四川米倉山自然保護區地質遺跡類型與評價

王成武，曹 鋒，姜照勇，田佳怡

WANG Cheng-wu,CAO Feng,JIANG Zhao-yong,TIAN Jia-yi

西南石油大學 地球科學與技術學院，四川 成都 610500

Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China

0 前 言

地質遺跡是在地球漫長的地質演化過程中，在多種內外力地質作用下形成的一系列地質地貌現象，是不可再生的自然資源之一。它在人類研究地球演化史、尋找礦產資源、認識自然現象方面具有重要意義。近年來在聯合國教科文組織的推動和支持下[1]，國內外學者對地質遺跡的研究工作逐步展開，目前關于地質遺跡分類方案的研究已比較成熟，如今國內外關于地質遺跡的評價理論主要分為定性與定量兩個方面。定性評價是由評價者根據自身經驗和知識對地質遺跡資源價值進行主觀性判斷和描述的一種評價方法，包括盧云亭(1988)“三三六”評價體系[2]和黃輝實(1985)“六字七標準法”等方法[3]；早些吳成基、彭永祥(2005)對西安翠華山山崩地質遺跡形成過程進行了定性分析，并闡述了科學研究、科普教育和旅游方面的價值[4]。定量評價是一種運用數學方法對評價目標建立評價模型從而進行地質遺跡評價的方法，如層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)[5-6]、模糊數學法[7]、灰色多層次評價法、綜合價值評價模型等[8]。其中，層次分析法(AHP)具有能夠建立全面的評價指標體系的特點，是現在應用最廣泛的方法；層次分析法常常與菲什拜因—羅森伯格模型并用于地質遺跡評價過程中，在對分值評定時還得采取適當的數據處理方法[9]，隨著理論的成熟，評價模型也在不斷完善中。儲皓(2017)在充分調查沂蒙山地質公園地質遺跡的基礎上，運用改進后的菲什拜因—羅森伯格模型和層次分析法結合園內地質遺跡進行了定量評價，結果表明該地地質遺跡具有典型性、稀有性和自然完整性等特征，對申報和創建沂蒙山世界地質公園也有一定的指導作用[10]。

論文在前期米倉山自然保護區地質資源分布調查的基礎上，借鑒前人的研究進行適當調整，對研究區地質遺跡進行了系統分類并運用層次分析法和專家咨詢法進行了定量評價，劃分出了不同等級，以期為今后的開發保護工作提供科學依據。

1 保護區概況

四川省米倉山國家級自然保護區位于米倉山—大巴山山脈西段南坡，四川盆地北部，為中國南北方地區分界線—秦嶺至大巴山的組成部分之一，嘉陵江支流東河的源頭地帶。在行政管理上保護區隸屬于廣元市旺蒼縣境內，地理位置位于北緯32°29′～32°41′之間，東經106°24′～106°39′之間，保護區總面積大小23 400公頃，其中核心區占地9 203公頃，緩沖區占地4 057.6公頃，實驗區占地10 139公頃。

四川省地貌區劃上，米倉山屬中山山地，保護區內北面、西面高，南部低。區域范圍東以旺蒼縣邊界為界，北起歐家坪城巖北，向西至城墻巖主峰和無名峰，南至光頭山。大地構造位置靠近揚子板塊北緣與南秦嶺兩個構造帶。在逆掩推覆構造作用、巖溶作用、流水沉積作用等內外地質作用下，形成了種類較多，數量豐富的地質遺跡景觀。2006年2月研究區晉升為國家級保護區，是集地質景觀、自然景觀和人文景觀于一體的綜合性旅游區域。其內部森林密布，種類眾多，自然生態環境奇特無比，包含小龍潭、七里峽等典型地質資源；保護區及周邊具有濃厚的人文景觀特色，比如歷史建筑、宗教文化傳統、紅軍文化遺跡和民俗文化風土人情等，歷史文化積淀深厚，是休閑、度假、觀光、科學考察、領略異地獨特民俗風情的絕佳勝地(圖1)。

圖1 米倉山交通區位圖Fig.1 Traffic location map ofMicang Mountain

2 地質遺跡類型

地質遺跡的分類是一個十分復雜的問題，目前國內外還無統一的見解，各分類方法還在探索完善中，各個分類方案大同小異[11]，在綜合這些分類的基礎上，論文結合米倉山自然保護區地質遺跡資源的成因、功能和價值可以初步劃分為地質構造、地貌景觀、水體景觀等三大類，又進一步劃分為構造形跡、巖溶地貌、巖石地貌、流水地貌、峽谷與泉、瀑、湖泊六個基本類型(表1)。

表1 米倉山國家級自然保護區地質遺跡分類表

3 地質遺跡評價

3.1 定性評價

3.1.1 科學價值

米倉山國家級自然保護區內地質遺跡種類眾多，保留得較為完整且各自特征明顯，具有非常高的科學研究價值和科普價值。

保護區位于中國地形地貌階梯分級第二、第三階梯過渡地帶，區內秦嶺—大巴山山脈分隔了南北區域，又處于東西地區植物帶過渡區，由于這種特殊的地理位置，界線兩端特殊的地形地貌特征、植被類型、氣候特征具有明顯差異性表現，對我國地理研究具有重要的參考價值。

