《Quaternary》：Exploring the Role of Climate and Other Environmental Factors in the Distribution of Paleolithic Sites in France Between 34 and 21 cal ka BP: A GIS Analysis
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本研究探讨了公元前34至21千年（34–21 calibrated kiloanni before present，cal ka BP）期间各种环境因素在法国旧石器时代遗址分布中的作用。研究人员编制了一个包含格拉维特（Gravettian）、梭鲁
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本研究探讨了公元前34至21千年（34–21 calibrated kiloanni before present，cal ka BP）期间各种环境因素在法国旧石器时代遗址分布中的作用。研究人员编制了一个包含格拉维特（Gravettian）、梭鲁特（Solutrean）和巴德古尔（Badegoulian）技术复合体（technocomplex）出现记录的数据库，随后通过地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和统计方法分析了这些文化时期考古遗址的分布。分析考虑了多种参数，包括当前土地利用、海拔、纬度、坡向、水文、地质和考古调查覆盖度。在所有考察的参数中，分析表明考古出现的分布显著偏离随机模式。尽管与气候相关的参数（海拔、纬度、坡向）明确表明其在聚落选址中发挥了重要作用，但分析也揭示了其他因素与考古遗址分布之间的正向或负向关联，特别是石料原料产地、沙质荒漠和主要河流的位置。这些相关性可以用考古记录的偏差来解释，或者是因为这些因素对旧石器时代群体的定居有利，反之亦然。最终，本研究表明，仅基于古气候模拟输出的方法可能无法令人满意地解释旧石器时代晚期的聚落模式。
论文解读
一、研究背景与问题
自Demars的开创性工作以来，气候变率对西欧旧石器时代晚期聚落的影响一直是研究热点。根据对近现代狩猎采集者的数据，人口密度与生计模式密切相关，而生计模式又深受环境及其植被和动物生物量生产力的影响。因此，气候通过调节可用资源数量和所开发生物群落的范围，对旧石器时代聚落产生了重要影响。
对于旧石器时代晚期，基于考古遗址地理参考数据库分析的研究一致认为，在末次盛冰期（Last Glacial Maximum，LGM，约26–19 cal ka BP）最寒冷时期，欧洲聚落收缩至较低纬度。随后在冰消期发生了对北部纬度和山区的重新殖民。在寒冷时期，人口最密集的地区是法国西南部、南欧半岛和中欧部分地区。同时，每时期的遗址频率在欧洲寒冷阶段下降，在末次盛冰期达到最低。这一人口密度下降与西欧的遗传瓶颈和东南欧的遗传更替相关。
然而，现有研究存在若干局限：所采用的气候模型本身具有局限性，模拟结果往往不能充分再现花粉代用指标或冻土实地证据所推导的温度；气候与人口密度之间可能存在非线性效应；非气候直接相关但由地质遗产和地形决定的环境因素可能对聚落起重要作用，特别是沙质荒漠；其他有利于定居的因素如石料原料产地和大型河谷也频繁被提及；社会文化动态和群体组织在某种程度上受气候变率影响，但文化选择和文化演化也发挥了关键作用。
基于上述背景，本研究旨在详细分析各种广义环境因素对旧石器时代遗址分布的影响，研究时段为34–21 ka，涵盖末次盛冰期最寒冷阶段以及较温暖的间冰阶，包括格拉维特技术复合体、梭鲁特的发展以及巴德古尔的兴起。
二、研究内容与主要结论
研究人员以法国为研究范围，基于近期研究和预防性考古新数据编制了一个包含440个考古出现记录的关系数据库。通过GIS交叉参照各信息图层，并采用统计方法评估观测分布是否偏离随机预期。研究得出以下主要结论：所有考虑的参数均显示考古出现分布显著偏离随机；气候相关参数（海拔、纬度、坡向）在聚落中发挥重要作用；石料原料来源、沙质荒漠和主要河流与遗址分布存在正向或负向关联；仅基于古气候模拟的方法不足以完全解释旧石器时代晚期聚落模式。
