莱州湾南岸新石器时代文化遗址的时空分布特征分析

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(1. 济南大学 水利与环境学院， 山东 济南 250022； 2. 中国海洋大学 环境科学与工程学院， 山东 青岛 266100)

文化遗址是人类和自然环境共同作用的产物，反映了特定历史时期内的文化形态。对文化遗址的研究有助于加深人类对历史时期环境演变、社会变迁、文化流变等人地关系的认知。从20世纪30年代开始，国内外已经开始对文化遗址开展研究[1]，学者们对文化遗址演变的影响因素进行了深入而广泛的探讨，包括气候、水文、地貌在内的自然因素和包括文化、农业、牧业、技术、生产力在内的人文因素两大方面，并取得了丰富的成果[2-6]。从研究内容看，主要集中于文化遗址的时空分布特征、分布特点与环境演变的关系、时空演变动力、文化遗址模型等方面[7-13]。同时，国内学者对江苏省[14]、环渤海地区[15]、西南地区[16]、胶东半岛[17]等的古人类遗址进行了研究，注重探讨遗址点分布的时空特征。

目前，对莱州湾南岸区域的研究多集中在古气候变化及自然环境的演变分析，如孢粉记录研究[18]、巨淀湖沉积地层分析[19]、古河道古湖泊的演化[20-22]、海岸线变迁[23]等，尚缺乏对在自然环境变化的背景下人类文化的发展及其遗址分布特征的探讨。本文中将进一步研究莱州湾南岸新石器时代人类遗址的分布特征，不仅可以为莱州湾南岸地区新石器遗址的时空分布特征提供资料，还可以为探索该地区遗址与环境演变的关系以及未来的人地关系的协调提供借鉴。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

莱州湾南岸处于山东省的中北部地区， 北部紧临渤海， 西部隔小清河与东营市相望， 东部与烟台市相接。 研究区域西部边界起于小清河， 河口接于黄河三角洲， 向东延至虎头崖， 紧靠胶莱平原。 研究区域内行政区包括广饶县、 寿光市、 寒亭区、 坊子区和昌邑市(见图1)。 气候类型为暖温带大陆性季风气候， 年平均气温和降水量分别为12.2 ℃和559.5 mm，整体较温和。莱州湾南岸地区发育了多条短源河流，均自南向北注入莱州湾，自西向东主要有小清河、堤河、弥河、白浪河、虞河、潍河、胶莱河等，并发育了各自的水系。受海洋和河流的共同作用，自南向北发育了山前洪积-冲积平原、冲积平原、冲海积平原和海积平原。

图1 研究区位置

莱州湾南岸地区发现的最早的新石器文化遗址是边线王西遗址。自大汶口文化时期，农业经济比例逐渐增大，陶器制作逐渐成熟。龙山文化时期的陶器、铜器、石器制造比较发达，并且普及程度也比较高，属于铜石并用时代。距今4千年(4.0 ka BP)左右发生的降温使得优秀的龙山文化被中断，继而兴起了岳石文化，所以莱州湾南岸的新石器文化序列为后李文化—大汶口文化—龙山文化—岳石文化。

1.2 研究方法

根据《中国文物地图集·山东分册》共收集142个人类文化遗址资料，分别建立后李文化、大汶口文化、龙山文化和岳石文化遗址数据库。莱州湾南岸数字高程模型(DEM)数据来源于地理空间数据云网站，ASTGTM DEM 30 m的4幅高程数据，其水平分辨率为30 m×30 m。利用Erdas Imagine 9.2将4幅高程数据图合成莱州湾南岸DEM图，在ArcGIS 10.3软件环境下进行处理和矢量化，将该区域DEM图、水平分辨率30 m×30 m的ASTGTM DEM数据与遗址点进行叠置，基于莱州湾南岸不同海拔分层设色地形图的各时期的文化遗址分布图，进行分析得到其时空特征。

2 莱州湾南岸新石器时代文化序列及其时空分布特征

2.1 区域新石器文化序列与类型

按时代的不同及其文化发展水平，可将莱州湾南岸新石器文化划分为以下文化序列：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)—龙山文化期(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

后李文化是山东地区目前发现的最早的新石器时代文化遗存。据后李、西河遗址测定的14C数据，后李文化的年代为距今8.5～7.7 ka BP[24]。后李文化时期已存在一定规模的聚落，多为圆角方形或近椭圆形的半地穴式建筑。出土遗物以陶器和石器为主，陶器主要为红褐色，磨制石器多数只有刃部磨光。其经济生活已有一定的农业经济成分，采集和渔猎经济仍占很大比例；家畜饲养业开始出现，当时处于以氏族公有制为基础的母系氏族社会阶段[25]。

