國家地質公園規劃中地質遺跡保護規劃相關問題探討
——以內蒙古巴彥淖爾國家地質公園為例

王彥潔, 武法東*, 梅 梟, 王鎧銘, 劉 迎, 袁 昕, 宋玉平

1)中國地質大學(北京)地球科學與資源學院, 北京 100083; 2)黑龍江省水文地質工程地質勘察院, 黑龍江哈爾濱 150030

國家地質公園規劃中地質遺跡保護規劃相關問題探討
——以內蒙古巴彥淖爾國家地質公園為例

王彥潔1), 武法東1)*, 梅 梟1), 王鎧銘2), 劉 迎1), 袁 昕1), 宋玉平1)

1)中國地質大學(北京)地球科學與資源學院, 北京 100083; 2)黑龍江省水文地質工程地質勘察院, 黑龍江哈爾濱 150030

國家地質公園的過快發展出現了公園邊界劃分隨意、范圍過大、地質遺跡保護區級別不明確等問題, 表明了地質公園規劃建設過程中缺乏相應的理論支持。本文探討了國家地質公園規劃中地質遺跡保護規劃的相關問題, 包括地質遺跡保護區邊界的確定和地質遺跡保護區級別的界定。本文分別引入地質遺跡集中度和地質遺跡敏感度的概念, 量化地質遺跡保護規劃的依據, 在不改變原地質公園的主題與內容的基礎上, 依據地質遺跡集中度明確地質遺跡分布范圍, 并依托地質遺跡敏感度評價結果劃分巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡保護區級別, 最終提出相應的保護措施。

國家地質公園規劃; 地質遺跡集中度; 地質遺跡敏感度; 巴彥淖爾

地質公園是地質遺產與風景景觀的完美結合,因此它在推動地質現象在公眾的認知度方面起了十分重要的作用。它不僅推動了全球地質遺跡保護的進程, 而且加大了環境保護和地方經濟發展雙手齊抓的力度(吳勝明, 2003; 趙遜等, 2009)。然而, 在地質公園的開發建設過程中, 地質遺跡開發利用和地質遺跡保護之間的矛盾也日益顯現。截至2011年底,中國的國家地質公園數量達到了 219家。因此, 對地質公園進行規劃開發顯得極為重要。

國家地質公園規劃中地質遺跡保護區分級的劃分主要依據園區內地質遺跡的級別, 缺乏與地質遺跡所處環境條件的結合分析。而地質遺跡級別的劃定大部分是根據經驗, 全國排名前十可列為國家級, 其余根據分布范圍及區域對比依次劃分省級和地方級, 這樣地質遺跡保護區的劃定存在一定的主觀性。本文將地質遺跡集中度和地質遺跡敏感度的概念應用到國家地質公園規劃中, 期望為地質遺跡保護區邊界的劃分和保護區級別的界定提供理論支撐。

1 地質遺保護區邊界劃定

目前, 國內尚未出臺要求統一規定國家地質公園的地質遺跡種類和數量, 規劃評審時, 專家在評審地質遺跡種類和數量時多憑借個人經驗來判斷。因此, 多少種類和數量的地質遺跡分布在多大的范圍可以達到建立地質公園的要求這一問題未引起重視, 以至出現了公園面積過大、邊界不清、保護區邊界劃分隨意等問題(趙飛, 2010)。為解決國家地質公園保護區劃分過程中范圍過大的問題, 廖繼武等(2009)研究了地質遺跡集中度在地質公園規劃中的應用, 應用后, 地質公園范圍更為合理, 仍舊保持原主題, 內容依舊完整。

1.1 地質遺跡集中度的計算

地質遺跡集中度的計算公式采用:

式中, GD為地質遺跡集中度, Ki表示某類地質遺跡的權重系數, Gi表示某類地質遺跡的分布面積(面狀地質遺跡)或數量(點狀地質遺跡)或長度(線狀地質遺跡), S表示區域面積。其中, Ki取值0~1之間,并且∑Ki=1, 在確定地質遺跡的權重時, 要綜合考慮地質遺跡的典型性、稀缺性、優美性等, 實際工作中要綜合考慮專家意見, 一般認為地質遺跡集中度在30%~60%較為合理(廖繼武等, 2009)。

1.2 地質遺跡集中度的應用

根據內蒙古巴彥淖爾國家地質公園的地質遺跡類型和分布特征, 實地考察發現公園內地質遺跡主要集中在烏拉特后旗巴音滿都呼恐龍化石園區和磴口縣境內烏蘭布和沙漠及河套平原處。綜合考慮地質遺跡的稀有性、典型性、完整性、觀賞愉悅度、科學研究價值及科普教育價值等, 本文運用層次分析法(AHP)分別計算點狀地質遺跡、線狀地質遺跡和面狀地質遺跡所占的權重, 并據此計算公園內地質遺跡集中度, 結果見表1。

