地貌研究是以地貌演化为线索展开的(Chorley et al.,1964)。以地貌的演化模式而言,可分为两派:一是以Davis,Penck和King为代表的学者认为,地貌演化按一定的演化序列进行,按地貌组合变化可以划分不同的发育演化阶段,代表著作有《河流发育循环》和《地貌循环》,提出了著名的“侵蚀循环”理论,成为近代地貌学的理论核心;二是以Hack为代表的另一些学者则认为整个陆地表面是自我调整和自我适应的过程,当一个因素改变,其他因素通过自我调整实现动态平衡,物质和能量的变化不会导致总体地貌形态的改变,即“稳定平衡”理论。
以地貌学的研究手段而言,研究初期受到客观条件和认识水平的限制,研究多停留在描述性的感知认识上,但这些通过地貌考察得到的结论可为定量方法提供理论指导。近年来,地球科学的新思维和科学技术的进步,地貌研究中引入了遥感技术和定量计算方法,通过山体隆升剥蚀幅度和速率的计算,将动力的侵蚀、搬运和堆积数量化(李琼,2008;傅建利,2009;琚存勇,2009;姜勇彪,2010;崔之久等,2007;袁万明等,2011)。这是地貌学的发展方向之一,也是一门学科走向成熟的标志。
以地貌学的研究对象而言,主要集中在三大的地貌类型:丹霞地貌、喀斯特地貌和花岗岩地貌。丹霞地貌是中国走向世界的“民族品牌”,我国以丹霞地貌为主体的地质公园数量众多。2010年8月江西龙虎山、广东丹霞山、湖南崀山、浙江江郎山、福建泰宁、贵州赤水等六处地质公园共同捆绑,用“中国丹霞”的名称成功申报为中国第八个世界自然遗产。由于得天独厚的因素,中国学者对丹霞地貌的研究居于世界领先地位。花岗岩地貌是世界上最重要的地学旅游资源,中国是世界上花岗岩景区最多的国家,具有类型多、美学价值高、特征突出等特点。在全球七个花岗岩类地貌世界地质公园中,中国独占六处。2006年7月,在江西三清山召开了第一届国际花岗岩地质和地貌景观会议,国内外100多名花岗岩地质地貌专家参加,并出版了论文专辑,成立了花岗岩景观研究中心。可以说,中国是全球花岗岩地貌研究中不可或缺的重要成员。
花岗岩地貌的分类是地貌学家经常讨论但难以达成共识的热点之一。在众多花岗岩地质地貌景区中,具有景观各异、成因多样、分类众多等突出特点。
早在20世纪60年代,我国著名地貌学家曾昭璇先生在《岩石地形学》一书中,划分了高山花岗岩地形、热带花岗岩地形、干燥区花岗岩地形、石蛋地形和冲沟地形等五种类型(注:此处地形等同于地貌)。
有的学者按成因的主导因素将花岗岩山体划分为五类:湿润区中高山花岗岩水蚀型地貌、湿润区低山丘陵花岗岩侵蚀-堆积型地貌、干旱区花岗岩风蚀型地貌、高寒区花岗岩冰雪剥蚀型地貌、海岸区花岗岩海蚀地貌(卢云亭,2007)。在这一方案中,三清山属于湿润区中高山花岗岩水蚀型地貌类型。
有的学者从旅游服务的角度提出了花岗岩旅游地貌的分类方案,共11 类:(高山)尖峰花岗岩地貌,(高山)断壁悬崖花岗岩地貌,(低山)圆丘(巨丘)花岗岩地貌,石蛋花岗岩地貌,(低丘)花岗岩石柱群地貌,(低山)塔峰花岗岩地貌,崩塌叠石花岗岩地貌,海蚀崖、柱、穴花岗岩地貌,风蚀蜂窝花岗岩地貌,犬齿状岭脊花岗岩地貌,圆顶峰长岭脊花岗岩地貌(陈安泽,2007)。在这一方案中,三清山属于(高山)尖峰花岗岩地貌类型。
有的学者从风化剥蚀作用的角度把花岗岩地貌分为四大类:化学风化壳类、化学风化壳剥露类、化学风化+抬升下切类、物理风化剥蚀类;又进一步分成八个亚类:侵蚀丘陵沟谷型、露突岩型、中小露突岩型、中小凹地型、残留石蛋-独立巨峰型、抬升下切巨峰型、寒冻剥蚀型、风化-风蚀型(崔之久等,2007)。崔之久先生把三清山划入化学风化+抬升下切类。
《Granite Landscapes of the World》(Migon,2006)提出了与世界花岗岩景观可对应的8种主要地貌成因类型的分类方案,包括节理谷、多重凹陷、平原和低山、平原、多重凹陷、陡坡、切割高原,各种类型之间相互演化,见图。Migon认为,有些花岗岩地形可以兼有不同地貌成因类型的因素,因此虽然不能将三清山完全对应于某种地形,但三清山山体形态确实代表了“陡坡”(all-slopes)地形,同时还具有“切割高原”和“节理谷”地形的特点。
根据Twidale(1982)和Campbell(1997)的划分方案,将花岗岩地貌划分为大型地貌和小型地貌:①大型地貌可划分为四类:巨石(boulder)、岛山(inselberg)、尖顶山(all-slopes topography)、花岗岩平原(granite plains)。巨石有核岩、碎砾、摇摆石和坡栖漂砾四个亚类;岛山包括残山、基岩残丘、城堡岛山三个亚类;尖顶山含四周倾斜山、峰林两个亚类;花岗岩平原含掩埋和剥露平原、刻蚀平原、山前侵蚀平原、准平原、阶梯状平原等五个亚类。②小型地貌可划分为四类:缓倾斜地貌(gentle slopes)、陡倾斜地貌(steep slopes)、洞穴和蜂窝穴(caves and tafoni)、碎裂石(cracked blocks)。缓倾斜地貌含岩盆、蘑菇石、岩环、浅沟四个亚类,陡倾斜地貌分喇叭型倾斜、底部侵蚀倾斜、浪蚀台地、崖麓凹陷、山麓角、槽沟六个亚类,洞穴和蜂窝穴分为洞穴和蜂窝穴两个亚类,碎裂岩包含分裂岩、片状岩、多边型碎裂岩、位移块四个亚类。
