陸詩超，邢 浩，劉 珉，婁雪聰，石海濤，杜古爾·衛(wèi)衛(wèi)，趙 鋒，朱永勝

(中國地質(zhì)調(diào)查局烏魯木齊自然資源綜合調(diào)查中心，新疆 烏魯木齊 830000)

地質(zhì)遺跡是地球內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用或這些地質(zhì)作用的綜合過程而形成的地質(zhì)現(xiàn)象[1]。隨著旅游事業(yè)的發(fā)展，需要篩選出滿足游客要求的地質(zhì)景觀類、景觀點(diǎn)或景觀區(qū)，因此有必要對各種重要地質(zhì)遺跡資源的數(shù)量與質(zhì)量、結(jié)構(gòu)與分布以及開發(fā)潛力等方面進(jìn)行評價，明確各種地質(zhì)遺跡資源地域組合特征、結(jié)構(gòu)和空間配置情況，掌握各種地質(zhì)遺跡資源，特別是重要地質(zhì)遺跡資源的開發(fā)潛力，為制定人地協(xié)調(diào)發(fā)展與強(qiáng)化地域系統(tǒng)功能的國土規(guī)劃和地質(zhì)遺跡資源保護(hù)與合理開發(fā)規(guī)劃提供全面的科學(xué)依據(jù)[2]。

本文根據(jù)對研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡的調(diào)查結(jié)果，對其重要的地質(zhì)遺跡進(jìn)行分類，對其中重要的地質(zhì)遺跡資源進(jìn)行篩選并評價其開發(fā)潛力，以期為今后該地區(qū)地質(zhì)遺跡的開發(fā)和保護(hù)提供參考。

1 研究區(qū)概況

南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)相鄰接，位于哈密市西南方向，地處亞歐大陸腹地，天山南麓，屬溫帶大陸性干旱氣候，7月氣溫最高，極端高溫可達(dá)43 ℃；1月氣溫最低，極端低溫可達(dá)-32 ℃，年均氣溫為10.8 ℃，溫差較大，最大日較差為14.8 ℃。哈密市地處內(nèi)陸，加之天山對濕冷空氣的阻隔，降水量稀少，年平均降水日數(shù)不足25 d，年平均降水量僅為41.3 mm，因干燥少雨，云量遮蔽少，其光能資源豐富，是全國日照時數(shù)最多的地區(qū)之一。哈密市風(fēng)力資源豐富，春夏風(fēng)力最大，秋季次之，冬季最小。南湖鄉(xiāng)以西地區(qū)，風(fēng)向以偏東風(fēng)為主，平均極大風(fēng)速為20 m/s。而五堡鎮(zhèn)以西地區(qū)，尤其是靠近百里風(fēng)區(qū)附近盛行北風(fēng)和西北風(fēng)，且由于山口的匯聚作用使得風(fēng)力加劇，年均大風(fēng)日可達(dá)150 d左右。南湖鄉(xiāng)與五堡鎮(zhèn)獨(dú)特的地理氣候為其地質(zhì)遺跡的形成創(chuàng)造了有利的條件。

2 地質(zhì)遺跡類型及特征

2.1 地質(zhì)遺跡資源

南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)一帶地質(zhì)遺跡資源豐富，根據(jù)《地質(zhì)遺跡調(diào)查規(guī)范》(DZ/T 0303—2017)并參考相關(guān)文獻(xiàn)對地質(zhì)遺跡的分類[1-3]，將該地區(qū)地質(zhì)遺跡分為地貌景觀、基礎(chǔ)地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害3個大類；巖土體地貌、流水地貌、構(gòu)造地貌、構(gòu)造剖面、重要化石產(chǎn)地、重要巖礦石產(chǎn)地和地質(zhì)災(zāi)害遺跡7個類；碎屑巖地貌、古生物群化石產(chǎn)地、沙漠地貌、隕石體等在內(nèi)的13個亞類。主要的地質(zhì)遺跡資源為碎屑巖(雅丹)地貌、古生物化石產(chǎn)地、沙漠地貌、戈壁地貌和隕石體等，具體分類情況見表1。

