山西省文物保护单位时空分布特征及其影响因素研究

董洁芳,张仲伍,李剑锋

(1. 运城学院 a.黄河文化生态研究院,b.文化旅游系,山西 运城 044000;2.山西师范大学 地理科学学院,太原 030000)

文化遗产是历史留给人类的宝贵财富,见证并记忆人类社会发展的进程。文化遗产可以分为物质文化遗产和非物质文化遗产。文物保护单位是物质文化遗产的重要组成部分和核心载体,见证了中华文明的兴衰更迭和历史演变,具有极高的历史、艺术及科学价值。2019年,黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略。保护、传承和弘扬黄河文化是这一战略的重要目标之一。文物保护单位作为区域文化演进、环境变迁、社会发展、人民生活等信息的物质载体,对其进行深入研究在厘清特定区域历史时期人地关系,优化文化遗产资源保护利用,推动黄河流域高质量发展等方面具有重要意义。

近年来,关于文化遗产的研究受到学者们普遍关注。国内外学者从不同角度对文化遗产进行深入探究。研究热点包括文化遗产价值评估[1-4]、文化遗产法律保护[5-8]、文化遗产创新利用[9-11]、文化遗产旅游开发[12,13]、文化遗产空间分布[14-24]等方面。随着文化遗产研究内容的逐渐深入,文物保护单位的研究也日益增多,研究视角包括法学、考古学、历史学、经济学、建筑学、旅游学和地理学等。研究成果主要包括文保单位的历史价值[25]、文保单位的景观设计[26]、文保单位的旅游开发[27,28]、文保单位的数字化建设[29,30]、文保单位的空间分异[31]等。聚焦到文保单位空间分异方面,研究内容不断丰富,研究尺度日益全面,研究方法逐渐多样。研究内容上,已有研究逐渐从文保单位空间分异特征拓展到分异的影响机制[32,33]。研究尺度包括国家层面[34-36]、区域层面[37-39]、省域层面[40-43]以及市域层面[44]。研究方法将定性与定量结合,GIS空间分析工具得到广泛应用。

综上,对文物保护单位的研究已较为丰富,但仍存在一些不足。第一,省域尺度研究相对缺乏,尤其是文保单位数量较多的省份;第二,研究中对不同历史时期文物分布演化特征探讨较少;第三,影响机制分析中多孤立地讨论各因素的影响,对于因素交互作用影响研究不够深入。基于此,选取黄河流经省份且文物保护单位位居全国第一(531/5 058)的山西省为研究区域。以1325处文物保护单位为研究对象,采用GIS空间分析工具刻画其空间分异特征,并利用地理探测器中因子分析及交互作用分析辨析空间分异影响因素及因子间交互作用,以期深化山西文保单位与自然、人文环境关系的认知,为文保单位的科学保护和有效利用提供理论参考,助推黄河流域高质量发展。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 核密度分析法。运用核密度分析法研究山西省文物保护单位在空间上的分布特征。核密度值越大,代表文保单位在空间上越集聚,其计算公式如下[35]:

(1)

在公式(1)中,n为研究区域中文物保护单位的数量;h(h>0)表示带宽;k(·)称为核函数;x-xi表示每一文物保护单位预估点x至样本点xi的距离。

1.1.2 最邻近指数法。文物保护单位作为点状要素,在空间分布上可能有三种类型:随机型、聚集型和均匀型。最邻近指数可以很好地衡量点状要素空间分布类型[35]。其计算公式如下:

(2)

1.1.3 标准差椭圆。标准差椭圆通过确定圆心、确定旋转角度、确定XY轴的长度等3个步骤来度量地理要素的中心、离散方向和分布趋势[39]。利用标准差椭圆揭示不同历史时期文保单位的空间分布、离散趋势特征,公式如下:

(3)

1.1.4重心模型。重心模型是描述要素空间特质的一种计量方法。在空间上重心坐标的偏移轨迹可以表征要素的空间变迁[31]。对不同历史时期文保单位的重心进行测定,可以看出山西文保单位重心偏移轨迹。重心的X坐标和Y坐标分别为:

(4)

1.1.5 地理探测器模型。地理探测器是探测空间分异性,以及揭示其背后驱动力的一组统计学方法,能够反映研究区域空间分层异质性并揭示其背后的驱动因素[38]。采用地理探测器模型对文保单位空间分异的驱动因子进行探测,包含分异的因子探测及交互作用探测。

(1)因子探测

探测不同时期下,因子X多大程度上解释了因变量Y的空间分异,其模型表达式如下:

(5)

