威海地区中全新世聚落遗址时空分布及驱动因素

王丽彬，王肖惠，王龙升, ，刁莹德，张丽娜，姜 川

1. 鲁东大学 资源与环境工程学院，烟台 264025

2. 中国科学院地球环境研究所 黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安 710061

3. 中国科学院烟台海岸带研究所 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室，烟台 264003

4. 烟台岳图信息科技有限公司，烟台 264003

理解过去人类、气候和生态系统相互关系是PAGES（Past Global Changes）的核心之一（IGAC，2006），中全新世时期是人类文明萌芽和发展的重要时期，期间聚集部落日渐兴盛，研究中全新世聚落遗址的时空变化规律有助于从过去的模式中提炼出对未来变化的策略，因而成为研究中全新世人地关系的热点（Goude and Fontugne，2016；Zhang et al，2021）。山东半岛具有丰富的文化遗存，同时伴随着多样的气候变化和海平面变化（蔡克明，1990；卞学昌，2004；谷东起等，2008；周江等，2008），为研究人地关系提供了优越的条件。然而，当前对山东半岛中全新世聚落遗址时空分布及其与环境变化关系的研究多集中在山东北部（王青等，2005，王青等，2006；郭媛媛等，2013；赵强等，2018）、中部（丁敏等，2011；姚天等，2019）及沂蒙地区（高华中等，2006；牛少静等，2013）等地区，而对威海地区研究相对较少。威海地区中全新世气候变化兼具山东半岛中全新世气候变化的特点，同时有一系列威海地区特有的海侵海退等现象（谷东起等，2008；周江等，2008），这为研究威海地区中全新世聚落遗址时空分布及其驱动因素提供了得天独厚的条件。因此，本文以威海地区为研究区域，基于山东半岛新石器遗址统计数据和ArcMap 10.2软件分析研究区中全新世时期聚落遗址时空分布特征，进而分析中全新世聚落遗址分布的驱动因素。

1 研究区域概况与研究方法

1.1 研究区域概况

威海地区（图1）位于胶东半岛及山东半岛最东端，其北部、东部、南部紧临黄海，西部与烟台市接壤，北部与辽东半岛相对。三面环海，海岸类型属于港湾海岸，海岸线曲折，岬湾交错，多港湾、岛屿。地势中部及东南部较高，西部及西北部较低，属于起伏缓和、谷宽坡缓的波状丘陵区。地处北纬36°41′ — 37°35′，东经121°11′ — 122°42′，属于北温带季风型大陆性气候，夏季多雨冬季少雨季风性显著，四季变化明显。与同纬度内陆相比，降水更为丰富，年降水量平均730.2 mm，气候更为温和，年均温为11.9℃。威海地区河流属半岛边沿水系，受季风影响显著，暴涨暴落，源短流急，河流多且总流域面积巨大，占威海市土地总面积的53%。气候温和适宜等条件利于发展农渔业等人类活动。

图1 环渤海地区区域图（a）和威海地区位置（b）Fig. 1 The regional map of Bohai Sea (a) and the location of Weihai area (b)

1.2 威海地区全新世文化序列

1.2.1 后李文化

通过后李、西河遗址测定的AMS14C数据可知，后李文化作为山东地区最早的文化聚落遗址，在威海地区出现的年代为距今约8.5 — 7.5 ka BP（国家文物局，2007），特定的地理位置使威海地区在这一时期孕育了胶东半岛的特有文化 —— 白石文化，由于时间与后李文化时段吻合，归于后李文化时期。在该文化时期，山东地区已出现早期的农业文化，人们种植粟，养殖猪、狗等家畜，并伴有狩猎、捕捞、采集等活动，有了一定的经济基础，生产力开始蓬勃发展，此时社会处于母系氏族社会阶段。

1.2.2 大汶口文化

根据已公布的AMS14C测年数据，大汶口文化距今约6.3 — 4.6 ka BP（国家文物局，2007），是新石器时期中国原始文化之一。此时正值气候暖湿期，人类文明空前繁荣，农业种植业等逐渐发达，渔猎活动仍在人类活动中占有一定地位，生产力发展，开始出现了私有制等。由此使大汶口文化在同时期各文化中率先脱颖而出，成为典型原始文化之一，社会性质也不断改进，逐渐完成由母系氏族社会向父系氏族社会的过渡。

1.2.3 龙山文化

AMS14C测年数据显示：龙山文化的时代为距今约4.6 — 4.0 ka BP（国家文物局，2007），气候转为湿凉，人类文明持续繁荣，生产工具不断升级，生产力得到前所未有的繁荣发展，社会经济仍以农业为主，手工业（制陶等）出现萌芽并得到发展，家畜、家禽产业也占有重要比重。社会性质向文明社会转变，被称为“中国人类社会在该时代跨入了人类文明社会的门槛”。

