山东省旧石器商周时期古遗址时空分布及其与水文地貌的关系

所属分类：文史论文阅读次时间：2021-07-30 10:38

本文摘要：摘要：以山东省为研究区，全面收集区域旧石器-商周时期古遗址数据建立数据库，结合SRTMDEM、SLOPE和SPECT等数据，利用ArcGIS103软件对旧石器至商周时期3338处古遗址与高程、坡度、坡向、濒河度及海岸线变化的关系进行分析，探索古遗址时空分布与水文地貌的

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　　摘要：以山东省为研究区，全面收集区域旧石器-商周时期古遗址数据建立数据库，结合SRTMDEM、SLOPE和SPECT等数据，利用ArcGIS103软件对旧石器至商周时期3338处古遗址与高程、坡度、坡向、濒河度及海岸线变化的关系进行分析，探索古遗址时空分布与水文地貌的关系。结果表明：1)随着文化发展，古遗址在数量上整体上表现为先减后增又减的趋势，空间分布由鲁中南丘陵区→鲁西北平原区→鲁中环西北丘陵区→鲁中山地丘陵区逐渐扩展。2)古遗址主要分布在海拔20～100m的区域，达到2019个，占比约6049%;较大面积的古遗址主要分布在海拔100～200m的区域，达到087km2/个;较小面积的古遗址主要分布在海拔50～100m区域，为047km2/个。3)古遗址主要分布在坡度0°～3°的区域，达到2824个，占比约846%，充分说明坡度较小的区域适宜古人居住;坡向分布在光照较好和光照较差区域的古遗址数量基本相当，但光照较好的古遗址总面积大于光照较差区域约30%，从侧面证明古人选址倾向于光照充足的区域。4)各时期古遗址的濒河性呈先增后减又增的趋势，主要分布在距离水系水平距离3000m范围内，达到836个，占比约2504%;古遗址主要分布在5级水系附近，占比约180%，与水系级别呈负相关，这与古人取水便捷和水患频发有关。5)在莱州湾南岸和胶州湾环岸地区，古遗址的分布主要受控于黄河三角洲的频繁变动和海平面变化。

　　关键词：古遗址;时空分布;水文地貌;山东省

遗产文化保护

　　0引言在气候变化大背景下，探究人类文明发展与环境变迁的关系成为当前人地关系的研究热点。古遗址是人与自然共同作用的产物，可反映不同历史时期的文化形态。对特定地区古遗址时空分布的研究有助于探索历史时期环境演变特征，对于揭示该地区人地关系发展的历史规律和内在机制具有十分重要的意义。

　　自20世纪30年代以来，国内外学者已开展大量关于古遗址分布及其驱动因素的研究，主要侧重于古遗址的时空演变动力、古遗址时空分布与环境变化的关系以及古遗址模型建立等方面，地域多集中在燕辽地区[1～4]、长江中下游地区[5～12]、黄河中下游地区[13～20]和西北地区[21～26]。已有研究多着眼于利用地层学、沉积学、孢粉学以及GIS技术讨论气候变化与古遗址分布的关系，但较少关注水文地貌因素对区域古文化发展的影响。山东地区是我国史前人类活动与文化兴替较为频繁的地区之一，具有丰富的史前文化遗存，文化序列完整，气候环境记录多样，为探索过去人地关系提供了得天独厚的优越条件。

　　在山东地区的古文化研究中，学者们较为关注利用传统考古学通过文化遗存对某类文化进行研究[27～28]，或针对特定区域古遗址的遗物和遗迹进行科技分析(如光谱、同位素分析)并建立遗址预测模型[29～31]。但从环境考古角度来看，前人对山东地区古人类活动与自然环境关系的研究较少，且缺乏水文地貌因素对古遗址时空演变作用的分析。因此，本文基于GIS技术对山东地区开展环境考古研究，对该区域旧石器至商周时期古遗址时空分布及其与水文地貌的关系进行分析，探讨各时期古遗址的时空演变特征。这不仅可为山东地区旧石器以来遗址的时空分布特征提供资料，还可为寻求该地区孕育史前文明适宜的自然环境条件提供借鉴。