米倉山山體主要巖石成分為變質砂巖、花崗巖、石灰巖和白云巖，區內因降水較多，河流豐富，水動力作用較強而強烈發育的巖溶地貌與廣西、貴州一帶有顯著區別，峰叢以圓錐狀、鼓狀、條帶狀為主，是山脈型巖溶的典型代表。旺蒼米倉山處在我國南方與北方巖溶地貌的過渡地帶，巖溶地貌的發育過程與地貌形態都與南、北方不相同，陡巖、峽谷和地下溶洞非常發育，區內石灰巖柱狀峰叢東、西鼓城山在國內外非常少見，是研究我國南北過渡地帶地質演化史和古氣候變化的天然基地。

區域構造位置屬揚子準地臺，四川臺拗北緣，米倉山隆褶區之劍閣通江拗過渡帶[12]。近年來，國內外在造山帶前逆掩推覆帶相繼發現了一些中型油氣田，國內學者普遍認為米倉山前緣即四川盆地北部廣元至南江一帶，呈近東西方向分布，長約150千米，寬約15～20千米左右的米倉山前緣變形帶是前陸盆地，具有重要的油氣勘探價值。區域北部屬于秦嶺造山帶，包括揚子板塊北緣和南秦嶺兩個構造帶。晚三疊世時的印支運動中，秦嶺地塊向南運動，與川中—漢南的古老硬化基底碰撞，產生拆離滑脫推覆構造，形成長距離逆掩推覆構造，是研究我國大地構造活動的重要依據。

3.1.2 審美價值

米倉山國家級自然保護區內地質遺跡資源種類豐富，保留較完整，包括峽谷、山景、水景、洞景、地貌景觀等種類，且生物多樣，氣象景觀千變萬化，令人嘆為觀止，總體美學觀賞價值高。構造遺跡形態各異，千奇百怪，有的大氣磅礴，有的小巧玲瓏，給人以遐想連篇、流連忘返之感，觀賞性極強。小龍潭峽谷、七里峽峽谷兩壁懸崖峭壁，山高峰險，虎距龍蟠，曲徑通幽，林草豐茂，瀑布一落千丈，波瀾壯闊。喀斯特巖溶地貌廣布，溶洞數量眾多，洞內空間廣闊，四通八達，鐘乳石、石筍、石林、峰叢形態奇特，惟妙惟肖。保護區集生態、遺跡、人文于一體，審美觀光價值高。

3.1.3 開發價值

米倉山自然保護區區位條件非常優越，位于成都、重慶、西安聯結的金三角中心位置，交通網絡較為完善，距廣元市約68 km，巴中市約88 km，漢中市約71 km，交通可達性好，周圍人口稠密，客源量充足。保護區內地質遺跡資源種類眾多，生物、生態多樣性高，稀有性典型性較好，欣賞科普價值高，且地方文化特色顯著，區域風情濃厚，開發潛力巨大。

保護區在多年省政府和國家的支持下，區內基礎設施條件是日益完善，保護服務項目種類愈發完善，現已成為集科學研究、科普教育、自然保護與生態旅游等為一體的示范建設基地。

3.2 定量評價

定量評價是在定性評價的基礎上的一種量化表達方法，定量評價比定性評價具有更大的客觀性，保護區地質遺跡價值的定量評價涉及到多種屬性，不同的評價指標體系的選擇對評價結果存在較大影響，因此評價過程中需要考慮研究區的實際情況，合理的選擇評價因素。目前地質遺跡的評價方法有很多，主要包括模糊數學方法、單純矩陣評價方法、層次分析法(AHP)等，其中層次分析法是地質遺跡評價應用較多的方法之一[13-14]。結合過去國內外學者對地質遺跡資源評價的研究[15-16]，在米倉山地質資源分布調查報告基礎上，論文采用層次分析法(AHP)對米倉山地質遺跡資源進行定量評價，其中指標的選取參考《中華人民共和國地質礦產行業標準重要地質遺跡調查技術要求(2010年10月試行稿)》和研究區地質遺跡調查成果，具體的評價過程如下：

3.2.1 指標的選取

地質遺跡評價涉及眾多的因素與因子，其評價結果的準確性取決于各因子的選取和相對重要性比較，選取指標時應當遵從普遍性、代表性、層次性和系統性等原則，剔除不相關和弱相關屬性，選取能體現地質遺跡明顯特征的評價指標，才能科學全面地反映地質遺跡的價值[17]。評價時將所有評價因素劃分為3個層次：總目標層、綜合評價層、評價因子層。論文結合傳統地質遺跡評價的價值屬性和自然保護區實際情況將綜合評價層分為自然屬性、資源價值、保護管理基礎三個方面，再結合研究區實際情況將評價層分成了11個評價因子。具體結構如圖2：