图 花岗岩景观演化路线图
(据Migon,2006)
还有学者建议依照一定的标准进行分类,通过对比研究建立花岗岩景观系列中的标准型式(杨明桂等,2009;尹国胜等,2007),类似地层学标准剖面的金钉子。
花岗岩地貌的发育机制是花岗岩地貌的研究重点。地貌的经典定义是“地貌系地球内外营力共同作用于地表的结果”。基于此形成了气候地貌学和构造地貌学两大分支,很多教科书也是沿这个思路编写的(杨景春等,2005;张根寿,2005;高抒等,2006)。但值得注意的是,这个定义中忽视了地貌的物质组成——岩石应有的地位。曾昭璇(1960)认为“地貌是岩性、动力相互作用的发育阶段表现”。综上所述,花岗岩地貌主要受构造、岩石、气候等因素的影响,这与其他类型的岩石地貌成因控制因素并无太大差异,花岗岩地貌发育的三大控制因素也得到多数地貌学者的认同(Campbell,1997;尹国胜,2007;浦庆余,2007;魏罕蓉等,2007;董传万等,2007)。到具体的地貌景观区,只不过是再加上时间和空间的维度,具体情况具体分析。既然花岗岩是形成花岗岩地貌的基础,这里不得不提一下花岗岩(类)的研究进展。这也是花岗岩地质地貌相互交叉的具体体现。
花岗岩类一直是地质工作者的重要研究对象之一,对其认识也取得了重要的进展,主要可以划分为以下几个主要阶段。
第一阶段是Chappell &White(1974)按物质来源,将花岗岩划分为I型和S型,中国学者徐克勤则把花岗岩划分为陆壳改造型、同熔型和幔源型三种类型,揭开了花岗岩源岩研究的序幕;
第二阶段是Pitcher(1979,1983,1997)把花岗岩类的成因类型和构造环境相结合,提出了A型花岗岩的划分,花岗岩的研究深入到岩体形成构造环境的探讨阶段;
第三阶段是美国大陆动力学计划(NSF,1993)提出花岗岩实际上是大陆生长过程的产物,是壳幔相互作用的过程,中国学者也认为壳-幔相互作用,特别是下地壳、岩石圈地幔/软流圈系统相互作用对花岗岩的成因有重要的控制作用(洪大卫,1994,2000;莫宣学,2002;王德滋等,1999;王涛,2000;邓晋福等,1996;吴福元,1997;肖庆辉等,2002),从而开启了从软流圈地幔物质向地壳输送的新视角研究花岗岩形成与大陆生长关系的新阶段。
中国学者通过大量的工作,基本查清了我国花岗岩类的时序和空间分布规律,具有如下的一些特点。
第一,时代上,花岗质岩浆活动时代漫长,从太古宙到新生代呈多幕式旋回侵入,以中生代为最高潮。前寒武纪出露的花岗岩面积占11%,古生代占37%,中生代占40%,新生代占12%(张德全,2002)。每个花岗岩带都由多个时代的花岗岩组成。如南岭花岗岩带,从元古宙开始活动,历经古生代、中生代的三叠纪,到侏罗纪、白垩纪达到高潮。北方的天山—内蒙古—大兴安岭花岗岩带,从元古宙开始活动,早古生代到晚古生代达到高潮,至白垩纪还有微弱岩浆活动。甚至在这一个大型的岩基内也出现多旋回演化的特点,万洋山—诸广山花岗岩基就是一个多时代复式岩体(洪大卫,2007)。
第二,空间上,中国是世界上花岗岩类分布最广泛的国家之一,面积达86×104km2,占陆地国土面积的9%。以秦岭-昆仑山以北,主要出露太古宙至晚古生代的花岗岩;以大兴安岭—太行山—武陵山一线以东和西南三江地区主要发育中生代的花岗岩;西藏和滇西地区发育有新生代花岗岩;以贺兰山—龙门山一线为界,东、西部花岗岩的空间展布具有明显差异。西部的花岗岩呈明显的带状分布,受板块俯冲、碰撞作用的控制,发育于刚性地块之间的结合带。东部以面状分布为主,受伸展构造控制,发育于板内构造环境(洪大卫,2007)。广东、福建、广西、江西、湖南5 省区的出露面积最大,前两者花岗岩面积占全国的30%~40%,后三者占10%~20%(崔之久,2007)。所谓“世界的花岗岩看中国,中国的花岗岩看东部”。
第三,岩性上,中国花岗岩类岩石的成分从太古宙到新生代由偏基性向偏酸性、偏碱性的方向演化。根据对750个较大面积花岗岩体6080 件样品768 件组合样的加权统计,SiO2、K2O含量有增高的趋势,Al2O3、MgO、CaO、TFeO含量有降低的趋势(史长义等,2007),同地壳在垂向上由硅镁质逐渐向硅铝质转化的趋势一致(程裕淇,1994),这可能代表了地壳物质组成的演化规律。
第四,从与构造环境关系的角度看,不同的构造环境常常有不同花岗岩类的组合。有的花岗岩是同板块俯冲碰撞作用有关,有的花岗岩是形成于碰撞之后的板内环境,相应地,花岗岩类的组合也不同。如南岭中生代花岗岩是二长花岗岩—钾长花岗岩—二云母花岗岩—花岗闪长岩组合,华北地台的中生代花岗岩是闪长岩—石英闪长岩—花岗闪长岩花岗岩—石英二长岩组合,喜马拉雅带是白云母花岗岩—电气石花岗岩组合,冈底斯带是花岗岩—花岗闪长岩组合。岩石组合不同决定了它们的岩石化学、地球化学性质也有显著差异(史长义等,2007)。同时,由于同一地区在不同的时期有不同的构造环境,往往出现不同类型花岗岩的重叠、交错和转换的现象。如中国东南沿海地区,白垩纪时由于太平洋板块的俯冲,形成闽浙沿海一带的I型花岗岩。之后构造环境从挤压转化为拉张环境,形成A型花岗岩,两种花岗岩在空间上紧密共生在一起(洪大卫等,2007)。
