从化流溪河流域先秦时期遗址坡度、坡向分析

□曹耀文

空间分析方法，是聚落考古和景观考古学研究的重要方法。在聚落考古实践中，人地关系是聚落考古空间分析的重要研究内容。在人地关系研究中，与遗址分布位置关系密切的自然环境因素可划分为不同的类型，如海拔、相对高度、坡度、坡向、地形、土壤、植被、光照、降雨量、气温等。每种自然环境因素类型又可细分为不同的级别。不同类型和级别的自然地理因子，对人类活动及遗址分布的影响是不同的，其中坡度和坡向是考量遗址空间分布规律的重要因素。

空间分析是GIS的主要功能之一，主要包括查询检索分析、空间形态分析、地形分析、叠置分析、邻域分析、网络分析、密度分析、空间统计分析等[1]。目前，GIS在考古学中应用最普遍的研究实践，是遗址空间位置与自然环境因素之间的关系分析。利用GIS的空间分析工具，在对自然环境因素进行分类和分级的基础上，可尝试揭示不同时空框架下遗址分布与其周围各种自然环境因素的关系，探究特定区域中古代人类社会适应与改造自然环境的能力[2]。

一、研究区域及资料概况

1.研究区域概况[3]。流溪河属珠江水系北江支流，发源于广州市东北部的从化区吕田镇与惠州市龙门县交界的桂峰山至大岭头一带，从东北到西南流贯从化区，后经广州郊区汇入花都白泥河，经珠江三角洲河网注入南海。流溪河全长157公里，流域总面积2300平方公里，其中从化境内河长113公里。除流溪河外，从化较大的河流还有潖江（二）河、连麻河。潖江（二）河位于从化西部，地势南高北低，河自南部高山发源，一路北向出从化境，沿途汇入多条二级支流。连麻河位于从化东北部，发源于广州从化与清远新丰、惠州龙门交界处北面的小沙罗（山名），向东出从化，经惠州龙门县的地派、清塘等地，注入增江，流入南海。

从化境内地势东北高西南低，地形呈梯状，主要山岭和河流的走向为东北—西南方向。东北部以山地、丘陵为主，流溪河及其主要支流皆发源于这些山脉之中。中南部以丘陵、谷地为主，是东北部山地的南延部分，海拔渐次降低，流溪河顺着地势从东北往西南贯穿其中，形成宽窄不等的谷地。流溪河中下游沿岸两侧有小面积冲积平原，地势平坦。

2.资料概况。2014年6月至2015年3月，广州市文物考古研究院与中山大学人类学系组成联合调查队对从化流溪河流域进行系统考古调查。调查范围涉及整个从化区，以流溪河流域为主，兼及从化东北部的连麻河流域和西部的潖江（二）河流域。本次调查，复查和新发现各时期遗址361处，初步分析可分为七个时期。本文的研究对象为先秦时期遗址，共计318个，可分为新晚（新石器时代晚期）至商代、西周至春秋、战国至汉初三个时期，各时期遗址数量分别为265个、90个、85个（部分遗址具有延续性，可分为多时期）。

本研究所使用的基础材料除上文所述遗址相关信息外，还有从化行政边界图、90米DEM数字高程数据[4]等。其中，DEM数字高程数据用于GIS软件获取坡度、坡向信息，行政边界图经地图配准后用于裁剪研究区域数据。（图一）

图一 从化DEM数字高程数据图

二、坡度和坡向分析

坡度和坡向，是表示地面形态的两个重要因子，二者是不可分开的两个环境因素。借助考古调查获取的遗址空间地理坐标、遗址年代等信息，利用GIS软件对从化流溪河流域先秦3个连续文化时期遗址的坡度、坡向情况进行分析，并以此探讨遗址分布与其所处自然环境的关系。

1.坡度分析。坡度，是描述地形的重要参数，地面坡度是表示地表面斜坡的倾斜程度。地面上给定点的坡度是曲面上该点的法线与垂直方向间的夹角，或者定义为过地面点的切面与水平面的夹角[5]75。一般而言，坡度大小与人类活动所需耗费的能量呈正相关关系，坡度越大耗能越多，坡度越小耗能越少。同时，坡度大小还直接影响着农业劳作的成本，坡度越大平整土地所耗精力越多，发生滑坡、泥石流的概率越大；反之，坡度越小农业耕作难度越小。此外，坡度越大，地势越高，河流流速越快、水流越小，无法满足人类生存需要。但坡度越小，被洪水淹没的可能性越大。是故，坡度是影响遗址分布的一个重要因子。

