基于最大熵模型的通天河流域巖畫(huà)景觀分布研究

張宇程 何捷

景觀考古學(xué)（landscape archaeology）是“從大的區(qū)域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)的宏觀角度來(lái)關(guān)照單個(gè)遺跡或聚落”[1]的方法。早期的景觀考古學(xué)強(qiáng)調(diào)對(duì)遺址外的空間及生態(tài)環(huán)境的關(guān)注，而隨著后過(guò)程主義（post-processual）考古學(xué)的興起，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)坝^空間文化和象征意義的解讀[2]。發(fā)展至今，景觀考古學(xué)已成為一項(xiàng)區(qū)域性的綜合研究，它以描述地表構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，關(guān)注于景觀現(xiàn)象與人類(lèi)空間認(rèn)知和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)之間的互動(dòng)關(guān)系[3]。景觀考古學(xué)的發(fā)展同樣影響到了有關(guān)巖畫(huà)的研究。巖畫(huà)的價(jià)值不僅僅在于對(duì)圖像意義的考釋?zhuān)€在于對(duì)巖畫(huà)所處環(huán)境的研究，而后者也日益受重視[4]：一方面，巖畫(huà)被嵌入環(huán)境之中，其不可移動(dòng)性直接將它的創(chuàng)作與環(huán)境聯(lián)系在一起[5]；另一方面，巖畫(huà)與其他遺址在選址上的一致性被認(rèn)為反映著早期人類(lèi)對(duì)于環(huán)境的依賴[6]。巖畫(huà)與周邊環(huán)境所構(gòu)成的巖畫(huà)景觀，通過(guò)銘刻于巖石之上的視覺(jué)標(biāo)記對(duì)特定空間的社會(huì)建構(gòu)形式予以呈現(xiàn)[7]。在此背景之下，與巖畫(huà)相關(guān)的自然要素被認(rèn)為是遺產(chǎn)本體構(gòu)成要素之一，成為巖畫(huà)景觀整體保護(hù)的重要組成部分[8]。因此對(duì)于巖畫(huà)環(huán)境的研究，將有助于理解巖畫(huà)的創(chuàng)作用途與古人類(lèi)對(duì)環(huán)境的利用方式，進(jìn)而了解早期的人類(lèi)行為活動(dòng)，同時(shí)也有助于保護(hù)巖畫(huà)景觀的整體性和真實(shí)性。

考古遺址預(yù)測(cè)模型作為考古GIS研究中最為廣泛的研究類(lèi)型[9]，可以通過(guò)分析已知遺址點(diǎn)與環(huán)境、社會(huì)、文化等多方面變量的關(guān)系，建立定量模型，對(duì)未知遺址點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)概率進(jìn)行預(yù)測(cè)[2]，用于指導(dǎo)田野調(diào)查、文化資源管理、遺址保護(hù)規(guī)劃等相關(guān)工作[10]；同時(shí)，它還可以從景觀考古學(xué)研究的角度揭示自然、文化因素對(duì)遺址空間分布特征的影響[2]。在有關(guān)研究中，巖畫(huà)作為一種文化現(xiàn)象被引入考古遺址預(yù)測(cè)模型，用于對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的再評(píng)估[11]；同時(shí)，巖畫(huà)自身也可以作為預(yù)測(cè)建模的對(duì)象，用于探討早期社會(huì)的人地關(guān)系[12]及文化遺產(chǎn)管理與保護(hù)[13]工作。

本研究關(guān)注青海玉樹(shù)通天河流域巖畫(huà)的分布特征。首先，采用K均值聚類(lèi)方法對(duì)巖畫(huà)分布的空間聚類(lèi)特征進(jìn)行提取；其次，選取影響巖畫(huà)分布的潛在影響因素，運(yùn)用空間分析技術(shù)提取相關(guān)變量信息，構(gòu)建各巖畫(huà)群遺址預(yù)測(cè)的最大熵（maximum entropy, Maxent）模型，通過(guò)不同巖畫(huà)群分布的影響因素變化揭示通天河流域早期人類(lèi)生活變遷與對(duì)環(huán)境的適應(yīng)情況；最后，根據(jù)巖畫(huà)分布預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)通天河流域可能存在巖畫(huà)的區(qū)域進(jìn)行保護(hù)范圍的劃定。

