山西省文物保護單位時空分布特征及其影響因素研究

董潔芳,張仲伍,李劍鋒

(1. 運城學院 a.黃河文化生態研究院,b.文化旅游系,山西 運城 044000;2.山西師范大學 地理科學學院,太原 030000)

文化遺產是歷史留給人類的寶貴財富,見證并記憶人類社會發展的進程。文化遺產可以分為物質文化遺產和非物質文化遺產。文物保護單位是物質文化遺產的重要組成部分和核心載體,見證了中華文明的興衰更迭和歷史演變,具有極高的歷史、藝術及科學價值。2019年,黃河流域生態保護和高質量發展上升為國家戰略。保護、傳承和弘揚黃河文化是這一戰略的重要目標之一。文物保護單位作為區域文化演進、環境變遷、社會發展、人民生活等信息的物質載體,對其進行深入研究在厘清特定區域歷史時期人地關系,優化文化遺產資源保護利用,推動黃河流域高質量發展等方面具有重要意義。

近年來,關于文化遺產的研究受到學者們普遍關注。國內外學者從不同角度對文化遺產進行深入探究。研究熱點包括文化遺產價值評估[1-4]、文化遺產法律保護[5-8]、文化遺產創新利用[9-11]、文化遺產旅游開發[12,13]、文化遺產空間分布[14-24]等方面。隨著文化遺產研究內容的逐漸深入,文物保護單位的研究也日益增多,研究視角包括法學、考古學、歷史學、經濟學、建筑學、旅游學和地理學等。研究成果主要包括文保單位的歷史價值[25]、文保單位的景觀設計[26]、文保單位的旅游開發[27,28]、文保單位的數字化建設[29,30]、文保單位的空間分異[31]等。聚焦到文保單位空間分異方面,研究內容不斷豐富,研究尺度日益全面,研究方法逐漸多樣。研究內容上,已有研究逐漸從文保單位空間分異特征拓展到分異的影響機制[32,33]。研究尺度包括國家層面[34-36]、區域層面[37-39]、省域層面[40-43]以及市域層面[44]。研究方法將定性與定量結合,GIS空間分析工具得到廣泛應用。

綜上,對文物保護單位的研究已較為豐富,但仍存在一些不足。第一,省域尺度研究相對缺乏,尤其是文保單位數量較多的省份;第二,研究中對不同歷史時期文物分布演化特征探討較少;第三,影響機制分析中多孤立地討論各因素的影響,對于因素交互作用影響研究不夠深入?；诖?選取黃河流經省份且文物保護單位位居全國第一(531/5 058)的山西省為研究區域。以1325處文物保護單位為研究對象,采用GIS空間分析工具刻畫其空間分異特征,并利用地理探測器中因子分析及交互作用分析辨析空間分異影響因素及因子間交互作用,以期深化山西文保單位與自然、人文環境關系的認知,為文保單位的科學保護和有效利用提供理論參考,助推黃河流域高質量發展。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 核密度分析法。運用核密度分析法研究山西省文物保護單位在空間上的分布特征。核密度值越大,代表文保單位在空間上越集聚,其計算公式如下[35]:

(1)

在公式(1)中,n為研究區域中文物保護單位的數量;h(h>0)表示帶寬;k(·)稱為核函數;x-xi表示每一文物保護單位預估點x至樣本點xi的距離。

1.1.2 最鄰近指數法。文物保護單位作為點狀要素,在空間分布上可能有三種類型:隨機型、聚集型和均勻型。最鄰近指數可以很好地衡量點狀要素空間分布類型[35]。其計算公式如下:

(2)

1.1.3 標準差橢圓。標準差橢圓通過確定圓心、確定旋轉角度、確定XY軸的長度等3個步驟來度量地理要素的中心、離散方向和分布趨勢[39]。利用標準差橢圓揭示不同歷史時期文保單位的空間分布、離散趨勢特征,公式如下:

(3)

1.1.4重心模型。重心模型是描述要素空間特質的一種計量方法。在空間上重心坐標的偏移軌跡可以表征要素的空間變遷[31]。對不同歷史時期文保單位的重心進行測定,可以看出山西文保單位重心偏移軌跡。重心的X坐標和Y坐標分別為:

(4)

1.1.5 地理探測器模型。地理探測器是探測空間分異性,以及揭示其背后驅動力的一組統計學方法,能夠反映研究區域空間分層異質性并揭示其背后的驅動因素[38]。采用地理探測器模型對文保單位空間分異的驅動因子進行探測,包含分異的因子探測及交互作用探測。

(1)因子探測

探測不同時期下,因子X多大程度上解釋了因變量Y的空間分異,其模型表達式如下:

(5)

(6)

