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地球信息科学学报 >

2015 , Vol. 17 >Issue 9: 1062 - 1071

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.01063

基于流域盆地面积的郑洛地区史前聚落遗址分析

  • 沈香 ,
  • 毕硕本 , * ,
  • 计晗 ,
  • 杨鸿儒 ,
  • 陈昌春
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  • 南京信息工程大学地理与遥感学院,南京 210044
*通讯作者：毕硕本(1965-),男,山东潍坊人,博士,教授,博士生导师,主要从事空间数据挖掘和三维可视化研究。E-mail:

作者简介：沈香(1990-),女,江苏常州人,硕士生,研究方向为空间数据挖掘。E-mail:

收稿日期: 2014-10-30

  要求修回日期: 2015-03-17

  网络出版日期: 2015-09-07

基金资助

国家自然科学基金项目(41071253、41271410)

收起

Analysis of the Distribution of Prehistoric Settlement Sites in Zhengluo Region Based on the Area of Drainage Basins

  • SHEN Xiang ,
  • BI Shuoben , * ,
  • JI Han ,
  • YANG Hongru ,
  • CHEN Changchun
Expand
  • School of Geography and Remote Sensing, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
*Corresponding author: BI Shuoben, E-mail:

Received date: 2014-10-30

  Request revised date: 2015-03-17

  Online published: 2015-09-07

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《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

本文以郑洛地区为研究区域,以裴李岗文化时期、仰韶文化前期、仰韶文化后期和龙山文化时期为时间序列,对研究区域的流域盆地面积与相应的遗址点数量的关系、流域盆地面积与相应的遗址点增长速率的关系,以及各个流域盆地中遗址点分布密度的时空分布特征进行了研究。结果显示：（1）通过相关方法分析,以数字化的形式表明了流域盆地面积与分布的遗址点数量呈显著的正相关关系,且裴李岗文化时期的相关程度与其他3个文化时期相比较小;（2）对各流域盆地内遗址点的变化趋势分析发现,流域盆地面积与分布的遗址点变化趋势呈显著的正相关关系,这也解释了流域盆地黄河流域（B）、伊洛河流域（C）的变化趋势最快的缘由;（3）对各流域盆地内遗址点的分布密度进行分级可发现,在裴李岗文化时期,东部地区遗址点的分布密度大于西部地区,而其他3个文化时期是中西部地区大于东部地区。

关键词： 水文分析; 郑洛地区; 相关性分析; 分布密度; 流域盆地

本文引用格式

沈香 , 毕硕本 , 计晗 , 杨鸿儒 , 陈昌春 . 基于流域盆地面积的郑洛地区史前聚落遗址分析[J]. 地球信息科学学报, 2015 , 17(9) : 1062 -1071 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2015.01063

Abstract

Hydrological analysis module supported by GIS extracts information about the hydrological characteristics of research area by using Digital Elevation Model. In this paper, Zhengzhou-Luoyang region is selected as the research area. And Peiligang cultural period, early Yangshao cultural period, later Yangshao cultural period and Longshan cultural period are selected as the time series. The paper uses hydrological analysis to get the information of drainage basins in Zhengluo region, which is proved to be viable and rarely used in previous researches about the relationship between prehistoric settlement sites and drainage basins. According to the information of drainage basins, this paper analyzes its relationship with the spatial distribution of settlement sites in Zhengluo region. Besides, the relationship between the area of the drainage basin and the growth rate of its settlement sites, and the relationship between the area of the drainage basin and the number of its settlement sites are studied in the paper. The above relationships are clearly displayed in a digital way using the correlation analysis. And the results suggest that there is a significant positive correlation between the area of drainage basins and the number of settlement sites. There is also a positive correlation between the area of drainage basins and the change trend of settlement sites. When studying the characteristics of spatial and temporal distribution of settlement sites in each drainage basin, it can be found that during Peiligang cultural period, the distribution density of settlement sites in the eastern region is greater than the western region. And among the other three cultural periods, the distribution density of settlement sites in the central and western region is greater than the eastern region. Due to the different modes of production, there is a great difference among the residential environment within which the settlement sites are located. As time goes on, people′s dependence on drainage basins is gradually decreasing with the change of the modes of production. Therefore, the research on the relationship between prehistoric settlement sites and drainage basins extracted using the hydrological analysis is highly significant.

