四川米仓山自然保护区地质遗迹类型与评价

王成武，曹 锋，姜照勇，田佳怡

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

西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500

Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China

0 前 言

地质遗迹是在地球漫长的地质演化过程中，在多种内外力地质作用下形成的一系列地质地貌现象，是不可再生的自然资源之一。它在人类研究地球演化史、寻找矿产资源、认识自然现象方面具有重要意义。近年来在联合国教科文组织的推动和支持下[1]，国内外学者对地质遗迹的研究工作逐步展开，目前关于地质遗迹分类方案的研究已比较成熟，如今国内外关于地质遗迹的评价理论主要分为定性与定量两个方面。定性评价是由评价者根据自身经验和知识对地质遗迹资源价值进行主观性判断和描述的一种评价方法，包括卢云亭(1988)“三三六”评价体系[2]和黄辉实(1985)“六字七标准法”等方法[3]；早些吴成基、彭永祥(2005)对西安翠华山山崩地质遗迹形成过程进行了定性分析，并阐述了科学研究、科普教育和旅游方面的价值[4]。定量评价是一种运用数学方法对评价目标建立评价模型从而进行地质遗迹评价的方法，如层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)[5-6]、模糊数学法[7]、灰色多层次评价法、综合价值评价模型等[8]。其中，层次分析法(AHP)具有能够建立全面的评价指标体系的特点，是现在应用最广泛的方法；层次分析法常常与菲什拜因—罗森伯格模型并用于地质遗迹评价过程中，在对分值评定时还得采取适当的数据处理方法[9]，随着理论的成熟，评价模型也在不断完善中。储皓(2017)在充分调查沂蒙山地质公园地质遗迹的基础上，运用改进后的菲什拜因—罗森伯格模型和层次分析法结合园内地质遗迹进行了定量评价，结果表明该地地质遗迹具有典型性、稀有性和自然完整性等特征，对申报和创建沂蒙山世界地质公园也有一定的指导作用[10]。

论文在前期米仓山自然保护区地质资源分布调查的基础上，借鉴前人的研究进行适当调整，对研究区地质遗迹进行了系统分类并运用层次分析法和专家咨询法进行了定量评价，划分出了不同等级，以期为今后的开发保护工作提供科学依据。

1 保护区概况

四川省米仓山国家级自然保护区位于米仓山—大巴山山脉西段南坡，四川盆地北部，为中国南北方地区分界线—秦岭至大巴山的组成部分之一，嘉陵江支流东河的源头地带。在行政管理上保护区隶属于广元市旺苍县境内，地理位置位于北纬32°29′～32°41′之间，东经106°24′～106°39′之间，保护区总面积大小23 400公顷，其中核心区占地9 203公顷，缓冲区占地4 057.6公顷，实验区占地10 139公顷。

四川省地貌区划上，米仓山属中山山地，保护区内北面、西面高，南部低。区域范围东以旺苍县边界为界，北起欧家坪城岩北，向西至城墙岩主峰和无名峰，南至光头山。大地构造位置靠近扬子板块北缘与南秦岭两个构造带。在逆掩推覆构造作用、岩溶作用、流水沉积作用等内外地质作用下，形成了种类较多，数量丰富的地质遗迹景观。2006年2月研究区晋升为国家级保护区，是集地质景观、自然景观和人文景观于一体的综合性旅游区域。其内部森林密布，种类众多，自然生态环境奇特无比，包含小龙潭、七里峡等典型地质资源；保护区及周边具有浓厚的人文景观特色，比如历史建筑、宗教文化传统、红军文化遗迹和民俗文化风土人情等，历史文化积淀深厚，是休闲、度假、观光、科学考察、领略异地独特民俗风情的绝佳胜地(图1)。

图1 米仓山交通区位图Fig.1 Traffic location map ofMicang Mountain

2 地质遗迹类型

地质遗迹的分类是一个十分复杂的问题，目前国内外还无统一的见解，各分类方法还在探索完善中，各个分类方案大同小异[11]，在综合这些分类的基础上，论文结合米仓山自然保护区地质遗迹资源的成因、功能和价值可以初步划分为地质构造、地貌景观、水体景观等三大类，又进一步划分为构造形迹、岩溶地貌、岩石地貌、流水地貌、峡谷与泉、瀑、湖泊六个基本类型(表1)。

表1 米仓山国家级自然保护区地质遗迹分类表

3 地质遗迹评价

3.1 定性评价

3.1.1 科学价值

米仓山国家级自然保护区内地质遗迹种类众多，保留得较为完整且各自特征明显，具有非常高的科学研究价值和科普价值。

保护区位于中国地形地貌阶梯分级第二、第三阶梯过渡地带，区内秦岭—大巴山山脉分隔了南北区域，又处于东西地区植物带过渡区，由于这种特殊的地理位置，界线两端特殊的地形地貌特征、植被类型、气候特征具有明显差异性表现，对我国地理研究具有重要的参考价值。