圖2 地質遺跡評價指標體系Fig.2 Evaluation index system of geological relics

3.2.2 權重的確定

評價過程中涉及到多方面因素且不同指標間重要程度不盡相同，因此由參加過該區地質遺跡調查的專家評判才能充分挖掘該地遺跡的科學價值與內涵[18]。為了得出各指標在整個評價體系中的比重，首先得通過各因子兩兩比較構建判別矩陣，然后再進行一致性檢驗，之后再用數學方法計算各指標權重，權重計算的方法有很多，如幾何平均法、算術平均法、特征向量法、最小二乘法等，文章用算術平均法計算權重，其計算步驟為：首先根據指標體系構建各指標層判斷矩陣，然后進行一致性檢驗并得出權重表并對不通過檢驗者進行適當調整，米倉山各個評價項目層判斷矩陣的構建及權重的計算如表2至表6所示。

表2 各評價項目層相對重要性判別矩陣

注：λmax=3.054，CI=0.027，CR=0.047<0.1

表3 “自然屬性”下判別矩陣

注：λmax=4.071，CI=0.024，CR=0.0263<0.1

表4 “資源價值”下判別矩陣

注：λmax=4.082，CI=0.027，CR=0.03<0.1

表5 “保護管理基礎”下判別矩陣

注：λmax=3.002，CI=0.001，CR=0.0017<0.1

表6 米倉山地質遺跡定量評價指標及權重

在確定指標體系中各因子權重后，采用專家打分法對評價指標層各因子分別賦分，打分參考表7進行初步模糊評定，再利用菲什拜因-羅森伯格模型計算出各類地質遺跡資源綜合評價值，模型計算公式為：

(6)

其中，X為某類地質遺跡資源綜合評價值；Si為第i個評價因子的評價分值；Wi為第i個評價因子的權重；n為評價因子數目。

表7 評價因子指標級別值

3.2.3 評價結果

對各類遺跡計算出得分后，參考《地質遺跡資源調查技術規范(2015)》擬定的劃分標準對區內地質遺跡資源進行等級劃分，其中分級標準如表8所示，評價結果見表9：

表8 地質遺跡資源評價等級

表9 米倉山保護區地質遺跡評價結果

評價結果顯示，米倉山保護區內國家級地質遺跡有1類，省級3類，地方級2類。米倉山自然保護區地質遺跡的自然屬性的得分較高，典型的遺跡類型有褶皺構造、流水地貌和巖溶地貌等，其典型性、稀有性特征明顯，遺跡資源科研科普價值、美學價值高，另外區內植被覆蓋率高，生物種類多樣，生態效益潛力巨大。保護區內的地質活動產物不僅對我國的地質研究有著重要的參考價值，在科普教育、生態旅游方面也有著重大的社會和經濟效益。保護區包含鼓城山、七里峽、小龍潭、光霧山和光頭山等景區，其中光霧山和光頭山花崗巖球狀風化作用明顯，山中冬春積雪，寒凍風化參與其中，可以看到一些寒凍風化的地質遺存，因此米倉山的古地貌和古氣候環境為研究第四紀古冰川作用提供了良好條件；而鼓城山因其形態奇特壯觀成為米倉山特色景觀代表之一。總體來說，保護區的地質遺跡景觀資源類型眾多且較為典型，科學、生態、審美、社會價值高，加之區域條件優勢明顯，故具備良好的發展潛力。結合保護區實際情況，建議在今后的建設利用過程中，注重開發與保護并行，充分利用好區內有利地質遺跡資源，建設成為集地質科普、科考、生態觀光、保護為一體的自然保護區。

4 結論與建議

(1)米倉山國家級自然保護區地質遺跡景觀種類眾多，包括褶皺構造、形態各異的巖溶地貌、險峻幽深的峽谷、齊全的流水地貌等，這些都是米倉山地質活動與演化的證據。文章從定性、定量兩個角度對遺跡資源進行評價并劃分等級。定性評價方面，區內地質遺跡科學科普價值、美學價值較高，據有良好的觀光體驗，再加上周圍便利的交通條件，開發條件優厚。定量評價方面，運用AHP構建了3個評價項目層11個指標體系進行評價并通過菲什拜因—羅森伯格模型模糊評分。通過權重計算表可以看出遺跡評價中自然屬性、資源價值占主要方面；定量評價結果顯示，區內地質景觀以省級資源為主且稀有性、典型性較好，尤其構造遺跡、巖石巖溶地貌、峽谷具有較高科研價值和觀賞價值。

(2)總體來說，米倉山地質遺跡資源自然價值、生態價值和社會價值較高，再加上外部良好的區位條件優勢，開發發展空間巨大。建議在今后的地質遺跡挖掘過程中同時注重生態環境的保護，建設成為可供科普教育、科考科研和自然生態觀光的多效應自然保護區。

(3)地質遺跡的評價是進行地質研究和開發保護的前提，層次分析法是目前運用較廣的定量評價方法，本身具有將復雜問題結構化、簡單化的特點，但構建體系時也會受主觀評判影響，導致最終的評價結果產生一定不確定性甚至與實際情況不符，因此如何構建合適的評價層次，進一步優化評價方法尚待探討。