赣东北地区的地质调查和地质研究工作始于20世纪30年代。这里回顾一下赣东北地区地质和三清山地貌的研究历史。
1939年,老一辈地质学家刘辉泗在玉山县—贵溪市一带开展1∶25万地质调查工作,首次在本区建立了地层系统,并对岩浆岩、火山岩作了初步研究。自1954年以来,地质、冶金、建材系统所属地质队以及科研、院校等单位对本区开展了较为系统的地质矿产调查和科学研究工作。
1954—1959年,地矿部中南地质局409队对德兴铜厂、朱砂红等地进了踏勘和勘探,发现并探明了德兴超大型斑岩铜矿。
1975—1978年,江西省地质局组织了德兴铜矿大会战,新增铜储量350×104t,并对斑岩铜矿进行了系统的总结和研究,1983年,朱训等出版了《德兴铜矿》专著。
1959—1980年,北京地质学院、浙江区测队、江西省区测队开展了上饶市幅1∶20万区域地质调查,基本建立了测区的地层层序、岩浆岩活动顺序和区域构造格架,积累了丰富的基础地质资料。
1976—1981年,江西省水文地质工程地质大队开展了上饶市幅1∶20万水文地质普查工作,初步查明工作区水文地质、工程地质条件和地下水资源状况。
1983—1988年,赣东北地质大队开展了紫湖口幅、玉山县幅、古城幅1∶5万地质矿产调查,对三清山花岗岩侵位机制、形成时代进行研究。
1993年,江西省城乡规划设计研究院编制了《三清山风景名胜区总体规划》;2000年,三清山管理委员会邀请同济大学风景科学研究所,进行了《三清山风景名胜区总体规划》的修编工作;2003年1月—2004年3月,江西省城乡规划设计研究院对《三清山风景名胜区总体规划》进行了再次修编,为三清山的开发与保护提供了科学的依据。
2000—2002年,江西省地质调查研究院进行了上饶市幅1∶25万区域地质调查,根据同源岩浆演化序列,将三清山花岗岩划归为怀玉山构造岩浆小区,建立了岩石谱系单位系统,进一步提高了三清山的地质科学研究程度。
1985年7月—1986年8月,江西省地质调查研究院对三清山开展了专项旅游地质调查。
1999—2003年,江西省地质调查研究院在进行江西省地质遗迹调查工作期间,对三清山花岗岩峰林地貌进行了概略调查和评价。
2002—2004年,南昌大学与江西师范大学的学者与三清山管委会合作完成了《三清山志》的编篡,系统研究了跨越1921个年度,从西晋太康四年(即公元283年)至2004年上半年有关三清山的历史资料。重点突出了旅游资源、自然地理及历史文化遗产等方面的研究。
2005—2006年,江西省人民政府组织不同专业学科的专家和聘请了国内外地质科学顾问,对三清山自然遗产进行研究,侧重于生物学和生态学的研究,并开展了三清山自然遗产科学价值的国际对比研究,著名生态学家林英(1986)曾指出,江西是东亚-北美植物区系中中国植物区系的一个重要发源中心,是这些植物在中国的核心分布区。
2005—2006年,中国地质科学院、江西省地质调查研究院等单位对三清山地质公园内的地质遗迹景观进行了比较全面的调查和初步研究,并提出了“三清山式”花岗岩景观的概念。
应该说三清山所在区域的地质研究程度很高,成果也很多(陈思本等,1986;邓国辉等,2005;李献华等,1994,李献华,2000;陆松年,1998;马长信,1991;王一先等,1999;邢凤鸣等,1992;徐备,1990;徐备等,1989,1992;赵建新等,1995;赵崇贺等,1997;曾勇等,2002;周国庆,1991),归纳起来,最重要的成果有三个:德兴铜矿的发现;赣东北深大断裂带规模、延伸和成因的研究;赣东北中新元古代蛇绿混杂岩带的发现。可以看出,对赣东北的研究多集中在该地区前寒武纪的古造山带及其构造格架、古老变质岩及其年代学、元古宙蛇绿岩混杂岩带及其地质意义。赣东北与成矿作用相关的花岗岩也是研究热点之一(朱训,1983;杨明桂等,2004;金章东等,2007;芮宗瑶等,1984;王强等,2007;袁忠信,1988)。但对三清山景区花岗岩进行的科学定量研究不多,相关文献也多为三清山地学旅游资源的介绍或花岗岩景观的描述(刘细元等,2005,2006;杨明桂等,2007)。三清山是花岗岩微地貌的天然博物馆,记录了地球中生代以来地壳的演化历史,在成山成景机理上,传统上都解释为内动力使地壳不断隆升,外动力沿节理裂隙不断风化剥蚀塑造成各种惟妙惟肖的微型景观。但与作为物质基础的花岗岩本身有何关系?在中国东部岩石圈减薄作为一个被公认科学认识的前提下,中国东部众多花岗岩山体的形成与中国东部岩石圈减薄有何关系?是形成于挤压环境还是拉张环境?三清山山体隆升与剥蚀过程的有哪些特点?与处于同一造山带,具有相同岩石类型和地貌类型的黄山相比,三清山是否具有相同的隆升和剥蚀过程?
