū)，該時期遺址數(shù)量僅為3處，不具備統(tǒng)計學意義。

2)大汶口文化時期遺址主要分布于坡度為0～4°的平緩地區(qū)， 累計比例約為同時期的89%。在坡度為0～6°的平緩地和緩坡地區(qū)，遺址分布呈現(xiàn)出隨坡度增高而遞減的趨勢，但是在坡度為6～8°的地區(qū)，遺址分布數(shù)量相對有所增加，坡度為8°以上地區(qū)無遺址存在。

圖5 文化遺址坡度分布柱狀圖

3)龍山文化時期的遺址也主要分布于坡度為0～4°的平緩地區(qū)，累計比例約為同時期的86%。文化遺址在全部坡度范圍內均有分布，數(shù)量隨坡度增大而減少。

4)岳石文化時期的遺址坡度分布趨勢與大汶口文化時期基本一致， 遺址主要分布于坡度為0～4°的平緩地區(qū)， 累計比例約為同時期的91%。 在坡度為0～4°的平緩地， 遺址分布呈現(xiàn)出隨坡度增大而遞減的趨勢， 但在坡度為6～8°的地區(qū)， 遺址分布數(shù)量相對有所增加， 坡度為8°以上地區(qū)無遺址存在。

2.2.4 坡向特征

從日照角度來看，居住地的坡向不同，光照條件有所差異，因此古人感受到的溫暖程度不同。在新石器時代，社會不發(fā)達，取暖設施有限，所以坡向對聚落選址的影響也不可忽略。

在ArcGIS軟件環(huán)境中提取出萊州灣南岸不同時期遺址點的坡向值(見圖6)，并對坡向值進行分類，即平坦地面(-1/337.5～360)、北(0～22.5)、東北(22.5～67.5)、東(67.5～112.5)、東南(112.5～157.5)、南(157.5～202.5)、西南(202.5～247.5)、西(247.5～292.5)、西北(292.5～337.5)。 由圖可知， 古人長期居住在南向、 東南向和西南向等相對溫暖的坡向， 極少的人類居住在北向的地區(qū)。 在適宜居住的坡向中，大汶口文化遺址有15處，比例為55.6%；龍山文化時期遺址有63處，比例為62.3%；岳石文化時期遺址有6處，比例為54.5%。其中,龍山文化時期遺址在各類坡向中均有分布，表明此時古人數(shù)量大規(guī)模增加和適應環(huán)境能力的增強。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龍山文化(d)岳石文化圖6 文化遺址坡向分布

2.2.5 瀕河度特征

基于ArcGIS的萊州灣南岸河流的緩沖區(qū)分析， 可以計算出不同緩沖距離覆蓋的遺址數(shù)量， 結果見圖7，從中分析河流對聚落選址的影響。 據(jù)圖中可以看出， 后李文化時期緩沖距離1、 3 km對遺址的覆蓋度分別是33.3%、 66.7%， 大汶口文化時期緩沖距離1、 3 km對遺址的覆蓋度分別是11.1%、 37%， 龍山文化時期緩沖距離1、 3 km對遺址的覆蓋度分別是9.9%、 26.7%， 岳石文化時期緩沖距離1、 3 km對遺址的覆蓋度分別是0、 27.3%。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龍山文化(d)岳石文化圖7 文化遺址河流緩沖區(qū)分布

后李文化至龍山文化時期，緩沖距離1、3 km對遺址的覆蓋度分別較上一時期有所減少，減少幅度依次為22.2%、29.7%和1.2%、10.3%，表明河流對聚落選址的影響程度逐漸降低，古人適應環(huán)境的能力逐漸增強。至龍山文化時期，社會經(jīng)濟以農業(yè)為主，古人開始轉向廣闊的平原低海拔地區(qū)大規(guī)模發(fā)展農業(yè)，導致本時期的瀕河度減少幅度較大。研究發(fā)現(xiàn)，4.0 ka BP時期黃河下游河道由淮北平原改走河北平原在天津入渤海，其攜帶的大量泥沙廣泛堆積于下游地區(qū)[31]。黃河分支和地區(qū)性河流的存在，可能引起魯北地區(qū)水患災害加劇，因此，當岳石文化時期環(huán)境波動災害頻發(fā)時，這一區(qū)域的人類活動被迫中斷。還有研究顯示，距今4.0 ka BP左右的氣候突變是新仙女木事件以來最強烈的一次降溫過程，降溫幅度至少在3～5 ℃[32]。強烈的降溫對史前農業(yè)產生了不利影響，導致史前文明進程嚴重受挫，岳石文化隨之衰落。從圖7中可以看出，遺址數(shù)量大規(guī)模減少，1 km覆蓋度驟減至0，3 km覆蓋度與上一時期變動幅度不明顯。

