国家地质公园规划中地质遗迹保护规划相关问题探讨——以内蒙古巴彦淖尔国家地质公园为例

王彦洁, 武法东*, 梅 枭, 王铠铭, 刘 迎, 袁 昕, 宋玉平

1)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083; 2)黑龙江省水文地质工程地质勘察院, 黑龙江哈尔滨 150030

国家地质公园规划中地质遗迹保护规划相关问题探讨
——以内蒙古巴彦淖尔国家地质公园为例

王彦洁1), 武法东1)*, 梅 枭1), 王铠铭2), 刘 迎1), 袁 昕1), 宋玉平1)

1)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083; 2)黑龙江省水文地质工程地质勘察院, 黑龙江哈尔滨 150030

国家地质公园的过快发展出现了公园边界划分随意、范围过大、地质遗迹保护区级别不明确等问题, 表明了地质公园规划建设过程中缺乏相应的理论支持。本文探讨了国家地质公园规划中地质遗迹保护规划的相关问题, 包括地质遗迹保护区边界的确定和地质遗迹保护区级别的界定。本文分别引入地质遗迹集中度和地质遗迹敏感度的概念, 量化地质遗迹保护规划的依据, 在不改变原地质公园的主题与内容的基础上, 依据地质遗迹集中度明确地质遗迹分布范围, 并依托地质遗迹敏感度评价结果划分巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹保护区级别, 最终提出相应的保护措施。

国家地质公园规划; 地质遗迹集中度; 地质遗迹敏感度; 巴彦淖尔

地质公园是地质遗产与风景景观的完美结合,因此它在推动地质现象在公众的认知度方面起了十分重要的作用。它不仅推动了全球地质遗迹保护的进程, 而且加大了环境保护和地方经济发展双手齐抓的力度(吴胜明, 2003; 赵逊等, 2009)。然而, 在地质公园的开发建设过程中, 地质遗迹开发利用和地质遗迹保护之间的矛盾也日益显现。截至2011年底,中国的国家地质公园数量达到了 219家。因此, 对地质公园进行规划开发显得极为重要。

国家地质公园规划中地质遗迹保护区分级的划分主要依据园区内地质遗迹的级别, 缺乏与地质遗迹所处环境条件的结合分析。而地质遗迹级别的划定大部分是根据经验, 全国排名前十可列为国家级, 其余根据分布范围及区域对比依次划分省级和地方级, 这样地质遗迹保护区的划定存在一定的主观性。本文将地质遗迹集中度和地质遗迹敏感度的概念应用到国家地质公园规划中, 期望为地质遗迹保护区边界的划分和保护区级别的界定提供理论支撑。

1 地质遗保护区边界划定

目前, 国内尚未出台要求统一规定国家地质公园的地质遗迹种类和数量, 规划评审时, 专家在评审地质遗迹种类和数量时多凭借个人经验来判断。因此, 多少种类和数量的地质遗迹分布在多大的范围可以达到建立地质公园的要求这一问题未引起重视, 以至出现了公园面积过大、边界不清、保护区边界划分随意等问题(赵飞, 2010)。为解决国家地质公园保护区划分过程中范围过大的问题, 廖继武等(2009)研究了地质遗迹集中度在地质公园规划中的应用, 应用后, 地质公园范围更为合理, 仍旧保持原主题, 内容依旧完整。

1.1 地质遗迹集中度的计算

地质遗迹集中度的计算公式采用:

式中, GD为地质遗迹集中度, Ki表示某类地质遗迹的权重系数, Gi表示某类地质遗迹的分布面积(面状地质遗迹)或数量(点状地质遗迹)或长度(线状地质遗迹), S表示区域面积。其中, Ki取值0~1之间,并且∑Ki=1, 在确定地质遗迹的权重时, 要综合考虑地质遗迹的典型性、稀缺性、优美性等, 实际工作中要综合考虑专家意见, 一般认为地质遗迹集中度在30%~60%较为合理(廖继武等, 2009)。