米仓山山体主要岩石成分为变质砂岩、花岗岩、石灰岩和白云岩，区内因降水较多，河流丰富，水动力作用较强而强烈发育的岩溶地貌与广西、贵州一带有显著区别，峰丛以圆锥状、鼓状、条带状为主，是山脉型岩溶的典型代表。旺苍米仓山处在我国南方与北方岩溶地貌的过渡地带，岩溶地貌的发育过程与地貌形态都与南、北方不相同，陡岩、峡谷和地下溶洞非常发育，区内石灰岩柱状峰丛东、西鼓城山在国内外非常少见，是研究我国南北过渡地带地质演化史和古气候变化的天然基地。

区域构造位置属扬子准地台，四川台拗北缘，米仓山隆褶区之剑阁通江拗过渡带[12]。近年来，国内外在造山带前逆掩推覆带相继发现了一些中型油气田，国内学者普遍认为米仓山前缘即四川盆地北部广元至南江一带，呈近东西方向分布，长约150千米，宽约15～20千米左右的米仓山前缘变形带是前陆盆地，具有重要的油气勘探价值。区域北部属于秦岭造山带，包括扬子板块北缘和南秦岭两个构造带。晚三叠世时的印支运动中，秦岭地块向南运动，与川中—汉南的古老硬化基底碰撞，产生拆离滑脱推覆构造，形成长距离逆掩推覆构造，是研究我国大地构造活动的重要依据。

3.1.2 审美价值

米仓山国家级自然保护区内地质遗迹资源种类丰富，保留较完整，包括峡谷、山景、水景、洞景、地貌景观等种类，且生物多样，气象景观千变万化，令人叹为观止，总体美学观赏价值高。构造遗迹形态各异，千奇百怪，有的大气磅礴，有的小巧玲珑，给人以遐想连篇、流连忘返之感，观赏性极强。小龙潭峡谷、七里峡峡谷两壁悬崖峭壁，山高峰险，虎距龙蟠，曲径通幽，林草丰茂，瀑布一落千丈，波澜壮阔。喀斯特岩溶地貌广布，溶洞数量众多，洞内空间广阔，四通八达，钟乳石、石笋、石林、峰丛形态奇特，惟妙惟肖。保护区集生态、遗迹、人文于一体，审美观光价值高。

3.1.3 开发价值

米仓山自然保护区区位条件非常优越，位于成都、重庆、西安联结的金三角中心位置，交通网络较为完善，距广元市约68 km，巴中市约88 km，汉中市约71 km，交通可达性好，周围人口稠密，客源量充足。保护区内地质遗迹资源种类众多，生物、生态多样性高，稀有性典型性较好，欣赏科普价值高，且地方文化特色显著，区域风情浓厚，开发潜力巨大。

保护区在多年省政府和国家的支持下，区内基础设施条件是日益完善，保护服务项目种类愈发完善，现已成为集科学研究、科普教育、自然保护与生态旅游等为一体的示范建设基地。

3.2 定量评价

定量评价是在定性评价的基础上的一种量化表达方法，定量评价比定性评价具有更大的客观性，保护区地质遗迹价值的定量评价涉及到多种属性，不同的评价指标体系的选择对评价结果存在较大影响，因此评价过程中需要考虑研究区的实际情况，合理的选择评价因素。目前地质遗迹的评价方法有很多，主要包括模糊数学方法、单纯矩阵评价方法、层次分析法(AHP)等，其中层次分析法是地质遗迹评价应用较多的方法之一[13-14]。结合过去国内外学者对地质遗迹资源评价的研究[15-16]，在米仓山地质资源分布调查报告基础上，论文采用层次分析法(AHP)对米仓山地质遗迹资源进行定量评价，其中指标的选取参考《中华人民共和国地质矿产行业标准重要地质遗迹调查技术要求(2010年10月试行稿)》和研究区地质遗迹调查成果，具体的评价过程如下：

3.2.1 指标的选取

地质遗迹评价涉及众多的因素与因子，其评价结果的准确性取决于各因子的选取和相对重要性比较，选取指标时应当遵从普遍性、代表性、层次性和系统性等原则，剔除不相关和弱相关属性，选取能体现地质遗迹明显特征的评价指标，才能科学全面地反映地质遗迹的价值[17]。评价时将所有评价因素划分为3个层次：总目标层、综合评价层、评价因子层。论文结合传统地质遗迹评价的价值属性和自然保护区实际情况将综合评价层分为自然属性、资源价值、保护管理基础三个方面，再结合研究区实际情况将评价层分成了11个评价因子。具体结构如图2：

