本文原发表于《旅顺博物馆学苑 2022》，原文作者韩一夫。转载仅供学习交流使用，若侵犯到您的利益，请告知删除。
内容提要：旅顺老铁山矗立于辽东半岛的最南端，与山东半岛隔海相望。老铁山西麓的丘陵山坡上有一战汉时期城址，名为牧羊城。考古调查及发掘成果表明，该城址始建于战国后期，是迄今为止旅顺地区保存最为完好的汉代城址。本文通过使用GIS技术，从遗址选址区位优势和文化景观的角度，对旅顺牧羊城遗址进行聚落考古研究。
关键词：牧羊城城址 GIS聚落考古 景观考古
一、遗址概况
旅顺牧羊城遗址位于大连市旅顺口区铁山镇刁家村西侧，刘家村东北的丘陵山坡上（图1）。东距海岸400米。城南北长约130米，东西宽约80米（图2）。城壁底部以石砌成，上部以土夯筑。据地面踏查，现西壁保存较好，夯土层和夯窝清晰可见。
由于地表仍保有部分城墙残留，牧羊城遗址屡见于地方史志记载中。雍正四年（1726）《钦定古今图书集成方舆汇编职方典》第一百六十五卷《盛京城池考》记载：“木羊城，（金州）城西南一百五十里，周围二百五十四步，东一门，城坏。”
日俄战争后，日本学者多次开展针对旅顺地区的考古调查及发掘活动。鸟居龙藏曾于1895年至1909年三次来华考察旅顺及大连地区古代遗迹。调查并发掘了旅顺双岛、老铁山郭家村以及柏岚子地区的贝丘、积石冢遗址，并发现了牧羊城城址。1910、1912年，日本京都帝国大学教授滨田耕作两次亲赴牧羊城考察，调查采集收获有铜镞，铁斧残片等。1927年，东京大学助教授原田淑人同滨田耕作一起对牧羊城进行了再次调查。翌年9月，日本东亚考古学会与关东厅博物馆共同组织了对于牧羊城遗址的考古发掘（图3、4）。参加发掘的有滨田耕作、原田淑人、内藤宽及北京大学助教庄严等人。发掘自10月1日正式开始，至10月25日发掘结束。发掘所获部分运往日本东京大学考古学研究室收藏，其余出土器物收入关东厅博物馆（现旅顺博物馆）。1931年出版有《牧羊城——南满洲老铁山麓汉及以前遗迹》考古发掘报告。
建国后，各级单位也极为重视该城址。1951年，辽宁省博物馆派遣工作组对牧羊城遗址进行了考古调查。1960年后，又多次对该城址及周边地区进行调查和发掘。1979年，该城址被列为旅大市（今大连市）市级文物保护单位。1988年12月20日，辽宁省人民政府印发《关于公布第四批省级文物保护单位的通知》，将其确立为省级文物保护单位（图5）。
自上世纪二十年代以来，学界出现了各类对于牧羊城的研究与探讨。关于该城名称的由来，部分日本学者曾猜测“牧羊”乃是“慕容”一词的谬误，该城原名为“慕容城”，并根据出土遗物猜测其年代大致为汉魏时期鲜卑族所筑。随着考古发掘收获资料的进一步整理，遗物整体年代不晚于汉代，因此该城系魏晋时期“慕容城”的猜想基本被推翻，大部分学者倾向于认为该城系战汉时期建造使用，在筑城前也存在一定的新石器时代人类活动痕迹。
关于该城的性质，1928年主持发掘的原田淑人坚持认为：牧羊城为汉代的沓氏县。八木奘三郎、王钟翰等人也持相似观点。佟柱臣等人则认为该观点缺少有力的证据支持。张翠敏认为：牧羊城位于辽东半岛最南部，是汉代辽东郡最南一个城，临近渤海，附近有汉代港口大坞崖遗址，战略地位十分重要，应为海防城兼该地区的经济中心，可能为乡级城，同时又设有亭。
二、地理信息数据库建设
1.地理信息系统与聚落考古
地理信息系统(Geographical Information System，以下简称GIS)是上世纪 60 年代开始迅速发展起来的一项地理研究技术系统。该技术是基于计算机数据库的信息技术，通过对数据库中各项信息赋予空间位置属性，为地理研究提供技术支持。