Key words： hydrological analysis; Zhengluo region; correlation analysis; distribution density; drainage basins

1 引言

伴随GIS技术的不断发展,考古研究中的GIS应用得到了足够的重视,取得了丰硕的成果。GIS空间分析应用于区域考古研究,为现代区域考古学研究提供了一整套全新的方法和手段,拓展了考古学研究的领域[1-2]。
GIS的区域分析在考古研究中有很多成功的应用实例。在国外,Out[3]对布兰德维奇-科克莫夫遗址中自然植被的人为影响与距河沙丘远近之间的关系进行了研究,结果表明在花粉图中人为影响与距河沙丘远近没有相关性。Micle[4]等利用GIS与遥感技术对罗马尼亚蒂米什县内聚落遗址的地形形态进行了分析,确定了遗址的界限、结构、形态、功能等参数,分析了聚落遗址周围环境的相关性。Wienhold[5]等采用具有现代高分辨率激光雷达数据集,及考古遗址数据,通过水文模拟对史前的农业进行功能评估,并结合了多尺度GIS,对区域、群落和遗址3个尺度的地形进行分析,揭示了史前遗址、功能和环境之间复杂的相互作用关系。其中,数字高程模型的分析结果表明了具有耕地景观特征的农业过去的功能。在国内,GIS对于史前聚落考古的文献也有很多。王亚娟[6]等采用GIS空间分析方法,对商洛地区全新世古文化遗址的空间分布特征进行研究,主要从古文化遗址的海拔高程、面积及距河流远近3方面进行了分析。为了研究福建省古窑址的分布和演变,谢立华[7]以福建省南朝至宋元时期窑址分布为例,建立了古窑遗址分布地理信息系统,运用GIS的空间叠置、缓冲区、坡度和高程模型等分析方法,分析了古窑遗址和地理环境之间的关系。杨林[8]、闫丽洁[9]、毕硕本[10]等利用GIS空间分析方法,对史前聚落遗址的分布特征进行研究,分析史前聚落选址与区域地理环境（海拔高度、地形坡度、水系等）之间的相互关系,有助于了解史前人类对环境的选择策略及聚落系统的演变规律。目前,对于遗址点的分布特征和水文分析方面的研究很多,但是,以水文分析提取的流域盆地来研究史前聚落遗址空间分布特征的很少。
本文采用GIS的水文分析模块,利用提取郑洛地区流域方面的信息,对史前聚落遗址的分布特征进行分析。一方面,利用DEM所提取的水文特征分析切实可行[11];另一方面,进入全新世以来,研究区域的地形的基本轮廓没有突出的变化[12]。所以,在史前聚落遗址研究中,利用DEM来提取水文特征信息,从而对其与史前聚落遗址间的关系研究是有效的。

2 研究区域背景与数据源

（1）郑洛地区位于中原腹地,是中国古代文明的发祥地,是我国考古工作开展得最早的地区,历年发现的新石器时代遗址甚多,因此,将郑洛地区作为研究史前聚落遗址空间分布的研究区域具有重要意义。郑洛地区位于河南省中西部,包括郑州市、许昌市、三门峡市、平顶山市,洛阳市、焦作市和济源市,其地理范围33°33′~35°16′N,110°40′~113°20′E之间。其位置处于我国第二阶梯和第三阶梯过渡的地带,同时介于我国黄河流域和长江流域之间。郑洛地区的地形有3大特点：多山、河网密布和地形复杂多变的地貌类型。郑洛地区的气候兼具暖温带和北亚热带2种气候特征,属山地垂直气候带分布[12]。时代越早,史前人类活动受自然条件的制约也越多,复杂的地形和多样的气候决定了郑洛地区自然环境的多样性,也为郑洛地区新石器时代聚落的发展和演变奠定了丰富的物质基础。
（2）本文使用的数据包括地形等高线数据和史前聚落遗址点数据。等高线数据来源于郑洛地区的1:25万地形数据库。史前聚落遗址点的数据来源于《中国文物地图集—河南分册》中史前新石器时代4个文化时期的文物地图。将数据图层进行叠加,如图1所示。
Fig.1 Overlay graph of topography, mountains and rivers in Zhengzhou-Luoyang district

