地名視角下西藏冰川與水系時空耦合關系研究

江西地名研究

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摘要：地名是自然環境特征和文化的重要載體，其中蘊涵著豐富的待挖掘信息。基于與水相關地名和與方向相關地名構建了地名數據庫，利用GWR分析、泰森多邊形分析、層次聚類分析、貝塞爾曲線平滑等方法進行定日縣及其周圍區域的歷史河流重建。重建結果在河谷地區與現今河流的分布吻合得很好，在冰川分布的區域存在較大差異，主要原因是該區域的大型冰川在流域冰川總資源中的地位突出，河流受冰川影響巨大，同時小冰川對氣候更敏感，其變化也會很大程度上影響該區域河流的徑流量。該研究拓展了地名在歷史河流重建中的應用，驗證了基于地名大數據挖掘重建歷史河流的可行性。

關鍵詞：歷史河網重建；定日縣；冰川和水系；時空耦合關系

0引言

地名是自然環境特征和文化的重要載體，隨著自然環境和人文環境的變遷而不斷演變。通過地名研究可探究地區歷史、經濟、語言、社會文化、自然要素等多方位的歷史狀態，對于還原和重現地區歷史狀況和發展歷程具有重要指示性作用。

從地名景觀的角度來說，地名可以分為自然景觀類地名和人文景觀類地名。自然景觀類地名中包含地形地貌類、水文類、植物動物類地名。人文景觀類地名中包含軍事防御類、經濟活動類、建筑工程類、祈福、姓氏類地名。不同的地名景觀反映了地形地貌特征、人類的生產和建設活動、城鎮化與經濟發展水平。關于黎族地名時空格局挖掘分析，新增熱點的分布相對集中，這些區域近50年來與黎族有關的地名發生變化較少，黎族人口流動也較少。古詩詞中的地名也有有趣的發現，以中國歷代著名詩詞為數據源，提取了3657個歷代詩人創作詩詞涉及的地名，該地名不僅是詩人空間感知的自然流露，還反映了中國歷史重心的轉移。

冰川與河流水系間存在密切相關關系，截至2018年，中國現存冰川53238條，主要分布在喀喇昆侖山、喜馬拉雅山、念青唐古拉山、橫斷山、天山和昆侖山等6個地區，冰川變化在流域徑流變化和調節方面起著至關重要作用。面對全球變暖的趨勢，冰川作為最大的淡水儲存資源，正在日益退縮，對于以冰川融水補給為主的河流影響巨大，利用地名識別河流水系是可行的。Jindrich Fajer等對地名進行聚類分析，利用地名識別滅絕的水體，論證了地名指代滅絕池塘的高集中度區域的存在。同時還確定，與同一時期的魚塘消亡有關的地區現在面臨更頻繁的干旱。鐘愛妮等提取地名重建歷史河網，重建的河網與現今大部分河網吻合，能夠部分反映古代文獻記載的歷史河流動態。因此，為了探究西藏冰川與水系之間的耦合關系，將依據地名數據庫對歷史河流水系進行重建。

1 研究區

定日縣位于西藏自治區西南邊陲，雅魯藏布江中游南部，地處喜馬拉雅山脈中段北麓珠峰腳下，縣域內河網密布，冰川林立，矗立著著名的復式山谷冰川——絨布冰川。自然景觀的分布不以行政單元為區分，為了全面探究西藏冰川與水系之間的耦合關系，本文研究區以定日縣為主，同時包含其周圍地域。

2 研究方法

河流水系和地名在空間上的分布與行政單元無關，主要和地形地貌、自然環境有關，因此，本文在研究尺度上選擇了10km×10km的格網對研究區域進行劃分。

2.1 地名數據庫構建

基于西藏統計年鑒、西藏地名數據詞典、民政部中國國家地名信息庫提取了共計6901條地名數據，從中篩選出723條準確可用的地名數據。根據地名、地名類型，地名識別唯一編碼、地名含義，經緯度坐標等創建地名數據庫，地名數據庫類型見表1。