聚落考古是以聚落遗址为单位进行田野考古操作和研究的一种方法。张忠培先生认为聚落考古是以聚落为单位进行的考古学研究，目的是探讨聚落社会结构、聚落社会之间的关系与聚落社会的时空变异，以及聚落社会同自然环境的关系。
近年来随着计算机科学的飞速发展，GIS逐渐应用于聚落考古研究之中，为聚落考古的研究与应用提供了新的思路与方法。代表成果有：刘建国《GIS支持的聚落考古研究》、李静《GIS支持下的辽东半岛地区新石器时代至青铜时代人地关系浅析》、付一豪《阔腊遗址调查研究》等。这些成果主要是基于 GIS 搭建遗址资料的统计和空间展示平台，通过对古代人类生活的地理分布和空间变化进行深入探讨，将考古遗存信息与空间信息联系起来建立数据库，进而运用定量分析的方法诠释社会文化因素与自然环境因素之间的相关性。
2.GIS数据库建设
本文所使用的数字高程模型（Digital Elevation Model，以下简称DEM）为30米分辨率的 ASTGTM2 DEM 数据。地质构造数据来源于全国地质资料馆。遗址相关信息来于《中国文物地图集·辽宁分册》《牧羊城——南满洲老铁山麓汉及以前遗迹》及地面踏查所获。需要说明的是，本文所使用的数字高程图、地貌图、地质图等均为现代环境资料。
基于以上DEM数据，使用GIS提取区域内陆面的高程、坡度、坡向等地形因子，生成区域内的地形渲染图、坡度图、坡向图等数据。
在坡度图计算生成中，考虑到遗址分布与土地利用模式及生业方式之间的关系，因此采用了《土地利用现状调查技术规程》及《TD/T 1055-2019 第三次全国国土调查技术规程》中对于耕地坡度的划分，将老铁山西麓地区划分为2°以下、2～6°、6～15°、15～25°以及大于等于25°五类地区。
在坡向图计算生成中，通过对DEM进行运算处理，对每个栅格像元的坡向数据进行运算得出结果，再将其按照方位划分为北（337.5～22.5°）、东北（22.5～67.5°）、东（67.5～112.5°）、东南（112.5～157.5°）、南（157.5～202.5°）、西南（202.5～247.5°）、西（247.5～292.5°）、西北（292.5～337.5°）共8个方位。
将以上全部数据采集进入数据库后，统一进行地理配准，转化为2000国家大地坐标系（China Geodetic Coordinate System 2000，又称CGCS2000），保存于GIS当中。
三、自然地理环境及历史气候分析
1. 地形单元分析
牧羊城遗址位于老铁山西麓的海岸二级阶地上，海拔高度约为32米。老铁山西麓北侧海岸为典型的岬角海岸，从北侧的长咀至南侧老铁山西角共有十个岬湾。距离牧羊城最近的尹家村湾口门宽约750米，系口门最宽的岬湾。整个老铁山西麓地区由西北向刁家沟冲断裂和北东向大沟村冲断裂交错控制，形成了一片三角形低地。北侧为刁家村北山，东侧及南侧为将军山及老铁山（图6）。
由尹家村湾出海，向南航行约4km即为老铁山西角，该段水深较浅，平均深度低于20m。过老铁山西角后，继续向西南方向航行41km即可到达山东半岛侧的北隍城岛，该航线即为著名的渤海海峡老铁山水道，平均水深约为50—60米。自新石器时代以来，山东半岛便与辽东半岛通过海上航线保持着紧密的沟通。
2.数字地形分析
本节使用30米分辨率的地形数据（图7），分析生成老铁山西麓地区土地的坡向及坡度图（图8、9），并对不同坡向坡度的土地面积占比进行统计，绘制面积占比图（图10、11）。
牧羊城遗址坡度约为0—5，坡向大致为240—300。结合坡度坡向土地面积占比可以分析得知，牧羊城遗址的选址较老铁山西麓地区的平均地形而言，具有一定的特殊性，表明在选址决策过程中具有一定的主观因素。