式中,q值表示因子X對Y的解釋程度大小,取值范圍為[0,1],其值越大,表明該因子解釋力越強;h=1,2,…,L表明因子X分層,即分類數目;Nh和N分別表示因子X第h類的樣本數和區域總樣本數;σh和σ分別表示因子X第h類的方差與區域總方差。SSW和SST分別代表層內方差之和和全區總方差。

(2)交互作用探測

判別因子Xi和Xj共同作用時對因變量Y的解釋力是否變化。判別關鍵是比較因子Xi和Xj對于Y解釋力q(Xi)和q(Xj)與兩因子交互作用是解釋力q(Xi∩Xj)之間的關系。根據比較結果,判別因子間交互作用類型,分別是非線性減弱、單因子非線性減弱、雙因子增強、獨立以及非線性增強等5種類型[24]。

1.2 數據來源

涉及數據均來源于官方公布的權威數據。研究對象包括國家級文保單位和省級文保單位,其中,國家級文保單位名錄來自國務院官方網站(http://www.gov.cn),省級文保單位來自山西省文物局官網(https://www.shanxi.gov.cn)。同一項目按高級別計算,根據文保單位地域性、綜合性、原生性等特征,將項目進行拆分或合并,最終合計為1325處,包含國家級537處,省級788處。利用百度API坐標拾取系統建立山西文保單位空間屬性數據庫。地理探測器所需影響因素指標包含10個,其中,地區生產總值(GDP)、總人口、城鎮化率等數據來源于《山西統計年鑒(2021)》,山西歷史文化名人數據來自《山西歷史人物傳》[45],氣溫和降水數據來源于中國氣象數據網(http://data.cma.cn)。DEM、土壤類型、河網密度等數據來源于中科院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn/)。坡度數據通過ArcGIS提取分析得出。

根據地理探測器對X變量的要求,需把研究變量變成類型量。根據《土地利用現狀分類》(GB/T21010—2017)坡度分類6類;根據《1∶100萬中華人民共和國土壤圖》,土壤分為10類、地貌分為6類;依據自然間斷點分級法,將GDP、人口、城鎮化率、歷史名人數量、河網密度、氣溫、降雨、高程等分為6級。根據研究區域實際情況,最終所有要素像元大小統一為250m×250m。通過ArcGIS漁網工具,對研究區(山西省)創建1576個采樣點。

2 山西省文物保護單位時空分布特征

2.1 時間分布特征

借鑒田小波等[31]、岳菊等[22]研究成果,將文保單位歷史時期劃分八個歷史時期。國保單位按申報名錄分為六類,從時期、類型以及等級三個維度對山西省文保單位總體情況進行分析,結果如圖1所示。

圖1 山西省文保單位級別、類型及時期分布情況

圖1顯示,不同歷史時期山西省文保單位級別差異明顯。首先,山西省省級文保單位數量總體上較國家級多,但唯一例外的是宋元時期。該時期內,國家級文保單位數量為254處,而省級文保單位數量為173處。其次,不同級別文保單位變動趨勢較為一致。在隋唐五代時期,國保及省保單位均為24處。最后,無論國家級還是省級,宋元及明清兩個歷史時期文保單位數量最多。這主要是由于宋元及明清兩個時期山西古建筑數量多且保存完好。

從各個時期文保單位類型來看,史前時期的文保單位中僅古遺址和古建筑兩類遺存,古遺址數量為84處,比例高達96.55%。先秦時期,古遺址和古墓葬兩項合計78處。秦漢時期,古墓葬超過古遺址,占比最高,其次為古遺址、古建筑。魏晉南北朝時期,石窟寺及石刻數量明顯增多。隋唐五代時期,古建筑數量及占比最高,共23處。宋元時期,文保單位數量最多,類型最全。其中古建筑占比提升迅速,高達347處。明清時期,文保單位數量較多,類型也較齊全。古建筑依然是文保單位主體,為296處。近代以來,近現代重要史跡及代表性建筑為絕對主體,共計184處。

以文保單位類型在不同歷史時期變化來看,古建筑高度集中在宋元、明清兩個時期,兩者合計高達94.42%。古墓葬以先秦、秦漢、宋元時期最多。古遺址在明清、史前及宋元三個時期最多。石窟寺及石刻以魏晉南北朝時期最多,其次為隋唐五代及宋元時期。近現代重要史跡及代表性建筑則全部為近現代時期。其他類集中在宋元和明清兩個時期。

