基于层次分析法的海南东方猕猴洞省级 地质公园地质遗迹资源综合评价❋

包惠明， 余 雷 ❋❋， 刘文斌， 廖如松

(1.桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004； 2.中国地质科学院岩溶地质研究所，广西 桂林 541004)

基于层次分析法的海南东方猕猴洞省级 地质公园地质遗迹资源综合评价❋

包惠明1， 余 雷1 ❋❋， 刘文斌1， 廖如松2

(1.桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004； 2.中国地质科学院岩溶地质研究所，广西 桂林 541004)

为了合理评价公园地质遗迹资源，本文在前期地质遗迹资源调查工作的基础上，研究了该地质公园主要的地质遗迹资源类型及特征，并对其进行了定性分析和定量评价。详细分析了该地质遗迹资源的典型性、稀有性、科学价值和美学观赏价值。在专家打分基础上，使用层次分析法，对主要地质遗迹资源进行了综合性定量评价，结果表明：省级地质遗迹资源有8处，地方级地质遗迹资源的有23处。该公园达到省级地质公园建设要求。通过对地质公园内地质遗迹资源的综合评价，为公园地质遗迹资源的保护和合理开发提供了科学依据。

地质公园等级;地质遗迹资源;层次分析法;综合评价;海南东方

地质遗迹资源是在漫长地质历史演化过程中，由于内外动力地质作用形成、发展并保存下来的宝贵自然遗产。它是人类认识理解地质现象、追索地球演化过程的重要证据，是不可再生的自然资源，是人类共同的珍贵财富，保护和管理地质遗迹是全世界关注的问题。为了能更好地保护和利用地质遗迹资源，建立地质公园(Geological Park，Geopark)是目前公认保护利用地质遗迹最好的方式。2002年联合国教科文组织正式发布了世界地质公园网络工作指南，2003年联合国教科文组织和中国国土资源部联合组建了世界地质公园网络办公室，我国地质公园建设正式开始[1-3]。

近年来，国内外大力推进地质公园建设，关于地质遗迹资源的评价基础理论和方法的研究也有了很大发展。目前，国内关于地质遗迹资源的评价方法主要包括定性和定量两种评价方法。定性评价完全根据评价者的经验、知识，依据国土资源部制定的国家地质公园评审标准、评审方法,从地质遗迹资源自然属性特征和景观价值两个方面进行分析评价，此评价方法具有一定的主观因素。定量评价则是通过构建评价指标体系，运用数学方法建立地质遗迹资源评价模型从而进行科学的多因子综合评价，如层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)、模糊数学法、专家征询法、灰色多层次评价法、综合价值评价模型等。其中，层次分析法(AHP)优势明显，能够全面有效的综合评价指标体系定量化地质遗迹评价问题，也是当今主流方法[4]。张国庆等[5]系统研究了国内地质遗迹资源评价方法，总结出地质遗迹资源评价主要包括对地质遗迹资源要素、价值及开发利用条件的评价，采用定性与定量评价相结合的评价方法,构建地质遗迹定量评价指标体系，利用层次分析法对各个指标的权重进行了分配，最后利用模糊数学模型确定地质遗迹资源级别。综合比较，定量评价方法客观性强，科学直观，评价结果更具说服力。

国外学者对地质遗迹资源研究主要集中于地质遗迹分类及其保护措施理论研究中，对地质遗迹资源评价研究较少，更注重地质遗迹的科学意义及分类保护，不太看重景观资源的美学价值和观赏价值，但对环境质量要求高。

本文介绍海南东方猕猴洞省级地质公园的区域地质概况和公园内主要地质遗迹资源及其特征，对公园内地质遗迹资源进行了定性评价。在此基础上，结合专家打分和层次分析法，着重对主要地质遗迹资源进行了定量评价，并划分地质遗迹资源景观等级，为地质公园的定位和景观保护区的建立提供更多科学参考依据。

1 区域地质背景

海南东方猕省级地质公园是中国最南端以喀斯特岩溶地质地貌遗迹为核心，集科考、科普、旅游观光和度假休闲于一体的综合性地貌景观类地质公园。公园位于海南省东方市，地理坐标为108°53′08.34″E～109°04′59.84″E，18°52′07.43″N～19°00′16.13″N，涉及天安乡、江边乡、东河镇和猕猴岭林场境内[6]。按地质遗迹集中分布情况、地形地势和行政区划[7]，共划分为四个园区，分别是雅隆园区、白查园区、江边园区、猕猴洞园区(见图1)，总面积84.87 km2。