1 研究區(qū)域與對(duì)象

通天河為青海省玉樹(shù)藏族自治州境內(nèi)長(zhǎng)江源頭的干流河段，流經(jīng)玉樹(shù)、稱多縣、治多縣、曲麻萊縣4個(gè)縣、市，流域?yàn)槌敔柡尤肟谝韵轮劣駱?shù)市巴塘河的集水區(qū)域，海拔多在4 000 m以上。該地區(qū)古人類(lèi)的活動(dòng)歷史悠久，在河流沿岸留下大量巖畫(huà)、墓葬、細(xì)石器遺址等古遺存[14]。這些遺存是對(duì)該流域作為高原早期部落遷徙與駐足生息通道的重要反映[15]，也是解讀該地區(qū)早期人類(lèi)活動(dòng)與人地關(guān)系的重要途徑。

1.1 通天河流域巖畫(huà)概況

通天河流域巖畫(huà)首次發(fā)現(xiàn)于2011年，隨后又開(kāi)展了多次巖畫(huà)調(diào)查工作，且不斷有新的巖畫(huà)點(diǎn)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。巖畫(huà)主要分布于通天河及其支流流域，數(shù)量眾多且分布區(qū)域廣闊。該巖畫(huà)的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了青海及藏北高原巖畫(huà)銜接上的缺環(huán)，使“羌塘”巖畫(huà)帶向東延伸數(shù)百千米，成為青藏高原古羌人遷徙與活動(dòng)的重要?dú)v史見(jiàn)證[16]。

通過(guò)實(shí)地調(diào)研以及對(duì)相關(guān)考古調(diào)查報(bào)告成果和文獻(xiàn)資料[16-18]的整理，最終確定為研究對(duì)象的巖畫(huà)共計(jì)45處，巖面數(shù)320個(gè)，圖像數(shù)2 281個(gè)，自上游至下游綿延數(shù)百千米（圖1）。通過(guò)GIS平臺(tái)構(gòu)建巖畫(huà)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄的信息包括巖畫(huà)點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)、高程以及巖面與圖像數(shù)量等。

1 通天河流域巖畫(huà)分布The distribution of rock art in Tongtian River basin

1.2 通天河流域巖畫(huà)群劃分

通天河流域巖畫(huà)分布具有明顯的空間聚集性特征，采用K均值聚類(lèi)法可以對(duì)該流域的巖畫(huà)群進(jìn)行空間區(qū)分。K均值聚類(lèi)是一種無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，可以將包含多個(gè)樣本的給定集合劃分為若干子集，每個(gè)子集代表一個(gè)聚類(lèi)，各樣本會(huì)被劃分至其最近均值的聚類(lèi)中，從而使同一聚類(lèi)中樣本間實(shí)現(xiàn)高度相似性。誤差平方和（sum of the squared errors,SSE）可用于確定K均值聚類(lèi)最佳分組數(shù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果（圖2-1）可知，當(dāng)聚類(lèi)數(shù)為4時(shí)分類(lèi)效果最佳，因此將巖畫(huà)自上游至下游劃分為4組聚合的巖畫(huà)群（圖2-2）。這種結(jié)果與考古學(xué)家結(jié)合巖畫(huà)分布及風(fēng)格差異所推斷的劃分結(jié)果相吻合[17]。且根據(jù)各巖畫(huà)群的風(fēng)格特點(diǎn)推斷，各組巖畫(huà)的創(chuàng)作時(shí)期又可按照順流而下的次序劃分為早、中、晚3個(gè)時(shí)間段，距今約3 500～2 000年不等[17]。巖畫(huà)的空間分布、時(shí)間分期和風(fēng)格分類(lèi)具有耦合性。

2 通天河巖畫(huà)的K均值聚類(lèi)分析K-means analysis of rock art in Tongtian River basin2-1 log%SSE下降曲線The decline curve of log%SSE2-2 K均值聚類(lèi)最佳分組The optimal packet based on K-means analysis

