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npj Heritage Science | 中国新石器时代至汉代前聚落生态位构建揭示从被动适应到主动环境管理的转变

发布日期:2026-08-22

文章信息:Chen, Y., Yu, T., Shu, T., Zhao, X., Liu, W., Cai, Z., Xu, J. , & Zhou, J. (2026). Neolithic-to-pre-Han settlement niche construction across China reveals a transition from passive adaptation to active environmental management. npj Heritage Science. https://doi.org/10.1038/s40494-026-02814-y

整理人:徐嘉苗,2025级硕士研究生

整理时间:2026年8月22日


Abstract: Niche Construction Theory (NCT) posits that humans reshape evolutionary pathways by transforming environments, yet archaeological applications remain limited to single regions or static analyses. Here we compile radiocarbon data from 1,369 prehistoric sites across China and integrate multi-dimensional environmental variables to develop a spatio-temporal geographically weighted regression forest (ST-GWRF) model. We identify three response types of environmental effects on settlement siting: monotonic responses, threshold-triggered declines, and negligible marginal effects. Environmental factor importance exhibits pronounced spatio-temporal heterogeneity. Niche centrality evolves from multicentric to concentric patterns, while niche breadth expands continuously. These dynamics suggest a shift toward conditions consistent with active environmental management, inferred from changes in settlement-environment relationships, as technological advancement may have progressively enabled humans to overcome environmental constraints and occupy diverse ecological niches. Our findings illuminate the long-term mechanisms of human-environment coevolution and provide historically grounded insights for sustainable development in the Anthropocene.

摘要:生态位构建理论( Niche Construction Theory,NCT )认为,人类通过改造环境重塑进化路径,但考古学应用仍局限于单一区域或静态分析。本文整理了中国1369个史前遗址的放射性碳数据,并整合多维环境变量,构建了时空地理加权回归森林( ST-GWRF )模型。我们确定了三种环境效应对定居点选址的响应类型:单调响应、阈值触发的下降和可忽略的边际效应。环境因子重要性表现出明显的时空异质性。生态位中心性由多中心向同心模式演变,而生态位宽度不断扩张。 这些动态表明,从定居点-环境关系的变化推断,与积极的环境管理相一致的条件发生了转变,因为技术进步可能逐步使人类能够克服环境限制,占据不同的生态位。我们的发现阐明了人类-环境协同进化的长期机制,并为人类世的可持续发展提供了具有历史基础的见解。


1. 研究背景

  • 传统环境决定论将史前社会演化视为对外部气候与地理条件的被动响应,但该视角难以解释同一区域不同社会在相同环境波动下呈现的分异发展路径。生态位构建理论强调生物体通过自身活动改造环境并反馈影响其演化方向,但考古学应用多局限于局部遗址或定性描述,缺乏跨越长时间尺度与多区域比较的定量分析框架。

2. 研究意义

  • 本研究将生态位构建理论拓展至中国新石器至前汉时期的复杂农业社会与早期国家体系,通过量化聚落选址与环境变量之间的动态关系,揭示了从被动适应向主动环境管理转变的长期机制。这一框架不仅深化了对史前人类-环境协同演化路径的理解,也为当代可持续发展和韧性社会-生态系统建设提供了历史参照。

3. 研究方法

  • 研究整合1369处史前遗址的碳十四测年数据,构建涵盖土壤、地形、气候分区与水文四类环境变量的多维数据集。提出时空地理加权随机森林模型,引入空间滞后项、历史-环境交互项及二阶环境协同项,以捕捉环境效应的非平稳性与非线性。采用累积局部效应分析与改进的SHAP方法解释模型,并构建生态位中心性与生态位宽度两项指标,量化遗址对环境主流模式的偏离程度及适应范围。

4. 主要结论

  • 环境因子对聚落选址的影响呈三种响应模式:单调响应、阈值触发式下降和边际效应微弱。驱动因子重要性随时间和区域显著变化。生态位中心性从多中心格局演变为同心圆式核心集聚,生态位宽度持续扩大,反映人类逐步突破环境限制并占据多样化生态位。核心区与边缘区形成稳定化与柔性化并存的差异化策略,共同增强了史前聚落体系的整体韧性。

5. 研究展望

  • 未来需整合高分辨率古环境重建数据、多代理指标与基于智能体的建模方法,以系统耦合环境变化、技术进步、制度组织与人口动态。当前模型对人为干扰(如冲突、贸易、文化扩散)的刻画尚不充分,且后定居阶段的环境改造反馈机制仍需深入。数据稀疏区域的不确定性需通过更密集的田野工作加以改善。

6. 研究主要图表

01 研究区域、史前聚落数据库及整体研究框架

02 中国史前聚落空间分布及不同阶段演化特征

03 不同历史时期环境因素对聚落形成影响变化

04 史前聚落生态位中心性与生态位宽度演化



原文链接:https://www.nature.com/articles/s40494-026-02814-y                              

原文转引:https://mp.weixin.qq.com/s/4sv2-vrV5h2vhy0_WQzPKg



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