周亚妮+陈瑞+金培培+郦坷飞

摘要：利用Arcgis，研究长江中游新石器文化遗址点与环境变迁的关系，既有利于复原湘赣地区古自然地理环境，又能对当代人与自然和谐相处提供借鉴意义。本文借鉴考古学资料和相关文献，得出如下结论：城背溪文化期内气候由温凉到趋暖，遗址点分布于海拔稍高、距水较远的坡地；大溪文化期内早中期气候暖湿且稳定，遗址点分布于海拔和坡度较大且离水较近处；屈家岭文化期内晚期气候稳定暖湿，遗址点分布于地势低平但离水稍远处；石家河文化期内晚期气候骤变，遗址点分布于地势低平但离水较远处。

关键词：长江中游；新石器文化；GIS；环境变迁

1.引言

自然地理环境是人类赖以生存和发展的物质基础，制约着人类文明的发展趋向与人类活动的范围、深度。目前，全球变暖下，极端天气的增加对人类的生存发展构成了极大挑战。随着对全球环境演变的研究不断深入，人类文明各个发展阶段的环境变化和人类对环境的适应，正受到学者们的关注。2003年，国际科学理事会（ICSU与联合国教科文组织（UNESCO）宣布最新研究计划：“全新世自然骤变、环境灾变和人类的响应”。我国学者利用沉积物特征、孢粉、植硅体、石笋等线索，以重建我国新石器时期长江中游的环境演化序列，揭示几大重要的环境突变事件。

2.长江中游遗址点空间分布特征

20世纪50年代以来，考古研究者已基本建立长江中游新石器考古文化序列。长江中游大致经历了：城背溪文化、大溪文化、屈家岭文化、石家河文化这四个发展阶段。

2.1遗址点分布的集聚程度

一般来说，空间上点的分布形态可分为：随机分布、集聚分布与规则分布。利用GIS软件中的Ripleys K函数分析工具，在99%置信度下，研究长江中游各文化期遗址空间分布是否具有统计学上的集聚或离散。若k观测值大于k预期值，则点的分布呈集聚状态，且具统计学意义；反之，则呈离散状态。图1显示：大溪、屈家岭石家河文化期内，遗址点分布均呈集聚状态；其中，石家河文化期内，k观测值与预期值的差值要小于大溪和屈家岭文化期，可推测：石家河文化期内，聚落集聚程度相对减小，集聚范围逐渐扩大，这可能与人类适应环境的能力提高有关。

2.2遗址点的点密度分析

根据点密度分析法，可分析遗址点集中分布区。图2中，新石器中期以来，遗址点密度呈逐渐增加趋势：三个文化期共同包含的高密度遗址点位于澧水下游、洞庭湖西侧的丘陵地带，说明该区自古以来环境优越，为人口增长提供了良好的物质保障。另外，三个文化期遗址点密度在大河沿线例如湘江、沅江等也较高，可见河流在当时聚落选址中的重要性。不同文化期内，遗址点密度变化又存在差異：

大溪文化期内，遗址点呈团状集聚：在沮漳河与长江交汇处，遗址点密度达极高值，且以此为中心，向东、向南方（洞庭湖流域）扩展。同时在汉江中游处也出现遗址点团状集聚，以该点为中心，向西、向北扩展。

屈家岭文化期内，遗址点密度极高值数量相比大溪时期有所增加。此时长江以北（汉江流域）遗址点密度突破性地高于长江以南（洞庭湖地区），印证了该期文化中心向汉江流域转移的事实，转移方向为深入汉江东南方向。与大溪时期相同的是，沮漳河附近依旧为遗址点集聚区；不同的是，长江流域巫峡至宜昌河段内新增众多沿河流呈带状分布的遗址点密集区。

石家河文化期内，遗址点密度极值点数量相比前一文化期虽有所减少，但此时遗址点数量大大增加，且遗址点分布范围扩大。汉江中游的遗址点依旧呈团状集聚。不同的是：集聚范围转移至湖北东北部省界线处，呈带状分布于損水、倒水等支流两侧，为西北东南走向。