表1 主要地質(zhì)遺跡分類

2.2 主要的地質(zhì)遺跡特征

2.2.1 雅丹地貌

哈密盆地的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地形地貌和氣候條件，為大面積雅丹地貌的發(fā)育提供了良好的基礎(chǔ)[4]。哈密雅丹是以長期風(fēng)蝕作用為主，同時與流水侵蝕、重力崩塌交替作用形成的地貌景觀，其規(guī)模龐大、成因類型豐富，是中國乃至世界最為壯觀的雅丹地貌群，堪稱雅丹地貌的百科全書。雅丹地貌在南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)較為常見，其中分布較為集中、具有代表性的當(dāng)屬大海道和五堡魔鬼城。大海道雅丹地貌多處于初期發(fā)育(幼年期)至中期成熟(壯年期)階段，以峰叢斷崖狀和城堡狀、航母狀高大的雅丹群為代表；五堡魔鬼城處于晚期消失階段(老年期)，以各種造型奇特的孤立殘丘地貌為代表[4-5]。

2.2.2 重要化石產(chǎn)地

目前南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)的古動物化石主要為翼龍、中國絲路巨龍、哈密巨龍以及馬門溪龍，古植物化石為硅化木。在早白堊世地層一套橫向不穩(wěn)定的富含紅色泥巖礫屑的灰白色湖相砂巖中發(fā)現(xiàn)并搶救性采集的一件超過200枚翼龍蛋、胚胎和骨骼化石三維一體保存的重要標(biāo)本中，16枚翼龍蛋含有三維立體的胚胎化石，這是全世界首次發(fā)現(xiàn)立體保存的翼龍胚胎，哈密翼龍這一新的翼龍類群及其蛋化石的發(fā)現(xiàn)和研究，被稱為“翼龍研究200年來最令人激動的發(fā)現(xiàn)之一”[6]。中國絲路巨龍和新疆哈密巨龍與翼龍共生保存，同屬多孔椎類恐龍，此外還有一枚獸腳類恐龍牙齒[7]。馬門溪龍化石發(fā)現(xiàn)于南湖煤礦開采區(qū)附近一套中侏羅世地層中，同屬大型蜥腳類食植性恐龍，此外還伴生有龜鱉類化石。硅化木主要產(chǎn)出于南湖煤礦和沙爾湖附近，硅化程度較高，造型多樣。

2.2.3 沙漠地貌

南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)一帶主要的沙漠地貌為庫木塔格沙隴與南湖沙山。庫木塔格沙隴近乎南北向分布，長約200 km，是第四紀(jì)全新統(tǒng)風(fēng)成堆積細(xì)沙，兩側(cè)有少量流動沙丘分布。庫木塔格沙隴是由東北向和西北向風(fēng)定向吹蝕的結(jié)果，主要的沙丘類型為雙向輸沙風(fēng)形成的賽夫沙丘、多向復(fù)雜輸沙風(fēng)形成的格狀沙丘以及單一輸沙風(fēng)向形成的新月形沙丘鏈。

南湖沙山距南湖鄉(xiāng)西南方約20 km處，靠近哈羅公路，總體交通相對方便。沙丘呈“人”字型，其主體走向約120°，東西展布約25 km，寬1.0～3.5 km，占地面積約65 km2，此外小南湖附近亦分布面積較大的沙丘。南湖沙山的沙丘以橫向沙丘和線形沙丘為主，格狀沙丘次之，夾雜少量星狀沙丘。其中，橫向沙丘中以新月形沙丘鏈和橫向沙隴為主，新月形沙丘次之；線形沙丘主要是塞夫沙丘。