东方猕猴洞省级地质公园位于华南褶皱系海南隆起西部、昌江—琼海大断裂和吊罗—尖峰大断裂之间，以北东向、东西向为主骨架构造，同时又有北西、南北向构造，区域内褶皱和断层均较为发育。

图 1 地质公园地质遗迹资源分布Fig.1 Distribution of geoheritage resources in the geopark

地质公园内出露的地层有：中元古界抱板群，下古生界奥陶系、志留系，上古生界石炭系、二叠系，中生界仅有白垩系鹿母湾组，新生界第四系。地层以浅变质或未变质的沉积岩为主，兼有少量侵入岩和高级变质岩。此外，公园所在区域还有多个侵入岩体，主要岩性为花岗岩类，与沉积地层接触，广泛发生变质变形作用[8]。

海南东方市区域构造演化主要经历了地槽发展阶段、准地台发展阶段和强烈构造活动阶段。第一阶段为奥陶纪、志留纪时期，主要为地槽环境，次深海陆坡沉积。志留纪晚期，加里东运动造成地壳大幅度抬升，地层发生了近东西向的线性褶皱和绿片岩相的区域变质作用，奠定了准地台的变质褶皱基础。第二阶段为泥盆纪到早三叠世，华力西运动和印支运动造成大规模的陆升，海南岛岩浆活动强烈，花岗岩岩浆广泛而强烈的上侵，同时由于区域应力的加强和温度的升高，使地层不同程度地遭受变质变形。第三阶段为晚三叠世晚期到新生代，包括燕山期和喜山期。燕山期发生的燕山构造运动奠定了海南东方地区地质构造的基础骨架，该期以断裂构造和岩浆活动非常活跃为特点，广泛分布酸性深成侵入岩体和中性喷出岩体，仅见少量的基性岩脉。喜山期表现为差异性升降运动、形成新生代断陷盆地[9]。

2 主要地质遗迹资源和特征

2.1 地质遗迹资源的类型与分布

地质公园内地质遗迹资源丰富，地貌景观类型多样，本文根据《国家地质公园规划编制技术要求》(国土资源部，2016)中的地质遗迹类型划分标准，结合野外地质遗迹调查实际情况[10]，将公园内的地质遗迹为地貌景观、地质构造、古生物、地质剖面、水体景观等五大类[11]。主要地质遗迹资源分类见表1。

表1 公园主要地质遗迹资源分类表Table 1 Classification of geological heritages resources in the geopark

2.2 主要地质遗迹资源及特征

2.2.1 地质地貌遗迹—岩溶洞穴 公园内岩溶洞穴景观主要有五大类：①钟乳石景观(见图2、3)；②洞体形态景观；③洞穴崩塌景观；④洞内水池景观；⑤基岩残余景观。其中，洞穴内钟乳石景观类型丰富，分布于洞穴各处，大小规模不一，形态各异，最为典型，有石笋、石柱、石瀑布、石梯田等。

图2 塔状石笋Fig.2 Tower shaped stalagmite

2.2.2 地质构造遗迹 地质公园区域内地壳运动遗迹、褶皱和断层均较为发育。

图3 瘤状石柱Fig.3 Tumor shaped stone

(1) 地壳运动遗迹

主要有区域不整合界面，以石炭系—二叠系与下古生界的角度不整合为典型。在青天峡谷一带，可见石炭系青天峡组底砾岩不整合于志留系陀烈组之上(见图4)。该不整合界面特征明显，是该区划分构造演化的直接依据之一。

(2) 褶皱构造遗迹

公园内的小型褶皱构造十分发育， 其形态丰富类型多样，组成褶皱的每个褶曲曲率变化很大，形态也非常复杂，如不协调褶皱，片皱等(见图5)，都具有广泛的局部构造指示意义。

图4 青天峡组地层与陀烈组地层的不整合接触Fig.4 An unconformable contact between Qingtian gorge formation and Tuolie formation

图5 小型褶皱图Fig.5 The photos of small fold

(3) 断层构造遗迹

地质公园内各期断裂构造十分发育，除断层本身以外，由其产生的糜棱化岩和矿物定向排列现象也十分明显。在江边水大岭一带，沿断层有一系列的平行次级断裂，并且破碎带内具构造片岩，片岩内的角砾呈次圆状，定向排列，片理包绕角砾分布，镜下可见较多拖尾构造的石英集合体。在断层通过花岗岩侵入体的部位，花岗岩糜棱岩化，在断层通过陀烈组黑色板岩、千枚岩的部位，岩石炭化、黄铁矿化强烈，形成线状磁异常(见图6)。