　　1研究区概况Fig1Overviewofthestudyarea1研究区概况与研究方法

　　11研究区概况山东省古称齐鲁之地，位于中国东部沿海、黄河下游(34°22′52″～38°15′02″N，114°19′53″～122°43′00″E);全省东西长约700km，南北长约420km。西部地势低平，为华北平原的一部分，北部是受河海交互作用形成的鲁北平原，历史上形成的黄河冲积扇、泛滥平原和近代黄河三角洲组成的平原呈弧形环抱于中南部山地的西北两侧[32]。东部和南部呈起伏和缓的波状丘陵区，山东半岛深入黄海，与辽东半岛隔海相望;中部山地突起，泰山是全境最高点，泰山、鲁山、沂蒙山共同组成鲁中山地的主体，构成山东省中部一条东西向的分岭[32～33]。山东省的结晶基底属“山字型”构造体系，第一套盖层主要为纬向构造体系、区域东西向构造、区域南北向构造、新华夏构造体系、华夏式构造、鲁西旋卷构造群及胶西北“S”型构造[34]。

　　山东省分属于黄、淮、海三大流域，境内主要河流除黄河横贯东西、大运河纵穿南北外，其余中小河流密布山东省，分属海河、黄河、淮河、小清河水系及山东半岛水系，主要湖泊有南四湖、东平湖、白云湖、青沙湖、麻大湖等。气候属暖温带季风气候类型，东部受海洋影响比较大，西部内陆大陆性较强。全年气候温和，平均气温11～14℃。植被属温带落叶阔叶林，山地丘陵区以麻栎、栓皮栎和人工栽种的刺槐林为主，平原区以杨柳、泡桐为主[35]。

　　12数据来源与研究方法数据主要来源于《中国文物地图集·山东分册》[36]山东地区的古遗址和查阅山东地区旧石器时代至商周时期已发表的其他相关资料[37～45]，并结合了对山东各地区的实地调查数据。数据处理过程中对地图集中记录的3338个古遗址按照考古文化序列进行划分。

　　具体步骤如下：首先对山东地区30m空间分辨率的SRTMDEM数据、地貌及水系图以及各时期的古遗址点在ArcGIS103下进行矢量化;其次在山东地区不同海拔分层设色地形图上分别制作各时期古遗址分布图;最后采用GIS空间分析方法对山东地区旧石器时代至商周时期古遗址时空分布特征进行分析，主要包含以下3个方面：1)古遗址的时间分布情况，主要考察古遗址数量随时间变化的特征;2)古遗址的平面空间分布，主要考察古遗址与水系的水平距离关系;3)古遗址的垂直空间分布，主要考察遗址的高程分布、坡度及坡向等特征;最后结合研究区地形与水文特征，探讨各时期古遗址的时空演变特征与其分布规律，分析旧石器-商周时期古遗址时空分布与水文地貌的关系。

　　1.3区域旧石器至商周时期文化序列与类型山东省最早出现的文化是旧石器文化(2500～10kaB.P.)，该时期人类的生产工具主要以石器为主，可制造简单的组合工具，以作打猎和采集的用途[37];后李文化时期(85～77kaB.P.)，生产工具以石器和骨器为主，并出现了陶器，除了采集渔猎等谋生手段外，家畜饲养业也占一定比例[38～39];之后，北辛文化(77～61kaB.P.)发展起来，生产工具以石器、骨器、蚌器为主，陶器生产技术较后李时期有较大进步，社会经济和农业生产有较大的发展[40];大汶口文化(61～46kaB.P.)时期，农业、家畜饲养业和手工业持续发展，经济得到长足进步，社会等级分化日益明显[41];龙山文化时期(46～40kaB.P.)农业、家畜饲养业和手工业进一步发展，人口数量显著增长，大型遗址不断涌现，但至龙山文化后期，大规模的洪水和降温事件导致龙山文化突然中断[42～43];随后岳石文化(40～35kaB.P.)发展起来，但较龙山文化时期显示出明显的衰落[44]。商周文化时期(35～22kaB.P.)是传统农具飞跃发展和传统农业形成的关键时期，创造了灿烂夺目的青铜文化，并且完成了由青铜时代向早期铁器时代的转变，文化开始加速发展[45]。

　　2结果

　　21不同文化时期古遗址分布的数量与高程特征

　　根据山东省地貌类型划分标准和海拔特点将研究区高程划分为0～50m、50～100m、100～200m、200～500m和大于500m等5个级别，并按照不同的高程分级统计不同时期古遗址的数量及面积规模。