三、关键技术与方法
研究人员采用了以下主要技术方法：编制包含440个考古出现记录的关系数据库，每个出现对应一个或多个叠压的考古层位，依据石器类型学或技术学可靠归属至相关技术复合体；利用法国国家预防性考古研究所（Institut National de Recherches Archéologiques Préventives，Inrap）的Caviar数据库评估考古调查覆盖度是否造成遗址分布的偏差；采用QGIS 3.40.6版本处理多种环境信息图层，包括欧洲数字高程模型（European Digital Elevation Model，EU-DEM，30米水平分辨率）、法国国家地理研究所（Institut Géographique National，IGN）水系数据、风成沉积物分布图、1:1,000,000法国地质图提取含燧石地层、CORINE Land Cover（CLC）土地覆盖图；使用马克斯·普朗克研究所全球气候模型模拟的末次盛冰期冻土范围；统计上采用200次随机点模拟与观测分布进行比较，绘制经验累积分布函数及95%置信区间，并采用对应因子分析（correspondence factor analysis）评估风成沉积物与遗址分布的关系；所有统计分析使用R 4.6.0完成。
四、研究结果
数据库出现记录的分布。 总体而言，所有技术复合体的出现记录在领土上分布不均，集中于法国西南部并延伸至伊比利亚半岛邻近地区。地中海周边和巴黎盆地出现较低密度区域，法国东北部及邻国（比利时、德国）有零星出现。按技术复合体分组，存在两种分布类型：下格拉维特和晚格拉维特时期占领了大部分领土及东北邻近地区；其他技术复合体的聚落向南收缩，研究区北部和东北部仅有一个观测遗址。按技术复合体持续时间加权后，包含间冰阶的技术复合体每千年出现数显著高于仅存在于冰阶期间的技术复合体，表明温暖期以更高的考古遗址频率为特征。
Caviar数据库分析。 各区域开挖探槽面积差异很大，从HdF的至少1.2 km2到GE的17.0 km2。含旧石器时代遗存的地层单元数与调查面积之比在各区域间变化显著，从HdF的0.833到MM的60.982，总体上随纬度增加而降低。产出遗存最多的区域是MM、NAOM和ARA，即法国南半部；产出最少的HdF也是最北端的区域。大规模考古调查发现的旧石器时代遗址分布并非均质，而是集中于研究区南部，这与本研究数据库中的分布相似。
土地利用类型与出现分布。 出现记录主要发现于耕地（45.6%），其次是林地（43.8%）和人工区域（9.8%）。按各类型在法国（<600 m）的相对面积加权后，城郊区域、葡萄园、落叶林和混交林中的发现被过度代表，而耕地和牧场的发现被低估。洞穴和岩厦遗址中55.1%位于林地，露天遗址主要见于耕地，林地中仅24.7%。
气候相关变量与出现分布。 海拔分析显示遗址在60–180 m之间过度代表，峰值在80–140 m。仅一个遗址海拔超过600 m，经验上代表持续居住的"宜居极限"。观测分布与200次随机分布的比较表明其显著偏离随机。纬度分析显示遗址集中于43–46°N之间，尤其44–45°N，同样显著偏离随机预期。海拔和纬度与局地气候密切相关，表明这些模式背后的因素可能是气候性的。遗址最大海拔随纬度增加而降低，符合气候重要作用的预期。坡向分析显示，当仅考虑坡度大于5°的遗址时，160°N至260°N的南—西南朝向占主导，峰值在180°N（正南朝向），在北半球该朝向确保正午获得最大太阳辐射能。冻土分析表明，中格拉维特、终格拉维特、梭鲁特和巴德古尔的地理扩展在东北方向受连续冻土带边界限制，而下格拉维特和晚格拉维特不受此边界限制，在连续冻土带内存在遗址。
地质与地貌数据比较。 总体而言，位于风成沉积物区域的遗址很少。对应因子分析显示出现分布与风成沉积物分布之间存在对立关系，即考古出现与风成沉积物呈反比关系。厚层黄土（>2 m）主要分布于法国北部三分之一区域，分析同样显示黄土与考古出现之间存在反比关系。距大型河流（宽度>15 m）的距离分析表明，57%的遗址距河流不足2 km，且数量随距离迅速减少；200次随机样本中平均仅19%距河流不足2 km，且比例随距离仅略微下降，表明邻近大型水道是影响遗址分布的参数。石料原料来源分析显示，约66%的出现位于含燧石地层上，而随机点平均仅约41%位于此类地层。以10 km缓冲区计，几乎全部出现（97%）位于燧石地层上或邻近区域；以30 km缓冲区计，该比例升至99%以上。遗址最少的区域对应于海西期深成岩和变质岩基底出露区（布列塔尼、中央高原、孚日山脉）以及比利牛斯山前由新生代砂质和黏土质碎屑沉积物（磨拉石）构成的部分区域。该关联与遗址类型无关，表明原料产地与遗址之间存在明确关系。