由表1可以看出, 巴彥淖爾國家地質公園的地質遺跡集中度為30.53%, 適合建立地質公園, 據此劃分公園地質遺跡保護區的邊界。最終劃出公園內地質遺跡保護區面積172.31 km2, 占公園總面積的54.8%。

表1 內蒙古巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡敏感度權重明細表Table 1 List of sensitivity of geoheritages in Bayan Nur national geopark

2 地質遺跡保護區級別的界定

地質遺跡保護區范圍確定后, 規劃還需分級對地質遺跡進行保護, 本文引用“地質遺跡敏感度”的概念, 以巴彥淖爾國家地質公園規劃為依托, 在定量評價地質遺跡級別的基礎上, 對公園內地質遺跡的敏感度進行評價, 最終劃分地質公園的保護區級別, 為地質公園規劃中地質遺跡保護規劃提供量化的依據。

2.1 地質遺跡定量評價

2.1.1 評價指標及模型

參照許濤等(2011)文獻, 本文采用層次分析法(AHP)和專家打分相結合的方法對地質遺跡進行定量評價。根據內蒙古巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡的特點, 結合環境因素, 將價值、地質遺跡規模與組合和條件三個方面作為評價綜合層, 其下設科學價值、美學價值、典型性、稀有性、自然完整性、遺跡地域組合、交通狀況、安全性及可保護性等十個評價指標項目層(彭和求, 2011; 王鎧銘等, 2013;龔明權等, 2009), 最終計算的權重結果見表2。

在確定指標體系中各指標權重后, 根據表 3邀請專家對公園內主要的地質遺跡進行打分, 評分標準采用百分制, 劃分為四個等級, 最終將各指標得分與其所占權重相乘, 得分相加算得不同地質遺跡總分, 總分越高地質遺跡價值越大, 等級越高(武紅梅等, 2011)。其計算公式為:

表3 地質遺跡定量分級評定標準(根據肖景義等, 2013)Table 3 Assessment standards of geoheritages’ quantitative evaluation(after XIAO et al., 2013)

式中, A為地質遺跡最終得分, Xi為第i個指標的得分, Fi為第i個指標的權重值; n為評價指標數目(樓錦花等, 2007)。

2.1.2 地質遺跡定量評價結果

按照表 3所述標準, 邀請專家對巴彥淖爾國家地質公園內的主要地質遺跡進行評價, 綜合得分在85—100分, 地質遺跡評價為世界級; 70—84分, 為國家級; 55—69為省級; 得分小于55分, 地質遺跡評價為地方級。據此, 巴彥淖爾國家地質公園主要地質遺跡評價結果見表4。

從表4中可以看出, 巴彥淖爾國家地質公園內的19個主要地質遺跡中, 國家級地質遺跡6處, 其中包括恐龍化石遺跡4處; 自治區級地質遺跡8處,地方級地質遺跡5處。在評定公園內主要地質遺跡級別后, 分析并評價地質遺跡所處環境, 兩者結合最終劃分地質遺跡保護區范圍。

2.2 地質遺跡敏感度的計算

2.2.1 地質遺跡敏感度的概念

根據劉妍等(2006)文獻, 將“敏感度”的概念應用于地質遺跡評價中, 它主要指地質遺跡對自然及人為因素的抵抗能力。參照公園所在地的氣候環境、地質地貌、水文、地質災害、土壤等因素的現狀, 建立地質遺跡敏感度評價體系。評價因子的選取遵循對地質遺跡有顯著影響和分布差異性的原則, 結合地質環境特征, 確定公園內地質遺跡敏感度評價指標體系包含目標、要素和因子層(李亞蘭等, 2004;湯潔等, 2005)。

表4 巴彥淖爾國家地質公園主要地質遺跡定量評價結果Table 4 Results of quantitative evaluation for main geoheritages in Bayan Nur national geopark

2.2.2 地質遺跡敏感度模型

依據公園調查成果, 參照公園所在地農業、林業、地礦、環保等部門相應評價因子的指標, 按評價因子對地質遺跡影響程度將各因子劃分為 4級,打分0—7分, 并按照分值從低到高分為不敏感(Ⅳ, <1分)、較不敏感(Ⅲ, 1—3分)、較敏感(Ⅱ, 3—5分)和敏感(Ⅰ, 5—7分)4個等級(表5)(廖香俊等, 2005;唐勇等, 2008)。

