工程建设对地质公园的影响评价方法研究

贾雪梅，周自强，王得楷，张国信，白晓华，王运兴

(甘肃省科学院 地质自然灾害防治研究所，兰州 730000)

中国地质遗迹资源丰富、分布广泛、种类齐全。截至目前，中国的世界地质公园多达39个，正式命名的国家地质公园219个，批准建立省级地质公园近400个。地质公园的建立使得珍贵的、不可再生的地质遗迹资源得到了有效保护。相关研究成果主要集中于地质公园概念、内涵的厘定和公园类型的划分，地质遗迹的分类、调查、评价与成因，地质公园旅游开发、规划以及地质公园科普、解说系统等多个方面[1-7]。相对而言，中国地质公园规范化保护工作起步较晚，地质遗迹的保护目前还存在诸多问题，如开发工程偏多、科普资料偏少、地质公园的科普旅游资源开发相对滞后等。为了遵循“在保护中开发，在开发中保护”的原则，避免或减轻工程建设对地质公园可能造成的破坏与影响，使地质遗迹和地质景观保护工程、基础设施改扩建和旅游设施等工程建设能够促进地质公园的可持续发展，充分发挥地质遗迹的科学价值和实际利用价值，有必要对地质公园中各类工程建设活动对其影响程度做出客观、真实和科学的评价，以便指导地质公园科学有序运行。关于地质公园、地质遗迹评价体系至今并尚未形成一套完整的定量评价指体系[6]，工程建设对地质公园影响评价很少有人研究。

为此，以甘肃崆峒山国家地质公园为例，采用专家打分、层次分析法和定性分析方法进行工程建设对崆峒山国家地质公园的影响评价，以供有关方面参考。

1 评价单元划分

甘肃崆峒山国家地质公园是一座以丹霞地貌为特色的国家级地质公园，西距平凉市15 km，规划面积83.6 km2。区内丹霞地貌集中连片分布，有形态各异，独具特色的丹崖赤壁，方山、石峰，峡谷、幽巷，丹霞洞穴等丹霞地貌景观；还有规模宏大，凝重典雅有八台九宫十二院四十二座建筑群七十二处石府洞天等历代建筑，气势宏伟、底蕴深厚。儒家、道教及佛教共尊共荣，具有极高的科学研究价值、文化价值和观赏价值。

工程建设对地质公园的影响评价中评价单元的划分是评价工作的第一步，崆峒山保护项目(图1)主要内容包括自然、文化遗产保护、景区扩容开发、核心景区提升以及社区发展5个方面[8]。其中自然遗产保护有古塔和古建筑修缮；文化遗产保护主要有古树名木保护及灾害治理工程；景区扩容开发主要有八仙阁至居士林，峰沟、香山至候旨、雷声峰至中台栈道以及弹筝峡科考道路、香山停车场建设等；核心景区提升工程主要有维修加固天台山通天桥，给水、供电，污水处理以及基础设施提升工程；社区发展工程主要有社区道路硬化、给水工程、社区亮化工程以及社区基础设施提升。建设内容量大点多，涉及的景区为五台景区、皇城景区、望驾山景区、弹筝峡景区、香山景区及胭脂川景区，均位于崆峒山国家地质公园地质遗迹保护区内。根据工程建设性质与布局特点，将每一单项工程建设作为一个评价单元，其中线状工程以拟建工程中线向两侧外扩50 m或至第一斜坡带，点状工程以工程施工影响范围为界，确定评估范围，评估区总面积2.89 km2。

图1 崆峒山国家地质公园拟建工程布局示意图[8]

2 评价方法

工程建设对地质公园影响评价选用综合评价方法，将层次分析法(AHP)和专家打分法相结合，进行定量评价，并辅以定性分析佐证。

评价结果的准确与否和评价指标的选择和权重计算息息相关，权重的分析途径有定性判断和定量计算两种，常用的如德尔菲法、熵值法、梯形模糊数加权法、层次分析法等[9-20]，其中以层次分析法应用较多。本次评价采用基于层次分析法的权重线性加和对地质公园影响进行评价。

2.1 构建层次分析模型

首先构建出一个层次分析模型，划分为目标层、准则层、指标层3个层次，所选取的因子都有明确的指标意义，如图2所示。第1层是总目标，即工程建设对地质公园的评价，设为A，权重为1.0；第2层包括对地质遗迹资源、对地质遗迹保护设施、开发利用价值，对地质公园生物、景观的影响等方面进行影响等5项，指标设为Bi(i=1,2,…，5)，其相对于第1层的权重设为WBi2；第3层又细分为出露规模、保存现状、通达性等15个指标，设为Ci(i=1,2,…，15)，其相对于第2层的权重设为WCi3。

图2 工程建设对地质公园的影响评价层次结构

2.2 构建判断矩阵

采用9标度法，通过各因子的两两对比构建权重矩阵A=(aij)，其中aij构成规则如下：aij>0；aij=1/aji，i≠j；aij=1，i,j=1,2，…,n。采用式(1)所示的平方根法计算第2层和第3层各指标的权重。

(1)

2.3 对判断矩阵进行一致性检验

(2)

式中，λmax为矩阵A的最大特征根，计算公式为

(3)

检验时使用一致性比例进行判定，其公式[9,21]为

(4)

式中，RI为1-9阶矩阵的平均随机一致性指标，取值由查表可得。当CR<0.1时，一致性可接受；当CR>0.1时，一致性不可接受，须对矩阵进行适当修正。

(5)