(6)

式中,q值表示因子X对Y的解释程度大小,取值范围为[0,1],其值越大,表明该因子解释力越强;h=1,2,…,L表明因子X分层,即分类数目;Nh和N分别表示因子X第h类的样本数和区域总样本数;σh和σ分别表示因子X第h类的方差与区域总方差。SSW和SST分别代表层内方差之和和全区总方差。

(2)交互作用探测

判别因子Xi和Xj共同作用时对因变量Y的解释力是否变化。判别关键是比较因子Xi和Xj对于Y解释力q(Xi)和q(Xj)与两因子交互作用是解释力q(Xi∩Xj)之间的关系。根据比较结果,判别因子间交互作用类型,分别是非线性减弱、单因子非线性减弱、双因子增强、独立以及非线性增强等5种类型[24]。

1.2 数据来源

涉及数据均来源于官方公布的权威数据。研究对象包括国家级文保单位和省级文保单位,其中,国家级文保单位名录来自国务院官方网站(http://www.gov.cn),省级文保单位来自山西省文物局官网(https://www.shanxi.gov.cn)。同一项目按高级别计算,根据文保单位地域性、综合性、原生性等特征,将项目进行拆分或合并,最终合计为1325处,包含国家级537处,省级788处。利用百度API坐标拾取系统建立山西文保单位空间属性数据库。地理探测器所需影响因素指标包含10个,其中,地区生产总值(GDP)、总人口、城镇化率等数据来源于《山西统计年鉴(2021)》,山西历史文化名人数据来自《山西历史人物传》[45],气温和降水数据来源于中国气象数据网(http://data.cma.cn)。DEM、土壤类型、河网密度等数据来源于中科院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn/)。坡度数据通过ArcGIS提取分析得出。

根据地理探测器对X变量的要求,需把研究变量变成类型量。根据《土地利用现状分类》(GB/T21010—2017)坡度分类6类;根据《1∶100万中华人民共和国土壤图》,土壤分为10类、地貌分为6类;依据自然间断点分级法,将GDP、人口、城镇化率、历史名人数量、河网密度、气温、降雨、高程等分为6级。根据研究区域实际情况,最终所有要素像元大小统一为250m×250m。通过ArcGIS渔网工具,对研究区(山西省)创建1576个采样点。

2 山西省文物保护单位时空分布特征

2.1 时间分布特征

借鉴田小波等[31]、岳菊等[22]研究成果,将文保单位历史时期划分八个历史时期。国保单位按申报名录分为六类,从时期、类型以及等级三个维度对山西省文保单位总体情况进行分析,结果如图1所示。

图1 山西省文保单位级别、类型及时期分布情况

图1显示,不同历史时期山西省文保单位级别差异明显。首先,山西省省级文保单位数量总体上较国家级多,但唯一例外的是宋元时期。该时期内,国家级文保单位数量为254处,而省级文保单位数量为173处。其次,不同级别文保单位变动趋势较为一致。在隋唐五代时期,国保及省保单位均为24处。最后,无论国家级还是省级,宋元及明清两个历史时期文保单位数量最多。这主要是由于宋元及明清两个时期山西古建筑数量多且保存完好。

从各个时期文保单位类型来看,史前时期的文保单位中仅古遗址和古建筑两类遗存,古遗址数量为84处,比例高达96.55%。先秦时期,古遗址和古墓葬两项合计78处。秦汉时期,古墓葬超过古遗址,占比最高,其次为古遗址、古建筑。魏晋南北朝时期,石窟寺及石刻数量明显增多。隋唐五代时期,古建筑数量及占比最高,共23处。宋元时期,文保单位数量最多,类型最全。其中古建筑占比提升迅速,高达347处。明清时期,文保单位数量较多,类型也较齐全。古建筑依然是文保单位主体,为296处。近代以来,近现代重要史迹及代表性建筑为绝对主体,共计184处。

以文保单位类型在不同历史时期变化来看,古建筑高度集中在宋元、明清两个时期,两者合计高达94.42%。古墓葬以先秦、秦汉、宋元时期最多。古遗址在明清、史前及宋元三个时期最多。石窟寺及石刻以魏晋南北朝时期最多,其次为隋唐五代及宋元时期。近现代重要史迹及代表性建筑则全部为近现代时期。其他类集中在宋元和明清两个时期。