图2 地质遗迹评价指标体系Fig.2 Evaluation index system of geological relics

3.2.2 权重的确定

评价过程中涉及到多方面因素且不同指标间重要程度不尽相同，因此由参加过该区地质遗迹调查的专家评判才能充分挖掘该地遗迹的科学价值与内涵[18]。为了得出各指标在整个评价体系中的比重，首先得通过各因子两两比较构建判别矩阵，然后再进行一致性检验，之后再用数学方法计算各指标权重，权重计算的方法有很多，如几何平均法、算术平均法、特征向量法、最小二乘法等，文章用算术平均法计算权重，其计算步骤为：首先根据指标体系构建各指标层判断矩阵，然后进行一致性检验并得出权重表并对不通过检验者进行适当调整，米仓山各个评价项目层判断矩阵的构建及权重的计算如表2至表6所示。

表2 各评价项目层相对重要性判别矩阵

注：λmax=3.054，CI=0.027，CR=0.047<0.1

表3 “自然属性”下判别矩阵

注：λmax=4.071，CI=0.024，CR=0.0263<0.1

表4 “资源价值”下判别矩阵

注：λmax=4.082，CI=0.027，CR=0.03<0.1

表5 “保护管理基础”下判别矩阵

注：λmax=3.002，CI=0.001，CR=0.0017<0.1

表6 米仓山地质遗迹定量评价指标及权重

在确定指标体系中各因子权重后，采用专家打分法对评价指标层各因子分别赋分，打分参考表7进行初步模糊评定，再利用菲什拜因-罗森伯格模型计算出各类地质遗迹资源综合评价值，模型计算公式为：

(6)

其中，X为某类地质遗迹资源综合评价值；Si为第i个评价因子的评价分值；Wi为第i个评价因子的权重；n为评价因子数目。

表7 评价因子指标级别值

3.2.3 评价结果

对各类遗迹计算出得分后，参考《地质遗迹资源调查技术规范(2015)》拟定的划分标准对区内地质遗迹资源进行等级划分，其中分级标准如表8所示，评价结果见表9：

表8 地质遗迹资源评价等级

表9 米仓山保护区地质遗迹评价结果

评价结果显示，米仓山保护区内国家级地质遗迹有1类，省级3类，地方级2类。米仓山自然保护区地质遗迹的自然属性的得分较高，典型的遗迹类型有褶皱构造、流水地貌和岩溶地貌等，其典型性、稀有性特征明显，遗迹资源科研科普价值、美学价值高，另外区内植被覆盖率高，生物种类多样，生态效益潜力巨大。保护区内的地质活动产物不仅对我国的地质研究有着重要的参考价值，在科普教育、生态旅游方面也有着重大的社会和经济效益。保护区包含鼓城山、七里峡、小龙潭、光雾山和光头山等景区，其中光雾山和光头山花岗岩球状风化作用明显，山中冬春积雪，寒冻风化参与其中，可以看到一些寒冻风化的地质遗存，因此米仓山的古地貌和古气候环境为研究第四纪古冰川作用提供了良好条件；而鼓城山因其形态奇特壮观成为米仓山特色景观代表之一。总体来说，保护区的地质遗迹景观资源类型众多且较为典型，科学、生态、审美、社会价值高，加之区域条件优势明显，故具备良好的发展潜力。结合保护区实际情况，建议在今后的建设利用过程中，注重开发与保护并行，充分利用好区内有利地质遗迹资源，建设成为集地质科普、科考、生态观光、保护为一体的自然保护区。

4 结论与建议

(1)米仓山国家级自然保护区地质遗迹景观种类众多，包括褶皱构造、形态各异的岩溶地貌、险峻幽深的峡谷、齐全的流水地貌等，这些都是米仓山地质活动与演化的证据。文章从定性、定量两个角度对遗迹资源进行评价并划分等级。定性评价方面，区内地质遗迹科学科普价值、美学价值较高，据有良好的观光体验，再加上周围便利的交通条件，开发条件优厚。定量评价方面，运用AHP构建了3个评价项目层11个指标体系进行评价并通过菲什拜因—罗森伯格模型模糊评分。通过权重计算表可以看出遗迹评价中自然属性、资源价值占主要方面；定量评价结果显示，区内地质景观以省级资源为主且稀有性、典型性较好，尤其构造遗迹、岩石岩溶地貌、峡谷具有较高科研价值和观赏价值。

(2)总体来说，米仓山地质遗迹资源自然价值、生态价值和社会价值较高，再加上外部良好的区位条件优势，开发发展空间巨大。建议在今后的地质遗迹挖掘过程中同时注重生态环境的保护，建设成为可供科普教育、科考科研和自然生态观光的多效应自然保护区。

(3)地质遗迹的评价是进行地质研究和开发保护的前提，层次分析法是目前运用较广的定量评价方法，本身具有将复杂问题结构化、简单化的特点，但构建体系时也会受主观评判影响，导致最终的评价结果产生一定不确定性甚至与实际情况不符，因此如何构建合适的评价层次，进一步优化评价方法尚待探讨。