新石器时代晚期华北地区耕地重建

全新世以来农业的起源使全球人类活动日益加剧,而新石器时代晚期（在中国大约距今7 ka—5 ka）农业发展正处于从刀耕火种向耒耜翻耕过渡阶段,由此被认为是人类活动改变自然植被的关键时期。中国华北地区丰富的考古遗迹记录了该时期人类活动的状况。基于已发现和挖掘的考古资料,运用考古学关联建模方法推算出新石器时代晚期华北地区各聚落遗址的人口规模与耕地面积,并在此基础上重建了耕地空间分布格局。结果显示：① 新石器时代晚期华北地区的人口规模至少为50.61×10 ⁴人。其中,河南地区人口最多,约为30.46×10 ⁴人,山东地区约13.72×10 ⁴人,河北地区约6.43×10 ⁴人。② 耕地面积至少约102.22×10 ⁴ hm2,约是现代耕地的4.6%,整个华北地区垦殖率达到1.99%。河南地区耕地面积最大,约为61.52×10 ⁴ hm2,垦殖率达3.68%;山东地区次之,约为27.72×10 ⁴ hm2,垦殖率为1.75%;河北地区最少,约为12.98×10 ⁴ hm2,垦殖率为0.69%。③ 遗址周围3 km范围内是个体聚落耕地的主要分布区,约占总耕地面积的83.43%。④ 在地形分布上,63.36%的耕地分布在低海拔的平原和台地,仅2.43%分布在海拔1000 m以上的地区。就耕地分布的坡度而言,81.55%的耕地分布在坡度小于2°的地区;16.61%的耕地介于2°~6°的缓坡地区;6°~15°的坡地地区仅占耕地的1.84%。     

长江中游新石器时代遗址规模的分布特征

运用ArcGIS软件建立了长江中游地区9.0~4.0 ka BP文化遗址的空间数据库,采用叠加分析和统计学方法,对文化遗址的规模、海拔分布、坡度、距河流远近等特征进行了系统分析。结果表明：① 由新石器时代早期到晚期,遗址的数量、规模和分布范围等均呈现增长或扩大趋势,叠置型遗址个数增加;② 遗址一般具有低海拔、平缓地形和距河流较近的选址倾向,晚期的文化遗址大体保持该倾向,但对海拔、坡度及距河流远近等的选择开始出现分化。③ 新石器时代晚期不同规模的文化遗址在选址上存在一定分异。小型遗址多分布在坡度为6°~15°的缓坡地,中型及以上规模的遗址更倾向于坡度为2°~6°平缓地;中小型至大型遗址的海拔分布均以30~50 m为主,特大型遗址的海拔分布以50~100 m为主;特大型遗址在距河流1000 m以内的分布比例高于其他规模遗址;④ 新石器文化在早中期受气候、水源、地形等自然环境因素影响较大,晚期文化的适应能力有所增强。     

基于空间分析的史前郑洛地区连续文化聚落研究

运用空间分析方法,对郑洛地区的史前聚落位置与河流关系的距离进行分析,可知郑洛地区史前四个文化时期60%以上的聚落遗址都在水系4 km半径的缓冲区之内。对该地区四个文化时期聚落遗址的高程分析,发现大部分聚落遗址的高程位于100 m到400 m之间,而高程值小于100 m的遗址点不足10%,并且四个文化时期遗址的平均高程值都在280 m左右。对该地区史前四个文化时期的聚落数量进行增长分析,得出了郑洛地区聚落数量具有由早到晚呈几何状不断攀升的趋势。     