因巖畫(huà)多分布于通天河支流匯入點(diǎn)周邊區(qū)域，所以根據(jù)匯入支流名稱將各巖畫(huà)群分別命名為楚瑪爾河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群、登額曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群、細(xì)曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群以及稱多河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群。為了進(jìn)一步了解巖畫(huà)群空間分布特征上的差異，本研究在以通天河流域作為巖畫(huà)整體研究區(qū)域的基礎(chǔ)上，綜合各巖畫(huà)群分布情況和古人類(lèi)潛在活動(dòng)范圍，以巖畫(huà)群周邊60 km×60 km范圍作為各自的分析區(qū)域（圖3）。

3 通天河流域各巖畫(huà)群分布The distribution of each rock art group in Tongtian River basin

2 研究方法

本研究通過(guò)選取影響巖畫(huà)分布的潛在變量，采用最大熵軟件構(gòu)建考古遺址預(yù)測(cè)模型，揭示不同時(shí)期和區(qū)域巖畫(huà)的分布特征，并進(jìn)一步預(yù)測(cè)巖畫(huà)分布的可能性。

2.1 模型變量

通過(guò)田野調(diào)查及對(duì)過(guò)往文獻(xiàn)的梳理，研究中選取了高程、坡度、地形起伏度、坡度變率、河流可達(dá)性、遺址點(diǎn)可達(dá)性、視域和植被8個(gè)對(duì)巖畫(huà)分布可能存在影響的變量。

2.1.1 高程、坡度、地形起伏度和坡度變率

地理環(huán)境對(duì)古人類(lèi)活動(dòng)有著重要的限制作用，影響著巖畫(huà)創(chuàng)作的選址。在研究中，分析了通天河流域的地理環(huán)境特征，地形數(shù)據(jù)采用ASTER GDEM V2數(shù)字高程數(shù)據(jù)（水平精度為30 m），從中提取出高程、坡度、地形起伏度及坡度變率等相關(guān)信息。

2.1.2 河流可達(dá)性和遺址點(diǎn)可達(dá)性

通天河流域巖畫(huà)多分布于河流兩岸，這種選址與河流的關(guān)系通常被認(rèn)為會(huì)受到早期人類(lèi)依水而居理念的影響，也是人類(lèi)對(duì)河水的精神依賴的反映[6]。同時(shí)，通天河流域已發(fā)現(xiàn)的巖畫(huà)多與其他遺存共存一處，被認(rèn)為共同代表“一種目前尚不明晰的地域性考古學(xué)文化”[15]。因此，本研究主要考慮河流及遺址點(diǎn)2方面的可達(dá)性。

本研究的GIS分析中，河流數(shù)據(jù)包括線狀水系數(shù)據(jù)與面狀湖泊數(shù)據(jù)，遺址點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)整理《玉樹(shù)州文物志》①中記錄的距今約6 000～2 000年前的新石器時(shí)代至青銅時(shí)代遺址點(diǎn)和細(xì)石器點(diǎn)共計(jì)77處，采用成本表面分析法（cost surface analysis）[18-19]計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)各位置到達(dá)河流或遺址點(diǎn)所需的時(shí)間。在考古學(xué)研究中，可達(dá)性是對(duì)遺址資源域（site catchments）[20]的反映，與古人類(lèi)的生存生活模式密切相關(guān)。通常設(shè)定從事狩獵采集活動(dòng)的資源域?yàn)榄h(huán)繞遺址周邊步行2 h范圍，農(nóng)業(yè)聚落則為步行1 h范圍[21]。

2.1.3 視域

巖畫(huà)作為被固定在巖石上的視覺(jué)標(biāo)記，反映著特定的社會(huì)空間建構(gòu)形式，因而有著可視性層面的需求[7]，且這種需求會(huì)因用途及題材差異而有所不同[22]。本研究采用累積可視域法（cumulative viewshed analysis）[23]，依據(jù)人對(duì)物體的辨別程度分別計(jì)算近、中、遠(yuǎn)景下的累積視域值[24]，疊加計(jì)算得到綜合累積視域，從而模擬先民對(duì)通天河流域地理環(huán)境的視覺(jué)感知情況。