1.2.4 岳石文化

在胶东半岛发源的岳石文化，据AMS14C测年数据记录，时代为距今约4.0 — 3.5 ka BP（国家文物局，2007），经历了龙山文化后期的“降温事件”，气候持续变干，但仍然较温暖湿润。岳石文化初期，相比龙山文化较为落后，社会经济基本沿袭龙山文化特点，即以农耕为主，渔猎、养殖业比重有所增加，生产力水平提高，手工业发展放缓，进入早期的青铜时代。

由此，威海地区中全新世时期文化序列按时间顺序大致可以表示为后李文化期（8.5 — 7.5 ka BP） — 大汶口文化期（6.3 — 4.6 ka BP）—龙山文化期（4.6 — 4.0 ka BP） — 岳石文化期（4.0 — 3.5 ka BP）。

1.3 研究方法

根据《中国文物地图集·山东分集（上册）》（国家文物局，2007）共搜集的54个已知中全新世的人类文明遗址，分别建立并研究后李文化、大汶口文化、龙山文化及岳石文化遗址数据库。利用ArcGIS软件分析威海地区1∶100万地貌图、90 m分辨率的SRTM4.1 DEM数据和坡度数据等空间地理数据，重点分析中全新世聚落遗址的河流濒河度、坡度、坡向、高程等因素，利用各自属性的不同对其进行分类设色，找出中全新世聚落遗址的时空特征规律，进而分析影响威海地区中全新世聚落遗址时空分布及其驱动因素。

2 结果与分析

2.1 威海地区聚落遗址时空分布格局

威海地区中全新世遗址数量及出现频率大致呈向右倾斜的“N”型趋势变化：萌芽 — 发展 — 衰减 — 恢复（图2）。从后李文化时期出现3处，比重8.57%，增长至大汶口文化时期的11处，比重为31.43%，持续到岳石文化时期，遗址数目趋于波动不大的平稳之中。发现龙山文化时期9处，比重为25.71%，较大汶口文化遗址数目略少，至岳石文化时期出现小幅增长，出现12处，比重为34.29%。其中，威海东部地区的聚落遗址数目在岳石文化时期有所增加（图3）。

图2 威海地区中全新世聚落遗址数目分布状况Fig. 2 The quantity distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

图3 威海地区中全新世聚落遗址分布Fig. 3 Distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

从地貌上来看，聚落遗址大多沿河岸且地势相对较高地分布，即相对海拔较高的冲积洪积平原地区。河流分布比较密集，适宜人类生活、灌溉耕种、交通及发展产业。中全新世威海地区多有海侵事件发生，海水潮汐起伏较大，沿海冲积平原以淤泥为主，环境较脆弱，易发生洪灾水灾，所以鲜有人沿海岸居住，聚落分布极少（赵济，1992）。

2.1.2 高程特征

据统计威海地区的聚落遗址，后李文化时期聚落遗址分布相对比较分散，而大汶口文化与岳石文化时期聚落遗址大多分布在高程＞30 m的范围，比重分别为81.8%、83.3%；龙山文化时期聚落遗址也主要分布在高程＞30 m的范围，尤其是在高程＞60 m的范围相对比较集中，比重为44.4%（图4）。由上述分析可知：除后李文化时期聚落遗址分布相对分散外，其他三个不同文化时期聚落遗址集中分布在＞30 m的高程范围，表明＞30 m高程范围最适宜古人类居住和聚集，暗示了海拔30 m可以大致作为一个高程分界线。这条分界线的形成主要与距今8.0 — 7.0 ka BP和5.0 — 4.0 ka BP时期的海侵事件有关，此次海侵淹没了荣成市一带侏罗白垩纪火山岩组成的平缓剥蚀面，形成朝阳港所在的海湾，以及青矶岛岬角（周江等，2008）。此外，此次海侵之后，随着海平面逐渐上升，大量海水入侵陆地，由此造成威海地区海岸环境变得脆弱且不稳定，使得大汶口及后续文化时期在海拔＜30 m以下地区生存环境恶劣不适宜人类的居住。

图4 威海地区中全新世聚落遗址高程分布Fig. 4 Elevation distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

2.1.3 坡度及坡向特征

图5 威海地区中全新世遗址坡度分布Fig. 5 Slope distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