高程、坡度、坡向和瀕河度是影響萊州灣南岸新石器文化遺址的重要環(huán)境因素，分別計算不同環(huán)境因子對不同時期文化遺址的影響指數(shù)(見圖8)。

分析表明： 1)高程， 位于0～29 m(大汶口文化時期10～29 m)，后李文化至岳石文化的遺址比例依次為66.7%、85.2%、72.7%、81.8%；2)坡度，位于0～4°，后李文化至岳石文化的遺址比例依次為100%、88.9%、86.1%、91.0%；3)坡向，選取南向、東南向和西南向，后李文化至岳石文化的遺址比例依次為66.7%、55.6%、62.4%、54.5%； 4)瀕河度， 選取緩沖距離3 km， 后李文化至岳石文化的遺址比例依次為66.7%、 37.0%、 26.7%、 27.3%。

圖8 不同環(huán)境因子對文化遺址的影響指數(shù)

綜上所述，4種環(huán)境因子中，坡度的影響指數(shù)最大，其次是高程， 瀕河度較小，坡向最小。萊州灣地處海陸交互地帶，易受海水影響， 因此，坡度較高的地區(qū)不易積水，利于古人長期居住。后李文化時期的坡度、坡向和瀕河度的影響因素均最強，表明新石器早期人類社會不發(fā)達，古人受制于自然環(huán)境的程度較大。大汶口文化時期海平面較高，導致本時期的高程影響指數(shù)最大。

3 結論

1)新石器環(huán)境背景下，萊州灣南岸的文化序列為后李文化—大汶口文化—龍山文化—岳石文化。與周邊地區(qū)相比，缺少北辛文化遺址，且后李文化遺址數(shù)量較少。

2)新石器時代萊州灣南岸的遺址數(shù)量、出現(xiàn)頻率及在總數(shù)中的比例基本呈現(xiàn)明顯先增后降的倒V型(非對稱)變化，趨勢為萌芽—發(fā)展—巔峰—衰退。自后李文化時期為3處，比例為2.11%，出現(xiàn)頻率為每100 a出現(xiàn)0.38處，大汶口文化時期為27處，比例為19.02%，出現(xiàn)頻率為每100 a出現(xiàn)1.8處，龍山文化時期激增至101處，比例為71.12%，出現(xiàn)頻率為每100 a出現(xiàn)16.83處，之后，三者分別驟減至岳石文化時期的11處，比例為7.75%，出現(xiàn)頻率為每100 a出現(xiàn)2.2處。

3)從地貌類型來看，遺址主要分布在洪積臺地和沖積平原等海拔相對較高的地區(qū)。沖海積平原鮮有遺址分布，海積平原無遺址分布；后李文化、龍山文化和岳石文化時期的遺址集中分布于高程為0～29 m的地區(qū)，大汶口文化時期遺址主要分布于高程為10～29 m的地區(qū)，這種差異可能與新石器發(fā)生的海侵密切相關。

4)新石器時代的遺址主要分布于坡度為0～4°的平緩地區(qū)，龍山文化時期坡度相對較大的地區(qū)漸有遺址存在，暗示古人適應環(huán)境的能力逐漸增強；岳石文化時期時，遺址分布又集中轉向低坡度地區(qū)。從坡向來看，古人大多集中在光照條件較好的南向、東南向和西南向的位置；后李文化至龍山文化時期，河流緩沖距離1、3 km對遺址的覆蓋度分別較上一時期有所減少，表明河流對聚落選址的影響程度逐漸降低，古人適應環(huán)境的能力逐漸增強；4種環(huán)境因子中，坡度的影響指數(shù)最大，其次是高程，瀕河度則較小，坡向最小。