水文類地名的分布可以指示環境變化，部分水文類聚落點與現代河流湖泊距離較遠，可能與一些河流流量減少甚至消失有關。

藏語中常用的方位詞大概有81個，藏語方位詞跟漢語典型的方位詞不能一一對應，而且藏語方位詞還會出現同義多形、一詞多義的情況。因此，在篩選與方向相關的地名數據庫時，要排除方位誤導性地名如扎西林村（該地名中扎西藏語含義為“吉祥”，不代表方位），同時要排除混合類方向描述的地名如普夏瓊（藏語含義為“位于小山谷的東北”）。本文選取了日常生活中使用最廣泛的單一方位名詞“東”“西”“南”“北”對地名進行篩選得到與方向相關的地名。

2.2 地名與河流水系的相關分析

利用公式（1）在每個10km×10km的格網單元中計算與水相關的地名密度（Dwater）、與方向相關的地名密度（Ddirection），其中A為每個10km×10km的格網單元中地名的數量，S為每個柵格單元的面積。

利用公式（2）在每個10km×10km的格網單元中計算河流水系密度，其中∑L為每個10km×10km的格網單元中河流水系的總長度，S為每個柵格單元的面積。

GWR（geographically weighted regression）技術將地理學第一定律深度融入局部空間統計方法，通過對獨立抽樣的分析點分別進行回歸分析模型解算，得到與空間位置一一對應的空間回歸系數，隨著空間位置不同而變化的參數估計量化表征空間關系異質性特征。GWR分析中核心的原理為公式（3）：

其中，（ui，vi）表示點i處的坐標值；yi為點i處的河網密度值；xik（k=1，2···，m）為點i處與方向相關地名的密度值或與水相關地名的密度值；β0（ui，vi）為截距項；βk（ui，vi）為回歸系數。

2.3 泰森多邊形中“東西南北”方向的區分

利用與方向相關的地名建立泰森多邊形，每個泰森多邊形內只含有一個與方向相關的點，根據此特性，給不同的與方向相關的地名賦予識別屬性，識別與“東、西”相關的地名和與“南、北”相關的地名如圖1所示。泰森多邊形的每一條公共邊兩側與方向相關的地名正好相反的話，這條公共邊極易為河流所在地，依據此原則對泰森多邊形進行精簡剔除，以尋找河流走向。

3結果與討論

3.1 地名數據庫及河流水系的特征

計算得到的河網密度、與水相關的地名密度、與方向相關的地名密度，總體上三者的密度低值分布在定日縣南部喜馬拉雅山脈及周圍冰川區域，三者密度的最大值分別為1.693、0.080和0.15，表明研究區內河網密布。與水相關的地名和與方向相關的地名為歷史河流水系重建提供了重要的依據。

3.2 GWR相關性分析

為了確定基于地名數據庫重建歷史河流的可能性，通過GWR分析來探索河流密度和與方向有關地名的密度以及與水有關地名的密度之間的相關性，驗證該重建方法的可行性。GWR分析中，得到的R2值的范圍是0—1之間，該值越大表示局部回歸模型與觀測所得河網密度值的擬合程度更高，R2值超過0.36表示具有較強的關系。以河流密度為因變量，與方向相關地名的密度為自變量，如圖2（a）所示，模型的殘差平方和為1.846，R2值為0.693，因此，河網密度和與方向相關的地名顯示出很強的相關性。以河流密度為因變量，與水相關地名的密度為自變量，如圖2（b）所示，模型的殘差平方和為2.351，R2值為0.622，河網密度和與水相關的地名也顯示出很強的相關性。說明與水相關的地名以及與方向相關的地名在空間上和河網的分布存在著相關性。