2.1.4 植被

通天河流域的巖畫(huà)題材多以畜牧、射獵等為主，是對(duì)早期人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的反映[17]，而這類(lèi)活動(dòng)與該地區(qū)的植被、草場(chǎng)分布情況密切相關(guān)。因此，本研究采用歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index, NDVI）的月合成數(shù)據(jù)[25]（水平數(shù)據(jù)精度為500 m）間接反映早期人類(lèi)生產(chǎn)生活模式對(duì)巖畫(huà)選址的影響。

通天河流域氣候類(lèi)型屬高原寒帶半濕潤(rùn)、半干旱區(qū)，西部上游高海拔地區(qū)以高山草甸為主，而東南部下游地區(qū)嶺谷間高差較大，氣候、植被垂直分布特征顯著[26]。盡管歷史上該地區(qū)的氣候整體上較現(xiàn)在相對(duì)溫和[27]，但根據(jù)景觀考古學(xué)中通常使用的自然景觀外部影響力在小區(qū)域內(nèi)的影響呈“均質(zhì)性”的假設(shè)[2]，認(rèn)為在各研究區(qū)域內(nèi)部的植被間差異在長(zhǎng)時(shí)段氣候變化中相對(duì)穩(wěn)定，因此NDVI數(shù)據(jù)也可以在一定程度上反映歷史環(huán)境下的植被差異。

2.2 變量相關(guān)性分析

為避免共線性對(duì)建模與結(jié)果解釋的影響，使用斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)（Spearman’s rank correlation coefficient, SRCC）分析各變量之間的相關(guān)性。由表1可以看出，坡度與地形起伏度2個(gè)變量間的相關(guān)系數(shù)超過(guò)0.8，存在較強(qiáng)相關(guān)性，而其余變量間不具有很強(qiáng)的相關(guān)性，故僅保留坡度變量用于建模。

表1 變量的斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)Tab.1 The Spearman’s rank correlation coefficient of variables

2.3 最大熵模型

研究采用最大熵軟件Maxent 3.4.1[28]構(gòu)建考古遺址預(yù)測(cè)模型。該模型早期被廣泛用于生物種群分布的預(yù)測(cè)，隨后在考古遺址預(yù)測(cè)中也有成功的應(yīng)用[29-30]。相比于遺址預(yù)測(cè)常用的邏輯回歸分析模型（Logistic Regression,LR）[9]，最大熵模型在遺址樣本數(shù)量較少時(shí)被證明有著更好的預(yù)測(cè)效果[31]。通天河流域發(fā)現(xiàn)的巖畫(huà)盡管數(shù)量眾多，但就構(gòu)建預(yù)測(cè)模型需求而言仍舊不足，特別是需要進(jìn)一步根據(jù)空間聚類(lèi)結(jié)果對(duì)各巖畫(huà)群進(jìn)行分析，因此采用最大熵模型更為適合。在模型的參數(shù)設(shè)置中，重復(fù)運(yùn)行的模式設(shè)置為25次，以提高預(yù)測(cè)的精度。預(yù)留15%的已知點(diǎn)作為樣本來(lái)檢驗(yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果，并采用二次采樣的采樣方法。

3 巖畫(huà)分布預(yù)測(cè)模型

在研究中，對(duì)通天河流域巖畫(huà)整體及各巖畫(huà)群分別構(gòu)建最大熵模型，根據(jù)建模結(jié)果深入分析各變量對(duì)巖畫(huà)分布的影響情況。接著，進(jìn)一步結(jié)合巖畫(huà)圖像所描繪的內(nèi)容，解釋巖畫(huà)空間分布格局以及古人類(lèi)與環(huán)境間的互動(dòng)關(guān)系。

3.1 流域總體特征

以巖畫(huà)巖面作為分析樣本，最終選取巖畫(huà)45處，共計(jì)320個(gè)巖面參與建模。最大熵模型采用受試者工作特征曲線下面積（area under the curve, AUC）來(lái)評(píng)價(jià)分析模型的精度[32]。AUC取值范圍為［0，1］，與模型預(yù)測(cè)精度呈正相關(guān)。而通天河流域巖畫(huà)整體建模結(jié)果AUC值僅為0.622，預(yù)測(cè)結(jié)果較差。推測(cè)是因?yàn)檎麄€(gè)通天河流域巖畫(huà)的創(chuàng)作時(shí)間差異大且分布范圍廣，彼此間存在巨大差異。通天河流域巖畫(huà)圖像的多樣性反映出該地區(qū)早期人群的流動(dòng)與聚合具有一定規(guī)模與持續(xù)時(shí)間[14]，而巖畫(huà)分布特征的多樣性同樣也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