3.遗址点与自然因子的联系

3.1与气候的联系

古气候记录表明：全新世气候总体稳定，但有百年至千年尺度的波动变化。目前，国际学术界研究的热点为三大降温事件：8.2K a.B P、5 2K a.B.P和4K a B.P，这打断了全新世总体暖湿的特征。我国施雅风等人也对中国全新世气候环境展开研究，依据孢粉、古植物、古湖泊等，得出结论：10.5——8.5 ka.B.P为升温期；8.5——8.2 ka.B.P，气候出现急剧突变；8.2——53 ka.B.P，气候稳定，大暖期最盛期，气温明显高于现今水平；5.3 ka.B.P，气候急剧突变；5.3——4.2 ka B.P，气候比较稳定，气温有所下降但仍高于现今水平；4.2——4.0ka.B.P，气候出现急剧突变；4.0kaB.P之后，气候波动较大，气温变冷，相当于现今水平。

不同的文化期或者同一文化期内的不同阶段，聚落数量的变化与气候演变具有同步性：即气候稳定时，聚落的数量普遍增加：气候波动时，聚落的数量明显减少。首先对比同一文化期内气候与聚落的特征。城背溪文化早期处于降温期，气候温凉，不适宜稻作农业的开展，故该期聚落数量相对较少，仅被发现1处；晚期气温上升，故人口数量大增，遗址点数量增至11处。大溪文化期整体处于大暖期：早中期，气温较高，气候稳定，有利于农业生产活动开展，人口飞速增长，遗址点数量骤增：晚期，气候有所波动，对应记载为5.5K a.B.P.时发生的全球降温事件，此时气候反常，水热失衡，稻作农业很难发展，抑制人口增长，故该阶段遗址点增辐明显下降。气候波动延续到屈家岭早期，在该时期遗址数量比大溪文化晚期减少64处。屈家岭中期到晚期，随着气候的渐趋稳定，水热条件逐渐适宜，遗址数量增加73处，聚落规模扩大。到了石家河文化中期，降温事件再次发生，聚数量增长缓慢；晚期后，遗址点数量激增，但大型规模的遗址点数量增幅却大大下降，这意味着石家河文化出现衰退迹象。气候的转冷和突变使得一系列灾害盛行，粮食减产，社会动荡，文化衰落。不同文化期内气候与聚落分布也具相关性。城背溪文化期大部分处于全新世大暧期初始阶段，故遗址点数量相对较少：大溪文化期处于大暖期鼎盛时期，故遗址点数量的增幅史无前例；屈家岭和石家河文化期，由于气候震荡，遗址点增幅有限。

3.2与地貌的联系

地貌作为人类的立足之地，对于人类文明的演替具有重要影响。地貌优劣影响到一个区域光照、热量、水分条件及安全性大小等，从而影响古聚落分布。以下以大溪文化期为例，从海拔和坡度两方面阐述地貌对于聚落分布的影响。

城背溪文化期内：聚落分布海拔相对较高，90%的遗址点分布于海拔400m以下地区，最高处约为650m；坡度上，聚落有向坡地集聚的趋势，总体遗址点分布5-20°内，90%的遗址点分布于16°以下地区。

到大溪文化期，“向高處分布聚落”的趋势得以延续，大部分遗址点位于海拔400m以下，99%的遗址点分布于1000m以下地区：坡度上也类似前一文化期，90%的遗址点分布于坡度20°以下地区（图3）。

屈家岭文化期内：遗址点开始出现向地势较低处聚集的趋势，90%以上的聚落集中在海拔200m以下地区，聚落最高处也未达500m；坡度上，遗址点趋向于分布在地势较为平坦处，约90%的遗址点分布于坡度10°以下地区。石家河文化期内：遗址点分布区的海拔也相对较低，95%的遗址点分布于海拔200m以下地区，99%的遗址点海拔未超过500m；坡度上，也与屈家岭文化期相似，85%的遗址点均在10°以下。