莱州湾南岸中全新世聚落遗址时空分布特征及其环境背景

基于ArcGIS10.3平台对莱州湾南岸中全新世聚落遗址的高程、坡度、坡向、濒河度等指标进行分析,得出该时期聚落遗址的时空分布及演变特征,并结合全新世莱州湾南岸的环境背景,探讨全新世环境演变对聚落遗址分布及演变的影响。研究表明：① 全新世莱州湾南岸的聚落遗址数量、出现频率及在总数中的比重基本呈现明显的先增后降的倒V型（非对称）变化趋势。② 遗址高程分布具有一定的规律性,几乎所有时期的遗址点均分布于高程范围在0~29 m的地区,而大汶口文化时期遗址高程分布范围为10~29 m。从坡度来看,聚落遗址主要分布于坡度范围在0~4°的平缓地区;从坡向来看,古人大多集中在南向、东南向和西南向的位置。后李文化至龙山文化时期,河流对聚落选址的影响程度逐渐降低。③ 8.5~6.9 ka B.P.气候总体进入温暖期,且冷暖波动,干湿交替,后李文化由此得到发展;6.9~4.5 ka B.P.出现了短暂的降温,但整体较温和,优越的自然条件促进了大汶口文化的发展;4.5~4.0 ka B.P.左右气候条件较大汶口文化时期略干,但在此基础上新石器文化仍得到进一步发展,并于龙山文化时期进入鼎盛阶段;4.0 ka B.P.左右气候突变,出现剧烈降温事件,变化幅度超出了人类的适应能力,岳石文化随之衰落。④ 海水入侵限制了人类活动,而古湖泊和古河道的形成为古人生活质量的提高创造了天然条件。     

辽东北部地区中全新世聚落时空演变及其自然环境背景

对辽东北部地区中全新世聚落遗址的时空特征进行分析研究,结合辽东北部地区的自然环境背景,探讨自然环境变迁与聚落遗址时空分布的关系。结果表明：① 研究区全新世文化序列可分为新乐下层时期-后洼上层时期-偏堡时期-北沟时期,各时期遗址数量及在总数中的比重均呈现出先增后降再增的“N” 型变化趋势。② 各期遗址点高程大多分布在0~200 m地区且高程分布呈先增后降的倒“V” 型变化;从坡度和坡向来看,各期遗址主要分布于0°~6°间平缓地区,除后洼上层时期外均分布于阳坡半阳坡且各时期聚落均表现出逐河而居的特征。③ 新乐下层时期,古人类受气候影响选择居于平原区较高海拔处,以避开潮湿低洼地带;后洼上层时期,下辽河平原的古人类为躲避洪水侵袭而选择远离河流的更高海拔处,而辽东山地地区后洼上层文化居民向高处迁徙的同时仍倾向于近河流居住以利用良好的渔猎环境;偏堡时期,受降温事件打击,为寻求更为温暖且食物充足的驻地,古人类从山地进入平坦温暖的平原。北沟时期,气候寒冷干燥,海侵进入衰退期,古人类开始向相对温暖的沿海地带进发,在原先被海水淹没的地区定居。     

历史时期伊犁河谷文化遗址时空特征及驱动力分析

运用Arc GIS软件对伊犁河谷文化遗址时空分布进行分析,探讨了遗址时空演变特征与人文历史、自然环境的关系。结果表明:1从夏—西周到清—近现代6个时期中,遗址数量及在总数中的比重、出现频率呈倒"V"型变化,从萌芽阶段到巅峰阶段,至衰落阶段。2遗址的空间分布格局由前3个时期的"东高西低"转变为后3个时期的"西高东低",人类活动空间重心发生了转移。3遗址主要分布在1~5级坡度上,其比重由春秋—秦时期的75%增至清—近现代时期的93.75%;而遗址集中分布高程则由春秋—秦和西汉—南北朝时期的4~8级转移到后3个时期的1~4级,且其数量表现出明显的从高海拔的山地丘陵向低海拔平原、从高坡度向低坡度转移。4研究区遗址演变模式与典型干旱区遗址迁移模式相反,表现为特殊的"中上游→下游"迁移的"湿润模式"。5研究区文化遗址分布、时空演变受政治、经济、生产力等人文因素和地貌、海拔、坡度、气候等自然因素的综合影响。由于其气候湿润,水资源丰富,虽然遗址分布和演变表现出一定的河谷谷地、阶地、平原、水资源等"自然因素"指向性规律,但更突出表现为生产力水平、政治稳定、经济发展、商贸交通等"人文力量"指向性规律,这一点在中后期表现得更为明显。     