3.2 巖畫(huà)群特征

因整體建模精度較差，故改為對(duì)通天河流域的4個(gè)巖畫(huà)群分別使用最大熵軟件進(jìn)行建模。精度檢驗(yàn)結(jié)果證明，在采用按巖畫(huà)群建模的方式后，模型精度顯著提高（表2），說(shuō)明通天河流域的4個(gè)巖畫(huà)群彼此之間差異較大，而各巖畫(huà)群內(nèi)部分布特征具有一定相似性。

表2 各巖畫(huà)群預(yù)測(cè)模型的平均AUC值Tab.2 The average AUC values in each rock art group prediction model

最大熵軟件所提供的刀切法（Jacknife）的檢驗(yàn)結(jié)果（圖4）可反映各變量對(duì)巖畫(huà)分布的貢獻(xiàn)大小，該檢驗(yàn)方法提供了在“無(wú)此變量”“僅此變量”“所有變量”3種情況下進(jìn)行模擬的訓(xùn)練增益，其中“僅此變量”訓(xùn)練增益越高，對(duì)預(yù)測(cè)巖畫(huà)分布貢獻(xiàn)越大。同時(shí)，最大熵軟件還可以繪制變量與存在概率間的響應(yīng)曲線，該曲線橫軸為變量的取值，縱軸為預(yù)測(cè)分布概率，可以反映出一定分布概率下變量對(duì)應(yīng)的取值范圍。各巖畫(huà)群主導(dǎo)變量的響應(yīng)曲線如圖5所示。

3.2.1 楚瑪爾河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群

楚瑪爾河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群位于通天河上游長(zhǎng)江北源楚瑪爾河匯入點(diǎn)周邊，以高原草甸地形為主，河流兩岸開(kāi)闊、河床寬淺。由刀切法檢驗(yàn)結(jié)果（圖4）可以發(fā)現(xiàn)：遺址點(diǎn)可達(dá)性是影響該巖畫(huà)群分布最關(guān)鍵的因素，其訓(xùn)練增益超過(guò)1.5；而河流可達(dá)性、高程和坡度變率的訓(xùn)練增益超過(guò)1.0。由主導(dǎo)變量的響應(yīng)曲線（圖5）可以看出，該巖畫(huà)群在高程在4 200～4 400 m的地區(qū)分布概率較高，且多分布在距遺址點(diǎn)60 min可達(dá)、距河流30 min可達(dá)的范圍內(nèi)。

3.2.2 登額曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群

登額曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群多分布于通天河支流登額曲河的下游河段，地形由上游開(kāi)闊的高原草甸逐漸向高山峽谷轉(zhuǎn)變。河流可達(dá)性、高程是影響該巖畫(huà)群分布的最大因素，訓(xùn)練增益均超過(guò)2.0；而遺址點(diǎn)可達(dá)性訓(xùn)練增益接近1.5（圖4）。巖畫(huà)群多分布于高程在4 000 m左右，距河流30 min可達(dá)，距遺址點(diǎn)60 min可達(dá)的范圍內(nèi)（圖5），特別是區(qū)域內(nèi)氣候溫暖的登額曲河谷內(nèi)，且與河谷內(nèi)的細(xì)石器遺址點(diǎn)關(guān)系密切。

3.2.3 細(xì)曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群

細(xì)曲河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群主要分布于尕朵鄉(xiāng)的細(xì)曲河匯入點(diǎn)周邊，以高山峽谷地貌為主。區(qū)域內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有其他遺址點(diǎn)分布。高程對(duì)該巖畫(huà)群分布的影響程度遠(yuǎn)超其他變量，訓(xùn)練增益超過(guò)1.0（圖4）。巖畫(huà)群多集中于高程在3 800～4 300 m的河谷區(qū)域（圖5），可能是由于該區(qū)域地形高差變化大造成的。