陈安泽先生曾指出:花岗岩专家不研究花岗岩地貌,而地貌学家则对花岗岩岩石学知之甚少,对花岗岩地貌与地质的关系也无法解释,这种把地质地貌分成两张皮的做法是不可取的。地貌学家要懂得地质学的基础知识和前沿研究领域,地质公园的研究者也应明白地质公园只是研究的载体,研究的内容可以是岩石学、地貌学、地球化学、地球物理和构造学,等等。花岗岩地貌是研究地质演化过程的重要证据(陈安泽,2007),因为地貌包含着过去地质历史时期里环境变化的相关信息,有助于了解地球环境变化的历史,更重要的是还可以为预测未来变化的方向和趋势提供科学依据(李琼,2008)。前苏联地貌学家马尔科夫(1948)就研究了地貌过程中的岩浆运动。在第一届国际花岗岩地质地貌研讨会论文专辑(《地质论评》,第53卷,增刊)中就有洪大卫、肖庆辉、张招崇、罗照华等岩石学家发表的论文,这是一个好的开端,有助于地貌和岩石工作者的讨论交流。但总体而言,花岗岩地貌在研究地质演化历史上没有得到应有的重视。正是基于这样的考虑,本专著将研究三清山的岩石地球化学,三清山山体隆升剥蚀的低温年代学约束,三清山的地貌特征和成因机制等几个方面的内容。
本节主要概述了地质公园的产生、发展现状,明确了地质公园的基本定义,并探讨了建立地质公园的意义。让人们对地质公园的产生、现状以及地质公园的未来发展,产生一个清晰的轮廓,从而系统地了解地质公园。
我国关于地质旅游的研究最早开始于南京大学的夏树芳(1988),在其著作《地质旅行》中对地质旅游的目的概括出8个方面:了解沿途地貌特征;了解沿途地层年代;了解山川的来龙去脉;了解沿途矿产资源情况;注意生物和人类的活动与矿床的关系;了解沿途经济地理与地质的关系;了解风景名胜与地质的关系以及文物考古资料;了解地质事件。
地质遗迹是地质旅游的根本,没有地质遗迹,地质旅游也无从谈起,国际上对地质遗迹保护十分重视,联合国教科文组织设立了地质遗产工作组,专门负责全球地质遗迹保护工作。世界上许多国家和地区对地质遗迹保护工作也十分重视,其中以美国、加拿大、英国等经济发达国家的地质遗产的保护管理工作领先,他们制定了严格的法规体系,采取了一系列行之有效的保护措施。国际上对地质遗迹保护的通行作法是建立自然保护区和国家地质公园。本文主要就地质公园展开讨论。
地质公园(Geoparks)是自然公园的一种,它是指具有特殊地质意义的珍奇或秀丽景观特征的自然保护区(王永生,2005)。
一、地质公园产生、发展及现状
地质公园是保护地质遗迹的载体,人类对地质遗迹保护和利用的历史由来已久,但是真正将保护落到实处,形成一系列的规章制度则是从近些年才开始的。1871年,时任美国地质调查局局长的海登率领一个34人的考察队到黄石高原考察火山、地热和温泉,并将考察报告和照片、绘画等提交国会,提出保护本区自然资源和地质景观的建议(赵汀和赵逊,2005)。于是,1872年,美国国会通过黄石法案(Yellowstone Act),在怀俄明州和蒙大拿州的黄石河源头地区建立了世界上第一个国家公园——美国黄石国家公园。美国国家公园的概念是由乔治·凯瑟琳(George Catherine)提出。当时在阿肯色州开辟了热泉保留地(Hot Spring National Reservation),其历史背景是美国大开发中对自然环境、野生动物和印第安文化产生的破坏和不良影响,引起了社会的关注。但是国家公园的建立对地质遗迹的保护只能产生局部影响和效果,它是把人类保护地球遗产由自发行动上升为自觉的行动,由分散的社会努力上升为国家行为,虽然未能形成全面科学系统的规划,但是建立国家公园保护了部分地球遗产(赵逊和赵汀,2003)。
自20世纪中叶以来,地质遗迹的保护已由各国分散行动变为国际组织发起和推动的全球性行动。但发展十分不平衡,保护工作与合理开发利用彼此脱节,难以成为各地政府参与且居民支持的、影响广泛的行动。从20世纪中叶到90年代前半期,联合国教科文组织(UNESCO)开始发挥重要作用。1948年,联合国教科文组织(UNESCO)在巴黎创立了世界保护联盟(IUCN),设立了“国家公园与自然保护专业委员会”(CNPPA/IUCN),在这里制订的国家公园标准中,正式将优美的地学景观保护和促进纳入科学发展的内容(赵逊和赵汀,2009)。
因此联合国教科文组织(UNESCO)地学部又提出建立世界地质公园计划,以弥补世界自然文化遗产在地质景观保护方面的不足,以及地质遗迹工作难以引起地方政府的重视和当地居民的积极参与之不足,建议推动地质公园项目,把地质遗迹保护与支撑地方经济发展和扩大当地居民就业紧密结合起来。1996年在北京召开的第30届国际地质大会上设置了地质遗迹保护专题并组织了讨论(赵逊等,2002)。
中国地质学家早在1985年就提出在地质意义重要、地质景观优美的地区建立地质公园的想法,以加强保护和开展科学研究、科学考察。
在我国地学界的努力推动下,地质公园作为一种保护地质遗迹的有效途径被提上了议事日程。1999年12月,国土资源部在“全国地质地貌景观保护工作会议”上,审议了“全国2000~2010年地质遗迹保护规划”,最终确定要在我国建设国家和地方两种不同层次地质公园形式。
国外“Geopark”的概念是20世纪末,由联合国教科文组织地学部为了创建世界地质公园网络而提出的。由该部原部长伊德博士(Wolfgang Eder)在1999年正式发表在地质学文献里(陈安泽,2007)。