(4) 面理线理遗迹

面理以折劈理最为发育，尤其在陀烈组中段千枚岩中最为常见，局部可见折劈理和压溶劈理共存的现象，其他层位中凡层状硅酸盐矿物占优势的各类岩石中折劈理也较为发育。此外，破劈理、板劈理、膝折带、节理密集带等其他形式的面理也常见。

图6 断裂活动在岩石薄片中的显示Fig.6 Faults in the rock thin sections show

线理主要为交面线理、石英杆、石香肠等，特别是陀烈组的含碳酸盐岩夹层的千枚岩中剪裂型或张裂型石香肠，它们与张裂或剪裂缝伴生，是钙质形成的平行排列的香肠状岩石条块，泥质岩挤入缝隙空间形成环绕石香肠的片理。

2.2.3 地质剖面遗迹

(1) 变质地层剖面

地质公园内青天峡谷、南龙村等区域晚古生带地层出露齐全、完整。在海南省现采用的岩石地层单位中，青天峡组、南龙组等均采用公园范围内的地名命名，具有典型性和代表性。尤其是江边青天峡谷出露的青天峡剖面和南龙村正层型剖面，是公园内两处重要的地质遗迹点，其二叠系地层在海南省具有广泛的代表性。

(2) 岩浆岩(体)剖面

地质公园区域内岩浆岩出露广泛，均为印支期—燕山期的酸性侵入岩，岩性主要为黑云母二长花岗岩，在与二叠系沉积岩的接触带上，受岩浆热变质作用强烈，受高温、高压和热液作用，矿物发生重结晶，具有普遍的大理岩化现象，形成大理岩、含燧石结核(或燧石条带)大理岩及大理岩化灰岩等。

3 地质遗迹资源评价

3.1 定性分析

(1) 典型性与稀有性

地质公园分布于低山、丘陵地区，园区内有岩溶洞穴、河流、湖泊等地貌景观和水体景观，还有地层剖面、构造地质遗迹等地质遗迹，类型丰富、典型多样。岩溶洞穴景观是我国纬度最低、陆地最南端的岩溶地貌景观。其中，猕猴洞内钟乳石景观类型丰富，除常规形成机制的钟乳石外，一些石笋、石柱发育有特殊、贯穿柱体的横向孔穴，形成洞穿柱体的横向蚀孔群与野外土层里的虫孔相类似。推测是由于蝙蝠粪便大量堆积，掩盖了石笋、石柱下部，粪便中的虫子对石笋、石柱的柱体横向钻蚀而形成。这是一种典型的生物岩溶作用与现象，在全世界未见报导。另外，部分钟乳石景观还受到流水和洪水的冲蚀和溶蚀作用，这种可溶岩溶蚀与冲蚀综合成景作用极富典型的代表。

(2) 科学价值

公园内地质遗迹景观具有较高的科研、科普价值。公园景观不仅全面地展示了区域岩溶的发育过程，也充分演绎了区域地质(岩石、地层、古生物、岩浆活动、地质构造、变质作用等)的发育演化，揭示了昌化江及其支流河谷的形成演化规律，对探讨热带岩溶的发育程度以及我国西南地区现状岩溶的原因有十分重要的科学研究价值，是开展相关地学科研、地学知识普及的重要基地，同时又有广阔的旅游开发前景。

(3) 美学观赏价值

公园以地质遗迹景观为主，自然景观和人文景观浑然一体，具有较高的美学欣赏价值。公园范围内黎族、苗族的民俗、建筑等人文景观都深刻地烙上了文化的印记，传统工艺、民间艺术都蕴涵了浓厚的民族风情，它们近乎完美地融入自然，形成了园区人地关系和谐的生态景象，体现了人对自然的尊重和人与自然和谐发展的理念。公园周边环境的原始自然状态保存极好，配套景观十分丰富，综合景观极为协调。

3.2 定量评价

3.2.1 评价指标体系 本文依据《国家地质公园规划编制技术要求》(国土资源部，2016)中关于地质遗迹景观评价的原则和指标，并结合旅游部门颁布的有关地学旅游资源、地质景观质量等级的评价标准，结合层次分析法(AHP)和专家打分法对地质遗迹景观进行综合评价，去除地质遗迹中的不相关、弱相关属性，通过对地质遗迹野外调查数据的检测和分析，选取能体现地质遗迹特征的较高层次的评价指标和评价因子，进行定量评价。而层次分析法(AHP)是通过系统的多个因素的分析，划分出各因素间相互联系的有序层次，再请专家对每一层次的各因素进行比较客观的判断后，给出相对重要性的定量指标，建立数学模型，计算每一层次全部因素的相对重要性的权重[12-13]。借鉴已有的研究和计算方法，选取地质遗迹的条件指标和价值指标两个方面作为评价综合层，然后分别确定评价综合层和评价因素的权重[5,13-14]，具体评价因素指标及权重见表2。