2.2.4 重要巖礦石產(chǎn)地

南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)一帶重要巖礦石產(chǎn)地有隕石體和泥石。南湖戈壁和沙隴附近干燥少雨、植被稀疏、人跡罕至，為隕石保存提供了有利條件。哈密地區(qū)擁有三個隕石富集區(qū)(DCA)，分別是Alatage Mountain隕石富集區(qū)、Kumtag隕石富集區(qū)和Hami隕石富集區(qū)，多為低鐵群(L)型普通球粒隕石[8-9]。

產(chǎn)自南湖戈壁泥石坑的泥石以其質(zhì)地細(xì)膩、色彩斑斕、造型多樣而聞名。泥石坑共三個坑，呈三角形分布，每個坑面積約20 km2，主要產(chǎn)出熟泥石。

3 基于模糊層次分析法的地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力綜合評價模型

根據(jù)南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)地質(zhì)遺跡空間分布特點(diǎn)以及其特征，篩選出6處地質(zhì)遺跡相對集中、具有旅游開發(fā)潛力的地區(qū)，分別是大海道、五堡魔鬼城、小南湖(沙漠雅丹)、南湖沙山、大南湖綠色礦山以及南湖大峽谷，而區(qū)內(nèi)如巖礦石產(chǎn)地等地質(zhì)遺跡資源雖然豐富且具有特色，但因其分布較為分散，觀賞或教育價值較為單一，故不作考慮或僅與其他地質(zhì)遺跡組合作為一個地質(zhì)遺跡集中區(qū)進(jìn)行分析。大海道發(fā)育著規(guī)模龐大的雅丹地貌群，科學(xué)教育及美學(xué)觀賞價值較高，有著較好的區(qū)位條件，但其基礎(chǔ)設(shè)施條件較差；五堡魔鬼城同樣發(fā)育著觀賞價值較高的雅丹地貌，歷史文化和風(fēng)俗民情較為濃厚，區(qū)位條件較好且有一定的基礎(chǔ)設(shè)施；小南湖有著沙漠和雅丹的奇妙組合，美學(xué)及觀賞價值較高，但其區(qū)位條件和基礎(chǔ)設(shè)施較差；南湖沙山同樣具有較高的美學(xué)及觀賞價值，因其緊鄰省道，基礎(chǔ)設(shè)施稍好；大南湖綠色礦山基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，有著較高的科普教育價值，并且緊鄰蜥腳類恐龍化石發(fā)現(xiàn)地，有較好的區(qū)域可組合性；南湖大峽谷有著較高的科研價值和觀賞價值，但其區(qū)位條件和基礎(chǔ)設(shè)施條件較差。對于地質(zhì)遺跡集中區(qū)的開發(fā)潛力評價，因其影響因素較多且難以量化，模糊綜合評價模糊綜合評價法是利用模糊變換原理和最大隸屬度原則將定性問題轉(zhuǎn)化為定量評價的一種評價方法，它可以對模糊的、難以量化的、受到多因素制約的對象或事物做出整體評價，不僅能將定性的問題轉(zhuǎn)化為定量問題，更能減少評價過程中人為主觀因素造成的誤差，提高決策的科學(xué)性，故本文采用模糊綜合評價法對其開發(fā)潛力進(jìn)行評價。

3.1 運(yùn)用模糊層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重

層次分析法是美國運(yùn)籌學(xué)家SAATY教授提出的一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，而模糊層次分析法(FAHP)克服了普通層次分析法要經(jīng)過若干次調(diào)整、檢驗、再調(diào)整、再檢驗才能使判斷矩陣具有一致性的缺點(diǎn)[10]。模糊數(shù)學(xué)的方法充分考慮個人判斷的模糊性因而能更好地反映主觀判斷的模糊性[11-12]，故本文采用模糊數(shù)層次分析法建立開發(fā)潛力評價模型并確定各指標(biāo)權(quán)重。