图1 郑洛地区地形、山脉和水系的叠加图

3 遗址点分布的水文分析

3.1 数据预处理

GIS提供的水文分析模块是基于无洼地的DEM数据提取派生其他水文特征的过程[13]。通过对等高线数据进行转换生成DEM图层,作为水文分析的底图。然后,利用GIS中的水文分析模块对DEM数据进行洼地填充、计算汇流累积量、提取河网、河网分级等操作,生成流域盆地图（图2）[14-15]。
Fig. 2 Drainage basins obtained by hydrology analysis in Zhengzhou-Luoyang district

图2 通过水文分析得到的郑洛地区流域盆地图

由图2可知,周边地区的河流大小、盆地范围并不完整。因为在对郑洛地区进行水文分析时,使用50 m等高距的DEM图（图1）。研究区域的周边地区地形起伏变化很大,且50 m等高距对于研究地形起伏很大区域的水文特征来说偏大,提取出的河流和盆地较为破碎,所以图2的周边地区会出现很多小且密集的区域。然而,这些地区很少甚至没有遗址点的分布,因此,周边地区小而密集的区域,对于研究流域盆地面积与史前聚落遗址点间关系的影响不是很大。为了研究分析的方便,只提取若干流域盆地进行分析,并提供了编号,分别为A、B、C……,K。表1中给出了编号的各流域中具体的河流信息。
Tab. 1 The brief distribution of drainage basins in Zhengzhou-Luoyang district

表1 郑洛地区流域盆地简介表

流域盆地编号 流域名称 流域盆地中包含的主要河流
A 卫河流域 卫河
B 黄河流域 黄河
C 伊洛河流域 伊洛河、伊河、洛河
D 宏农河流域 宏农河、西涧河
E 老灌河流域 老灌河
F 沙河流域 沙河
G 汝河流域 汝河
H 颍河流域 颍河
I 小洪河流域 小洪河
J 双洎河流域 清流河、双洎河
K 贾鲁河流域 贾鲁河
李龙[16]将中原地区按水系分布分为了3部分,即黄河流域、淮河流域,以及属长江水系的汉水流域,并给出了3个流域之间的分界线,这与本文中根据水文分析得到流域边界图相似。而本文中根据DEM将流域分得更为细致,对遗址空间分布与流域盆地之间的关系也进行了更细致的研究。

3.2 郑洛地区史前聚落遗址分布

本文以郑洛地区为研究区域,以裴李岗文化时期（7000-5000 BC）、仰韶文化前期（5000-3500 BC）、仰韶文化后期（3500-2500 BC）和龙山文化时期（2500-2000 BC）为时间序列[17]。为了研究郑洛地区流域盆地与史前聚落遗址分布之间的关系,将遗址点图层与流域盆地的图层进行叠加分析（图3）。
Fig. 3 The composite map of settlement sites and drainage basins in Zhengzhou-Luoyang district

图3 郑洛地区流域盆地与遗址点复合图

从图3可看出,除了流域盆地D,其余的流域盆地都有遗址点分布。流域盆地D（即宏农河流域）分布在郑洛地区的西北地区,其地势是东西面及南面地势高,北面地势低。此外,宏农河流域大部分地区的高程都在1000 m以上,水流流向大多是从南到北。因此,在郑洛地区范围内,宏农河流域的遗址点只能分布在北部地区。但是,北部地区由于地势的原因,使其与相邻流域相隔绝,不利于史前遗址的发展。因此,宏农河流域是不适宜史前聚落的建址,流域盆地D没有遗址点的分布。

4 基于流域盆地面积的遗址分析

郑洛地区的流域河流、高程等信息,系通过水文分析提取的,而这些因素对遗址点分布有很大的影响。流域盆地面积越大,说明该流域内集水范围越大,水资源总量也越大,适合史前聚落遗址点的选址,因此,研究流域盆地面积与遗址点变化之间的相关关系具有一定的科学性。为了研究流域盆地面积与遗址点数量的相关关系,以及流域盆地面积与遗址点变化趋势的相关关系,本文采用相关性分析方法,对相关数据进行分析。