2.2 空間分布特征

2.2.1 不同類型文保單位空間分布特征

利用平均最鄰近工具,計算得出山西省六種類型及整體文保單位的最鄰近指數,結果如表1所示。從表1中可以看出,山西省國家級文保單位和省級文保單位,總體最鄰近指數分別為0.451和0.597,均呈現顯著集聚分布特征。從不同類型文保單位來看,除石窟寺及石刻類型外,其余四類文保單位均呈現顯著聚集態勢。結合最鄰近指數可知,不同類型文保單位集聚程度存在差異,其中,國家級古建筑最為集聚,其次為省級古墓葬及省級近現代重要史跡及代表性建筑、國家級和省級石窟寺及石刻最鄰近指數均小于1,但其集聚程度不顯著。從不同級別文保單位總體來看,國家級文保單位的集聚程度顯著高于省級文保單位。

表1 山西省文保單位最鄰近指數

2.2.2 不同歷史時期文保單位空間分布特征

對不同歷史時期山西省文保單位的空間分布特征進行研究有助于加深對歷史時期山西省環境變化、文化演進以及人地關系的理解和認識[31]。八個歷史時期山西省文保單位核密度分布情況如圖2所示。

圖2 不同歷史時期山西省文保單位核密度分布圖

從總體來看,山西省文保單位數量從史前時期到近現代呈現“V”字型變化趨勢,史前與先秦時期山西省文保單位數量較多;在秦漢、魏晉南北朝、隋唐五代時期等三個時期數量減少;而宋元和明清兩個時期文保單位數量驟增,均高達400處以上;近代時期略微下降,為191處。

從細分時期來看,山西省文保單位核密度區也呈現出不斷變化的特征。第一,史前時期,文保單位核心位于臨汾市、運城市一帶。這一時期主要為石器時代人類活動遺址,西侯度文化、丁村文化、仰韶文化等史前文化即發源于這一區域。第二,先秦時期,文保單位核心區基本不變,略微呈現南移趨勢。這一時期,運城市文保單位數量增多,主要集中在絳縣、平陸縣及聞喜縣。這與夏商周等王朝經濟活動集聚在此區域有關。第三,秦漢時期,文保單位分布呈現雙核心特征:晉北大同市為主核心,晉南運城市為次核心。這一時期山西省文保單位數量最少,且以古墓葬、古遺址為主。第四,魏晉南北朝時期,文保單位分布同樣為雙核心態勢:晉中太原市及晉北大同市。北魏時期曾以平城(今大同)為都,之后南北朝時期的東魏、北齊曾以晉陽(今太原市)為“陪都”,這是文保單位密集在這兩市域的重要原因。第五,隋唐五代時期,核心區域發生較大變化。核心聚集區為晉南運城市以及晉東南長治市、晉城市。隋末,唐太祖起兵太原。唐時期山西為唐帝國臟腑之地,晉南的運城市經濟文化較為發達。五代十國時期,晉東南地理位置凸顯,文物遺存較多。第六,宋元時期,山西文保單位數量激增,高達427處,核心分布區位于晉東南長治市和晉城市。其中,以古建筑、古遺址為主。第七,明清時期,核心區域進一步變化,呈現以晉中市為絕對核心的態勢。這一時期晉商的崛起為山西中部留下眾多大院廟觀、樓橋堡殿等古建筑、古遺址。第八,近代以來,文保單位核心區域為晉東南長治市。這一分布態勢與中國近代革命活動密切相關?？谷諔馉幒徒夥艖馉幤陂g,以太行山為依托建立了晉冀魯豫根據地,百團大戰、上黨戰役等均在晉東南留下眾多兵工廠、指揮部、會議舊址等史跡。

2.3 時空演變特征

在對山西省文保單位時空演變特征進行分析時,采用標準差橢圓及重力模型兩種方法。標準差橢圓可以分析八個歷史時期山西省文保單位分布的方向及趨勢。重心模型可以探究不同時期文保單位重心的偏移軌跡和移動距離,結果見圖3。

圖3 歷史時期山西省文保單位方向分布及重心偏移軌跡

從圖3中可以得出以下三點結論。第一,總體來看,山西省文保單位標準差橢圓移動角度在12.84°～22.57°之間,呈現出西南-東北方向分布格局。這一格局與山西省自然地理環境密切相關。山西是典型的黃土覆蓋的山地高原,地勢東北高西南低,總體為“兩山夾一川”,而文保單位則主要沿著中間“一川”分布。第二,根據長半軸與短半軸之間差別可知,秦漢時期、魏晉南北朝以及史前時期,文保單位空間分布的方向性更為明顯。相反地,宋元時期和近代以來文保單位分布較為廣泛,方向性不夠顯著。結合歷史時期,可知文保單位在“西北-東南”方向上呈現集聚-分散-集聚-分散的演變過程。第三,從重心偏移軌跡可以看出,其呈現出“西南-東北-東南”往復移動以及“晉南-晉中-晉東南”交替變化的特征。