3.3与水文的联系

水是生命之源，是影响聚落分布的重要因素。新石器时期长江中游主要发展稻作农业，对水的需求更大，因此聚落在分布时会重点考虑距河流水系的远近。纵观新石器文化遗址点分布图，可发现沿河分布的遗址大致与水系格局图一致。以大溪文化期为例，分析遗址点距水系距离概况。

城背溪文化期内，80%的遗址点分布于距水系3000m内，最远也不过4500m，总体距离水系较近，可见当时生产力水平较低，人类为了获得充足的生活、生产用水，必须分布在离水较近处。

大溪文化期内，遗址点距水系的距离整体不远，但较前一时期来说，距离有所增加：约60%的遗址点分布于距水系5000m处，最远也不过20000m（图4）。

屈家岭文化期内，遗址点距水系的距离与前以文化期相比较大。60%的遗址点分布于距水系8000m处，最远处达20000m。石家河文化期内，遗址点又逐渐靠近水系，60%的遗址点位于距水系5000m内，但也存在极大值，最远处达30000m。

3.4基于广义线性模型的相关性分析

利用广义线性模型，可以帮助我们分析自变量与因变量之间的相关性，评价不同时期内，各个自然因子对聚落布址的影响权重大小。结果如下：大溪文化期内，海拔的回归系数为0.13，坡度为0.43，距水系的距离为<0.001：屈家岭文化期内，海拔的回归系数为0.77，坡度为0.16，距水系距离为<0.001；石家河文化期内，海拔的回归系数为<0.001，坡度为0.11，距水系距离为<0.001。

大溪文化期内，遗址点距水系的距离的回归系数（<0.001）小于其海拔、坡度值（0.13和0.43），这表明当时聚落趋向于离水较近的地区：海拔、坡度相对较大，表明聚落趋向于海拔较高、坡度相对略大的地区。这一结论与前文中提到的由于该期江湖面积扩大，淹没许多平原和山前低地，人类被迫向高处转移的结论相对应。屈家岭文化期内，坡度的回归系数（0.16）较前一时期明显减小，距水系距离（<0.001）有所增加，可见该期内聚落趋向于离水较远但地势总体平坦的地区。石家河文化期内，地势、坡度和距水系距离的数值较前一时期大大减小，表明该时期内人们趋向于离水较近且地势又较为低平的地区。结论：整体来看，绝大多数遗址点均在距水系10km范围内，海拔不超过400m，坡度小于15°，略靠近水源的地区。城背溪文化期遗址点大多分布于海拔稍高的坡地上，且整体距离水系较近，聚落整体向河流上游发展，遗址点分布的变化与当时气候由温凉逐趋暖密切相关；城背溪文化早中期，正处于降温期，气候的转凉使得整体水位下降，为方便取水而靠近河流；晚期，气温逐渐上升，故聚落向海拔较高处发展。大溪文化期遗址点趋向于海拔和坡度相对较大、但离水源较近处，遗址点分布与大溪文化期位于全新世大暖期、气候适宜、水位稳定的环境特征相关；早中期处于全新世大暖期，虽然湖泊扩展，低洼处积水成湖，但由于洪水泛滥仍旧较少，故人类继续生活在平原地区；晚期气候骤变，湖群进一步扩张，洪水灾害频繁，人们被迫分布在海拔较高且易排水处。屈家岭文化期遗址点分布于地势低平但离水系稍远的地区，这与该文化期晚期时气候趋于稳定、总体温暖湿润的环境特征有：该期气候开始变凉、变干，湖群水面下降，山前坡地和湖滨平原出露地表，但由于河流依旧经常发生季节性泛滥，故人类仍倾向于稍远离水系的地区。石家河文化期遗址点聚集于地势低平且离水系较近的地区；该阶段，气候开始变暖，降水再次增加，整体环境相对稳定，故河流季节性泛滥减少，人类可继续选择在平原上的高地生存：再加上此时稻作农业进一步发展，需要低平的地形，也使得遗址点广泛集聚于低平地区；晚期，气候再次恶化，洪水频频爆发，此时人类由于不能适应该环境变迁，文化开始全面衰落。