本研究中，通过GIS软件生成坡度分析模型，并根据需要将坡度进行分级制成图表（表一）。 其标准如下：0°~3°、3.1°~5°、5.1°~7°、7.1°~10°、10.1°~15°、15.1°~25°、25.1°~35°、35.1°~45°。表一为先秦时期遗址坡度分布统计表，由表一可生成遗址坡度分布数量统计直方图（图二）和遗址坡度分布百分比统计直方图（图三），图四至图七是从化流溪河流域遗址坡度与各文化时期遗址点叠加图。

从图二、图三可知，先秦时期遗址各坡度的数量和百分比均呈偏态分布，遗址主要位于坡度为0°~3°的地带，超过半数遗址坡度小于5°，这说明先秦时期遗址倾向于选择地势平坦的区域。但从图三至图七可观察到，从化西部、流溪河中下游一带坡度小于5°的区域并没有多少遗址分布，遗址主要分布于从化东部山地丘陵间的河谷、山间盆地边缘的平缓地带。综合分析，从化流溪河中下游地势平坦开阔、海拔较低的区域，由于遭受洪水淹没风险较大、不利于安全防御等原因，遗址分布极少；而东部山地丘陵间的河谷、盆地因自然环境优越，成为人类的最优选址地点。这一规律，对岭南其他区域的流域调查有着重要的参考意义。

此外，由表一可知，新晚至商代坡度位于0°~3°地带的遗址占比为29.81%，西周至春秋占比为36.67%，战国至汉初占比为58.82%。随着古人类社会发展，坡度为0°～3°的遗址所占比例不断增大。这说明，先秦遗址分布存在由坡度较陡区域向坡度较缓区域迁徙的规律，人类活动区域的坡度变得越来越低。

表一 先秦时期遗址坡度分布统计表

表一和图二还表明，早期不同坡度遗址占比差异明显小于晚期。 以 0°～3°和 3.1°～5°为例：新晚至商代，二者占比分别为29.81%、21.51%，约差8个百分点；西周至春秋，二者占比分别为36.67%、18.89%，约差18个百分点；战国至汉初，二者占比分别为59.82%、23.53%，约差36个百分点。据此说明，随着古人类社会发展，先秦时期人类选址在坡度上的分化不断变大，越往后坡度对遗址选址的影响越明显。

2.坡向分析。坡向，就是地面的朝向，是坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角[1]75。坡向对日照时数和太阳辐射强度有影响，从化流溪河流域大部分地处北回归线以北，其中南坡受太阳辐射最多，西南坡和东南坡次之，再次为东坡、西坡、东北坡、西北坡，北坡最少。受太阳辐射影响，南坡较北坡温度要高。坡向对降水也有影响，从化流溪河流域属亚热带季风气候，其南坡、东南坡受东南方向来的太平洋暖湿气流影响，降水明显多于西北坡、北坡。此外，北向山地冬季受北风直吹的影响，与南坡相比较，温度更低、风速更大。受风速、温度、光照、降水等因素的影响，南、北向坡地在自然植被上也存在着差异，为人类提供食物资源量大小也不同。综合考量，人们一般选择降雨较丰富、温度较高、太阳辐射较多、植被较茂盛（食物更丰富）的南坡居住，因此坡向是影响遗址分布的重要因子。

图二 先秦时期遗址坡度分布数量统计直方图

图三 先秦时期遗址坡度分布百分比统计直方图

图四 先秦时期遗址坡度分布图

图五 新晚至商代遗址坡度分布图

图六 西周至春秋遗址坡度分布图

图七 战国至汉初遗址坡度分布图

本文通过GIS软件生成坡向分析模型，以45°为单位，将其划分为8个方向（表二）。坡向划分标准如下：北（337.5°～22.5°）、东北（22.5°～67.5°）、东（67.5°～112.5°）、东南（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°）。 此外，还有平地（-1°）。表二为先秦时期遗址坡向分布统计表，由表二可生成遗址坡向分布数量统计直方图（图八）和遗址坡向分布百分比统计直方图（图九），图十至图十三是从化流溪河流域遗址坡向与各文化时期遗址点叠加图。