2.2 空间分布特征

2.2.1 不同类型文保单位空间分布特征

利用平均最邻近工具,计算得出山西省六种类型及整体文保单位的最邻近指数,结果如表1所示。从表1中可以看出,山西省国家级文保单位和省级文保单位,总体最邻近指数分别为0.451和0.597,均呈现显著集聚分布特征。从不同类型文保单位来看,除石窟寺及石刻类型外,其余四类文保单位均呈现显著聚集态势。结合最邻近指数可知,不同类型文保单位集聚程度存在差异,其中,国家级古建筑最为集聚,其次为省级古墓葬及省级近现代重要史迹及代表性建筑、国家级和省级石窟寺及石刻最邻近指数均小于1,但其集聚程度不显著。从不同级别文保单位总体来看,国家级文保单位的集聚程度显著高于省级文保单位。

表1 山西省文保单位最邻近指数

2.2.2 不同历史时期文保单位空间分布特征

对不同历史时期山西省文保单位的空间分布特征进行研究有助于加深对历史时期山西省环境变化、文化演进以及人地关系的理解和认识[31]。八个历史时期山西省文保单位核密度分布情况如图2所示。

图2 不同历史时期山西省文保单位核密度分布图

从总体来看,山西省文保单位数量从史前时期到近现代呈现“V”字型变化趋势,史前与先秦时期山西省文保单位数量较多;在秦汉、魏晋南北朝、隋唐五代时期等三个时期数量减少;而宋元和明清两个时期文保单位数量骤增,均高达400处以上;近代时期略微下降,为191处。

从细分时期来看,山西省文保单位核密度区也呈现出不断变化的特征。第一,史前时期,文保单位核心位于临汾市、运城市一带。这一时期主要为石器时代人类活动遗址,西侯度文化、丁村文化、仰韶文化等史前文化即发源于这一区域。第二,先秦时期,文保单位核心区基本不变,略微呈现南移趋势。这一时期,运城市文保单位数量增多,主要集中在绛县、平陆县及闻喜县。这与夏商周等王朝经济活动集聚在此区域有关。第三,秦汉时期,文保单位分布呈现双核心特征:晋北大同市为主核心,晋南运城市为次核心。这一时期山西省文保单位数量最少,且以古墓葬、古遗址为主。第四,魏晋南北朝时期,文保单位分布同样为双核心态势:晋中太原市及晋北大同市。北魏时期曾以平城(今大同)为都,之后南北朝时期的东魏、北齐曾以晋阳(今太原市)为“陪都”,这是文保单位密集在这两市域的重要原因。第五,隋唐五代时期,核心区域发生较大变化。核心聚集区为晋南运城市以及晋东南长治市、晋城市。隋末,唐太祖起兵太原。唐时期山西为唐帝国脏腑之地,晋南的运城市经济文化较为发达。五代十国时期,晋东南地理位置凸显,文物遗存较多。第六,宋元时期,山西文保单位数量激增,高达427处,核心分布区位于晋东南长治市和晋城市。其中,以古建筑、古遗址为主。第七,明清时期,核心区域进一步变化,呈现以晋中市为绝对核心的态势。这一时期晋商的崛起为山西中部留下众多大院庙观、楼桥堡殿等古建筑、古遗址。第八,近代以来,文保单位核心区域为晋东南长治市。这一分布态势与中国近代革命活动密切相关。抗日战争和解放战争期间,以太行山为依托建立了晋冀鲁豫根据地,百团大战、上党战役等均在晋东南留下众多兵工厂、指挥部、会议旧址等史迹。

2.3 时空演变特征

在对山西省文保单位时空演变特征进行分析时,采用标准差椭圆及重力模型两种方法。标准差椭圆可以分析八个历史时期山西省文保单位分布的方向及趋势。重心模型可以探究不同时期文保单位重心的偏移轨迹和移动距离,结果见图3。

图3 历史时期山西省文保单位方向分布及重心偏移轨迹

从图3中可以得出以下三点结论。第一,总体来看,山西省文保单位标准差椭圆移动角度在12.84°～22.57°之间,呈现出西南-东北方向分布格局。这一格局与山西省自然地理环境密切相关。山西是典型的黄土覆盖的山地高原,地势东北高西南低,总体为“两山夹一川”,而文保单位则主要沿着中间“一川”分布。第二,根据长半轴与短半轴之间差别可知,秦汉时期、魏晋南北朝以及史前时期,文保单位空间分布的方向性更为明显。相反地,宋元时期和近代以来文保单位分布较为广泛,方向性不够显著。结合历史时期,可知文保单位在“西北-东南”方向上呈现集聚-分散-集聚-分散的演变过程。第三,从重心偏移轨迹可以看出,其呈现出“西南-东北-东南”往复移动以及“晋南-晋中-晋东南”交替变化的特征。