3.2.4 稱多河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群

稱多河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群分布于通天河在稱文鎮(zhèn)附近的蛇曲地帶，為高山峽谷地貌。高程是對(duì)該巖畫(huà)群分布影響最大的因素，訓(xùn)練增益超過(guò)1.5，而NDVI和河流可達(dá)性對(duì)其分布也有一定的影響（圖4）。巖畫(huà)群多分布于高程在3 600 m左右，氣候溫和，且具有中、高植被覆蓋度的河谷地區(qū)（圖5）。

4 刀切法檢驗(yàn)中變量對(duì)各巖畫(huà)群分布影響的重要性The importance of variables to each rock art group by Jackknife analysis

5 各巖畫(huà)群主導(dǎo)變量的響應(yīng)曲線The response curve of the leading variable to each rock art group

3.3 巖畫(huà)分布變化解釋

最大熵軟件在進(jìn)行建模時(shí)還會(huì)對(duì)各變量影響的貢獻(xiàn)率進(jìn)行評(píng)估，貢獻(xiàn)率指各變量的百分比貢獻(xiàn)。通天河流域4個(gè)巖畫(huà)群分布影響因素貢獻(xiàn)率的變化，在一定程度上可以反映出該地區(qū)古人類(lèi)活動(dòng)的演變以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程（表3）。

表3 各巖畫(huà)群的變量貢獻(xiàn)率比較Tab.3 Comparison of the contribution of variables of each rock art group %

高程、坡度和坡度變率對(duì)通天河流域4個(gè)巖畫(huà)群的分布均有一定影響，其中高程的影響最為顯著，且從上游到下游貢獻(xiàn)率逐漸增加。這反映出相較于上游平緩的地形，下游高山峽谷的地形使得巖畫(huà)選址對(duì)高程的變化更為敏感。

河流可達(dá)性也是影響巖畫(huà)分布的重要因素之一，通天河巖畫(huà)大多沿河分布，反映了該地區(qū)先民沿河而居的特征。河流提供了人類(lèi)生產(chǎn)生活所必需的水資源，以及可作為食物的水產(chǎn)資源，同時(shí)也有助于抵御外族部落的侵?jǐn)_[33]，因此早期人類(lèi)活動(dòng)的場(chǎng)所多在河流沿岸。而河流可達(dá)性對(duì)通天河下游巖畫(huà)分布的貢獻(xiàn)率顯著減小，貢獻(xiàn)率均低于15%，一定程度上反映出后期人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)能力增強(qiáng)、活動(dòng)范圍擴(kuò)大的特征。

遺址點(diǎn)可達(dá)性對(duì)通天河上游巖畫(huà)群分布的影響大于下游巖畫(huà)群。上游巖畫(huà)圖像題材多反映早期游牧狩獵的生活模式[17]，而巖畫(huà)的分布也與遺址點(diǎn)聯(lián)系緊密，可能是當(dāng)時(shí)周邊從事放牧或狩獵的先民在活動(dòng)時(shí)創(chuàng)作的產(chǎn)物。下游巖畫(huà)多出現(xiàn)宗教符號(hào)[17]，可能是出于宗教祭祀的需求，會(huì)遠(yuǎn)離日常生活的聚落而選址在一些地貌特殊的神圣地點(diǎn)[6]。同時(shí)，下游巖畫(huà)的創(chuàng)作時(shí)間晚于上游，也反映出后期人類(lèi)的環(huán)境適應(yīng)力增強(qiáng)，有條件將巖畫(huà)創(chuàng)作在距聚落較遠(yuǎn)的地區(qū)。

NDVI對(duì)通天河下游巖畫(huà)分布影響更大，對(duì)稱多河匯入點(diǎn)巖畫(huà)群的貢獻(xiàn)率達(dá)到24%。對(duì)植被特別是對(duì)草場(chǎng)資源的依賴可以在一定程度上反映出生產(chǎn)模式的差異：由于通天河流域植被垂直分布顯著，上游高原草場(chǎng)資源豐富，因而以游牧、狩獵為主；而下游則為山地灌木草場(chǎng)，可利用的草場(chǎng)資源相對(duì)較少[34]，生產(chǎn)生活轉(zhuǎn)而以定居的農(nóng)耕模式為主。這種上下游植被覆蓋狀況的差異在一定程度上影響了古人類(lèi)生產(chǎn)方式以及活動(dòng)區(qū)域的變化，也間接導(dǎo)致了通天河巖畫(huà)分布的變化。