3 山西省文物保護單位地域分異影響因素

3.1 空間因子探測

利用地理探測中的空間因子探測,得出不同因子對山西文保單位空間分布的影響差異。各因子0.01水平上均通過顯著性檢驗,具體q值見圖4。

圖4 山西省文保單位空間分異影響因子地理探測

由圖4可知,自然環境和社會經濟因素均對文保單位空間分異產生明顯影響。自然環境方面,高程、降水、坡度等3個因子影響最大,其q值分別為0.227、0.146及0.109。相對而言,土壤類型、氣溫與河網密度對文保單位分異影響較小。社會經濟方面,人口、歷史名人、GDP等3個因子對文保單位分異影響均較大,其q值依次為0.260、0.193及0.103。而城鎮化率影響程度較弱。綜合來看,人口、高程、歷史名人、降水等4個因素為山西文保單位空間分異的主導因素。具體來說,人口密集區域一般經濟社會發展水平較高,文化較為發達,歷史文化名人較多,相應的各種文化遺產的數量也較多。而文化遺產選址修建之時會受到地形因素尤其是高程的制約。

3.2 交互作用探測

影響因素間交互作用探測結果如表2所示。表2顯示,自然環境及社會經濟因子交互作用對文?？臻g分異具有更強的影響力,具體表現為非線性增強和雙因子增強兩種類型。其中,交互作用為雙因子增強且解釋力最強的三組因子分別為人口和降水(0.373)、人口和高程(0.364)、人口和歷史名人(0.352)。交互作用為非線性增強且解釋力最強的三組因子依次是歷史名人與降水(0.341)、人口和氣溫(0.331)、歷史名人和高程(0.314)?？梢园l現,人地耦合共同影響了文保單位的空間分布。從社會經濟因素方面,人口與其他因素的耦合明顯增強了對文保單位空間分布的解釋力。而自然環境因素方面,高程與其他因素的耦合協同增強了對文保單位空間分布的影響。

表2 山西文物保護單位空間分異影響因素交互作用探測

4 結論與討論

4.1 結論

山西省文保單位在史前和先秦時期主要為古遺址,魏晉南北朝時期主要為石窟寺和石刻,隋唐、宋元及明清時期主要為古建筑。以文保單位類型在不同歷史時期變化來看,古建筑在宋元時期最多,古墓葬以先秦時期最多,古遺址在明清時期最多,石窟寺及石刻以魏晉南北朝時期最多。

從空間分布來看,山西省文保單位總體呈現顯著集聚的特征。不同類型文保單位集聚程度存在差異。其中,古建筑最為集聚,主要分布在晉城市;其次為近現代重要史跡及代表性建筑,主要分布在長治市;石窟寺及石刻分布相對分散,主要包括臨汾市、晉城市、晉中市以及大同市。

不同歷史時期,山西省文保單位核密度區不斷變化。史前及先秦時期,文保單位核心位于臨汾市;秦漢時期及魏晉南北朝時期,其核心分別為大同市及太原市;隋唐五代時期,核心聚集區為運城市;宋元時期,核心區為長治市;明清時期,為晉中市;近代以來,文保單位核心為晉東南長治市。

從時空演變特征來看,山西省文保單位呈現出西南-東北方向分布格局,秦漢時期、魏晉南北朝以及史前時期,文保單位空間分布的方向性最為明顯。相反地,宋元時期和近代以來文保單位分布較為普遍,方向性不夠顯著。從重心偏移軌跡可以看出,其呈現出“西南-東北-東南”往復移動以及“晉南-晉中-晉東南”交替變化的特征。

因子探測結果顯示,人口、高程、歷史名人、降水、坡度、GDP等6個因素對山西文保單位空間分異的影響較大。其中,社會經濟因素較自然環境因素影響更為顯著。交互作用探測顯示,各因子間交互均增強了對文保單位分布的解釋力,且以非線性增強為主,其次為雙因子增強。

4.2 討論

山西省地處黃河流域中游,是我國文物保護單位最多的省份,對該省文保單位的研究可以為黃河文化保護傳承弘揚等政策制定提供重要依據。運用地理學空間分析方法對山西省文保單位的空間分布特征及影響因素進行探究。研究結論在一定程度上揭示了山西省文保單位分布規律及形成機制,加強了對歷史時期山西省人地關系的認知。但是研究還可以從兩個方面進一步改善。一方面通過學科融合合作方式,將歷史學、社會學等學科背景學者納入研究團隊,從而使研究結論更科學全面。另一方面,收集更多史料,挖掘數據,構建更可靠的影響因素指標體系,細分歷史時期探究其分布影響機制。