关于坡向，聚落遗址大都聚集在较温暖的朝阳面（南、东南、西南）方向（图6）。随着时间的演进，人类聚落遗址的分布对方向的选择更加明显，从33.3%（后李文化）到50%（大汶口文化）再到44%（龙山文化），最后到岳石文化期最为明显，比重占到75%。由此可见，随着时间的发展，人类利用自然能源的意识逐渐增强，利用效率逐渐提高，对产品品质的需求也在不断提高，使得生活生产不断升级。

图6 威海地区中全新世坡向分布Fig. 6 Aspect distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

2.1.4 濒河度分析

基于对ArcGIS 10.2软件分别从0 — 0.5 km、0.5 — 1.0 km、1.0 — 1.5 km三个邻近度对威海地区河流缓冲区进行分析（图7），计算出不同缓冲区距离覆盖的聚落遗址数量，进而分析河流对聚落遗址选址的影响。由于威海地区地势起伏较小，中全新世研究区板块较稳定，新构造运动较少，所以河流下切作用较缓慢，其造成的影响可忽略不计（史本恒，2009）。后李文化聚落遗址数量相对较少，在此不再统计，而大汶口文化、龙山文化、岳石文化聚落遗址在河流缓冲区1.5 km范围内的占比分别为54.5%、55.6%、58.3%，其中濒河的聚落遗址多集中在1.0 — 1.5 km范围，表明从大汶口文化时期开始聚落遗址沿河分布逐渐增加，说明人类对河流资源的开发和利用的依赖性逐渐增强。

图7 威海地区中全新世聚落遗址河流缓冲区分布Fig. 7 River buffer zone distribution of Mid-Holocene settlement sites in Weihai area

3 讨论

3.1 中全新世气候变化与遗址分布

为了研究威海地区中全新世气候变化对聚落遗址的影响，通过对比分析威海地区不同钻孔记录的研究区气候变化资料（齐乌云等，2002；国家文物局，2007；史本恒，2009；李一鹏，2015；张帆，2018；蒲先刚，2019），同时结合中国其他地区中全新世气候资料（施雅风等，1993；Wang et al，2005；张少华等，2008），重建研究区中全新世气候变化序列，进而讨论威海地区气候变化与聚落遗址分布的关系。

威海地区中全新世孢粉数据显示：8.5 — 7.0 ka BP ，进入中全新世大暖期，水热条件较前一时期恢复，孢粉组合以蒿、禾本科、黎、菊科等草本植物占优势，木本植物次之，以松占优势，植被是以针叶林为主的森林草原景观。在7.0 — 6.5 ka BP，水热条件进一步变好，花粉组合以栋 — 榆 — 香蒲—水龙骨为主，以阔叶林占绝对优势，且以阔叶栋林为主；6.5 — 5.0 ka BP逐渐变为以阔叶林为主的针阔混交林，孢粉出现蒿、黎、亚热带漆树、榉树、胡桃等；在5.0 — 3.6 ka BP转变为针阔混交林和草原共存的生态环境，孢粉组合为松、旱生草本、盐生草本等，其中5.0 — 4.5 ka BP水热条件较前一时期略有下降，4.5 — 3.6 ka BP温度条件较前一期上升，水分相对减少（卞学昌，2004）。按照这些植被的生存属性及适合条件可大致得出水热变化规律为后李文化期（8.5 — 7.5 ka BP）＞大汶口文化期（6.3 — 4.6 ka BP）＞龙山文化期（4.6 — 4.0 ka BP）＞岳石文化期（4.0 — 3.5 ka BP），其中6.5 — 4.5 ka BP为气候最佳期，恰位于大汶口文化发展时期，由此大汶口文化在这个阶段得到了迅速的发展，生产力水平不断提高，遗址数量迅速增加。此地区水热条件逐步向着温暖、湿润转变（刘煜等，2009），这为大汶口文化发展提供了适宜的气候条件，在龙山文化时期（4.6 — 4.0 ka BP），随着气温的升高，海平面逐渐升高，导致大量耕地被淹没，由此导致龙山文化数量相对大汶口文化有所减少。到岳石文化时期遗址数量有所升高，一部分原因可能与威海地区海平面下降有关，海平面下降为人类提供了更加广阔的生存空间；另一方面，岳石文化时期，威海地区人类生存方式以捕鱼为主，海平面下降为捕鱼提供了便利条件（栾丰实，1997； 何德亮，2004）。