視域?qū)Ω鲙r畫(huà)群分布的貢獻(xiàn)率均低于5%，未體現(xiàn)顯著影響。這排除了該地區(qū)巖畫(huà)作為領(lǐng)地標(biāo)識(shí)、向?qū)У淖饔茫驗(yàn)檫@類(lèi)巖畫(huà)往往需要位于較為醒目的位置[22]。而結(jié)合巖畫(huà)的圖像內(nèi)容，通天河巖畫(huà)也多以日常記錄為主，而非符號(hào)標(biāo)記，因此較少考慮視域需求。

通天河流域巖畫(huà)分布特征與圖像內(nèi)容存在一定關(guān)聯(lián)性。例如，以往研究中對(duì)通天河流域巖畫(huà)中牦牛圖像演變的分析指出，通天河流域巖畫(huà)圖像風(fēng)格的變化是對(duì)自然環(huán)境不斷適應(yīng)的表現(xiàn)[35]。這種演變也體現(xiàn)在巖畫(huà)分布上：上游早期巖畫(huà)與河流可達(dá)性、遺址點(diǎn)可達(dá)性等因素關(guān)系緊密，反映出早期人類(lèi)對(duì)于自然環(huán)境的依賴，生產(chǎn)模式則以游牧和狩獵為主，巖畫(huà)可能被用以記錄日常生活，就近創(chuàng)作于生活或工作的場(chǎng)所；下游晚期創(chuàng)作的巖畫(huà)對(duì)河流、遺址點(diǎn)的日常可達(dá)性需求減弱，體現(xiàn)出了隨著技術(shù)發(fā)展，人類(lèi)的活動(dòng)范圍擴(kuò)大的特征。同時(shí)，地形、植被覆蓋等因素的影響增加，體現(xiàn)了人類(lèi)在下游溫暖濕潤(rùn)的河谷地區(qū)生產(chǎn)生活方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，改為農(nóng)耕定居為主兼及放牧畜牧的模式。

4 巖畫(huà)分布預(yù)測(cè)與模型應(yīng)用討論

景觀考古學(xué)的發(fā)展使得考古遺址整體以及周邊環(huán)境的綜合性保護(hù)日益受到重視，但相關(guān)工作的開(kāi)展仍面臨著提高考古調(diào)查效率以及科學(xué)界定保護(hù)范圍等諸多方面的問(wèn)題。考古遺址預(yù)測(cè)模型則可預(yù)測(cè)潛在遺址分布的可能性，所繪制的考古遺址預(yù)測(cè)地圖不僅是科學(xué)模型的可視化成果，同時(shí)也是指導(dǎo)規(guī)劃決策的圖紙[36]。荷蘭政府就通過(guò)以考古遺址預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ)的“考古價(jià)值示意地圖”（荷蘭語(yǔ)：Indicatieve Kaart Archeologische Waarden, IKAW）項(xiàng)目，明確界定了“考古邊界”（archaeological boundaries），從而成為在空間規(guī)劃編制中判斷考古調(diào)查必要性的重要依據(jù)[37]。美國(guó)北卡羅來(lái)納州交通部門(mén)則在所開(kāi)發(fā)高速公路規(guī)劃決策支持系統(tǒng)中運(yùn)用考古預(yù)測(cè)模型識(shí)別潛在考古遺址區(qū)，減少了開(kāi)發(fā)過(guò)程中考古調(diào)查的成本[38]。考古遺址預(yù)測(cè)模型為文化遺產(chǎn)管理工作提供了明確可界定的考古預(yù)測(cè)范圍，同時(shí)也減少了盲目的田野調(diào)查工作，有效地節(jié)約考古調(diào)查和開(kāi)發(fā)建設(shè)中的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