3 山西省文物保护单位地域分异影响因素

3.1 空间因子探测

利用地理探测中的空间因子探测,得出不同因子对山西文保单位空间分布的影响差异。各因子0.01水平上均通过显著性检验,具体q值见图4。

图4 山西省文保单位空间分异影响因子地理探测

由图4可知,自然环境和社会经济因素均对文保单位空间分异产生明显影响。自然环境方面,高程、降水、坡度等3个因子影响最大,其q值分别为0.227、0.146及0.109。相对而言,土壤类型、气温与河网密度对文保单位分异影响较小。社会经济方面,人口、历史名人、GDP等3个因子对文保单位分异影响均较大,其q值依次为0.260、0.193及0.103。而城镇化率影响程度较弱。综合来看,人口、高程、历史名人、降水等4个因素为山西文保单位空间分异的主导因素。具体来说,人口密集区域一般经济社会发展水平较高,文化较为发达,历史文化名人较多,相应的各种文化遗产的数量也较多。而文化遗产选址修建之时会受到地形因素尤其是高程的制约。

3.2 交互作用探测

影响因素间交互作用探测结果如表2所示。表2显示,自然环境及社会经济因子交互作用对文保空间分异具有更强的影响力,具体表现为非线性增强和双因子增强两种类型。其中,交互作用为双因子增强且解释力最强的三组因子分别为人口和降水(0.373)、人口和高程(0.364)、人口和历史名人(0.352)。交互作用为非线性增强且解释力最强的三组因子依次是历史名人与降水(0.341)、人口和气温(0.331)、历史名人和高程(0.314)。可以发现,人地耦合共同影响了文保单位的空间分布。从社会经济因素方面,人口与其他因素的耦合明显增强了对文保单位空间分布的解释力。而自然环境因素方面,高程与其他因素的耦合协同增强了对文保单位空间分布的影响。

表2 山西文物保护单位空间分异影响因素交互作用探测

4 结论与讨论

4.1 结论

山西省文保单位在史前和先秦时期主要为古遗址,魏晋南北朝时期主要为石窟寺和石刻,隋唐、宋元及明清时期主要为古建筑。以文保单位类型在不同历史时期变化来看,古建筑在宋元时期最多,古墓葬以先秦时期最多,古遗址在明清时期最多,石窟寺及石刻以魏晋南北朝时期最多。

从空间分布来看,山西省文保单位总体呈现显著集聚的特征。不同类型文保单位集聚程度存在差异。其中,古建筑最为集聚,主要分布在晋城市;其次为近现代重要史迹及代表性建筑,主要分布在长治市;石窟寺及石刻分布相对分散,主要包括临汾市、晋城市、晋中市以及大同市。

不同历史时期,山西省文保单位核密度区不断变化。史前及先秦时期,文保单位核心位于临汾市;秦汉时期及魏晋南北朝时期,其核心分别为大同市及太原市;隋唐五代时期,核心聚集区为运城市;宋元时期,核心区为长治市;明清时期,为晋中市;近代以来,文保单位核心为晋东南长治市。

从时空演变特征来看,山西省文保单位呈现出西南-东北方向分布格局,秦汉时期、魏晋南北朝以及史前时期,文保单位空间分布的方向性最为明显。相反地,宋元时期和近代以来文保单位分布较为普遍,方向性不够显著。从重心偏移轨迹可以看出,其呈现出“西南-东北-东南”往复移动以及“晋南-晋中-晋东南”交替变化的特征。

因子探测结果显示,人口、高程、历史名人、降水、坡度、GDP等6个因素对山西文保单位空间分异的影响较大。其中,社会经济因素较自然环境因素影响更为显著。交互作用探测显示,各因子间交互均增强了对文保单位分布的解释力,且以非线性增强为主,其次为双因子增强。

4.2 讨论

山西省地处黄河流域中游,是我国文物保护单位最多的省份,对该省文保单位的研究可以为黄河文化保护传承弘扬等政策制定提供重要依据。运用地理学空间分析方法对山西省文保单位的空间分布特征及影响因素进行探究。研究结论在一定程度上揭示了山西省文保单位分布规律及形成机制,加强了对历史时期山西省人地关系的认知。但是研究还可以从两个方面进一步改善。一方面通过学科融合合作方式,将历史学、社会学等学科背景学者纳入研究团队,从而使研究结论更科学全面。另一方面,收集更多史料,挖掘数据,构建更可靠的影响因素指标体系,细分历史时期探究其分布影响机制。