3.1.1 建立評價模型

系統(tǒng)分析地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力，認(rèn)為主要的影響因素有兩個方面，一方面是資源本身的價值，另一方面是開發(fā)利用條件。結(jié)合地質(zhì)遺跡所處地域?qū)嶋H情況，將開發(fā)潛力評價體系分為科學(xué)及教育價值、美學(xué)及觀賞價值、文化價值、區(qū)位條件以及基礎(chǔ)設(shè)施5個方面，各因素層根據(jù)自身特點(diǎn)又進(jìn)一步細(xì)化為12個指標(biāo)，見表2。

表2 地質(zhì)遺跡資源開發(fā)潛力評價指標(biāo)體系

3.1.2 構(gòu)造判斷矩陣

模糊層次分析法采用0.1～0.9標(biāo)度法(表3)[10]，能夠準(zhǔn)確地描述任意兩個因素之間關(guān)于某準(zhǔn)則的相對重要程度。邀請專家對地質(zhì)遺跡實際情況各指標(biāo)相對重要程度進(jìn)行評判，構(gòu)造判矩陣R=(rij)n×n(表4～表9)。

表3 優(yōu)先關(guān)系判斷矩陣數(shù)量標(biāo)度方法

表4 A-B判斷矩陣

表5 B1判斷矩陣

表6 B2判斷矩陣

表7 B3判斷矩陣

表8 B4判斷矩陣

表9 B5判斷矩陣

3.1.3 計算評價因子權(quán)重

(1)

計算權(quán)重的方法有多種，式(2)有較為堅實的理論基礎(chǔ)。

(2)

同理計算出其他各層權(quán)重向量：ωB1=(0.550,0.450)、ωB2=(0.325 0,0.191 7,0.266 7,0.216 7)、ωB3=(0.500,0.500)、ωB4=(0.600,0.400)、ωB5=(0.600,0.400)。

3.2 地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力模糊綜合評價模型

1)建立模糊判斷矩陣。根據(jù)南湖鄉(xiāng)-五堡鎮(zhèn)地質(zhì)遺跡資源的特征，對各要素采用統(tǒng)一的評語集進(jìn)行評判，為了清楚地描述其優(yōu)劣程度將評語劃分為七個等級的評語集U，見表10。邀請專家采用德爾菲法對地質(zhì)遺跡集中區(qū)各指標(biāo)通過相互比較進(jìn)行模糊評判，構(gòu)建模糊評判矩陣。

表10 地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力評分

2)進(jìn)行模糊綜合評判。對建立的模糊評價矩陣Ri，利用式(3)可求出地質(zhì)遺跡集中區(qū)各指標(biāo)的模糊評級結(jié)果Bi。

Bi=ωiRi

(3)

而后根據(jù)地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力較小二級模糊綜合評判，運(yùn)用式(4)可得出各等級所對應(yīng)的評估值。

A=WB

(4)

3)計算評價值。為了更直觀地得出地質(zhì)遺跡集中區(qū)的開發(fā)潛力，將模糊綜合評價結(jié)果按照式(5)計算可得出具體的數(shù)值[14-15]。

F=AX

(5)

式中，X為評語集中各等級對應(yīng)的數(shù)值組成的向量。

3.3 實例應(yīng)用

以大海道地質(zhì)遺跡集中區(qū)為例，其模糊評價矩陣見表11，同理可得出其他地質(zhì)遺跡集中區(qū)模糊評價矩陣。

表11 指標(biāo)隸屬度

將表中的B1層評語歸一化可得到模糊評判矩陣R1，科學(xué)及教育價值的權(quán)重值為W1=0.22，權(quán)重向量為ωB1=(0.55,0.45)，則根據(jù)式(3)科學(xué)及教育價值的模糊綜合評價結(jié)果見式(6)。

(6)