3.3 層次聚類分析

利用與方向相關的地名在研究區域內構建泰森多邊形網，對與方向相關的地名中相反方向的地名“東、西”和“南、北”賦予屬性值進行標識，最后將泰森多邊形中相反方向地名對應的公共邊提取出來作為歷史河流重建的雛形。但泰森多邊形篩選初步提取的河網在空間上分布雜亂，掩蓋了真實的河流走向，為了優化重建特定的歷史河流形狀，使用特定河流級別中與水相關的地名之間的歐氏距離進行層次聚類如圖3所示。此外根據西藏河流的命名特點，一、二級河流名稱中多含有“曲”“布”2個詞，據此特點從358個與水相關的地名中篩選出149個名稱中含有“曲”和“布”的地名，對這149個地名按歐氏空間距離進行層次聚類，在聚類結果的基礎上，將聚類數目從6類擴展到12類、18類，隨著聚類數目的增加，河流的形狀細節部分更清晰，能夠揭示部分河流的走向。

3.4 歷史河網重建

篩選得到的泰森多邊形和與水相關地名的層次聚類結果，很大程度上揭示了河流走向，接下來將結合人工識別、地形地貌和定性知識的應用，對河網重建結果進行修正，避免河流支離破碎。最后采用貝塞爾曲線平滑算法將經過上述方法處理后的河網線條進行平滑處理，得到最終的歷史河流形態重建結果如圖4所示。

從圖中可以看出重建的歷史河網與定日縣水系中的雅魯藏布江、葉如藏布、朋曲等重合得很好，說明河谷地區河流重建結果較好。但是在紅色橢圓標記的A、B、C三個區域中，部分重建的歷史河網與定日縣水系存在顯著的差異。主要原因有以下幾點：

1）A、B、C三個區域冰川林立，尤其是A區域，包含了著名的大冰川—絨布冰川，其中又分為中絨布冰川、西絨布冰川和東絨布冰川。聶寧等研究發現，雅魯藏布江流域地處青藏高原南部邊緣，降水、冰雪融水總和占河流徑流補給的比例在部分河段可達到70%以上。大型冰川在流域冰川總資源中的地位突出，流域內氣候、冰川變化背景下，河流水資源勢必會受到影響。結合重建的歷史河網分析可知，A區域內冰川的變化對河流的影響巨大，也正是這個原因導致提取的歷史河流與現今定日縣的水系存在差異。

2）B區域中冰川也廣泛分布，相較于A區域，B區域的冰川趨于分散化和小型化。許君利等的研究發現，小冰川對氣候的敏感性比大冰川大，較大面積的冰川也可能出現后退較大的情況，B區域的小冰川對氣候更敏感，冰川的變化也會影響該區域河流的徑流量等，導致了重建的歷史河網與現如今河流水系之間存在差異。

3）C區域位于雅魯藏布江中游日喀則河段，C區域同時受到冰川和喜馬拉雅沉積碎屑物的影響，河流走向和侵蝕程度受此影響很大，這在一定程度上解釋了該區域重建的歷史河網與現如今河流水系之間存在差異的原因。

4 結束語

地名中包含著豐富的待挖掘的信息，也具有一定的穩定性，其中蘊含的信息能夠輔助我們更好地認識、發現、總結自然人文現象的發展、歷史演變過程等。

本文構建了與水相關的地名和與方向相關的地名數據庫，為了提高歷史河網重建的精度，采用了GWR分析、泰森多邊形分析、層次聚類分析等方法對地名數據庫進行時空數據挖掘，拓展了地名在河流重建中的應用，也驗證了基于地名數據庫重建歷史河流的可行性。然而，該研究受區域內地名的提取和空間分布特征影響較大，對于與方向相關的地名提取時只考慮到藏語中簡單常用的“東、西、南、北”4個方向，除此之外，藏語中還有很多表示方向的詞匯地名，后續研究中將增加地名的方向類別，方向類別越細致對河網的重建越有利，因為河網的重建很大程度上依賴于方向類地名構建的泰森多邊形。

作者：曹雅迪，鄧忠軍，馬菌

李建軍，袁龍，和冬娟，晉良高，趙飛

來源：《測繪與空間地理信息》2025年第9期

選稿：賀雨婷

編輯：杜佳玲

校對：歐陽莉艷

審訂：楊 琪

責編：耿 曈

（由于版面內容有限，文章注釋內容請參照原文）

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