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041—2060年及2061—2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10~5 km~2,高适宜生境为7×10~4 km~2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。     

山东北部地区聚落遗址时空分布与环境演变的关系

利用GIS软件对山东北部地区聚落遗址时空分布特征进行分析,并结合双王城剖面沉积环境分析和前人研究成果探讨了聚落时空分布与环境演变之间的关系。结果表明:距今8000-5000 年间,在气候温暖湿润和海面相对较高的环境背景下,人类活动主要集中在海拔相对较高(20~200 m),地形较为平坦(坡度< 2°)的洪积台地和冲积平原上;西部平原地区由于地势低洼,容易积水而发生水患,因而很少有遗址分布。距今5000 年之后,气候暖湿程度降低,海平面持续下降,人类活动范围明显向海扩展;西部低洼地区在气候变干和海面降低的双重影响下,自然环境得到改善,也开始被古人广泛开发利用。这一时期区域文化繁荣发展,逐渐形成社会结构复杂、城邦林立的初期文明。然而距今4000 年左右,由于气候变化和洪患灾害加剧,史前文化开始明显衰落。商周时期气候环境趋于稳定,文化发展再次兴盛。北部滨海平原地区随着生产技术的进步,人类适应区域资源环境条件,在早期农业人群难以定居的滩涂地上形成以盐业生产为主要经济活动的聚落群。     

中国丹霞地貌的面积概算——粤北坪石红层盆地的实证研究

中国丹霞地貌的中生代优势以及陆相沉积特征是中国的特色也具有世界代表性。通过对中生代主要出露红层盆地室内计算机空间叠置分析,利用大量的野外现场调研检验等手段,计算出不同时期不同规模的红层面积。其中,中侏罗世3个红盆面积45.16×10~4km~2,中、晚侏罗世28个红盆面积149.17×10~4,早白垩世17个红盆面积55.97×10~4km~2,晚白垩世24个红盆面积106.9×10~4km~2,早第三纪31个红盆面积135.73×10~4km~2。通过对实地测量及对比分析,发现红层盆地建造发育成丹霞地貌的贡献率为6.5%左右。可计算中、晚侏罗世红层发育的丹霞地貌面积为9.7×10~4km~2,早白垩世红层发育的丹霞地貌面积3.6×10~4km~2,晚白垩世24个红盆面积6.9×10~4km~2,早第三纪31个红盆面积8.8×10~4km~2,这样统计中国丹霞地貌的总面积为29×10~4km~2。这一数字因丹霞地貌自身发育的阶段性会出现偏差,考虑气候-构造-地貌相互耦合作用的结果,典型丹霞地貌随着时间的推移,增加和减少的面积将达到一个平衡,基本稳定在20×10~4km~2左右,这就是中国丹霞地貌的面积数据。     

兰州盆地新石器时期遗址分布与地形的关系研究

研究遗址和地形等环境要素的关系有助于理解人地关系的作用机制。基于GIS空间分析和二元逻辑斯蒂模型分析了兰州盆地新石器时期马家窑和齐家文化遗址空间分布的特征、变化规律及影响因素，定量研究了地形等环境要素与遗址分布的关系。结果表明：新石器时期的马家窑文化、半山文化、马厂文化和齐家文化遗址均沿黄河分布，主要集中于河流阶地上坡度较小的区域。距河流的水平最近距离为318.6~17 721.7 m。新石器遗址特别是马厂遗址的空间集聚性明显。从马家窑类型、半山类型，发展到马厂类型，单一型遗址的占比逐渐由53.3%增多至92.6%。马厂类型的分布中心距离黄河最近。地形等环境要素显著影响遗址的空间分布，遗址出现概率主要受坡度、坡向和距黄河最近距离的影响，模型的解释程度可达65.0%。引入历史时期和现代聚落进行比较，历史时期聚落分布受到高程和坡度的影响，而现代聚落的分布主要受到高程、坡度和距河流距离的影响。聚落分布和影响因素的演变可能受到社会生产力发展的影响。     