2000年,联合国教科文组织(UNESCO)启动建立世界地质公园网络的项目。同年11月,在欧洲,第一届欧洲地质公园大会(1stEuropean Geoparks Conference)也成功在西班牙召开,会议在建立欧洲地质公园网络保护欧洲地质遗迹的议题上达成了共识,并批准了法国豪梯省地质保护区(Reserve Geologiqedr Hayte-prance)等10处为欧洲首批地质公园网络成员。2001年3月,中国国土资源部作为主管地质公园建设的国家机关,批准建立包括云南石林国家地质公园在内的首批11处中国国家地质公园。因此我们可以说,世界上首批地质公园是在中国和欧洲几乎同时建起来的。
2004年,鉴于中国在国家地质公园建设方面所取得的良好成绩及在世界地质遗迹保护中做出的贡献,联合国教科文组织决定将“联合国教科文组织世界地质公园网络办公室”设立在中国北京。该办公室的主要任务是开通世界地质公园网站(),搜集全球地质公园信息并对全球开放,建立世界地质公园管理数据库,为各个国家或地区提供服务。
2004年联合国教科文组织批准了首批“世界地质公园”25处,其中欧洲17处,中国8处。截至2009年8月,全球已经建立了70个世界地质公园,其中中国22处。
近年来,由于人口的快速增长和人类工业活动的影响,导致自然环境不断恶化,接二连三的破坏环境事件不断给人们敲响了警钟,保护自然环境,保护地球已经刻不容缓。与此同时,世界上的地质遗迹也面临着不同程度的威胁,保护地质遗迹需要全人类共同努力,建立地质公园作为保护地质遗迹的一种最有效的手段和途径,已经被越来越多的国家和地区所接受和采纳,相信在不久的将来,地质公园将会以星火燎原之势,带动全人类保护地质遗迹,进而保护我们整个地球的生态环境。
二、地质公园的定义
2001年,地质公园作为一个新兴概念被提出,引起了包括中国在内的各国政府组织和民众的热烈欢迎,随后即掀起了一股各国各地建立地质公园的热潮。
地质公园(Geopark)是以具有特殊的科学意义、稀有性和美学观赏价值的地质遗迹为主体,并融合其他自然景观或人文景观组合而成的一个特定地区。以保护地质遗迹、开展旅游、普及地球科学知识、促进地方经济、文化和自然环境的可持续发展为宗旨而建立的一种自然公园(陈安泽,2002)。
地质公园具有特殊地质科学意义,稀有的自然属性、较高的美学观赏价值,以具有一定规模和分布范围的地质遗迹景观为主体,并融合其他自然景观与人文景观而构成的一种独特的自然区域。地质公园既是为人们提供具有较高科学品位的观光旅游、度假休闲、保健疗养、文化娱乐的场所,又是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区,地质科学研究与普及的基地。
在中国,以具有国家级地质科学意义,较高的美学观赏价值的地质遗迹为主体,并融合其他自然景观与人文景观而构成的一种独特的自然区域,由国家政府行政管理部门组织专家审定,由国土资源部正式批准授牌的地质公园,称中国国家地质公园(National Geopark of China)(姜建军,2006)。
《世界地质公园网络指南和标准》规定了世界地质公园的内涵、申报程序、遴选标准和准则,其中规定世界地质公园必须符合下列要求:
(1)地质公园必须要有明确的范围界定,并具有足够大的面积以便促进地方经济和文化发展(主要是通过旅游)。地质公园应当包含若干各种规模、具有国际意义的地质遗迹,或者其中包含了具有特殊科学意义、稀有或美丽的地质体的一部分。这些特征以及形成这些特征的事件和过程在区域地质历史中具有代表性。
“地质公园”是一个地理区域,在这里地质遗迹是保护、教育和可持续发展整体概念的一部分。地质公园应当考虑这个地区的整体地理概况,不应当仅仅包含具有地质意义的遗址点。非地质主题是其完整的一部分,尤其是当它们与景观有关时,非地质内容可以展示给游客。由于这个原因,其中包括一些生态的、考古的、历史的或者文化价值的遗址也是必要的。在许多地方,自然、文化以及社会历史都密切联系在一起,因此不能被分开。
(2)地质公园申报的前提条件是要建立一个管理机构,并有规划。仅有给人印象深刻和具有国际意义的地质遗迹是不够的。地质公园区域内的地质特征必须让游客易于到达,且互相连接,并具有正规公园式管理的安全性。地质公园应该由指定的地方机构或者一些拥有足够的管理设施、有资质的管理人员和足够财政支持的机构来管理。特别要注意旅游活动必须与当地状况以及自然和文化特征相匹配,必须充分尊重当地居民的传统习惯。尊重、加强并保护当地文化价值是可持续发展至关重要的组成部分。在许多地区和国家,当建立地质公园时,还要考虑土著居民的习惯。
(3)地质公园的主要目标之一就是促进经济活动和可持续发展。改善当地居民的生活条件和地区环境,这对地质公园所在地区具有直接影响。同时也将增强当地居民的认同,促进文化繁荣,从而使地质遗迹得到直接保护。
在保护地质公园中的地质资源时,会创造新的税收来源(如地质公园旅游、地质产品等)。这也为当地居民带来了附加收入,将吸引私人资本的加入。“地质公园旅游”是一种与经济有关的、力求成功的、快速发展的学科,是一个旅游业中的新领域,其中涉及密切的多学科合作。
(4)地质公园必须提供和组织各种工具和活动来向公众传播地学知识和环境保护的理念(如通过博物馆、解说、教育中心、地质路线、旅游指南、通俗文学和图件、现代传播媒体等)。应当允许开展科学研究,与大学开展合作,促进地质学家与当地居民之间开展交流,所有教育活动应该围绕整体的环境保护反映出伦理导向。
