安第斯山脉西麓帕拉卡斯与纳斯卡文明聚落模式的环境适应性与点模式分析预测研究

本文推荐研究人员针对安第斯山西麓帕拉卡斯与纳斯卡时期聚落分布规律不明、空间分析方法应用不足的问题，运用点模式分析（PPA）结合环境变量与移动性指标，系统研究了秘鲁帕尔帕谷地800 BCE–620 CE间的聚落选址模式。研究发现聚落分布与海拔、河谷深度、最小成本路径（LCP）密度等显著相关，并存在明显的时序演变；通过构建预测模型成功识别出周边河谷的高潜力考古区域，为安第斯地区聚落考古与人地关系研究提供了可复制、可验证的分析框架。

　　

在秘鲁西安第斯山脉的帕尔帕河谷地区，帕拉卡斯（Paracas，800–160 BCE）和纳斯卡（Nasca，160 BCE–620 CE）文化时期的聚落分布模式及其与环境的关系长期以来缺乏系统且量化的研究。尽管该区域经过长达三十年的考古调查，积累了高分辨率的遗址数据，但传统研究方法难以揭示聚落选址的空间规律及其随时间变化的动态过程。点模式分析（Point Pattern Analysis, PPA）作为一种成熟的空间统计方法，在 Mediterranean 和欧洲考古学中已广泛应用，但在南美尤其是安第斯地区仍属少见，部分缘于数据可及性与研究传统的差异。

在这一背景下，研究人员选择帕尔帕河谷作为研究区域，该地区从太平洋沿岸沙漠延伸至海拔4000米以上的高地，涵盖 chala（<500 m asl）、yunga（500–2300 m asl）、quechua（2300–3500 m asl）、suni/jalca（3500–4000 m asl）和 puna（4000–4800 m asl）等多个生态带，环境多样性显著，是研究人地关系的理想场所。依托“纳斯卡-帕尔帕考古项目”（Nasca-Palpa Archaeological Project）所记录的1500余处遗址数据，本研究旨在通过PPA揭示帕拉卡斯和纳斯卡时期聚落的空间结构、与环境变量的关系，并进一步构建预测模型，以指导未来在考古工作薄弱区域的调查。

为开展研究，团队选取了包括高程（Elevation）、坡度（Slope）、地形湿度指数（WI）、河谷深度（Valley Depth）、地形位置指数（TPI）在不同半径（250m、500m、1000m、5000m）下的计算值、基于最小成本路径（LCP）生成的移动性密度与距高密度区距离、以及可见性（outgoing visibility）等多类环境与功能变量。通过Pearson相关性检验排除高度相关变量后，采用泊松点过程模型（PPM）进行拟合，并利用AIC准则进行变量筛选；对拟合不佳的模型进一步引入Thomas聚类过程（Cluster Process）以处理点间交互或隐含变量的影响。最终利用训练区域（帕尔帕与维卡斯河谷）数据建立预测模型，并在测试区域（里奥格兰德河谷）进行验证，采用Kvamme增益指数评估模型效果。

研究结果显示，不同时期的聚落分布与环境变量之间存在显著关联。湿地指数（WI）和河谷深度在所有时期均为重要预测因子，表明聚落倾向于分布在较干燥且靠近谷底的位置，以优化农业生产。高程在除中帕拉卡斯（MP）外的所有时期均显重要，聚落多分布于较低海拔处。坡度（除早纳斯卡EN外）也普遍被选中，反映对平缓地形的偏好。从中帕拉卡斯（MP）开始，路径密度（LCP density）成为显著变量，显示移动性对聚落选址的影响；而自初始纳斯卡（IN）期起，与河流的距离也成为重要因素，聚落更靠近河流分布。地形突出性（TPI）的影响随时间变化：MP和LP时期聚落倾向于在1km半径内更突出的位置，而到纳斯卡时期则转为负相关或不再显著。可见性（outgoing visibility）在EN和MN时期被选中，表明视觉控制可能在这些阶段起作用。

拟合优度评估显示，LP、IN、EN、MN和LN时期的PPM模型表现良好，残差K函数基本在置信区间内；而EP和MP时期因样本量小或模型未充分捕捉结构，拟合效果较差，因此改用Thomas聚类过程后显著改善（除EP外均获得良好拟合）。预测模型验证方面，除EP和MP因测试集遗址过少无法有效评估外，其余时期在测试区域（里奥格兰德河谷）的表现均非常出色，75%乃至90%以上的已知遗址落在预测的高概率区间内，增益指数（G）高达0.74–0.90，表明模型具有很强的外推能力。

应用该模型对邻近的里奥格兰德河谷和英吉尼奥河谷进行预测，结果显示高概率区主要分布在yunga生态带内的河谷区域，以及部分沙漠（chala）地带近河区域；而高海拔的puna地区预测值普遍较低。这一预测与英吉尼奥河谷已调查的纳斯卡时期遗址分布模式一致，但由于历史调查范围限制（仅覆盖河谷5km范围内），模型提示在更高海拔和更广泛区域可能存在大量未记录遗址，值得未来开展系统验证。

研究表明，帕拉卡斯至纳斯卡时期聚落选址策略存在明显演变：从早期注重移动性和中等范围地形突出性，到纳斯卡时期更强调近河分布与视觉控制，反映了生计策略与社会组织的变迁。聚类过程的成功应用也提示，除环境因素外，点间交互（如社会聚合或未知文化因素）也对聚落分布产生重要影响。本研究首次在安第斯地区系统应用PPA及聚类过程，并实现了高效的遗址预测，为区域考古研究提供了可重复的分析框架；同时证实了帕尔帕河谷考古数据的高质量与代表性，为后续跨生态带比较、遗址功能网络分析及气候-人类互动研究奠定了基础。

论文发表于《Journal of Archaeological Science》，所有分析代码与数据已开源，支持进一步验证与应用。