利用加權平均法評價巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡敏感度, 其數學評價模型為:

式中: Bm為第m個要素的評價值; Bn為第n個單元的地質遺跡評價值; Wz為評價單元內要素的權重; Xi為第i項指標的評價值; Wi為第i項指標的權重; t為指標數量; k為要素數量(任德有等, 2009)。

影響地質遺跡的各要素及因子經打分后, 由因子加權平均法計算出各要素的評價值, 據此計算地質遺跡敏感度的量值, 從而判定地質遺跡的優劣程度, 分值越大地質遺跡敏感度越強, 抵抗能力越弱,反之抵抗力則越強(廖香俊等, 2005)。

2.3 地質遺跡敏感度的應用

2.3.1 巴彥淖爾國家地質公園自然地理概況

(1)地質地貌

巴彥淖爾國家地質公園地處陰山—天山東西向巨型構造帶的中帶, 地層發育完整, 由老到新依次出露太古界、元古界、古生界、中生界及新生界。區內經歷了太古代、元古代、加里東期、華力西期、印支期、燕山期等多次構造運動, 巖漿活動比較頻繁, 地質構造復雜(王璐琳等, 2009)。地質公園為內蒙古高原、陰山山脈和河套平原三大地貌單元的匯聚地, 地質遺跡資源十分豐富(王璐琳等, 2013)。

(2)氣候

地質公園所在地屬中溫帶大陸性季風氣候, 光照充足, 蒸發量大, 風大沙多, 無霜期短; 溫差大,四季分明, 年平均氣溫 3.7~7.6℃。降水量稀少, 年平均降水量188 mm, 極端降水量為432.6 mm。冬春兩季雨雪稀少, 只占全年降水量的 10%左右。風速較大, 風期較長, 是冬春季節的主要氣候特征之一。

(3)水文

公園所在地水資源豐富, 黃河自西向東橫貫全區, 境內全長345 km。河套灌區建有以三盛公黃河水利樞紐工程為主體的完整的引黃灌溉系統, 引黃灌溉面積達5740 km2(哈斯塔娜, 2012)。境內湖泊資源豐富, 湖泊數量約300個, 面積約470 km2, 大多在河套灌區分布。

表5 要素、指標分級標準及權重(根據廖香俊等, 2005)Table 5 Elements, grading standards and weighs of indicators(after LIAO et al., 2005)

(4)生物

巴彥淖爾野生動植物種類較多。公園內有國家一級保護動物8種, 國家二級保護動物23種; 國家二級瀕危保護植物 3種, 國家三級保護植物若干種。這些野生植物不僅具有醫藥、纖維、食用、釀造、飼用、用材、觀賞等重要的經濟價值, 而且還是維持生態平衡的重要組成部分, 對涵養水源, 保土治堿, 防風固沙, 調節氣候, 改造生態環境有重要作用。

(5)土壤

區內土壤類型較多, 有灌淤土、鹽土、堿土、風沙土、潮土、新積土、沼澤土、灰土、栗鈣土、棕鈣土、灰漠土、灰棕漠土、石質土、粗骨土等14個土類, 32個亞類, 94個土屬, 348個土種。由于氣候多變, 地貌復雜, 土壤形成的條件也不同(巴彥淖爾盟地方志編纂委員會, 1997)。

2.3.2 巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡敏感度評價

參照公園的自然地理概況, 本文根據表 5的標準對公園內的主要地質遺跡進行敏感度評價, 其結果見表6。

根據表 6我們可以看出, 巴彥淖爾國家地質公園內多數地質遺跡的敏感度較小, 對抗外界干擾能力相對較高, 只有劉拐沙頭和恐龍化石遺跡評價結果為較敏感, 且公園內沒有特別敏感的地質遺跡。結合前文地質遺跡定量評價結果, 劉拐沙頭及恐龍化石遺跡為國家級, 故在地質遺跡保護區分級規劃時將這些遺跡重點劃入一級保護區內; 而納林湖雖然地質遺跡定量評價結果為國家級, 但是其敏感度較小, 故將其劃入二級保護區內。

最終, 結合地質遺跡定量評價和地質遺跡敏感度評價結果, 將公園內地質遺跡保護區劃分為三級,并有針對性地提出相應的保護措施:

(1)一級保護區

主要為巴音滿都呼恐龍化石園區大部分和磴口沙漠湖泊園區劉拐沙頭遺跡周圍區域。加強對構造及流水等地質作用所產生的地貌景觀的保護, 比如對恐龍化石挖掘點進行一定范圍的圍封保護, 防止人為破壞; 避免物質污染和視覺污染; 一級保護區內可設置必要的道路和服務設施, 但應注意不破壞地質遺跡。