4.1 相关性分析

相关性分析是研究现象之间是否存在某种依存关系,并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向及相关程度,是研究随机变量之间的相关关系的一种统计方法[18]。其中,相关系数能以数字的形式准确地描述变量之间的相关程度。计算相关系数的方法有3种：皮尔逊相关（Pearson）、斯皮尔曼相关（Spearman）和肯德尔相关（Kendall）。Pearson系数要求2个变量均服从正态分布,而Spearman系数和Kendall系数都是非参数测度,是在对总体分布不甚了解的情况下进行的。当2个变量为连续数据,符合正态分布,且是线性关系的时候,采用Pearson系数是最恰当的。本文所采用的皮尔逊相关,反映了2个变量间的相关程度,计算公式为：
r = ∑ i = 1 n x i - x ̅ y i - y ̅ ∑ i = 1 n x i - x ̅ 2 ∑ i = 1 n y i - y ̅ 2 （1）
式中, x 1 , y 1 ,…, x n , y n 为二元变量 X , Y 的样本观测值; r 为 X 和 Y 之间相关系数。
相关系数 r 在1和-1之间。 r 的正负关系决定着2个变量之间是正相关还是负相关,当 r >1,称为正相关,反之则是负相关。而 r 绝对值的大小则反映了2个变量间相关的程度,数值越大则表示相关程度也越大[19-20]。

4.2 流域盆地面积与遗址点数量的关系

众所周知,流域盆地的大小与史前聚落遗址的分布密切相关,且流域盆地面积越大,则分布的史前聚落遗址越多。本文采用相关性分析方法,以数字的形式清晰地表示了郑洛地区流域盆地面积与遗址点分布数量之间的相关程度。
从表2可看出,裴李岗文化时期的相关系数为0.712>0,说明裴李岗文化时期的流域盆地面积与遗址点的数量呈正相关。而Sig=0.014<0.05,因此应拒绝零假设（H0：2个变量之间不具相关性）,即说明裴李岗文化时期流域盆地面积与相应流域盆地内的遗址点数量在0.05水平上显著相关。仰韶文化前期的相关系数是0.983,而且Sig=0.000<0.01,说明仰韶文化前期的流域盆地面积与相应流域盆地中的遗址点数量是显著性的正相关关系。仰韶文化后期的相关系数是0.983,且Sig=0.000<0.01,即仰韶文化后期的流域盆地面积与相应流域盆地中的遗址点数量在0.01水平上是显著性的正相关关系。龙山文化时期的相关系数为0.973,且Sig=0.000<0.01,说明了龙山文化时期的流域盆地面积与相应流域盆地中的遗址点数量是显著性的正相关关系。
Tab. 2 Correlation analysis between drainage basins among four cultural periods and the number of settlement sites in Zhengzhou-Luoyang district

表2 郑洛地区4个文化时期流域盆地与遗址点数量的相关性分析结果表

文化时期 相关系数 Sig.(2-tailed)
裴李岗文化时期 0.712* 0.014
仰韶文化前期 0.983** 0.000
仰韶文化后期 0.983** 0.000
龙山文化时期 0.973** 0.000

注：*表示在0.05（双侧）水平上显著相关;**表示在0.01（双侧）水平上显著相关;Sig表示（2-tailed）:双侧显著性

表2可看出,裴李岗文化时期的相关程度相比于其他3个时期而言是最低的。在裴李岗文化时期,遗址的数量少且分布较为分散,遗址点大多分布在嵩山周围地区。这种分布状况与当时的生产力水平有很大的关系。由于裴李岗文化时期生产力水平低,所以那时人们的生产方式主要是采用刀耕火种,而这种生产方式就要求遗址点分布在距离树林等植物较近的区域。因此,在裴李岗文化时期,遗址点的分布除受到流域的影响外,很大程度上还受到当时植被的限制。从仰韶文化前期开始,随着生产力水平的增加,生产方式的改变,人们受到植被的限制逐渐减少,受流域的影响逐渐增加,这就解释了与其他3个文化时期相比,为什么裴李岗文化时期流域盆地面积与遗址点分布数量的相关程度比较低。龙山文化时期的相关系数也比仰韶文化时期的相关系数要稍微小一点,这是因为在龙山文化时期,水井的出现使得遗址点的分布并不需要集中在流域附近,受到流域的影响相对减少,所以,相对于仰韶文化时期而言,龙山文化时期的相关系数略小。
上述分析可知,郑洛地区4个文化时期的遗址点数量与流域盆地的面积呈显著性的正相关关系。从时间尺度上说,仰韶文化时期流域盆地面积与遗址点的分布的相关程度最大,其次是龙山文化时期,而裴李岗文化时期的相关程度最小。