同理可求出其他指標(biāo)層模糊綜合評價結(jié)果，根據(jù)式(4)可得大海道地質(zhì)遺跡的總體開發(fā)潛力模糊綜合評價矩陣見式(7)。

由最終向量可知，大海道地質(zhì)遺跡開發(fā)稟賦總體評價為極好，等級隸屬度為31%，為使結(jié)果更為直觀，根據(jù)式(5)將模糊綜合評價結(jié)果轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值：F=AX=72.93，X為評語集中每個等級所對應(yīng)的分值。重復(fù)上述步驟可求出其他地質(zhì)遺跡集中區(qū)(景點(diǎn))的模糊綜合評價結(jié)果，見式(8)～式(17)。

五堡魔鬼城地質(zhì)遺跡：根據(jù)式(5)計算得出F=AX=78.92，可知其開發(fā)稟賦總體評價為好，等級隸屬度為37.95%，綜合評分為78.92。

A=WB=

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

小南湖地質(zhì)遺跡:根據(jù)式(5)計算得出F=AX=71.97，可知其開發(fā)稟賦總體評價為極好，等級隸屬度為29.01%，綜合評分為71.97。

南湖沙山地質(zhì)遺跡：根據(jù)式(5)計算得出F=AX=67.52，可知其開發(fā)稟賦總體評價為好，等級隸屬度為29.85%，綜合評分為67.52。

大南湖綠色礦山地質(zhì)遺跡：根據(jù)式(5)計算得出F=AX=66.70，可知其開發(fā)稟賦總體評價為好，等級隸屬度為30.07%，綜合評分為66.70。

南湖大峽谷地質(zhì)遺跡：根據(jù)式(5)計算得出F=AX=57.79，可知其開發(fā)稟賦總體評價為中等，等級隸屬度為28.85%，綜合評分為57.79。

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

4 討 論

4.1 評價結(jié)果

根據(jù)上文地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力評分的標(biāo)準(zhǔn)，將地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)潛力分為七個等級，得分≥90分，其開發(fā)潛力為“極好”，得分在75～90分之間，其開發(fā)潛力為“好”，以此類推。根據(jù)得分，6處地質(zhì)遺跡集中區(qū)總體開發(fā)潛力較好，其中最為理想的地質(zhì)遺跡集中區(qū)為大海道、五堡魔鬼城以及小南湖(沙漠雅丹)，其次為南湖沙山、大南湖綠色礦山，而南湖大峽谷得分低于60，說明其目前開發(fā)潛力相對較小。各指標(biāo)層的評分結(jié)果表明，大海道、五堡魔鬼城的地質(zhì)遺跡的科學(xué)及教育價值、美學(xué)及觀賞價值都較高，小南湖和南湖沙山美學(xué)及觀賞價值較高但科研和科普價值較低，而大南湖綠色礦山則反之。6處地質(zhì)遺跡總體可組合性較強(qiáng)，除五堡魔鬼城外，總體文化價值中等偏差，而基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)設(shè)施評分結(jié)果都較低，表明其該項條件總體較差，這也是目前制約地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)的重要因素。

4.2 建議

1)完善基礎(chǔ)設(shè)施，增加必要的服務(wù)設(shè)施。加快硬件設(shè)施建設(shè)，重點(diǎn)建立和完善地質(zhì)遺跡集中區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)，同時對重點(diǎn)地區(qū)增加必要的服務(wù)設(shè)施，建立建全管理機(jī)構(gòu)。

2)發(fā)掘區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地質(zhì)遺跡資源，加強(qiáng)宣傳推廣，打造特色旅游品牌。區(qū)域旅游資源得天獨(dú)厚，如大海道有著世界級的雅丹地貌群、五堡魔鬼城和大南湖綠色礦山附近有著珍貴的恐龍化石等。目前來看都未能有效開發(fā)和保護(hù)，亟需打造特色的旅游品牌。應(yīng)充分的利用多途徑、多方式，特別是新媒體進(jìn)行大力宣傳，不但能夠提升自身品牌影響力，更能帶動周邊其他地質(zhì)遺跡集中區(qū)的開發(fā)，形成良性循環(huán)。