1.2 地质遗迹集中度的应用

根据内蒙古巴彦淖尔国家地质公园的地质遗迹类型和分布特征, 实地考察发现公园内地质遗迹主要集中在乌拉特后旗巴音满都呼恐龙化石园区和磴口县境内乌兰布和沙漠及河套平原处。综合考虑地质遗迹的稀有性、典型性、完整性、观赏愉悦度、科学研究价值及科普教育价值等, 本文运用层次分析法(AHP)分别计算点状地质遗迹、线状地质遗迹和面状地质遗迹所占的权重, 并据此计算公园内地质遗迹集中度, 结果见表1。

由表1可以看出, 巴彦淖尔国家地质公园的地质遗迹集中度为30.53%, 适合建立地质公园, 据此划分公园地质遗迹保护区的边界。最终划出公园内地质遗迹保护区面积172.31 km2, 占公园总面积的54.8%。

表1 内蒙古巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹敏感度权重明细表Table 1 List of sensitivity of geoheritages in Bayan Nur national geopark

2 地质遗迹保护区级别的界定

地质遗迹保护区范围确定后, 规划还需分级对地质遗迹进行保护, 本文引用“地质遗迹敏感度”的概念, 以巴彦淖尔国家地质公园规划为依托, 在定量评价地质遗迹级别的基础上, 对公园内地质遗迹的敏感度进行评价, 最终划分地质公园的保护区级别, 为地质公园规划中地质遗迹保护规划提供量化的依据。

2.1 地质遗迹定量评价

2.1.1 评价指标及模型

参照许涛等(2011)文献, 本文采用层次分析法(AHP)和专家打分相结合的方法对地质遗迹进行定量评价。根据内蒙古巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹的特点, 结合环境因素, 将价值、地质遗迹规模与组合和条件三个方面作为评价综合层, 其下设科学价值、美学价值、典型性、稀有性、自然完整性、遗迹地域组合、交通状况、安全性及可保护性等十个评价指标项目层(彭和求, 2011; 王铠铭等, 2013;龚明权等, 2009), 最终计算的权重结果见表2。

在确定指标体系中各指标权重后, 根据表 3邀请专家对公园内主要的地质遗迹进行打分, 评分标准采用百分制, 划分为四个等级, 最终将各指标得分与其所占权重相乘, 得分相加算得不同地质遗迹总分, 总分越高地质遗迹价值越大, 等级越高(武红梅等, 2011)。其计算公式为:

表3 地质遗迹定量分级评定标准(根据肖景义等, 2013)Table 3 Assessment standards of geoheritages’ quantitative evaluation(after XIAO et al., 2013)

式中, A为地质遗迹最终得分, Xi为第i个指标的得分, Fi为第i个指标的权重值; n为评价指标数目(楼锦花等, 2007)。

2.1.2 地质遗迹定量评价结果

按照表 3所述标准, 邀请专家对巴彦淖尔国家地质公园内的主要地质遗迹进行评价, 综合得分在85—100分, 地质遗迹评价为世界级; 70—84分, 为国家级; 55—69为省级; 得分小于55分, 地质遗迹评价为地方级。据此, 巴彦淖尔国家地质公园主要地质遗迹评价结果见表4。

从表4中可以看出, 巴彦淖尔国家地质公园内的19个主要地质遗迹中, 国家级地质遗迹6处, 其中包括恐龙化石遗迹4处; 自治区级地质遗迹8处,地方级地质遗迹5处。在评定公园内主要地质遗迹级别后, 分析并评价地质遗迹所处环境, 两者结合最终划分地质遗迹保护区范围。

2.2 地质遗迹敏感度的计算

2.2.1 地质遗迹敏感度的概念

根据刘妍等(2006)文献, 将“敏感度”的概念应用于地质遗迹评价中, 它主要指地质遗迹对自然及人为因素的抵抗能力。参照公园所在地的气候环境、地质地貌、水文、地质灾害、土壤等因素的现状, 建立地质遗迹敏感度评价体系。评价因子的选取遵循对地质遗迹有显著影响和分布差异性的原则, 结合地质环境特征, 确定公园内地质遗迹敏感度评价指标体系包含目标、要素和因子层(李亚兰等, 2004;汤洁等, 2005)。