　　随着文化发展，古遗址在数量上呈先减后增又减的趋势，空间上表现为由鲁中南丘陵区→鲁西北平原区→鲁中环西北丘陵区→鲁中山地丘陵区逐渐减少。从旧石器至商周文化时期，古遗址的平均高程分别为876m、5173m、6217m、8558m、8010m、9210m和7076m。旧石器和后李文化时期，古遗址主要分布在高程20～50m的区域，分别占总数的4153%和4545%;北辛、大汶口、龙山和商周文化时期，古遗址主要分布在高程50～100m的区域，分别占总数的4583%、3321%、3407%和3638%;岳石文化时期古遗址主要分布在高程20～50m和100～200m的区域，均占总数的2579%。

　　总体上，古遗址主要分布在高程20～100m的区域，数量达2019个，占总数的6049%。规模较大的古遗址主要分布在100～200m高程段，达到087个/km2，规模较小的古遗址主要分布在50～100m区域，为047个/km2。在最低和最高区域，即-2～10m和大于500m的区域内，均有少量的古遗址分布，不超过总数的3%。各个时期遗址分布在最低海拔差别不大，最低为-2m，最高为19m;但是最高海拔差别较大，最低为132m，最高为614m。最高海拔处为旧石器时期遗址。

　　22不同文化时期古遗址分布的坡度、坡向特征鲁西北平原地区，地形平缓，坡度起伏不大，但鲁中丘陵、山地地区的坡度存在较大变化。利用ArcGIS103软件对不同时期古遗址进行坡度分析，可将研究区内地表坡度划分为：<3°(平坡)、3°～5°、5°～7°、7°～10°、10°～15°和大于15°(急坡)这6种类型。通常情况下坡度值越小，地形越平坦。从旧石器至商周文化时期，古遗址在0°～3°区域所占的比例分别是7404%、8182%、8333%、8639%、8667%、7735%和8919%。其中0°～3°区域的遗址数达到2824个，占总数的8460%;在3°～5°的区域，除了后李文化时期无遗址分布，其他6个时期均有少量古遗址分布;在大于15°的区域，后李和北辛时期没有古遗址分布，旧石器文化时期分布的遗址数量最多，其他5个时期均有少量的古遗址分布，但不超过总数的5%。总体上，研究区域自早期的旧石器文化时期至商周时期，古遗址分布规律表现为随坡度的增加数量逐渐减少。

　　3讨论

　　31古遗址与地貌因子的关系

　　311古遗址与高程的关系

　　由统计数据可知，各时期古遗址主要分布在高程20～100m区域。面积较小的古遗址主要分布在高程50～100m区域，面积较大的古遗址主要分布在100～200m区域。究其原因，低海拔区域容易遭受洪涝灾害侵袭，群落聚集性低，使得遗址整体面积较小。从旧石器至北辛文化时期，古人选址趋向于海拔较低的区域[16]。大汶口文化时期，60kaB.P.左右在鲁北-登莱平原区海侵向陆地推进到最大范围，此时海平面较高[46～47]。据本文计算结果，自大汶口文化时期开始，有7917%的遗址点海拔高程集中在20～100m的范围内，平均值达到8558m，暗示古人选址趋向于相对较高海拔的区域，这可能与海侵有关。旧石器文化时期古遗址主要分布在鲁中南丘陵地区。此时因古人生产力低下，居住于山林地区能够保障食物来源，可以满足古人生存的基本需要。

　　到后李时期，古遗址主要分布于鲁西北平原(近黄河)，且分布高程有所降低。这是由于此时气候变冷变干[47]，古人迁徙到靠近河流的低海拔地区和鲁中丘陵地区之间，不仅可以便捷地进行捕猎采集食物，而且还可以通过渔猎增加食物来源用以满足生存需要。至北辛文化时期，因黄河水患严重，对古人的生存造成威胁[14]，遗址分布重心又移至鲁中环西北丘陵地区。从大汶口至龙山文化时期，适宜的气候环境[16]更有利于古人类生存，古遗址在空间上分布更为广泛。龙山文化晚期，遗址数量急剧下降，这究竟与气候变化有关，还是与人口数量急剧增加导致资源锐减有关，未来仍需进一步深入研究。