2.1.2 大汶口文化

大汶口文化是我国新石器时代主要的原始文化之一。据已公布的14C测年数据，大汶口文化年代为6.1～4.6 ka BP[24]。大汶口文化时期社会经济以种植粟为主，兼种黍和水稻，家禽、家畜饲养业发达，渔猎经济仍占一定比例，手工业发展迅速。大汶口文化的聚落已有一定的区划，有居住区和墓地之分。陶器以手制为主，出现轮制技术。一般认为，大汶口文化的社会性质在早期阶段处于母系氏族社会末期向父系氏族社会的过渡时期；中、晚期阶段已进入父系氏族社会[26]。

2.1.3 龙山文化

龙山文化是继仰韶文化之后，中国近代考古学发现的重要的新石器时代遗存。据14C测定龙山文化的年代距今约4.6～4.0 ka BP[24]。龙山文化时期，社会经济以农业为主，兼有家畜、家禽饲养业、手工业等社会生产部门。聚落建设已有一定的规划和设计，房屋以单间为主。出土陶器有泥质和夹砂2个大类，陶色以黑、灰为主，三足器、圈足器、平底器流行。一般认为，龙山文化的社会性质已经进入文明社会之初，属于中央集权国家形成之前的“城邦时代”[27]。

2.1.4 岳石文化

岳石文化至20世纪80年代初，作为一种新的考古学文化得以确立。据14C测定岳石文化的年代距今约4.0～3.5 ka BP[24]。岳石文化的陶器有其自身十分鲜明的特征，青铜器的发现是岳石文化的一个突出特点。岳石文化的社会经济和生产力水平与龙山文化相比，有较大进步和提高，青铜铸造业的发展，说明岳石文化已进入早期青铜器时代。岳石文化的确立填补了莱州湾南岸考古学文化上的一段空白，使本区的新石器文化与青铜文化有机地连接在一起，组成一个独具特色的文化体系[28]。

2.2 区域各文化期遗址点分布特征

2.2.1 数量及地貌特征

研究区新石器时代文化遗址数量及分布如图2、 3所示。

图2 研究区新石器时代文化遗址数量

后李文化时期是4个时期中文化遗址数量(3处)最少，出现频率(每100 a出现0.38处)最小的时期(见图2、3(a))，其比例为总数的2.1%，可视为萌芽阶段。遗址分布呈分散式，3处遗址中有1处分布在寿光市，其余2处都坐落在寒亭区。据图3(a)可知，遗址具有依水分布的特点，边线王西遗址位于弥河西岸海拔相对较高的洪积台地，前埠下遗址和鲁家口遗址位于白浪河和淮河岸边海拔较低的冲积平原。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龙山文化(d)岳石文化图3 莱州湾南岸新石器时期文化遗址分布

大汶口文化时期的遗址数量和出现频率分别是27处和每100 a出现1.8处(见图2、3(b))，遗址比例占总量的19.0%，可视为发展阶段。这一时期遗址数量明显增多，是后李文化的9倍，尤其是弥河西岸海拔相对较高的洪积台地处遗址大幅增加，淮河西岸海拔较高的地方遗址也有增多，同时出现了新的分布类型。据文化遗址高程分布可知，序号为21—26的遗址均分布在距小清河较远的冲积平原上，海拔相对较低；遗址分布的密度自南向北降低。

龙山文化是史前文化发展的鼎盛期，遗址数量最多，达101处，比例最大，为71.1%，出现频率为每100 a出现16.8处(见图2、3(c))，可视为巅峰阶段。遗址分布范围进一步扩展，在弥河两岸遗址数量激增，遗址的密度最大。西部呈现出双中心的集中分布趋势，东部分散化趋势明显，集中性差。分布类型变化不大，在海拔相对较高的地方均有遗址分布，南多北少的格局进一步得以巩固。同时，这一时期出现了海拔较低的郭井子遗址，位于研究区域北部，小清河东岸。

岳石文化时期的文化遗址数量(11处)、遗址比例(7.8%)、出现频率(每100 a出现2.2处)均减小，可视为衰退阶段(见图2、3(d))。遗址数量及分布范围较上一时期皆急剧衰减，分布类型有所减少，空间集中性不明显。寒亭区和昌邑市已无遗址存在，坊子区的洪积台地仅存1处院上遗址，其余10处遗址依然分布在弥河西南岸的洪积台地和研究区域西南部的冲积平原上。

从地貌类型来看，洪积台地和冲积平原遗址数量最多，冲海积平原鲜有遗址分布，海积平原无遗址分布。这种差异与自然环境密不可分，海积平原、冲海积平原地势较低，多沼泽洼地，环境不稳定，易受到水患灾害的影响，不利于人类活动；冲积平原海拔相对较高，对水患灾害有一定的抵御能力，环境相对稳定；洪积台地地表平坦，适应人类耕种、发展农业，地势较高，环境较稳定，因而成为古人繁衍生息的良好场所。