(5)地质公园并非一定就是一块全新的保护区域或景观地(它可能存在于已有的国家公园或自然公园中),但与总体上实行全面保护和管理的国家公园或自然公园有很大差异。按照国家立法规定,地质公园应该保护的重要地质特征包括:有代表意义的岩石、矿产资源、矿物、化石、地形和景观。地质公园管理机构要确保其地质遗迹的保护应与地方传统和立法机关的义务协调一致,由地质公园所在地国家政府决定特定地质遗迹或地质公园的保护力度和措施。
三、建立地质公园的意义
从2004年第一批世界地质公园诞生以来,地质公园就担负着保护地质遗迹及其自然环境,传播自然科学知识,促进地方经济可持续发展等重大使命。同时建设地质公园对于保护地质遗迹,开展生态旅游具有重大的意义,对此卢云亭(2006)及姜建军等(2006)有过详细的研究阐述。
(一)建立地质公园能更有效地保护地质遗迹和自然环境
地质遗迹,是指在地球演化的漫长地质历史时期,由于各种内外动力地质作用,形成、发展并遗留下来的珍贵、不可再生的地质自然遗产。正因为地质遗迹的这种不可再生性和珍贵性,才使得我们需要采取各种方法来对其进行有效的保护,建立地质公园无疑是其中最直接也最有效的手段。在《地质遗迹保护管理规定》中明确指出:“对具有国际、国内和区域性典型意义的地质遗迹,可建立国家级、省级、县级地质遗迹保护区、地质遗迹保护段、地质遗迹保护点或地质公园”。由此可见,建立地质公园保护地质遗迹和自然环境已经作为一项基本规定列入我国的政策法规体系。该规定中还明确列出了需要给予保护的地质遗迹类型:
(1)对追溯地质历史具有重大科学研究价值的典型层型剖面(含副层型剖面)、生物化石组合带地层剖面、岩性岩相建造剖面及典型地质构造剖面和构造形迹;
(2)对地球演化和生物进化具有重要科学文化价值的古人类与古脊椎动物、无脊椎动物、微体古生物、古植物等化石与产地以及重要古生物活动遗迹;
(3)具有重大科学研究和观赏价值的岩溶、丹霞、黄土、雅丹、花岗岩奇峰、石英砂岩峰林、火山、冰川、陨石、鸣沙、海岸等奇特地质景观;
(4)具有特殊学科研究和观赏价值的岩石、矿物、宝玉石及其典型产地;
(5)有独特医疗、保健作用或科学研究价值的温泉、矿泉、矿泥、地下水活动痕迹以及有特殊地质意义的瀑布、湖泊、奇泉;
(6)具有科学研究意义的典型地震、地裂、塌陷、沉降、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害遗迹;
(7)需要保护的其他地质遗迹。
(二)建立地质公园可以更广泛地传播地球科学和环境保护知识
地质遗迹实际上更像是一部无字的历史教科书,它把地球46亿年的历史静静地雕刻在地球的每一寸土地上,展示在人们的眼中。他们或激情澎湃(如火山、瀑布)或沉默静谧(如典型地层剖面、构造行迹)或绚烂夺目(如丹霞、雅丹、矿物宝石产地)或悲凉沧桑(如地质灾害遗迹)……而所有的这些地质遗迹都静静地等在原地,待我们人类去认识和了解,地质公园的建立无疑为普通公众打开了一扇认识地质学、了解地球科学的窗口,人们可以在参观游览山水胜景的同时学习地球科学知识,增强自己环境保护意识。
地质公园不仅有雄奇秀丽的山水,有些还有着深厚的文化底蕴,人们身在其中,不仅精神愉悦,心灵也能得到陶冶和沉淀。
从全社会的角度来看,地质公园是面向公众的科普基地,是培养未来地球科学家的摇篮,也是人们丰富知识层面开拓视野的户外课堂,是高校教师和学生进行地质科学探索、研究的基地。
(三)建立地质公园可以促进地方经济的可持续发展
可持续发展的概念是由世界环境与发展委员会于1987年在《我们共同的未来》中提出的,即:“既能满足我们这一代人的需要又不损害子孙后代需要的发展”。
20世纪80年代,人们还没有意识到地质遗迹对于旅游经济发展的重要性,人们更多地把发展经济的目光放在对传统资源(如煤、石油、金属)的发掘上,这极大地限制了经济发展的速度。地质公园的建立,使宝贵的地质遗迹资源不需要改变原有面貌和性质而得到永续利用,这是对地质遗迹资源利用的最好方式。
旅游业是一种绿色产业,通过建立地质公园,在地质遗迹和自然生态环境都得到合理的保护的前提下,发展旅游业,进而带动当地的经济发展。地质公园的建立吸引着大量的游客前去参观游览,改变了当地传统的生产方式和资源利用方式,同时带动当地旅游经济的发展,增加居民就业,提高当地居民的生活水平。随着旅游活动的开展,地质公园所在地区的旅游知名度也会显著提升,这就会大大激发当地群众的认同感和自豪感,激发地方文化的复兴,更加注重保护当地地质遗迹和自然环境,从而形成一种良性循环,使地质遗迹资源成为地方经济发展新的增长点。
地质旅游是近30年来才逐步发展起来的一种新型生态旅游和可持续发展旅游形式。自20世纪90年代诞生地质旅游概念以来,各国学者对地质旅游研究的关注度逐年提高。目前,世界地质旅游的理论研究着重于地质旅游的定义,地质旅游资源的调查、评价与规划,地质旅游资源的类型划分,地质旅游资源的保护和开发,地质公园的建设与管理,地质旅游产品的开发策略等方面,还没有形成完整的体系。
一、国外研究进展
地质旅游的概念最先由Hose于1995年提出,1997年美国国家地理和旅游产业联合会提出了不同含义的“地质旅游”术语,随后很多学者参与讨论和研究地质旅游的这两大定义,并赋予了更深刻的含义(Stueve等,2002;Stokes等,2003;Newsome和Dowling,2006;Tongkul,2006;James和Hose,2008;Dowling,2009),但都没有形成统一的认识。