表4 巴彦淖尔国家地质公园主要地质遗迹定量评价结果Table 4 Results of quantitative evaluation for main geoheritages in Bayan Nur national geopark

2.2.2 地质遗迹敏感度模型

依据公园调查成果, 参照公园所在地农业、林业、地矿、环保等部门相应评价因子的指标, 按评价因子对地质遗迹影响程度将各因子划分为 4级,打分0—7分, 并按照分值从低到高分为不敏感(Ⅳ, <1分)、较不敏感(Ⅲ, 1—3分)、较敏感(Ⅱ, 3—5分)和敏感(Ⅰ, 5—7分)4个等级(表5)(廖香俊等, 2005;唐勇等, 2008)。

利用加权平均法评价巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹敏感度, 其数学评价模型为:

式中: Bm为第m个要素的评价值; Bn为第n个单元的地质遗迹评价值; Wz为评价单元内要素的权重; Xi为第i项指标的评价值; Wi为第i项指标的权重; t为指标数量; k为要素数量(任德有等, 2009)。

影响地质遗迹的各要素及因子经打分后, 由因子加权平均法计算出各要素的评价值, 据此计算地质遗迹敏感度的量值, 从而判定地质遗迹的优劣程度, 分值越大地质遗迹敏感度越强, 抵抗能力越弱,反之抵抗力则越强(廖香俊等, 2005)。

2.3 地质遗迹敏感度的应用

2.3.1 巴彦淖尔国家地质公园自然地理概况

(1)地质地貌

巴彦淖尔国家地质公园地处阴山—天山东西向巨型构造带的中带, 地层发育完整, 由老到新依次出露太古界、元古界、古生界、中生界及新生界。区内经历了太古代、元古代、加里东期、华力西期、印支期、燕山期等多次构造运动, 岩浆活动比较频繁, 地质构造复杂(王璐琳等, 2009)。地质公园为内蒙古高原、阴山山脉和河套平原三大地貌单元的汇聚地, 地质遗迹资源十分丰富(王璐琳等, 2013)。

(2)气候

地质公园所在地属中温带大陆性季风气候, 光照充足, 蒸发量大, 风大沙多, 无霜期短; 温差大,四季分明, 年平均气温 3.7~7.6℃。降水量稀少, 年平均降水量188 mm, 极端降水量为432.6 mm。冬春两季雨雪稀少, 只占全年降水量的 10%左右。风速较大, 风期较长, 是冬春季节的主要气候特征之一。

(3)水文

公园所在地水资源丰富, 黄河自西向东横贯全区, 境内全长345 km。河套灌区建有以三盛公黄河水利枢纽工程为主体的完整的引黄灌溉系统, 引黄灌溉面积达5740 km2(哈斯塔娜, 2012)。境内湖泊资源丰富, 湖泊数量约300个, 面积约470 km2, 大多在河套灌区分布。

表5 要素、指标分级标准及权重(根据廖香俊等, 2005)Table 5 Elements, grading standards and weighs of indicators(after LIAO et al., 2005)

(4)生物

巴彦淖尔野生动植物种类较多。公园内有国家一级保护动物8种, 国家二级保护动物23种; 国家二级濒危保护植物 3种, 国家三级保护植物若干种。这些野生植物不仅具有医药、纤维、食用、酿造、饲用、用材、观赏等重要的经济价值, 而且还是维持生态平衡的重要组成部分, 对涵养水源, 保土治碱, 防风固沙, 调节气候, 改造生态环境有重要作用。

(5)土壤

区内土壤类型较多, 有灌淤土、盐土、碱土、风沙土、潮土、新积土、沼泽土、灰土、栗钙土、棕钙土、灰漠土、灰棕漠土、石质土、粗骨土等14个土类, 32个亚类, 94个土属, 348个土种。由于气候多变, 地貌复杂, 土壤形成的条件也不同(巴彦淖尔盟地方志编纂委员会, 1997)。

