河流、湖泊和湿地为早期人类聚落提供了农业生产、渔猎活动、交通交流和日常生活所需的资源，但同时也带来了洪水、干旱和水位波动等长期风险。这种“亲水发展”与“避险适应”之间的关系，是理解早期城市可持续性的关键问题。以往研究已经关注到水利设施对早期社会复杂化和城市形成的重要作用，但关于聚落空间格局如何与水文环境共同演化，以及空间扩张是否一定意味着适应能力增强，仍缺乏长时段的系统解释。

针对这一问题，北京大学建筑与景观设计学院/流域人居系统研究中心汪芳教授团队联合北京大学城市与环境学院、武汉大学历史学院、北京大学考古文博学院、深圳大学建筑与规划学院、中国社会科学院考古研究所、湖北省文物考古研究院等单位，以长江中游江汉-洞庭盆地为研究区域，建立了覆盖8.5kaBP至2.72kaBP共2106处聚落遗址的早期聚落空间数据库，系统分析了聚落空间演化与水文适应之间的长期关系。研究成果以“Tension between spatial pattern and hydrological adaptability in early Yangtze River Basin settlements”为题，发表于《自然·城市》（Nature Cities）。

研究发现，长江中游早期聚落经历了从相对分散的单体聚落，到具有城址、等级结构和区域中心的聚落群体系的转变。聚落发展过程中也形成了多样化的水文适应策略，包括利用水门、沟渠等进行引排水，通过城墙、壕沟和堤坝等设施抵御洪水，借助水库等调节灌溉，通过码头和人工水道等形成交通网络。这表明，早期人类并非被动适应自然环境，而是在长期实践中不断通过工程设施和空间组织方式主动调节水资源。

图1. 长江中游早期聚落水利设施类型

研究还从区域尺度揭示了聚落演化与水文环境变化之间的动态耦合关系。以洞庭湖平原为例，约5.5kaBP之后湖面下降带来的土地扩张促进了聚落快速增长，并在屈家岭文化和石家河文化时期达到发展高峰。然而，4.2kaBP气候事件发生后，区域洪水活动导致石家河文化之后出现人地系统重组与文化间断现象。此后，商代时期河流下切在一定程度上缓解了平原洪涝压力，促进沿江河聚落的扩展（图2）。

图2. 洞庭湖平原早期聚落分布及其水文、气候与适应背景

为解释聚落选址机制，研究团队进一步分析了不同阶段环境因素对聚落分布的影响（图3）。模型结果表明，随着社会组织、水利设施和区域聚落网络的发展，聚落分布与局部地形条件之间的关系可能发生调整。但这种适应能力的提升并未完全避免石家河文化之后的区域性衰落，显示出空间组织、社会复杂化和环境适应之间存在的不平衡关系。

这一发现揭示了早期城市发展中的一个重要张力：聚落空间格局不断走向复杂化，但水文适应能力并不总是能够同步跟进。当环境变化超出既有设施和组织体系的调节能力时，聚落系统可能出现脆弱性累积，甚至导致空间重组或文化衰落。该研究不仅有助于理解长江中游早期文明和聚落系统的演化，也为当代城市可持续发展提供了历史启示。

图3. 不同时期早期聚落预测分布环境影响因素分析

汪芳为论文通讯作者。北京大学建筑与景观设计学院硕士、美国加州大学圣塔芭芭拉分校地理系博士生章佳茵，汪芳，北京大学城市与环境学院博士生董颖为论文共同第一作者。其他合作者包括北京大学城市与环境学院博士生毛少羿，武汉大学历史学院张昌平教授，北京大学城市与环境学院胡燮研究员、刘建宝教授，北京大学考古文博学院宁超研究员、陈建立教授，深圳大学建筑与规划学院陈义勇副教授，中国社会科学院考古研究所刘建国研究员，以及湖北省文物考古研究院方勤研究员。

本研究得到国家自然科学基金重点项目、国家社会科学基金重大项目首批遗产专项、国家重点研发计划项目和国家自然科学基金青年项目等的资助。