近30年来,国外学者从多个方面阐释了地质旅游的开展、管理、推广及与地方利益协调等方面的问题。有通过研究利用废弃矿山发展旅游业,从而唤醒矿山活力,增加价值(Calaforra和Fernández-Cortés,2006);针对火山或地热温泉等地的地质旅游活动安全问题进行研究(Heggie,2009);研究地质遗迹地开展地质旅游的可行性及容量,以保护地质遗迹环境和地质遗迹本身不受破坏的问题(Fernández-Cortés等,2006);关于自然遗产地的生态旅游和可持续发展研究(Spenceley,2005;Billington等,2008);世界遗产的地质学价值及开发地质旅游的潜力(Alexandrowicz,2009);地质公园与地质旅游的关系(Zouros,2004;Zouros和McKeever,2009);地质遗迹旅游对地方经济、就业、基础设施建设和居民收入的影响(Walpole和Goodwin,2000;Wartiti和Malaki,2008;Dowling,2009);认为地质旅游扩充了地区可持续旅游的内容(Hose,2007);有些学者研究如何将对一般人来说在平时和日常生活中显得太遥远且没有吸引力的地质学通过通俗易懂的图册介绍地质学知识,编制非学术化的地质目录,刺激民众的好奇心,透过地质景观唤醒人们对地球科学的注意(Bertolini和Centineo,2005);地方文化对地质旅游的重要性(Weber,2009;Lemon等,2009);地质旅游的教育、休闲功能(Eder和Patzak,2004;Grosbois和Eder,2008);游客对于地质旅游的认知与期望(Boley,2009);地质旅游与当地居民参与的关系(Farsani等,2009);通过研究西班牙的地质遗产与地质保护的过去、现在与未来,提出建立法律框架和编撰完整的遗迹目录以保护地质遗产(Carcavilla等,2009)。
在图书与杂志方面,Dowling和Newsome(2006)合作编写“Geotourism”一书,书中讨论了地质旅游的范围和性质,描述马来西亚、西南部非洲、澳大利亚等国家和地区的地质旅游资源,总结欧洲与中国的地质公园建设经验,介绍美国、西班牙、爱尔兰和英国等国家的地质旅游行动,研究了地质旅游的解说系统、地质旅游开发的问题与挑战,同时列举了不少实例作为佐证;Leman等(2008)主编了“Geoheritage of east and southeast Asia”一书,内容主要涉及地质遗产资源、地质遗产保护和地质公园等方面的研究成果;德国出版“Geoheritage”杂志,专门研究地质遗产保护和地质旅游开发。
二、国内研究进展
我国对于地质遗迹保护工作一直比较重视,但是对其开发建设却相对比较缓慢,在地质旅游开展和建设方面所做的工作相对滞后。我国学者对地质旅游的研究主要集中在地质公园的建设、地质旅游资源的特征分析等方面;部分高校成立了专门的研究机构,如中国地质大学、中国矿业大学都分别成立地质旅游研究中心和地质旅游研究所;另外,国内资源导刊杂志社出版发行一本专门介绍和研究地质旅游的杂志——《资源导刊·地质旅游》。
1978年,中国地质学会成立了地质科普委员会,并多次开会讨论旅游中的科普问题,提出开展科学旅游、地质旅游,并进行旅游地质、旅游地学相关研究;从1981年的全国青少年地学夏令营活动开始,组织了一系列地质旅游实践活动,每年都有数千人次,属于普及性地质旅游;1993年,中国旅游地学会在河北蓟县召开了以“中国地学(地质)旅游事业发展战略研究”为主题的学术年会。
殷维翰和丁兴旺(1983)提出并探讨了进行地质旅游和建立地质公园的构想,原地质矿产部于1985年11月在长沙召开了“首届地质自然保护区区划和科学考察工作会议”,会议代表考察了武陵源风景区,鉴于武陵源砂岩峰林地质地貌景观独特优美,地质学家提出了在地质意义重要、地质景观优美的地区建立地质公园以加强保护和开展科研、科考的构想。但由于种种原因,此项工作一直没能开展起来,直到1998年国土资源部协同有关部门才推动了这一事业的发展。目前,世界地质公园、国家地质公园和省级地质公园共同构成的三级地质公园体系在我国初步建成。有中国特色的地质公园管理体系围绕着对地质遗迹“在保护中开发,在开发中保护”的大原则正在不断完善,同时在理论与实践方面也还存在不少需要努力探索之处;世界自然遗产的地质旅游研究和开发也在悄然进行中,在世界遗产中开发地质旅游将成为继生态旅游、探险旅游、科普旅游之后新的研究方向。
目前,国内对于地质旅游的理论与实践研究主要体现在以下几个方面:
1.地质旅游的意义与必要性
地质遗迹是大自然赐予我们的宝贵而不可再生的自然遗产,它代表了地球发展的不同篇章,具有不可估量的科学意义。通过在世界遗产地和地质公园开展地质旅游,不仅可以在保护地质遗迹的同时让旅游者在游玩中感受到大自然美丽的景色,给人一次惬意的旅游经历,而且还可以轻松了解地学知识、促进地质学知识的普及和当地经济文化的发展。因此国内不少学者和政府都非常关注地质旅游的研究及其对地方发展所带来的契机。周纯明和曾令初(2007)认为,地质旅游具有扶贫、延长矿区寿命、加强社区和谐、普及地学知识等功能,既保护了地质遗迹,又发展了地方经济,促进了地方发展。徐梅(2007)认为,个性化、主题性的地质旅游将成为我国旅游业发展的新趋势,并提出,大力发展地质旅游是充分挖掘贵州旅游资源潜在优势,以差异性竞争策略实现贵州旅游业发展后来居上的正确选择,而且贵州地质旅游开发需要走综合性的整合开发之路,带动地方经济的综合协调发展。张玲(2008)认为,发展地质旅游对保护地质遗迹,加快旅游业发展,促进人与自然和谐相处具有重要意义。