环嵩山地区史前聚落分布时空模式研究

本文利用GIS空间分析、模型分析,按照裴李岗（9000-7000 aBP）、仰韶（7000-5000 aBP）、龙山（5000-4000 aBP）、夏商（4000-3000 aBP）4个时期对环嵩山地区史前（9000-3000 aBP）聚落的空间分布形态、演化特征及其形成机制进行研究与分析,提出了一套适应于史前聚落时空分布模式研究的分析方法。结果表明：① 环嵩山地区裴李岗、仰韶、龙山、夏商4个时期史前聚落均具有集聚型空间分布特征,其中裴李岗和夏商时期聚落分别具有2个集聚中心,仰韶和龙山时期聚落分别具有3个集聚中心;② 区域史前聚落空间分布重心具有由南向北迁移的特征。裴李岗时期聚落以分布于南部地区为主,仰韶聚落分布重心开始向北部迁移,这种态势在龙山时期仍在持续。夏商时期,聚落分布形成了以嵩山北部为重心的东西分异特征;③ 史前聚落空间分布总体形态及演化特征的形成与自然环境条件与人类文化演进关系密切。以狩（渔）猎采集为主的经济形态使得裴李岗聚落主要分布于近山丘陵岗地与近水高台地两种地貌单元。全新世中期温暖湿润的气候条件对于南部平原地区影响较大,近山地区地势较高、顶面平坦的地貌单元成为仰韶、龙山时期聚落营建与开展农业生产理想的场所。夏商时期社会形态的复杂化使得聚落具有围绕都邑性中心聚落集中分布的趋势,嵩山北部也成为聚落分布的核心区域。     

郑州地区西周前古聚落分布特征与河湖变迁的关系

在野外调查的基础上对郑州地区现代的地貌类型进行划分,以现代地貌数据作为聚落分布的基础平台,结合已有的调研成果,从不同时代遗址分布的地貌特征与生存环境需求、聚落分布变化与河湖地貌变迁的关系等方面,对郑州地区西周前古聚落的生境选择与自然环境变迁进行剖析。结果表明:水源是先民生存繁衍的基础,但水环境的优劣在郑州文化迁徙中是一种辩证的关系。在郑州地区先民们聚落的选址位置与湖泊消亡变迁也十分微妙。全新世以来,裴李岗的聚落只能选址在老湖积高地上。到了仰韶时代,聚落开始向湖沼边岸地带扩散。从龙山时期到商代,随着西部湖泊的萎缩消亡而向东发育,人类逐渐向低处转移,直至占据湖积平原。聚落的分布密度和范围逐渐从郑州西部扩迁到东部,尤以商代的遗址分布特征最为明显。     

基于OSI-SAF微波遥感数据的北极一年冰和多年冰研究

基于2005年10月—2017年4月OSI-SAF逐日海冰类型和海冰密集度数据,分析了北极一年冰和多年冰变化的时空特征。结果表明每年10月至次年4月的生长期内,一年冰在10—12月增长较快,范围和面积的增加速度分别为1.87×10~6 km~2·month~(-1)和1.77×10~6 km~2·month~(-1); 1—3月增速放缓,范围和面积的增加速度为0.50×10~6 km~2·month~(-1)和0.43×10~6 km~2·month~(-1); 3—4月范围和面积变化速度为–0.38×10~6 km~2·month~(-1)和–0.24×10~6 km~2·month~(-1)。多年冰的范围和面积在不同年份的生长期内有不同变化,没有一致的季节性。8个海区的海冰范围变化特征有一定的差异,北冰洋核心区在多年冰变化中占主导作用。一年冰在生长期内逐渐向北冰洋以南生长,多年冰主要分布在格陵兰岛和加拿大群岛以北的北冰洋中心海域。每年10月、11月海冰总体范围与该月前6个月北极平均气温显著负相关。每年3月、4月一年冰范围与该月前6个月平均气温也显著负相关。多年冰范围与北极月平均气温没有显著相关性。     