4.3 流域盆地面积与遗址点变化趋势的关系

4.3.1 遗址点变化趋势的计算
为了研究流域盆地面积与遗址点变化趋势的关系,首先需计算各个流域分布的遗址点变化趋势（即将4个文化时期各流域的遗址点数量作折线图）,再将各流域盆地的折线添加趋势线从而得到趋势线公式,最后可从趋势线公式中得到遗址点的变化（表3）。
系数的正负表示趋势线是上升或下降,数值为正则表示处于上升趋势,而数值为负则相反;系数绝对值的大小则表示着变化的快慢程度,数值越大,趋势线的变化也越快。
4.3.2 流域盆地面积与遗址点变化趋势的关系
表3中除了流域盆地D、E,其余系数都为正,表明从裴李岗文化时期到龙山文化时期,大部分流域盆地中的遗址点数量在总体上呈增加趋势。其中,流域盆地J虽在总体上呈上升趋势,但是,其遗址点的数量在仰韶文化前期最低,裴李岗文化时期位居第二。这是因为流域盆地J,即双洎河流域中,双洎河的河床高,与黄河相似,易泛滥,这对于处于全新世大暖期的仰韶文化时期而言,不适合遗址点的选址条件。因为在仰韶文化时期,史前农业生产技术有了突飞猛进的发展,对水的需求量,以及依赖程度非常大,但易泛滥的双洎河不适合农业的发展,导致当时的遗址点数量很少。然而,随着生产力的发展及水井等技术的发明,人们对于水的依赖程度有所降低,因此,龙山文化时期遗址点数量逐步增多。在裴李岗文化时期,由于生产力水平低,虽然人们对于水的需求量大,但对于动植物的需求也非常大,导致双洎河流域遗址分布特点,是裴李岗文化遗址离山地近的遗址分布较多,远离山地的较少,且多分布于低丘地[21],受双洎河泛滥的影响较小,裴李岗文化时期,流域盆地J的遗址点数量较仰韶文化时期要多。
Tab. 3 The statistical table of the number of settlement sites and their change trend in each drainage basin