结合前一节地形单元分析，牧羊城遗址的选址区位优势十分明显，古代先民刻意选取了一处较为平坦，略向西偏南倾斜的海岸阶地。从区域优势上看，该地距离海岸直线距离仅为300米；即使按照历史文献中“东一门”的相关记载，自城东侧出发步行前往尹家村湾海岸也仅需700米，且步行路线全程坡度小于5°（图12）。同时，30米左右的海拔高度也足以应对小幅度的海侵或海退变化。
3.太阳辐射分析
对于遗址而言，太阳辐射是极为重要的自然资源。古代人类的生产生活均依赖于光照。太阳辐射不仅是一切地表生产活动的根本能量来源，也是极为重要的照明资源。本节使用30M 分辨率的 ASTGTM2 数字高程模型，生成区域内的年综合太阳辐射统计图（图13），对牧羊城遗址的太阳辐射情况进行分析探讨。
通过年太阳辐射统计图可以看出：由于老铁山西麓地区地势较为崎岖，区域内的太阳辐射分布水平极为不均。少数北向高坡度地区几乎无直射辐射，而东南向山坡的年太阳辐射量往往可达平均水平的两倍以上。
结合牧羊城的实际辐射水平来看，大致处于老铁山西麓地区极高值的1/4-1/2处，略低于平均水平。值得注意的是，由于太阳辐射水平与坡度关系密切，在遗址选址过程中，若对于坡度的考量较太阳辐射更为优先，则有可能做出类似的选址决策，即选择一处地势较为平坦但太阳辐射水平一般的地区。
4.历史气候
在探讨遗址选址的背景条件时，一般也要考虑其使用时期的历史气候条件。王子今先生在《秦汉时期气候变迁的历史学考察》一文中，从历史学研究的角度论证了秦汉时期历史气候的变迁，基本可以代表学界目前的主流观点，即战国时期较现代气候略暖，至西汉中期开始出现出现寒冷的趋势，两汉之际开始频繁出现气候异常，至东汉末年气候急剧转冷。
因此，在牧羊城选址建立的时期，辽东地区的平均气候较现代更为暖湿。因此前文所得结论——牧羊城遗址的选址决策中并未表现出对太阳辐射的旺盛需求得到了历史气候数据的支持，即该遗址选址于一处太阳辐射较低的区域是相对合理的。
结合前文的地理环境相关分析，牧羊城的气候优势则更加明显：该处北侧依靠海拔近百米的刁家村北山，可以抵挡冬季寒冷的北向季风。东侧及南侧的老铁山则可以抵挡夏季炎热潮湿的东南季风，使得其较辽东半岛的大部分区域更加凉爽舒适。因此，牧羊城的选址是时人基于地理、气候等多方面因素做出的综合考量。
四、景观考古分析
景观考古（Landscape Archaeology）从定义出发就是一门研究人类如何改造其周围环境的过程。与考古学的其他分支不同的是，景观考古着重研究古代人类与景观（Landscape）之间的相互关系，既包含对于古代人类遗址选择的影响，也包含古代人类对于景观的人为改造。本节主要是通过可视域计算，从聚落考古的角度分析遗址同周边景观的相关关系。
1.遗址周边景观分析
图14为1928年牧羊城遗址发掘时拍摄的图片。图15系笔者于2022年前往进行地面踏查时拍摄的全景图片。由于现代该区域居住人口大量增加，以及近年来环境保护的力度加大，地表的建筑高度及植被覆盖情况较1928年及更早有了极大的变化。因此，为更清晰说明遗址所处的地理环境，该照片使用无人机距离地表30m进行拍摄，旨在说明周边的景观概况。
牧羊城整体坐北朝南，角度略向西偏12度。北侧依靠刁家村北山山梁，步行沿缓坡向北越过山脊即为羊头洼，通行距离不足2千米。东南侧为老铁山及其支脉将军山。山下自远及近分别为郭家村、尹家村、刁家村，该区域经考古调查发现分布有大量战国至汉代的石墓、土坑墓、瓮棺墓、贝墓及砖室墓，可能与牧羊城遗址当时居住的人群存在一定的联系。南侧为多道东西向山梁，远处的老铁山西角由于山梁遮挡不可见。西侧临海，距离最近的尹家村湾口处有大坞崖遗址，系汉代港口遗址，出土有陶井圈、铁镞、“河阳令印”封泥等，出土文物表明其年代应与牧羊城遗址大致相当。同时两者步行距离小于500米，表明其之间存在密切的关系。