2.地质旅游资源方面
地质旅游资源研究主要集中在地质旅游资源的分类、地质形态的构造和形成历史、地质旅游资源的开发等方面。主要图书有《中国旅游地质资源分类分区与编图》、《地质旅行》(夏树芳,1998);主要研究论文成果有:吴昭谦(1990)提出中国拥有丰富的地质旅游资源,应当面向世界开展地质旅游;郭威和丁华(2001)讨论了地质旅游资源的分类、地质旅游的特色和发展前景;左晓路(1995)对四川地质旅游发展的可行性进行深入探讨;李治国和高建华(2004)研究了河南省地质旅游资源及开发利用潜力,提出应做好地质旅游资源评估,并进行配套组合旅游项目开发;唐开疆(2003)分析了世界遗产——长江三峡的地质旅游资源,提出重点进行“无字天书”旅游考察和远古时代的古生物化石探秘这两方面的地质旅游;王嘉学和杨世瑜(2004)针对世界遗产——三江并流区旅游地质资源开发与保护的障碍及对策进行研究;戴亚南(2008)则探索了地质遗迹的可持续发展的途径和方法。
3.地质公园方面
地质公园是开展地质旅游活动的基础和主要场所,因此,我国学者在地质公园开发建设的理论与实践方面做了大量研究工作。主要体现在以下几个方面:
(1)国家地质公园体系、地质公园评定及地质公园的意义等方面研究。陈安泽(2003)认为国家地质公园体系的建立,是我国地质工作发展史上一件具有划时代意义的大事,对地质遗迹保护工作,对促进旅游事业和经济发展都有重大意义;赵逊和赵汀(2003)认为中国地质公园的建设不仅可以提高中国地学界的国际地位,保护地质遗迹,优化地质环境,推进科学普及,提高旅游科学知识含量,同时也有益于地方经济发展和增加当地居民的就业机会,是实现地质工作服务于社会、经济可持续发展的具体措施,也有利于保护地质遗迹和地质环境;国家地质公园具有美学与观赏价值、科学研究与科普价值,它将在开展地质旅游、普及地质科学知识、提高旅游业的科学含量等方面发挥重要作用(后立胜和许学工,2004)。
(2)地质公园中地质遗迹资源特征及开发保护研究方面。黄松(2006)提出了地质遗迹的复合型保护开发模式优选思路和5个优选模式;赖绍民和郑万模(2002)认为地方政府应摸清地质公园的地质遗迹资源,建立完善的评价标准和登录评价体系。王长生(2005)认为对于目前尚不具备开发条件的地质遗迹采取“暂缓开发”原则,以保护地质遗迹资源。
(3)地质公园的开发和保护方面的研究。卢志明和郭建强(2003)等用系统论的思想把地质公园分为地质系统、保护系统和旅游系统三个子系统。地质公园应该走绿色开发之路,并纳入到旅游产业的链条中,建成科学旅游、探险旅游的基地(李双应和岳书仓,2002)。地质公园的建设要注意处理好开发利用和保护的关系,二者的目标都是为了实现地质遗迹资源的可持续发展(毛学翠,2003;孙长远和周淑敏,2005)。李晓琴和刘开榜(2005)认为生态旅游是地质公园可持续发展的战略选择,并提出了地质公园生态旅游开发模式。
(4)国外地质公园建设开发与保护经验研究与借鉴。主要是总结国外地质公园的经验,提出尽快健全完善我国地质公园管理体制,理顺各项管理规章制度与运行机制,实行地质公园管理与经营分离及强化法律责任与法律制裁(赵汀和赵逊,2003;郑敏和张家义,2003;夏云娇,2006)。
4.地质旅游开发及产品方面
我国学者在地质旅游的总体规划建设和地质旅游产品的推陈出新方面研究相对较少,目前研究重点主要放在地质旅游的开发思路和建议方面的居多,如何通过开发新颖的地质旅游产品来满足新世纪人们对旅游需求的变化和地质旅游配套设施建设是我国学者和业者今后需要重点研究的目标。周纯明和曾令初(2007)详细论述了地质旅游的意义和地质旅游产品系列的开发建设对策;高莲凤和张振国(2007)研究山西省地质景观资源分布特征,提出地质旅游总体规划的建设思路,即该省地质旅游线路规划、资源开发规划及地质旅游区的环境治理和保护规划方案;庄寿强(2006)提出地质公园中地质旅游的开展及其知识产权保护问题,并提出地质旅游的三种类型:弥漫型地质旅游、插入型地质旅游和连贯型地质旅游;庄寿强(2008)提出在恐龙曾出没的地方寻找金刚石这一开拓地质旅游公园的设想就满足了人们探奇的好奇心理及地质旅游景点的可持续发展对策。徐梅(2007)探讨了贵州省民族旅游与地质旅游的结合开发思路。吴振扬(2007)在分析香港花岗岩地貌特性、地质旅游特点和目前存在问题基础上,提出香港花岗岩地貌的地质旅游开发思路。谢洪忠和刘洪江(2003)分析了美国国家公园的地质旅游特色,并提出我国地质旅游开发应突出地质旅游特色、正确认识地质景观、加强管理和引导。同时,还有不少学者针对一些具体的地质公园进行旅游产品设计和开发研究。
总的来说,国内地质旅游研究还比较薄弱,主要集中在地质旅游的地质景观资源特征分析、地质资源开发与保护、地质公园的开发与规划建设等方面,对于地质旅游资源的评价体系、地质旅游的线路安排、地质旅游的配套服务、地质旅游与教育结合、地质旅游与地方特色结合、地质旅游与地区经济建设协调等方面还存在不足,地质旅游的理论研究体系和实践开发体系还未成型,还有待进一步加强多学科交叉研究,深化完善地质旅游学科建设。
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