从表二、图八、图九可知，整个先秦时期，遗址坡向分布较多的为北、西南、南、西北向，占比超50%。其中，北、西北向占比约30%，南、西南向占比约38%，相差不大。整体来看，从化流溪河流域遗址分布与人类倾向于选择温度较高、降水较多、日照较长的南坡地带作为自己生存区域的规律不符，遗址分布并不存在着明显的坡向倾向性，说明遗址分布与坡向的相互关系不明显。

细化到各个时期来看，新晚至商代南向遗址多于北向遗址，西周至春秋时期北向遗址明显多于南向遗址，战国至汉初北向与南向遗址占比基本持平，不同时期北向与南向遗址数量上的此消彼长，再次说明坡向与遗址分布间并不存在严格的规律性。

从化流溪河流域遗址分布与坡向的弱相关性，只能从坡向之外的其他因素来分析。从图十至图十三来看，从化流溪河流域先秦时期遗址主要分布于流溪河干流及其支流的几大自然地理单元内，如吕田盆地、安山盆地、鸭洞河谷、S354沿线、桃园盆地、灌村盆地、凤凰水流域、锦洞水流域、沙溪河流域。这些盆地或河谷（河流）的走向，基本为东西向，部分略为东北—西南走向。先秦时期人类选址对坡向的放弃与否，更多应该与自然地理单元（河流）的走向有关，无论选址北向还是南向，都可直面盆地，视域宽阔，可随时观察来自盆地或河谷内的危险。

三、结语

GIS的坡度、坡向分析，为我们提供一个考量遗址分布位置与自然地理环境之间关系的重要视角。透过坡度、坡向因素，可得出关于遗址分布规律的一些认识。大部分先秦遗址分布于坡度小于5°的平缓地带，并存在着由较陡区域向平缓地带迁徙的规律。而遗址分布与坡向的关系则并不明显，各文化时期不同坡向遗址所占比例变化幅度不大，遗址选址对坡向的考虑因素较小。

但必须注意的是，坡度、坡向分析存在着一定的风险。遗址坡度在地图上对应的是一个栅格的坡度，而遗址分布则是一个面，用一个点代表一个面是存在风险和不准确性的。0°～3°与 3.1°～5°，是人为分类上的差异，而如果两个遗址坡度正好是2.9°与3.1°，在GIS统计上分属不同的区间， 但两个遗址的坡度是没有本质区别的。在坡向分析中，也存在以点代面的问题，如某个遗址分布于山冈数个山坡上，而以某山坡的某个点代表遗址朝向就存在风险。 同时，22.4°（北向） 与 22.6°（东北向）虽属不同坡向，但实质上并没区别。

表二 先秦时期遗址坡向分布统计表

图八 先秦时期遗址坡向分布数量统计直方图

图九 先秦时期遗址坡向分布百分比统计直方图

图十 先秦时期遗址坡向分布图

图十一 新晚至商代遗址坡向分布图

图十二 西周至春秋遗址坡向分布图

图十三 战国至汉初遗址坡向分布图

坡度和坡向，只是影响遗址分布位置的两个因素，除前文得出的遗址分布规律外，我们还发现仍有部分遗址分布在坡度较大、光照较差的地带，这说明遗址分布还受其他因素影响，如水源、气候、资源、植被等。下一步，我们将利用GIS软件，通过其空间分析功能中的空间叠置分析、缓冲区分析、可视域分析、水文分析等更全面地探索遗址分布位置与自然环境的相互关系，并为开展遗址预测模型研究等奠定基础。

[1]刘建国.考古测绘、遥感与 GIS[M].北京：北京大学出版社，2008：204.

[2]刘建国.考古与地理信息系统[M].北京：科学出版社，2007：2；滕铭予.GIS在环境考古研究中应用的若干案例[J].吉林大学社会科学学报，2006(3)：96-102.

[3]从化市地方志编纂委员会.从化市志：1997-2004[M].广州：广东人民出版社，2010：122-152.

[4]数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台.http://www.gscloud.cn.