3)合理規(guī)劃地質(zhì)遺跡，發(fā)揮地質(zhì)遺跡特點(diǎn)。區(qū)域內(nèi)地廣人稀，對臨近的地質(zhì)遺跡資源應(yīng)合理的組合，此外要分析并且充分的利用不同地質(zhì)遺跡其自身的特點(diǎn)。如大南湖綠色礦山與其臨近的蜥腳類恐龍發(fā)現(xiàn)地其美學(xué)及觀賞價值較低，但卻是一個較為理想的科普教育基地。

4)整合區(qū)內(nèi)旅游資源，豐富游客體驗。如五堡鎮(zhèn)不但有豐富的地質(zhì)遺跡資源，還有獨(dú)具異域風(fēng)情的民俗文化和種植歷史悠久的農(nóng)產(chǎn)品，再如南湖沙山附近的南湖鄉(xiāng)有一年一度的“哈密瓜節(jié)”，對地質(zhì)遺跡的開發(fā)利用需要將這些資源進(jìn)行整合，增加旅游資源的多元性，豐富游客體驗。

5)借助特色活動或旅游產(chǎn)品創(chuàng)意，提升吸引力。對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)遺跡資源的開發(fā)應(yīng)充分的借助獨(dú)具特色的活動或旅游產(chǎn)品創(chuàng)意來提升吸引力，增強(qiáng)可玩性。如大海道可定期舉辦穿越大海道拉力賽和音樂節(jié)、南湖沙山可舉辦沙漠極限越野、小南湖可舉辦攝影比賽等活動。此外，加強(qiáng)旅游產(chǎn)品的創(chuàng)意也尤為重要，游客面對美學(xué)及觀賞價值較低的地質(zhì)遺跡可能覺得索然無味，但借助旅游產(chǎn)品的創(chuàng)意，可將其自身內(nèi)涵得以充分的展示。如恐龍化石可修建博物館，并通過VR、5D電影等方式，還原其生活環(huán)境，將其科學(xué)研究和科普價值得以有效的發(fā)揮。

6)開發(fā)旅游特產(chǎn)，帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。在發(fā)展地質(zhì)遺跡旅游的基礎(chǔ)上，充分開發(fā)當(dāng)?shù)靥厣霓r(nóng)產(chǎn)品、奇石寶石以及民族手工藝品等，這些產(chǎn)品本身就具有較高的知名度，可借助打造農(nóng)業(yè)采摘園、寶玉石及手工藝品展銷園等觀光區(qū)，推動特色產(chǎn)品與地質(zhì)遺跡旅游融合發(fā)展。

5 結(jié) 論

1)哈密南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)地質(zhì)遺跡資源豐富，觀賞及科學(xué)研究價值較高，擁有雅丹地貌和翼龍、蜥腳類恐龍等世界級地質(zhì)遺跡在內(nèi)的眾多地質(zhì)遺跡資源，本文根據(jù)地質(zhì)遺跡分類將哈密市南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)地質(zhì)遺跡分為3個大類、7個類、13個亞類，基本理清了該地區(qū)地質(zhì)遺跡的特征狀況。

2)對南湖鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)篩選出的6處地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)稟賦總體評價結(jié)果表明其開發(fā)潛力較大。其中最為理想的地質(zhì)遺跡集中區(qū)為大海道、五堡魔鬼城以及小南湖，其次為南湖沙山、大南湖綠色礦山，最后是南湖大峽谷。各地質(zhì)遺跡集中區(qū)可組合性較強(qiáng)，但目前來看，除了五堡魔鬼城、綠色礦山有較好的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)設(shè)施外，其他地質(zhì)遺跡集中區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施較差，普遍缺少或沒有服務(wù)設(shè)施，這也是目前制約地質(zhì)遺跡集中區(qū)開發(fā)的重要因素。