从基于文化景观的分析中不难看出，牧羊城作为一座汉代城址，并不是孤立存在的。相反，该城周边分布有大量汉代遗迹。结合考古材料可知，这一时期在老铁山西麓地区，已经形成了一片以牧羊城为中心的聚居区，依靠大坞崖港口，与辽东半岛、山东半岛乃至内陆地区保持着密切的联系，周边分布着密集的墓葬，呈现出一片繁荣的景象。
2. 可视域分析
可视域分析是近年来景观考古分析常用的技术手段，是通过GIS的计算功能，分析从一个或多个观察点可以通视观察到的区域范围。张海认为：“景观可视性研究首先与人类的视觉感知有关，视觉是人类的第一感官，某个空间位置对于人类感官上的重要性首先表现在视觉方面，并由此而赋予该位置以重要的文化和象征意义。”
由于牧羊城具备一定的面积，因此本节使用多视域（Multiple Viewshed）分析法，即以栅格为单位，在牧羊城内每个栅格平均分布一处观察点，对老铁山西麓及周边海上区域进行通视分析，生成可视性二元变量栅格，其中属性值为1的栅格表示该点能够被至少一个观察点直接观察到，而属性值为0则表示该点不能被任何一个观察点观察到。需要说明的是：由于人眼的观察能力有限，普通人类的人眼分辨角约为1角分，5km外人眼已经无法对直径小于1.5米的点进行分辨。因此在本节中取5km作为可视域的最大距离限制。生成图16及表1。
由可视域分析结果可知，牧羊城遗址的可视域范围可以覆盖老铁山西麓陆地区域面积的约1/3，主要分布于鲍鱼台以北区域，鲍鱼台以南的波螺咀子地区几乎被遮挡而不可见。该结果与现代地面踏查结果基本一致。而海面的可视域分布情况则十分优良，八成以上的海面可以由牧羊城直视观察。尹家村湾口及大坞崖遗址也均处于可视区域之中。因此，牧羊城的选址体现出了对于海洋可视范围的极高需求，因此该城可能具备一定的海防职能。
结语
通过以上分析可知，牧羊城遗址的选址体现出了极强的主观意志：其建造者选择了一处地势相对平坦，海拔适中，气候冬暖夏凉，距海岸线距离适宜，海面视角宽阔无遮挡的地区筑造城池，反映出古代先民已经对于地理环境具备充分的认知。关于该城的等级，笔者赞同张翠敏的观点，即该城无论从形制规模上还是出土遗物，都无法与大连地区的其他汉城——如张店汉城或陈屯汉城相比。因此可能为乡级城或亭、邮性质的城。功能上，该城应当与大坞崖港口具有紧密的联系，二者相互合作发挥海防、船舶停靠，海运补给等功能。作为辽东半岛最南端的汉代城址，山东半岛沟通东北地区的第一站，牧羊城无疑在辽东地区的发展历史中做出了重要贡献。有学者甚至将其赞为“辽东半岛第一城”。
另外，大部分学者在讨论牧羊城时，会将其与北侧的羊头洼港联系起来。笔者认为该观点有有三处不合理之处值得商榷。其一，根据现有的环境考古成果，战汉时期的海平面高度较现今应高2-3米。羊头洼地区本身地势就相对低洼，通过模拟淹没分析（图17），若海平面上涨3米，近半区域会被淹没于水下或成为海岸泥沼。以汉代的生产力水平而言，不论是交通还是生产生活都会受到极大的影响。其二。羊头洼港附近海岛林立，在海平面退至现代水平以前，二羊头、三羊头等山丘均是以岛屿形态矗立于海中，远非现今可以看到的羊头洼港，反而是岛礁遍布，海岸陡峭，并不具备为船舶提供停靠避风的优良条件，相比之下牧羊城–大坞崖所处的尹家村湾口为岬角海湾，港阔水深，避风效果优良。其三，羊头洼与牧羊城距离较远，徒步用时超过2小时，且中途需翻越多座山梁，交通极为不便。
综上，笔者认为以现代的自然地理条件以及船舶航行技术推论汉代的海港未免有失偏颇。牧羊城与其北侧的羊头洼是否存在沟通联系，还需确凿的考古证据予以证明。