3.2 中全新世海侵与遗址分布

通过分析威海地区钻孔剖面（蔡克明，1990），海相层（海湾北岸谷家疃村前的黄土崖之下）与下覆山麓相地层之间有个明显的侵蚀面，该侵蚀面上局部发育了黑色的泥炭层，厚1 — 2 m，由自然资源部第一海洋研究所对商业楼钻孔样品14C测年为(4295 ± 65) a BP，得出此次中全新世海侵时间在5.0 — 4.0 ka BP，属于大汶口文化晚期及龙山文化时期。根据地貌轮廓和年代学证据，此时海平面大致比现今高5 m，而高程图显示龙山文化时期威海地区近海遗址数量明显减少，由此推断，发生在5.0 — 4.0 ka BP时期的海侵事件可能是导致威海地区大汶口文化衰减的主要原因，龙山文化也受到海侵事件的影响，并随着气候的转为湿凉，大汶口文化逐渐过渡到龙山文化（张鑫，2015），且龙山文化主要分布在威海西部高海拔地区（图3），同时钻孔剖面中泥炭层的出现表明海侵事件发生后在一定程度上导致聚落遗址的西移，海岸进入相对稳定时期，同时广泛分布的泥炭层为后续岳石文化的发展提供了优良的土壤，有利于农业的发展，进而促进了岳石文化的发展。通过对SO4孔岩芯的分析得中全新世海侵以来，威海东部滨海地区经历了海湾、沙坝 — 潟湖、潟湖 — 沼泽等环境演替，说明海侵过后威海东部滨海地带环境逐渐变得不稳定，限制了人类活动，这也是威海地区中全新世时期聚落遗址鲜有沿海岸分布的原因（谷东起等，2008；周江等，2008）。

3.3 中全新世古河道与遗址分布

河流邻近度分析表明：从大汶口文化时期开始，聚落遗址多位于河流附近，如大汶口文化时期在除一处遗址距河超过1000 m外，其他遗址均与河流距离不超过500 m，其中姜家庄遗址、大宋家遗址位于下游支流源头附近；龙山文化期都位于距河道500 m范围之内，且除石羊遗址外，遗址均分布在河流上游；岳石文化期除两处，同样都距河道500 m之内。从大汶口文化时期到岳石文化时期，聚落遗址在河流缓冲区1.5 km范围之内的所占比例逐渐上升，分别为54.5%、55.6%、58.3%，聚落遗址对河流的依赖度逐渐升高。通过对威海地区唯一1条流域面积＞1000 m2的河流 —— 老母猪河流域聚落遗址分析表明：老母猪河流域内聚落遗址主要分布在河流中上游及支流源头地区，究其原因可能是：这些地区一般地势偏高，且较中下游地区相比不易发生洪涝灾害，这表明当时人们在选择最便利水源的同时选择较安全且生活有较高保障的地区，显示出当时人类对自然条件的依赖和顺应自然、趋利避害的先进思想。

4 结论

（1）本区的文化序列为：后李文化期（8.5 — 7.5 ka BP） — 大汶口文化期（6.3 — 4.6 ka BP） —龙山文化期（4.6 — 4.0 ka BP） — 岳石文化期（4.0 — 3.5 ka BP）。威海地区共发现54处文化遗址聚落，后李文化聚落遗址数量较少；与山东省中部及靠内陆地域相比，遗址聚落规律略有差异，遗址数量受海平面变化的影响显著。从各时间遗址聚落发展的数量来看，呈现出萌芽 — 发展 — 衰减 — 恢复的向右倾斜的“N”型趋势。

（2）从坡度上看，聚落遗址大都分布在高程＞30 m以上的坡度在0° — 4°的平缓地区，占82.9%，在1° — 3°最为集中，约占48.6%。且随着坡度的增加遗址数量逐渐减少。从坡向上看，聚落遗址大多分布在东南、南、西南方向的阳坡，占58.1%，随着农业的发展，从大汶口文化开始对阳坡的依赖性逐渐增强，说明人们对自然和环境的利用越发增强和高效；从濒河度上看，四个时期大多聚落遗址都在距河流1 — 1.5 km的范围，并从大汶口文化时期到岳石文化时期，对河流的依赖度逐渐增加。

（3）威海地区地势起伏缓和，多波状丘陵，河流密布，适宜人类居住与耕种。中全新世早期气候普遍暖湿威海地区开始出现人类活动（后李文化，8.5 — 7.5 ka BP），大汶口文化时期前期，气候仍然温暖湿润，降水较多，促进了大汶口文化的发展，而发生在5.0 — 4.0 ka BP的海侵事件可能是导致大汶口文化衰减的主要原因，并限制了后期龙山文化的发展。然而与其他研究区不同的是，岳石文化遗址数达到峰值，原因是在4.0 ka BP以后，气候变得相对干冷，但适宜人类生存，且海平面降低及泥炭层的形成为威海地区人类发展提供了更为宽阔的空间和肥沃的土壤，而且古河道为古人类生存和生活提供了坚实的保障，由此优越的自然条件促进了岳石文化（4.0 — 3.5 ka BP）的发展。

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