青海东部高庙盆地史前文化聚落演变与气候变化

高庙盆地内史前文化遗址密集, 史前文化聚落的分布和自然环境关系密切, 受河流地貌影响尤其显著, 绝大部分连续性文化遗址都分布在T3 阶地上。5~4 ka BP 本区气候暖湿, 对应马家窑到马厂时期, 盆地内聚落分布由T3 阶地向T2 转移, 聚落分布模式由均匀到凝 聚, 数量和规模持续扩大, 到马厂时期, 聚落发展到鼎盛, 并出现了中型遗址, 成为聚落的中心, 聚落等级上升为两级; 4 ka BP 时气候突变, 急剧的降温, 使得从齐家文化到卡约-辛 店文化, 盆地内的聚落形态倒退。因此, 气候变化对盆地内聚落演变影响显著, 聚落对气候变化的响应明显。     

旧石器时代至商周时期贵州遗址空间分布及其自然环境背景

根据对贵州230 处遗址的时空变化分析发现, 贵州旧石器时代遗址集中分布在中部、西北部和黔西南等喀斯特发育的高海拔区域。至新石器时代, 遗址仍集中分布在中部、西北部和黔西南地区, 但南部、东部等沿河地带和中西部的山间坝子开始有遗址分布。到商周时期, 遗址主要分布在沿河地带和山间坝子里。其中, 东部和南部海拔低于1000 m的地区遗址多分布在沿河地带, 而西部和北部海拔高于1000 m的地区遗址则分布在山间坝子。贵州位于亚热带湿润气候区, 气候环境的冷暖干湿波动对从事渔猎、采集及原始农业生产的古人类影响不大, 人类居住空间变化更多的与贵州特殊的自然地理背景有关, 特别是喀斯特地貌发育及适宜农业生产地方的空间差异, 对贵州旧石器至商周时期的遗址分布影响显著。旧石器时代人类以采集和渔猎为生, 临近水源的天然溶洞是人类居住的首选。随农业的出现和发展, 便于农耕的沿河地带和山间坝子成为人类的生活居住地。故新石器时代, 贵州先民居住呈现洞穴和河流阶地或山间坝子并存;至商周时期, 农业成为人类的主要经济生产方式, 人类主要居住在沿河地带和山间坝子里。     

福建沙溪河谷土地利用程度多维度分异特征分析

基于1992、2001和2013年沙溪河谷地带TM影像解译数据,在分析土地利用结构变化基础上,应用土地利用程度模型、网格分析、空间插值和梯度分析法,揭示了土地利用程度的时空多维度分异特征。结果表明:1)林地比重达80%以上,21年间城镇化快速发展,居住地和工矿交通用地增幅高达85.61%和398.05%;2)河谷沿岸土地利用程度较高,其中500 m缓冲区为高值区,21年间扩张至3 000 m,随着远离河谷土地利用程度降低,500~1 500 m缓冲区为下降剧烈区,大于1 500 m下降速度降低。河流梯度上峰值经过永安、三明、沙县建成区及沿岸乡镇,其中沙县地区最高;3)垂直梯度上高值区主要集中于低海拔(150 m)和平坦坡(5°)地带,低丘(150~300 m)及缓坡(5~15°)地带得到一定程度的开发,随着海拔和坡度提升土地利用程度不断下降且降幅减小,海拔450 m及坡度25°地带土地利用程度较低且保持稳定;4)21年间土地利用程度整体上升,且后期上升速度较快,各维度土地利用程度高值区不断扩张,低值区不断萎缩,主要由居住地和工矿交通用地扩张造成。     

8500 a BP以来长江中游平原地区古文化遗址分布的演变

本研究建立了8500 a BP以来长江中游平原地区,从新石器时期至明清时期7534个古文化遗址的GIS数据库,利用ArcGIS软件,从环境考古学的角度,对不同时期古文化遗址分布的地貌类型、海拔高程、坡度特征进行了系统分析。研究结果显示,不同时代的文化遗址的空间分布特征存在显著差别：1) 新石器文化遗址主要分布在平原边缘的山前台地—岗地和高冲积平原等海拔高程适中的地区,海拔高程较低的平原中心区与海拔较高的山地则分布很少;2) 西周以后,文化遗址分布高程呈现下降趋势,从山前台地—岗地、高冲积平原向平缓的低冲积平原转移;秦汉至明清时期,文化遗址则主要分布在海拔高程更低、坡度平缓的低冲积平原和湖积—冲积平原;3) 不同时期的文化遗址空间分布模式,反映了不同生产力水平下人类活动对自然环境变化的响应特点。     