2.4 权重计算结果

按照上述方法逐层构建判断矩阵，进行一致性检验和总体一致性检验，得到工程建设对国家地质公园影响因子权重。指标选择越合理，打分结果可信度越高。

由表1可以看出，工程建设对地质遗迹资源本身的影响所占的权重最高为0.352，对地质遗迹开发利用价值的影响次之0.283，对地质遗迹保护设施的影响0.172，涉及地质遗迹资源的合计权重占比高达0.807，对地质公园的影响权重为较少，为0.193，其中生物占0.12，景观占0.073。这是由于地质遗迹不仅仅是遗迹资源本身的属性及保护，其科学、观赏以及经济社会价值是地质遗迹开发、利用的目的之所在，因而工程建设对其固有特征及自身价值影响程度所占权重较大，符合实际，也与定性判断一致。

表1 工程建设对地质公园影响评价指标及权重

2.5 影响程度等级划分

邀请5位专家分别对各个评价单元的各项评价指标采用百分制打分后加权平均记分，得到各指标分值后乘以该指标对应的权重计算该项指标的最终评分，再将15项指标评分加和，最终得到该评价单元对地质公园的影响程度到总评分。专家打分采用百分制，当各项指标均处于最不利情况时，总评分最高为满分。

其计算模型基本形式为

(6)

式中：xj代表各评价单元对地质公园影响程度得分数，j=1,2，…,m；ai为评价因子专家打分值；Wi为评价因子在总因子中所占权重系数；i为第i项的评价因子，i=1,2，…,n。

评分标准选用模糊数学百分制计方法(满分100分)[11]，每l5分为一个极差，划分为5个档次，其中为I影响非常严重(100～85)、II影响较严重(85～70)、III影响严重(70～55)、Ⅳ影响较轻(55～40)、V影响轻微(<40)，各评价单元综合评价结果值按表2进行等级划分。

表2 工程建设对地质公园影响程度分级

3 影响评价

3.1 定量评价

采用层次分析及专家打分综合评价结果显示：拟建崆峒山古建筑群项目对崆峒山国家地质公园影响程度总体为轻微-较轻，其中八仙阁至居士林、候旨沟至香山、峰沟科考路线，雷声峰至中台栈道，中台污水处理站以及X08地质灾害治理工程单项工程对崆峒山国家地质公园的影响程度等级为Ⅳ，影响程度较轻，其余工程建设影响程度等级为Ⅴ，影响程度轻微。

在单项工程评价基础上，结合拟建工程布局和地质遗迹景点的分布，将影响程度相同、位置相邻的单点工程可归并为一个区，进行影响程度综合分区评价，其中影响较轻区(A)主要位于地质公园的五台、皇城和胭脂川景区，可分为5个亚区(A1～A5)，总面积为1.05 km2，占评估区总面积的36.33%。其他区域属于影响轻微区(B)，位于弹筝峡、皇城、五台、香山、胭脂川和望驾山景区，可分为10个亚区(B1～B10)，总面积为1.84 km2，占评估区总面积的63.67%，如表3所示。

表3 崆峒山古建筑群保护工程对地质公园的影响程度分区

3.2 定性分析

采用定性分析方法分别对拟建五大类项目进行对比分析评价。科考栈道属于线状工程，跨度大，不可避免涉及挖、填方，特别是八仙阁至居士林科考路线距离12#丹霞地质遗迹点170 m；候旨沟至香山科考路线距1#丹霞地质遗迹点30 m；雷声峰至中台栈道距离8#丹霞地质遗迹点137 m；峰沟科考路线距离2#、19#、20#、36#丹霞地貌地质遗迹点直线距离15～26 m。路基工程的填方、开挖虽不会对地质遗迹点造成直接影响，但对景区景观的协调、完整性以及工程施工期间对地质遗迹保护利用设施会造成一定影响，但总体影响程度较轻。地质灾害治理工程除X08距离3#丹霞直线距离65 m外，其余工程影响范围内均无重要地质遗迹点存在，且灾害治理本身属于地质遗迹保护工程，仅对地质公园景观有轻微-较轻影响。核心景区提升工程中污水处理站约200 m处有10#丹霞地貌地质遗迹点，工程施工虽不会对地质遗迹点造成直接影响，但对景区景观的协调、完整性以及对地质遗迹保护利用设施造成轻微影响。

其余古建筑、古塔修缮工程等主要是做局部的维修处理，总体上施工规模、范围小，除工程建设期间可能对公园基础设施、景观及生态环境的产生轻微影响外，不会对地质遗迹、地质景观及保护设施造成影响，不会损害丹霞地貌以及主要的地质遗迹。

综上所述，定量评价与定性判断结果相符。因此，采用上述定量评价方法进行工程建设对地质公园的影响评价是可行的。

4 结论

引入层次分析、专家打分法选取相关评价指标(因子)，建立了评价模型，在单项工程评价基础上，完成了影响程度综合分区评价得到以下结论：

1)工程建设对地质公园的影响程度总体上为轻微-较轻，可分为5个亚区，总面积为1.05 km2，占评估区总面积的36.33%。其他区域属于影响轻微区，可分为10个亚区，总面积为1.84 km2，占评估区总面积的63.67%。

2)目前，工程建设对地质公园影响程度评价尚无统一标准。采用专家打分、层次分析方法进行工程建设对崆峒山国家地质公园影响评价，并通过定性分析进行检验，证明评价结果符合实际，具有推广应用价值。该方法为工程建设对地质公园的影响探索了一种定量化的评价办法，有望形成统一的评价标准(体系)，为地质公园的管理、评价提供依据。

今后工程建设对地质公园的评价还应注重不同工程类型自身特殊性，如针对点状、线状工程等不同工程类型的评价方法的适用性研究，同一工程类型多种评价办法之间的相互对比研究，评价指标选择的合理、准确性等。