通天河流域范圍廣闊，巖畫(huà)數(shù)量眾多但分布相對(duì)零散，給巖畫(huà)的調(diào)查和保護(hù)工作造成較大的困難。而本研究結(jié)合最大熵模型預(yù)測(cè)結(jié)果，在各研究區(qū)域內(nèi)按巖畫(huà)分布概率（P）將其劃分為4類(lèi)等級(jí)：極低（P≤0.05）、低（0.05＜P≤0.33）、中（0.33＜P≤0.66）、高（P＞0.66），相應(yīng)分布范圍如圖6所示。對(duì)于巖畫(huà)景觀的保護(hù)應(yīng)打破巖畫(huà)點(diǎn)獨(dú)立保護(hù)區(qū)劃的限制，劃定統(tǒng)一范圍對(duì)巖畫(huà)及周邊景觀進(jìn)行整體保護(hù)，從而最大限度地保護(hù)巖畫(huà)景觀的真實(shí)性和完整性[8]。不同分布概率區(qū)域的劃定正可以作為巖畫(huà)保護(hù)范圍劃定的參考，特別是在巖畫(huà)分布中、高概率區(qū)應(yīng)考慮禁止一切損害崖壁、危害山體、破壞景觀的行為，限制開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)以及放牧、農(nóng)墾等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，及時(shí)對(duì)已發(fā)現(xiàn)巖畫(huà)點(diǎn)和地質(zhì)脆弱區(qū)域開(kāi)展監(jiān)測(cè)、保護(hù)工作，并組織在重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)開(kāi)展巖畫(huà)調(diào)查工作，從而實(shí)現(xiàn)該地區(qū)在巖畫(huà)景觀保護(hù)和城鄉(xiāng)發(fā)展間的平衡。

6 通天河流域各巖畫(huà)群分布預(yù)測(cè)Predictive maps for each rock art group in Tongtian River basin

5 結(jié)論與展望

本研究運(yùn)用最大熵模型分析通天河流域巖畫(huà)空間分布特征，驗(yàn)證了該模型可以有效地預(yù)測(cè)巖畫(huà)分布的概率并揭示不同變量對(duì)遺址分布的影響，同時(shí)也是指導(dǎo)文化遺產(chǎn)保護(hù)、劃定相應(yīng)保護(hù)規(guī)劃范圍的有效工具。對(duì)于巖畫(huà)景觀的研究有助于更好地理解該地區(qū)早期人類(lèi)創(chuàng)作巖畫(huà)的動(dòng)機(jī)和原始社會(huì)生活圖景，也有助于探索青藏高原早期的文化傳播和交流以及民族遷徙。

景觀考古研究受復(fù)雜的環(huán)境因素影響，需要深入挖掘考古環(huán)境數(shù)據(jù)，而本研究受制于數(shù)據(jù)的獲取精度以及現(xiàn)代環(huán)境資料的局限性，結(jié)果仍可能存在一定程度的偏差。在后續(xù)工作中，須結(jié)合田野調(diào)查對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影、三維建模等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，以及水土侵蝕模型等模擬方法，可以改進(jìn)對(duì)考古環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取、重現(xiàn)、解譯方式，從而更真實(shí)細(xì)致地反映歷史環(huán)境，極大地提高模型預(yù)測(cè)精度，進(jìn)一步拓展景觀考古理論與GIS技術(shù)在文化景觀保護(hù)方面的應(yīng)用前景。

致謝(Acknowledgments)：

感謝青海省文物局和玉樹(shù)藏族自治州文物管理局，特別是玉樹(shù)藏族自治州文物管理局索南旦周副局長(zhǎng)對(duì)本項(xiàng)目田野工作及考古資料的支持；感謝聯(lián)合國(guó)教科文組織遺產(chǎn)中心專(zhuān)員兼天津大學(xué)建筑學(xué)院教授林志宏老師的指導(dǎo)；感謝天津大學(xué)建筑學(xué)院博士研究生許超然作為項(xiàng)目管理員的組織協(xié)調(diào)，以及城鄉(xiāng)規(guī)劃專(zhuān)業(yè)軟件實(shí)習(xí)課程中馬聰、聶月、張真同學(xué)協(xié)助巖畫(huà)數(shù)據(jù)錄入工作。

注釋(Notes)：

① 數(shù)據(jù)引自2019年玉樹(shù)藏族自治州文物管理局《玉樹(shù)州文物志》（未刊稿）。

圖表來(lái)源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制。