2.3.2 巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹敏感度评价

参照公园的自然地理概况, 本文根据表 5的标准对公园内的主要地质遗迹进行敏感度评价, 其结果见表6。

根据表 6我们可以看出, 巴彦淖尔国家地质公园内多数地质遗迹的敏感度较小, 对抗外界干扰能力相对较高, 只有刘拐沙头和恐龙化石遗迹评价结果为较敏感, 且公园内没有特别敏感的地质遗迹。结合前文地质遗迹定量评价结果, 刘拐沙头及恐龙化石遗迹为国家级, 故在地质遗迹保护区分级规划时将这些遗迹重点划入一级保护区内; 而纳林湖虽然地质遗迹定量评价结果为国家级, 但是其敏感度较小, 故将其划入二级保护区内。

最终, 结合地质遗迹定量评价和地质遗迹敏感度评价结果, 将公园内地质遗迹保护区划分为三级,并有针对性地提出相应的保护措施:

(1)一级保护区

主要为巴音满都呼恐龙化石园区大部分和磴口沙漠湖泊园区刘拐沙头遗迹周围区域。加强对构造及流水等地质作用所产生的地貌景观的保护, 比如对恐龙化石挖掘点进行一定范围的围封保护, 防止人为破坏; 避免物质污染和视觉污染; 一级保护区内可设置必要的道路和服务设施, 但应注意不破坏地质遗迹。

(2)二级保护区

重点以绿化为主, 在沙漠、戈壁周边进行绿化锁边项目, 尽可能减少沙尘暴的次数。以水文、沙土等调查数据为依据, 全面进行绿化规划; 严格控制污染源, 防止其给景区的水、大气带来污染(杨根生等, 1991)。

表6 巴彦淖尔国家地质公园主要地质遗迹敏感度评价表Table 6 List of sensitivity assessment of geoheritages in Bayan Nur national geopark

(3)三级保护区

加强绿化及环境建设, 严格控制区内的砍伐林木、破坏草地等行为; 严格预防水体和大气的污染;结合农林业的可持续发展战略, 调整种植结构; 区内农田限制化学肥料的使用, 尽量恢复沙化土地;严厉制止破坏遗迹和畜牧的行为, 同时严禁破坏景观的建筑设施建设。

3 结论

本文将地质遗迹集中度和地质遗迹敏感度的概念应用到国家地质公园规划中, 结合地质遗迹定量评价结果, 划分出巴彦淖尔国家地质公园地质遗迹保护区等级, 为地质遗迹保护规划提供了量化依据。做好国家地质公园的规划开发工作, 不仅可以确保公园持续发展, 还可以带动当地经济发展, 具有十分重要的意义。

致谢:本文参考了内蒙古巴彦淖尔国家地质公园规划项目中完成的一系列材料, 在野外考察和资料收集过程中得到了巴彦淖尔市地质公园管理局的大力支持, 他们提供了大量资料并在工作过程中给予了诸多方便。另外, 本文完成还得到了中国地质大学(北京)田明中教授、程捷教授、张绪教副教授的指导和帮助。中国地质大学(北京)博士王璐琳、硕士荀新平也一同参加了规划工作并给予指导和帮助,在此向他们表示深深的感谢。

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图版说明(注: 图片引自

《河套明珠——内蒙古巴彦淖尔地质公园》)

图版 Ⅰ Plate Ⅰ

A-花岗岩石林;

B-纳林湖;

C-乌兰布和沙漠;

D-刘拐沙头;

E-构造不整合面;

F-精美临河盗龙化石;

G-安氏原角龙化石;

H-绘龙骨骼化石

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

图版 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

本文由国家财政部、国土资源部地质遗迹保护基金项目(编号: 1041STC0081)资助。

2013-10-08; 改回日期: 2014-01-12。责任编辑: 闫立娟。

王彦洁, 女, 1987年出生。博士研究生。主要从事地质遗迹调查与评价研究。通讯地址: 100083, 北京市海淀区学院路29号。E-mail: wyj_412@126.com。

*通讯作者: 武法东, 男, 1953年生。教授, 博士生导师。主要从事第四纪地质、地质遗迹保护与地质公园建设领域的教学与研究。通讯

地址: 100083, 北京市海淀区学院路29号。E-mail: wufd@cugb.edu.cn。