为何是黄土覆盖的阶地？——中国西南岷江上游干旱河谷先秦时期聚落分布格局的农业土壤适宜性、地质灾害与气候驱动因素

《CATENA》：Why the loess-covered terraces? pre-Qin period settlement patterns driven by agricultural soil suitability, geohazards, and climate in the upper Minjiang River arid valley, Southwest China

　　摘要要点：• AHP-模糊模型从数学上对区域耕作适宜性进行了量化。• 高频次的季节性洪水严格限制了谷底地区的居住活动。• 深厚的剖面与低砾石含量最大程度降低了原始耕作所面临的阻力。引言遗址作为早期人类活动的空间遗存，保存着关于史前时期人类适应与改造环境的重要信息。分析遗址的分布有助于我们理解气候、人类活动与环境之间复杂的相互作用（Weiberg 等，2016；Tan 等，2022；Zhang 等，2025）。在环境与资源管理面临的全球性挑战日益加剧的背景下，这也有助于我们实现人与自然和谐共处（Fu 和 Pan，2016）。关于遗址分布的成因，学界提出了多种假说。一种颇具代表性的观点认为，气候与环境的波动是文明演变与聚落动态的主要驱动力（Andrea 等，2011；Wu 等，2019、2020；Yang 等，2021；Zhang 等，2023；Li 等，2025）。另一种观点则认为，耕作方式的变迁引发了聚落迁徙与多样化定居模式的出现（Chen 等，2015；d'Alpoim Guedes 等，2015；Tang 等，2024），并指出此类农业创新往往与环境变迁相伴而生（d'Alpoim Guedes 和 Bocinsky，2018）。此外，突发的自然灾害可使文明走向发生根本性改变，迫使人口大规模迁徙（Wen 等，2013；Bohra-Mishra 等，2014；Munoz 等，2015；Yang 等，2015；Liu 等，2017；Huang 等，2020）。然而，现有研究大多局限于宏观空间尺度，聚焦于主要聚落群落之间的环境异质性（Wu 等，2019、2020；Tan 等，2022）。目前对于这些因素如何影响遗址分布，尚缺乏系统而全面的认识。一万多年来，农业一直是主要的食物生产方式，也是文明的基石，而土壤则是农业生产力的根本（Gomiero，2016）。在人类历史的绝大部分时期，鲜有因素像人与土壤的关系那样深刻影响着人类社区的存续。古代文明往往将土壤奉为"生命之炉"（McNeill 和 Winiwarter，2004）。因此，土壤系统的退化或崩溃往往导致人类文化、文明、生计与健康走向衰败（Minami，2009）。尽管土壤如此重要，但在当代研究中，土壤在古代聚落生计、发展与选址中的作用常常被边缘化（Smejda 等，2017；Kielhofer 等，2021）。此外，现有的土壤性质描述往往依赖于"高度肥沃"或"疏松"等定性术语，缺乏精确的定量解释来阐明土壤的功能作用（Duan 等，1998）。再者，虽然遗址的空间分布是环境因素（如土壤、气候、灾害、水资源）与社会文化因素（如自然崇拜、生计策略、原始信仰）共同作用的综合体现（Tan 等，2022），但此类综合性研究仍然稀缺。在中国西部，成都平原与甘青地区分布着大量遗址，并开展了系统的历史环境考古研究（图1a）。相比之下，岷江上游干旱河谷则是连接上述两个地区的关键文化地理走廊。迄今为止，该过渡区已发现80余处先秦时期遗址，是研究甘青文化与古蜀文明之间史前文化传交流通的重要区域（Jiang 和 Chen，2001；Chen 和 Wang，2004；Sun 和 Deng，2006；Cui 等，2011；Zeng 等，2016；Zeng，2017）。然而，尽管该地区先秦遗址数量众多，至今仍未开展系统的、聚焦区域社会-生态相互作用的聚落考古研究。尽管该区域新石器时代文化序列可追溯至约6000 a B.P.的博西遗址，其鼎盛期则以营盘山、姜维城等大规模聚落为代表，主要居住期集中在5500—4500 a B.P.