2.2.2 高程特征

遗址的高程分布具有一定的规律性，除大汶口文化外，遗址均集中分布于高程为0～29 m的地区，比例依次为66.7%、72.2%、82%。大汶口文化时期遗址主要分布于高程为10～29 m的地区，比例85.2%(见图4)。这种差异与新石器时代发生的海侵尤其是黄骅海侵密切相关。

图4 文化遗址高程分布柱状图

莱州湾南岸北临渤海， 受海面变化影响较大， 海陆交互作用显著， 第四纪晚更新世以来发生的3次海侵(沧州海侵、 献县海侵、 黄骅海侵)均到达此地， 并在本区发育有3个海相沉积地层。依据山东半岛滨海平原区中全新世亚统海相层14C测年数据，该区全新世海侵起始于距今8.0～7.0 ka BP，到6.0 ka BP左右(黄骅海侵)海平面达到最高，高出现代海面1～2 m，为全新世以来的最高海面。此次海侵海水入范围达20～30 km，其界限在本区内西起寿光牛头镇，东经侯镇—南村—固堤—夏店至平度新河镇一线[29]。此次海侵沉积了0～20 m厚的全新世海相层即泻湖-浅海相和浅海相地层。此后海水逐渐北退，约为距今4.0 ka BP左右海水基本退出本区，海平面也随之降低。海水迫使古人转向高海拔地区，以适应环境的变化，海退之后，古人的活动范围逐渐向低海拔地区扩展。伴随着距今4.0 ka BP的降温事件， 山东省北部地区新石器时代到商周时期的聚落遗址[11]、 巢湖流域新石器中晚期至汉代的聚落遗址[3]、 长江中下游地区8.5 ka BP以来的古文化遗址[12]、河南省史前人类遗址[30]等分布特征也表现出向较低海拔地区转移的趋势。

2.2.3 坡度特征

在ArcGIS软件环境中提取出莱州湾南岸不同时期遗址点的坡度值，并将142处遗址的坡度值(0.317 614～11.333 817°)进行分级统计，级数分别为0～2、2.000 001～4、4.000 001～6、6.000 001～8、8.000 001～10、10.000 001～12°，统计出不同时期的文化遗址位于不同坡度级上的数量(见图5)。分析发现，坡度变化特征如下：

1)后李文化时期文化遗址全部分布于坡度范围在2.000 001～4°的平缓地区，该时期遗址数量仅为3处，不具备统计学意义。

2)大汶口文化时期遗址主要分布于坡度为0～4°的平缓地区， 累计比例约为同时期的89%。在坡度为0～6°的平缓地和缓坡地区，遗址分布呈现出随坡度增高而递减的趋势，但是在坡度为6～8°的地区，遗址分布数量相对有所增加，坡度为8°以上地区无遗址存在。

图5 文化遗址坡度分布柱状图

3)龙山文化时期的遗址也主要分布于坡度为0～4°的平缓地区，累计比例约为同时期的86%。文化遗址在全部坡度范围内均有分布，数量随坡度增大而减少。

4)岳石文化时期的遗址坡度分布趋势与大汶口文化时期基本一致， 遗址主要分布于坡度为0～4°的平缓地区， 累计比例约为同时期的91%。 在坡度为0～4°的平缓地， 遗址分布呈现出随坡度增大而递减的趋势， 但在坡度为6～8°的地区， 遗址分布数量相对有所增加， 坡度为8°以上地区无遗址存在。

2.2.4 坡向特征

从日照角度来看，居住地的坡向不同，光照条件有所差异，因此古人感受到的温暖程度不同。在新石器时代，社会不发达，取暖设施有限，所以坡向对聚落选址的影响也不可忽略。

在ArcGIS软件环境中提取出莱州湾南岸不同时期遗址点的坡向值(见图6)，并对坡向值进行分类，即平坦地面(-1/337.5～360)、北(0～22.5)、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)。 由图可知， 古人长期居住在南向、 东南向和西南向等相对温暖的坡向， 极少的人类居住在北向的地区。 在适宜居住的坡向中，大汶口文化遗址有15处，比例为55.6%；龙山文化时期遗址有63处，比例为62.3%；岳石文化时期遗址有6处，比例为54.5%。其中,龙山文化时期遗址在各类坡向中均有分布，表明此时古人数量大规模增加和适应环境能力的增强。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龙山文化(d)岳石文化图6 文化遗址坡向分布