基于指数模型的郑州—洛阳地区史前聚落遗址空间分布

为了探究郑州—洛阳地区史前人类聚落遗址空间分布规律,在GIS 支持下,主要使用高程分析、坡度坡向分析和缓冲区分析等空间数据分析方法,分别获取4个史前文化时期聚落遗址分布与高程、坡度、坡向、离水距离4种环境因子的关系。在此基础上构造适宜性指数评价系统,建立聚落遗址指数模型,将模型结果与遗址具体分布情况进行比较,阐述遗址分布的特征和原因,并据此解读史前人地关系演变。研究结果表明:① 史前人类遗址选址对上述4 因子具有强烈的选择倾向:地势较低的地区更有利于人类生活、交通和农作物种植;坡度较小的平原地带受地表径流势能作用相对较小,有利于建造房屋和抵御自然灾害;阳坡(朝南)不仅可在一定程度上抵挡风寒,也适宜植被和作物生长,有利于人类获得更多的生产、生活资料;而河流湖泊则可为人类提供充足的水源。② 在4个史前文化时期中,裴李岗时期的人类生存能力较弱,对环境依赖性较强,为谋求生存,必须尽可能占据环境最优区域;在仰韶前期和仰韶后期,人类适应和改造自然的能力逐步提高,不仅能够选择条件较优的居住点,还开始扩展新的生存领域;龙山时期人类按自由意志活动的能力进一步增强,体现在遗址数量大幅增长,并开始出现社会分化现象,部分人群凭借某种特权得以优先占据条件最好的区域。     

登封告成五渡河西岸史前遗址地层的沉积学特征及其环境演化

通过对登封告成五渡河西岸龙山文化时期地层沉积物进行磁化率和粒度等指标综合分析,并结合该遗址的地层年代信息,分析该遗址沉积特征,探讨该地区全新世中晚期环境演化及其人类活动。研究结果表明:五渡河西岸第二级阶地面上沉积了厚约4 m的沉积物,说明该地区在全新世中晚期经历了3个明显的气候变化阶段:(1)240~300 cm龙山文化时期(4 100~3 900 a B.P.),平均磁化率为13.32×10-8SI,平均粒径均在27μm,属于温暖湿润期;(2)130~240 cm二里头时期(约3 900~3 600 a B.P.),平均磁化率为4.12×10-8SI,平均粒径约为55μm,属于寒冷干燥期;(3)60~130 cm二里岗文化(3 600~3 300 a B.P.),平均磁化率为18.4×10-8SI,为暖湿波动期。此外,分析也表明,四千年寒冷事件以后气候渐趋暖湿,气温和降水适于早期农业和手工业发展,为中原地区向文明门槛迈进创造了良好条件。     

全新世中期青海海东地区聚落选址与环境解读

依托GIS技术,对全新世中期海东地区河湟谷地的聚落选址特征进行分析,指出马家窑文化、齐家文化、卡约-唐汪文化与辛店文化时期的聚落均对海拔2000~2200 m的高程区间具有强烈的选择倾向,这一首选海拔区间标识了全新世中期河湟谷地水热条件优良的森林与草原植被过渡地带。齐家文化之后的卡约-唐汪文化与辛店文化以2000~2200 m海拔高程区间为核心,分别向较高海拔山区与较低海拔河谷地带扩展生存空间,且聚落分布重心发生迁移,聚落聚集程度降低。4000 aBP前后气候开始转为干冷,导致高海拔山区森林退化与河谷水热条件变化,是齐家文化以后的人类文明对环境的适应方式发生变化的主要原因。