3.2.2 评价模型及结果 对地质公园的地质遗迹资源的条件指标和价值指标方面进行综合性定量评价。确定其评价模型[10-11]为：

式中：X—地质遗迹资源单体或类型综合评价结果值；Ci—评价指标权重；ai—第i个评价因子的权重；wi—第i个评价因子的评价值；n为评价因子的数目。

在确定指标体系中各因子权重后，专家对地质遗迹资源单体或类型的各评价因子进行打分,满分为100分,然后根据评价模型计算出地质遗迹资源所有评价因子综合得分值，依据地质遗迹资源评价因子总分, 将其分为4个等级[10](见表3)。

表2 地质遗迹资源定量评价指标和权重Table 2 The evaluation indexes and weighs of geological heritages resources

表3 地质遗迹资源评价等级

对地质公园内31处典型地质遗迹景点(群)进行综合性定量评价，评价结果如表4所示。同时，由地质遗迹点(群)的等级，可得地质公园各园区地质遗迹的综合评价结果(见表5)。

表5 地质公园各园区综合定量评价结果

由此可得：整个园区典型地质遗迹点由Ⅲ级和Ⅳ级地质遗迹点组成；园内有Ⅲ级地质遗迹点8处，约占总数的25.8%，；Ⅳ级地质遗迹点23处，占总数74.2%；地质公园各园区的地质遗迹景观综合评级达到省级地质公园要求。

4 结语

本文通过对地质公园主要地质遗迹资源类型及特征的探讨分析，选用定性评价和基于层次分析法对典型地质遗迹资源进行综合定量评价，得出主要结论如下：

(1) 公园内地质遗迹资源类型丰富多样， 形态典型、景观奇特、保存完整。以 “猕猴洞”为代表的岩溶景观是中国陆地最南端岩溶地貌的典型代表，其中部分钟乳石的溶蚀与冲蚀综合成景作用极富典型性；生物岩溶现象非常罕见，极为珍稀。

(2) 地质遗迹资源可分为：地质地貌、地质构造、古生物、地质剖面和水体景观等5个大类、9个亚类，具有非常高的科学价值、美学观赏价值和科普价值。

(3) 结合两种评价方法，综合评价地质遗迹资源并划分等级，能正确认识公园地质遗迹资源现状，为系统规划公园、保护和开发资源等提供重要的依据。同时，建立地质公园，保护地质遗迹资源，普及地质科学知识，促进东方市经济和地学旅游事业发展，也是建设本地质公园的意义所在。

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Abstract: In order to reasonably evaluate the geological heritage resources in the park, the authors have researched into main types and characteristics of geological heritage resources of the geopark based on the preliminary investigation of geological heritage resources, and carried out the qualitative analysis and quantitative evaluation. In this paper, the authors have done a detailed analysis of geological heritage resources, including typicality, rarity, scientific value and aesthetics ornamental value. A comprehensive quantitative evaluation of geological heritage resources based on AHP and expert scoring method showed that the geopark includes 8 provincial level geological heritage resource sites and 23 local level geological heritage resource sites. The park has meet the requirements of the construction of provincial geopark. The comprehensive evaluation of geological heritage resources within the geopark has provided a scientific basis for the protection and rational development of geological heritage resources.

Key words: grade of geopark； geological heritage resources； AHP； comprehensive evaluation； Dongfang； Hainan province

责任编辑 徐 环

A Comprehensive Evaluation of Geological Heritage Resources in Dongfang Mihou Cave Provincial Geopark of Hainan Province Based on AHP

BAO Hui-Ming1, YU Lei1, LIU Wen-Bin1, LIAO Ru-Song2

(1. College of Civil Engineering and Architecture, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China； 2. Institute of Karst Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Guilin 541004, China)

P901；P931

A

1672-5174(2017)10-169-08

10.16441/j.cnki.hdxb.20160467

包惠明， 余雷， 刘文斌， 等. 基于层次分析法的海南东方猕猴洞省级地质公园地质遗迹资源综合评价[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2017, 47(10): 169-176.

Bao Hui-Ming， Yu Lei， Liu Wen-Bin， et al. A comprehensive evaluation of geological heritage Resources in Dongfang Mihou Cave Provincial Geopark of Hainan Province Based on AHP[J]. Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(10): 169-176.

国家自然科学基金项目(51368015)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China for the Project (51368015)

2017-05-03；

2017-07-12

包惠明(1963-)，男，教授，硕导，主要从事地质工程、道路工程教学与科研工作。E-mail：bhming@163.com

❋❋ 通讯作者：E-mail：yulei0556@163.com