之间（Jiang 和 Chen，2003；Wen，2017）。学界主流观点认为，岷江上游干旱河谷的新石器时代文化主要源自黄河上游的甘青地区（Chen 和 Wang，2004；Wen，2017）。全新世中期（6300—5500 a B.P.）的降温与干旱趋势（图1b）被认为是促使晚仰韶文化与马家窑文化人群从甘青地区向南迁徙至岷江上游流域的关键环境驱动力（Sun 和 Deng，2006；Shi，2008；Wen 等，2013）。岷江上游现代聚落主要分布在县城附近及河流沿岸。耕地与人口格局均表明，这些聚落占据河谷底部，其地形常表现为泥石流扇面。相比之下，先秦时期遗址全部分布于岷江上游干流及支流的第二、三级覆黄土阶地上（Feng 和 Tong，1973）（图2b、c）。这些遗址包括新石器时代遗址（主要为5500—4500 a B.P.）以及之后的青铜时代石棺葬遗址（主要为春秋时期和战国时期，公元前770—前221年）。沿黄河及其支流的聚落也同样呈现出分布于覆黄土阶地而非谷底的特点（Ho，1969）。本研究在岷江上游干旱河谷及毗邻地区，将系统性的土壤学野外调查与实验室分析、多代用资料文献汇编以及历史文献综合相结合，从环境演化、自然灾害、土壤农业特性等多个视角进行全面的定量分析。研究目标有三：（1）利用已发表的多代用资料数据重建研究区的古环境背景；（2）定量评估先秦时期岷江上游干旱河谷不同山地地貌单元的农业适宜性；（3）揭示先秦遗址分布格局背后的驱动机制，从而深化对这一时期该地区聚落选址与人地关系的理解。文献片段材料与方法2.1 地理环境岷江发源于松潘县岷山南麓。岷江上游段在都江堰市以上流经阿坝藏族羌族自治州的松潘、黑水、茂县、汶川与理县。九顶山阻挡了东南方向的暖湿气流，在其南侧背风坡形成显著的下沉增温效应（焚风效应），该地区蒸发量远超降水量。这一被称为岷江上游干旱——全新世气候与灾害重建岷江上游干旱河谷高分辨率温度重建结果（图4a）显示，在5500—4500 a B.P.期间，年均温（MAT）最高达14.3 °C，最低为11.5 °C，平均为12.8 °C，比现代年均温（约11.7 °C）高出约1.1 °C，与 Zhou 等（2021）的重建结果大致一致。在4500至3700 a B.P.之间观察到明显的降温趋势，随后在——之间出现显著的变暖趋势。坡面：多重限制下不适宜农业耕作坡面单元综合得分为0.389，位居末位，清晰反映出在多重自然约束条件下，其从根本上不适宜聚落与农业活动。在岷江上游干旱河谷，坡面地区受气候、土壤与地形等多重限制共同作用，使其不适宜先秦时期持续的农业与聚落活动。这些限制作用于不同空间尺度：区域气候设定了——结论本研究通过整合土壤学分析、古气候重建、空间分析与AHP-模糊逻辑模型，系统评估了先秦时期岷江上游干旱河谷遗址分布的驱动机制。主要结论如下：在聚落核心时期（5500—4500 a C），该区域经历了显著温暖湿润于今的气候最适期（年均温约12.8 °C，范围为11.5至14.3 °C，较今高约1.1 °C——CRediT作者贡献声明曾学乐（Xiaole Zeng）：论文撰写—审阅与编辑、论文撰写—初稿、可视化、方法论、形式分析、数据整理、概念构思。普晚秋（Wanqiu Pu）：可视化、方法论、调查研究、数据整理。文星越（Xingyue Wen）：方法论、调查研究、数据整理、概念构思。邸宝峰（Baofeng Di）：监督指导、资源提供、项目管理、经费获取。黄程民（Chengmin Huang）：论文撰写—审阅与编辑、监督指导、项目管理、形式分析。资助本研究得到中国国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助（批准号 U25A20756）。利益冲突声明作者声明不存在已知的、可能对本文研究工作产生影响的竞争性经济利益或个人关系。致谢作者衷心感谢责任编辑对本手稿审阅工作的协调安排。作者同时感谢匿名审稿人的反馈意见，这些意见无疑提升了本文的清晰度与质量。作者：Xiaole Zeng | Wanqiu Pu | Xingyue Wen | Baofeng Di | Chengmin Huang