(2)二級保護區

重點以綠化為主, 在沙漠、戈壁周邊進行綠化鎖邊項目, 盡可能減少沙塵暴的次數。以水文、沙土等調查數據為依據, 全面進行綠化規劃; 嚴格控制污染源, 防止其給景區的水、大氣帶來污染(楊根生等, 1991)。

表6 巴彥淖爾國家地質公園主要地質遺跡敏感度評價表Table 6 List of sensitivity assessment of geoheritages in Bayan Nur national geopark

(3)三級保護區

加強綠化及環境建設, 嚴格控制區內的砍伐林木、破壞草地等行為; 嚴格預防水體和大氣的污染;結合農林業的可持續發展戰略, 調整種植結構; 區內農田限制化學肥料的使用, 盡量恢復沙化土地;嚴厲制止破壞遺跡和畜牧的行為, 同時嚴禁破壞景觀的建筑設施建設。

3 結論

本文將地質遺跡集中度和地質遺跡敏感度的概念應用到國家地質公園規劃中, 結合地質遺跡定量評價結果, 劃分出巴彥淖爾國家地質公園地質遺跡保護區等級, 為地質遺跡保護規劃提供了量化依據。做好國家地質公園的規劃開發工作, 不僅可以確保公園持續發展, 還可以帶動當地經濟發展, 具有十分重要的意義。

致謝:本文參考了內蒙古巴彥淖爾國家地質公園規劃項目中完成的一系列材料, 在野外考察和資料收集過程中得到了巴彥淖爾市地質公園管理局的大力支持, 他們提供了大量資料并在工作過程中給予了諸多方便。另外, 本文完成還得到了中國地質大學(北京)田明中教授、程捷教授、張緒教副教授的指導和幫助。中國地質大學(北京)博士王璐琳、碩士荀新平也一同參加了規劃工作并給予指導和幫助,在此向他們表示深深的感謝。

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圖版說明(注: 圖片引自

《河套明珠——內蒙古巴彥淖爾地質公園》)

圖版 Ⅰ Plate Ⅰ

A-花崗巖石林;

B-納林湖;

C-烏蘭布和沙漠;

D-劉拐沙頭;

E-構造不整合面;

F-精美臨河盜龍化石;

G-安氏原角龍化石;

H-繪龍骨骼化石

A-Granite Stone Forest;

B-Nalin Lake;

C-Ulan Buh Desert;

D-Liu Guai shatou;

E-Structural unconformity;

F-Linheraptor exquisitus;

G-Protoceratops andrewsi Granger et Gregory;

H-Pinacosaurus bones

圖版 Ⅰ Plate Ⅰ

A Discussion on Problems Related to Geo-heritage Conservation Planning in National Geo-park Planning: A Case Study of Bayan Nur National Geo-park

WANG Yan-jie1), WU Fa-dong1)*, MEI Xiao1), WANG Kai-ming2), LIU Ying1), YUAN Xin1), SONG Yu-ping1)
1) School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083; 2) Hydrogeology and Engineering Geology Prospecting Institute of Heilongjiang Province, Harbin, Heilongjiang 150030

There exist some problems concerning national geo-parks, such as random border demarcation, excessively large limits, and unclear grading of the protected area of geo-heritages, suggesting the lack of theoretical support during planning and construction of geo-parks. The authors investigated problems related to geo-heritage protection, including the boundary and protection grade of geo-heritages. The concept of concentration and sensitivity of geo-heritage was introduced to this study to define protected areas of geo-heritages. On such a basis, the authors determined the grade of the protected area in Bayan Nur National Geo-park. Some appropriate protective measures were also put forward in this paper.

planning of national geo-park; concentration of geo-heritage; sensitivity of geo-heritage; Bayan Nur

K928.72; S759.93

A

10.3975/cagsb.2014.04.15

本文由國家財政部、國土資源部地質遺跡保護基金項目(編號: 1041STC0081)資助。

2013-10-08; 改回日期: 2014-01-12。責任編輯: 閆立娟。

王彥潔, 女, 1987年出生。博士研究生。主要從事地質遺跡調查與評價研究。通訊地址: 100083, 北京市海淀區學院路29號。E-mail: wyj_412@126.com。

*通訊作者: 武法東, 男, 1953年生。教授, 博士生導師。主要從事第四紀地質、地質遺跡保護與地質公園建設領域的教學與研究。通訊

地址: 100083, 北京市海淀區學院路29號。E-mail: wufd@cugb.edu.cn。