2.2.5 濒河度特征

基于ArcGIS的莱州湾南岸河流的缓冲区分析， 可以计算出不同缓冲距离覆盖的遗址数量， 结果见图7，从中分析河流对聚落选址的影响。 据图中可以看出， 后李文化时期缓冲距离1、 3 km对遗址的覆盖度分别是33.3%、 66.7%， 大汶口文化时期缓冲距离1、 3 km对遗址的覆盖度分别是11.1%、 37%， 龙山文化时期缓冲距离1、 3 km对遗址的覆盖度分别是9.9%、 26.7%， 岳石文化时期缓冲距离1、 3 km对遗址的覆盖度分别是0、 27.3%。

(a)后李文化(b)大汶口文化(c)龙山文化(d)岳石文化图7 文化遗址河流缓冲区分布

后李文化至龙山文化时期，缓冲距离1、3 km对遗址的覆盖度分别较上一时期有所减少，减少幅度依次为22.2%、29.7%和1.2%、10.3%，表明河流对聚落选址的影响程度逐渐降低，古人适应环境的能力逐渐增强。至龙山文化时期，社会经济以农业为主，古人开始转向广阔的平原低海拔地区大规模发展农业，导致本时期的濒河度减少幅度较大。研究发现，4.0 ka BP时期黄河下游河道由淮北平原改走河北平原在天津入渤海，其携带的大量泥沙广泛堆积于下游地区[31]。黄河分支和地区性河流的存在，可能引起鲁北地区水患灾害加剧，因此，当岳石文化时期环境波动灾害频发时，这一区域的人类活动被迫中断。还有研究显示，距今4.0 ka BP左右的气候突变是新仙女木事件以来最强烈的一次降温过程，降温幅度至少在3～5 ℃[32]。强烈的降温对史前农业产生了不利影响，导致史前文明进程严重受挫，岳石文化随之衰落。从图7中可以看出，遗址数量大规模减少，1 km覆盖度骤减至0，3 km覆盖度与上一时期变动幅度不明显。

高程、坡度、坡向和濒河度是影响莱州湾南岸新石器文化遗址的重要环境因素，分别计算不同环境因子对不同时期文化遗址的影响指数(见图8)。

分析表明： 1)高程， 位于0～29 m(大汶口文化时期10～29 m)，后李文化至岳石文化的遗址比例依次为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遗址比例依次为100%、88.9%、86.1%、91.0%；3)坡向，选取南向、东南向和西南向，后李文化至岳石文化的遗址比例依次为66.7%、55.6%、62.4%、54.5%； 4)濒河度， 选取缓冲距离3 km， 后李文化至岳石文化的遗址比例依次为66.7%、 37.0%、 26.7%、 27.3%。

图8 不同环境因子对文化遗址的影响指数

综上所述，4种环境因子中，坡度的影响指数最大，其次是高程， 濒河度较小，坡向最小。莱州湾地处海陆交互地带，易受海水影响， 因此，坡度较高的地区不易积水，利于古人长期居住。后李文化时期的坡度、坡向和濒河度的影响因素均最强，表明新石器早期人类社会不发达，古人受制于自然环境的程度较大。大汶口文化时期海平面较高，导致本时期的高程影响指数最大。

3 结论

1)新石器环境背景下，莱州湾南岸的文化序列为后李文化—大汶口文化—龙山文化—岳石文化。与周边地区相比，缺少北辛文化遗址，且后李文化遗址数量较少。

2)新石器时代莱州湾南岸的遗址数量、出现频率及在总数中的比例基本呈现明显先增后降的倒V型(非对称)变化，趋势为萌芽—发展—巅峰—衰退。自后李文化时期为3处，比例为2.11%，出现频率为每100 a出现0.38处，大汶口文化时期为27处，比例为19.02%，出现频率为每100 a出现1.8处，龙山文化时期激增至101处，比例为71.12%，出现频率为每100 a出现16.83处，之后，三者分别骤减至岳石文化时期的11处，比例为7.75%，出现频率为每100 a出现2.2处。

3)从地貌类型来看，遗址主要分布在洪积台地和冲积平原等海拔相对较高的地区。冲海积平原鲜有遗址分布，海积平原无遗址分布；后李文化、龙山文化和岳石文化时期的遗址集中分布于高程为0～29 m的地区，大汶口文化时期遗址主要分布于高程为10～29 m的地区，这种差异可能与新石器发生的海侵密切相关。

4)新石器时代的遗址主要分布于坡度为0～4°的平缓地区，龙山文化时期坡度相对较大的地区渐有遗址存在，暗示古人适应环境的能力逐渐增强；岳石文化时期时，遗址分布又集中转向低坡度地区。从坡向来看，古人大多集中在光照条件较好的南向、东南向和西南向的位置；后李文化至龙山文化时期，河流缓冲距离1、3 km对遗址的覆盖度分别较上一时期有所减少，表明河流对聚落选址的影响程度逐渐降低，古人适应环境的能力逐渐增强；4种环境因子中，坡度的影响指数最大，其次是高程，濒河度则较小，坡向最小。