　　312古遗址与坡度的关系随着生产力的发展，古人逐渐发现坡度小的地方，地势平坦，交通便利，利于耕作且保水性好，适合农业生产和人类居住生活;坡度大的地方不利于修建屋舍，并且容易遭受滑坡、泥石流等自然灾害，对古人造成生命威胁。因此，山东古遗址多分布在坡度0°～3°的区域，说明古人更偏好在在坡度较小的地带。虽然平坦地区是古遗址选址的首选区域，但是在坡度较大的区域也有一定数量的古遗址分布。除后李和北辛文化时期在坡度大于15°的区域没有古遗址分布以外，其他5个时期在坡度大于15°的地区均有少量的古遗址分布。

　　其中，旧石器文化时期，分布在坡度大于15°的区域的古遗址数量最多，这与旧石器时期古人的生活方式有关，主要以采集狩猎方式有关。随着文化的发展，从旧石器至龙山文化时期，在坡度大于15°地区的古遗址数量明显减少，而到岳石文化时期又突然增多，至商周文化时期又开始下降。整体上的减少，与古人生活方式变化有关，由旧石器时期的采集狩猎到新石器时期的农牧耕作转变，而岳石文化时期的增多，可能是此时社会政治动荡，战争频发，人们为了逃避战争而选择在定居在高海拔的山林地区[45]。

　　313古遗址与坡向的关系居住地的坡向与接受阳光照射时间长短有关，光照条件有所差异，古人感受到的温暖程度也有所不同。旧石器至新石器文化时期，社会经济不发达，古人取暖设施有限，坡向也是影响古人选址的重要原因。由统计数据可知，旧石器、后李、北辛、龙山和商周文化时期古遗址分布在光照较差区域的数量均多于光照较好的区域;大汶口、岳石文化时期古遗址分布在光照较好区域略多于光照较差的区域;但仅高5%左右。总体上，分布在光照较差区域的古遗址数量和光照较好区域的古遗址数量基本一致。但是，从本文计算的遗址面积与规模上看，光照较好区域比光照较差区域多30637km2，这表明光照较好的区域分布着规模较大的古遗址，从侧面证明古人选址趋向于能接收阳光较多的区域，适应环境的能力增强。

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　　4结论

　　(1)从旧石器至商周文化时期，山东地区古文化发展经历了萌芽-发展-巅峰-衰退的变化历程。空间上古遗址分布规律由鲁中南丘陵区-鲁西北平原区-鲁中环西北丘陵区-鲁中山地丘陵区逐渐扩展。(2)从古遗址与地形地貌的关系分析，古遗址主要分布在海拔20～100m的区域，较大的古遗址主要分布在海拔100～200m的区域，较小的古遗址主要分布在50～100m区域。古遗址主要分布在坡度0°～3°的区域。分布在光照较差处的古遗址数量和光照较好的古遗址数量基本相当，但是在遗址面积与规模上却相差较大。

　　(3)从古遗址与水文的关系分析，在距离水系水平距离3km范围内分布的古遗址最多。古遗址的分布与水系级别呈负相关，分布在5级水系附近的数量最多，濒河性呈先增后减又增的趋势。从古遗址与海岸线变化的方向分析，在莱州湾和胶州湾环岸地区，古遗址的分布主要受控于黄河三角洲的变动和海平面变化。(4)从地貌和水文因子对古遗址分布的影响程度看，坡度的影响指数最高，其次是坡向和高程，濒河度较小，水系级别最小。

　　参考文献(References)：

　　[1]YuanYuying.Culturalevolutionandspatialtemporaldistributionofarchaeologicalsitesfrom95-23kaBPintheYanLiaoregion[J].JournalofGeographicalSciences，2019，29(3)：449-464.

　　[2]李爽，赵艺源，杜会石.吉林省文化遗址时空分布及驱动因素[J].遗产与保护研究，2019，4(1)：107-110.LiShuang，ZhaoYiyuan，DuKuishi，etal.SpatialtemporaldistributionofculturalsitesanddrivingfactorsinJilinprovince[J].ResearchonHeritagesandPreservation，2019，29(3)：449-464.

　　[3]张振，李佳，王春癑，等.冀中南地区新石器时代至春秋时期聚落遗址时空分布及环境演变的影响[J].第四纪研究，2017，37(3)：474-485.

　　作者：刘帅1，邹春辉2，毛龙江1，贾鑫3，莫多闻