表3 郑洛地区各流域盆地的遗址点数量与变化趋势统计表

流域盆地编号 裴李岗文化时期 仰韶文化前期 仰韶文化后期 龙山文化时期 趋势线公式系数
A 0 1 9 18 6.2
B 5 31 67 103 33.0
C 18 150 201 252 75.3
D 0 0 0 0 0.0
E 2 2 1 1 -0.4
F 0 4 13 14 5.1
G 10 15 15 33 6.9
H 7 5 6 31 7.3
I 4 3 3 11 2.1
J 13 5 11 16 1.5
K 5 16 17 18 4.0
在所有的流域盆地中,流域盆地C（即伊洛河流域）增加最快。伊洛河是伊河和洛河的简称,既是黄河三门峡以下最大支流,也是洛阳市境内的主要河流。伊洛河流域西高东低,河流流向大都是从西向东,因此,流域内的遗址点分布也是东部地区多于西部地区。裴李岗文化时期刀耕火种的生产方式使得人们对于流域的依赖性,在影响遗址的建址因素中并没有像后期那样占有很大的比例,所以,在裴李岗文化时期,伊洛河流域内分布的遗址点较为分散且较少。但随着生产方式的改变,人们对水的依赖性越来越大,而伊洛河流域作为所有流域中面积最大的流域,使得分布的遗址点也越来越多。除此之外,一方面,伊洛河流域中分布最广的是东部的平原地区,流域内水系发达,流域面积大,有利于史前聚落遗址的建址和发展;另一方面,该流域分布在郑洛地区的中部地区,与周边流域相邻,便于文化交流,有利于遗址点的发展壮大。上述原因表明,伊洛河流域遗址点的增长速率是所有流域中变化最大的。
其次分布遗址点增长最快的是流域盆地B。流域盆地B作为郑洛地区范围内的黄河流域,地势较为平坦,水系发达,利于遗址点的发展壮大,但由于流域面积的限制,与面积最大的伊洛河流域相比,遗址点分布的增长速度稍慢。随着系数值的降低,流域盆地内遗址点数量增加也越慢,而后依次为流域盆地H、G、A、F、K、I、J。
流域盆地D由于在4个时期内没有遗址点的分布,故系数为0,这主要是由于该流域内地形不利于遗址点的设置。流域盆地E的系数是负值,表明流域盆地E随着时间分布的遗址点数量减少。流域盆地E（即老灌河流域）分布在郑洛地区的西南角,南面的地势较低,其余三面的地势都比较高,虽与其他流域相邻,但不利于文化交流。此外,河流是从北向南流,地势高的部分占据了老灌河流域的大部分区域,遗址点分布在河流的周边地区。然而周边地区由于地势的原因面积较小,不利于遗址点的发展。所以,老灌河流域分布的遗址点少,而且随着时间变化,数量也在逐渐地减少,流域盆地E的变化趋势线系数为负值。
为清晰地表达流域盆地面积与遗址点变化趋势的关系,本文通过相关性分析得到相关系数,对趋势线公式的系数与流域面积之间的关系进行表达（表4）。表4中趋势线公式的系数与流域盆地面积的相关系数是0.967>0,双侧检验值Sig=0.000<0.01,说明流域盆地面积与遗址点变化率呈正相关关系,且在0.01水平上显著相关。一般来说,流域盆地面积越大,流域盆地中遗址点增加也越快。
Tab. 4 The result of correlation analysis between the coefficients of trend line equations and the area of drainage basins

表4 趋势线公式系数与流域盆地面积的相关性分析结果

相关系数 Sig.(2-tailed)
0.967** 0.000

注：**表示在0.01（双侧）水平上显著相关

4.4 流域盆地内遗址点密度的空间分布

将各个流域盆地中遗址点数量除以流域盆地的面积,就可得到流域内遗址点的分布密度。将4个时期遗址点的分布密度分为3级（图4）。
Fig. 4 Spatial distribution of the density of settlement sites of selected drainage basins in Zhengzhou-Luoyang district

图4 郑洛地区提取的流域盆地中遗址点分布密度的空间分布图

本文将每个文化时期遗址点的分布密度分为3个等级。从图4可看出,4个时期同一等级的分布范围不同,而且随着时间的变化,同一等级的分布密度范围在不断增加,表明流域盆地内遗址点的数量不断增加。而各流域盆地内分布密度随着4个文化时期的变化趋势与各流域盆地内遗址点数量的变化趋势相同。
裴李岗文化时期,流域盆地J、I的遗址点分布密度最大,分布密度高达56.17个/hm2;其次是流域盆地K、H、G、E,分布密度高达29.50个/hm2;最后是流域盆地A、B、C、D、F,只有很少甚至没有遗址点分布。这是由于裴李岗文化时期,生产力水平低,生产方式为刀耕火种,故遗址点的分布往往靠近山区。这些地区动植物资源比较丰富,利于人们的生存。因此,裴李岗文化时期,郑洛地区东部的分布密度大于西部地区。
仰韶文化前期,流域盆地B、C、K的分布密度最大,高达83.35个/hm2;其次是流域盆地E、G、I、J,分布密度高达44.26个/hm2;遗址点分布密度最小的是流域盆地A、D、F、H,分布密度最高只有18.44个/hm2。仰韶文化后期,遗址点分布密度最大的是A、B、C,分布密度在71.45~123.01个/hm2;而稍小的分布密度是流域盆地F、G、I、J、K,分布密度在22.14~71.44个/hm2;最后是流域盆地D、E、H,分布密度在0.00~22.13个/hm2。龙山文化时期,流域盆地A、B、C的遗址点分布密度最大123.95~189.11个/hm2;再次是流域盆地G、H、I、J、K,遗址点的分布密度在34.63~123.94个/hm2;最后是流域盆地D、E、F,分布密度在0~34.62个/hm2。从仰韶文化前期到龙山文化时期,由于生产方式的改变,人们对水的需求也越来越大,为了能让遗址有更大的发展空间,因此,遗址点的分布逐渐靠近河流且地势平坦的区域,而流域盆地B、C正是河流分布密集且地势平坦的地区。在这3个时期内,流域盆地B、C的分布密度都是最大的。虽然流域盆地B、C在3个文化时期都位于第3等级,但由于分布范围不同,所以流域盆地B、C的分布密度仍不断增加。因此,从仰韶文化前期到龙山文化时期,遗址点的分布密度是中西部地区大于东部地区。