五、讨论与结论
各因素的解释。 当前土地覆盖与出现记录的关系表明，某些环境比其他环境更有利于旧石器时代遗址的发现，特别是城郊区域、葡萄园、林地和采石场。城郊区域和采石场经常接受考古调查，葡萄园中行间土地全年裸露有利于调查，而耕地和牧场中遗址被低估。林地的丰富发现是因为洞穴和岩厦多位于不适合农业的区域。虽然这种发现差异确实代表考古记录的偏差，但其对数据库代表性的总体影响可能不大。
所有强烈影响局地气候的变量均显示一致模式：占据随纬度和海拔显著下降，潜在持续宜居极限约600 m，朝向有利于最大日照。低温总体上限制占据。每千年出现数比率在GS-3冰阶（末次盛冰期最寒冷阶段之一）急剧下降，该阶段与格拉维特向早梭鲁特过渡重合，也与西欧遗传瓶颈重合，表明人口密度是所有影响每时期出现数的因素中最具影响力的。
连续冻土南界有效限定了中格拉维特、终格拉维特及后续技术复合体向东北的扩展，而早格拉维特和晚格拉维特不受此限制。对此有两种可能解释：其一，研究区东北部的早、晚格拉维特占据与间冰阶大致同时；其二，梭鲁特和巴德古尔是存在于相对温和海洋性气候中的西欧技术复合体，而另一个技术复合体埃皮格拉维特（Epigravettian）在寒冷大陆性条件下占据中欧。
石料原料来源的邻近性看似是决定性因素。尽管远距离原料运输已有文献记载，但远离原料产地的遗址可能因节约使用原料（即修整和再利用而非废弃）而在考古记录中可见性较低，难以归属至特定考古文化。因此，远离原料产地更可能反映考古记录中与可见性相关的偏差，而非定居限制。
大型河流邻近也是遗址分布的预测因子。可能原因包括河谷中植物生物量高于高原、大型河谷作为大型食草动物迁徙走廊、以及石灰岩地形中沿河谷存在利于建立遮蔽营地的喀斯特洞穴。
风成沉积物与遗址之间存在负相关。对于沙质沉积物，贫瘠的植物和动物资源环境使其对狩猎采集者吸引力低。对于黄土沉积物，预防性考古数据显示该广阔区域发现的旧石器时代遗址很少，但黄土覆盖几乎不存在的GE区域遗址也很少，表明黄土存在与遗址缺失之间无因果关系，遗址稀少可能归因于气候等其他因素。
意义。 可以合理排除法国区域间考古调查差异导致遗址分布显著偏差的假设。过去30年预防性考古的发现仅略微改变了早期研究描述的分布。也可以排除厚黄土覆盖区域遗址可见性或发现问题的重大偏差假设，因为法国北部黄土带内外均存在低占据密度区域，而阿基坦地区黄土区域有大量考古出现。
然而，已知遗址的分布并非毫无偏差。原料可打制石材产出区域与出现分布之间的高度显著关系强烈表明，遗址在调查中的可见性发挥了影响作用。地图上大片"空白"区域可能不反映完全无定居，而更可能反映识别或表征石制品稀少遗址的能力限制。
仅以气候作为唯一解释因素来分析法国旧石器时代聚落似乎过于简化。沙质荒漠和大型河谷等局地和区域环境因素对更广泛地理格局产生了不同程度的重要影响。气候模拟可能提供不完整的评估手段，应辅以其他数据以考虑更广泛的相关因素。
在欧洲尺度上，格拉维特时代遗址分布叠加风成沉积物图显示欧洲北部沙带（European Sand Belt，ESB）作为定居屏障的作用，除波兰一个遗址外，ESB内无占据记录。石灰岩作为主要含燧石地层，其分布与末次盛冰期占据的分布比较显示占据优先位于石灰岩出露处或其附近，这一模式在伊比利亚和意大利半岛以及东欧尤为明显。
结论。 对法国格拉维特、梭鲁特和巴德古尔技术复合体出现记录的分析表明，出现分布显著偏离随机预期。气候通过间接代用指标（纬度、海拔、坡向）影响观测到的遗址分布，特别解释了遗址频率的南北梯度。遗址频率最低对应于GS-3，末次盛冰期最寒冷事件之一。分析还揭示了原料来源、主要河流、风成沉积物与遗址分布之间的正向或负向关联。这些相关性可用考古记录偏差或这些因素对旧石器时代群体定居有利或不利来解释。最终，仅基于古气候模拟的方法不能提供对旧石器时代晚期聚落模式的完整理解，未来研究应考虑地质和地貌性质的额外数据。