5 结论

利用郑洛地区的DEM,GIS分析提取水文特征信息（如河流和流域盆地）,并结合遗址点空间分布图,从而对流域盆地面积与其内分布的遗址点数量变化进行分析,表明从裴李岗文化时期到龙山文化时期,流域盆地的面积与遗址点数量及其变化趋势有着显著性的正相关关系,而且流域盆地面积与遗址点分布密度的空间分布也有密切的联系。具体的研究结果如下：
（1）为了研究流域盆地面积与分布的遗址点数量之间的关系,以数字化的形式进行相关性分析表明,流域盆地面积与分布的遗址点数量呈显著性的正相关关系。这是因为流域面积越大,集水区越大,水资源总量越丰富,对于依赖于水资源生存的史前聚落遗址来说,会选择有助于生产生活的地方进行建址,因此,越大的流域面积就包含着越多的聚落遗址点,即流域盆地面积与遗址点数量呈显著性的正相关关系。裴李岗文化时期流域盆地面积与分布的遗址点数量间的相关程度,比其他3个文化时期的相关程度稍小,这是由于在裴李岗文化时期,影响遗址点的选址除了河流因素以外,在很大程度上还受植被的影响。而到龙山文化时期,水井的出现及普遍运用,使遗址点对水源的依赖程度逐渐减少,但仍在很大程度上受水源的影响,这解释了龙山文化时期流域盆地面积与分布的遗址点数量间相关程度介于仰韶文化时期与裴李岗文化时期的缘由。
（2）通过对各个流域盆地遗址点的变化趋势进行分析,除了流域盆地D没有遗址点的分布及流域盆地E的遗址点数量呈减少趋势外,其他流域盆地内分布的遗址点数量都是随着时间而不断增加。其中,流域盆地J由于其河流具有易泛滥的特点,导致其内分布的遗址点虽然总体上是增加的,但其遗址点数量在裴李岗文化时期要多于仰韶文化时期,这是因为裴李岗文化时期人对于水的依赖性和需求量没有仰韶文化时期那么严重。在余下的流域盆地中,流域盆地B、C为最快,这是因为流域盆地B、C的流域盆地面积大,且水系发达,地势平坦,适合流域内遗址点的发展和扩大。为了研究流域盆地面积与遗址点变化趋势的关系,对二者进行了相关分析,表明了流域盆地面积与遗址点的变化趋势间是呈显著性的正相关关系,这也解释了流域盆地B、C中遗址点的变化速度最快的原因。
（3）在提取的流域盆地中,计算各个流域盆地的遗址点分布密度,并将其分为3个等级,可清晰地看出各个流域盆地遗址点分布密度的空间变化。其中,裴李岗文化时期,郑洛地区遗址点的分布密度是东部地区大于西部地区：这一方面是因刀耕火种的生产方式要求遗址点需要分布不远离山区;另一方面人类的生产生活离不开水源。而东部地区符合这2个条件,这就导致了西部地区遗址点的分布密度要小于东部地区。而其他3个文化时期,随着生产力水平的提高和农业等产业的发展,人们对水的需求量日益增多。在提取的流域盆地内,由于中西部地区平原地区分布多,水系发达更适合遗址点的发展,所以,从仰韶文化前期到龙山文化时期,流域盆地内遗址点的分布密度是中西部地区大于东部地区。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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刘建国. 考古与地理信息系统[M].北京:科学出版社,2007.

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