災害威脅下的山地世界遺產(chǎn):以瓦斯卡蘭為例

錢麗源 傅婭

1 災害威脅下的山地世界遺產(chǎn)概況

大多數(shù)山地世界遺產(chǎn)是①人類與大自然長期互動的結(jié)果。山地原住民極度依賴于信仰、食物的供給、山泉和藥草，同時山地的生物多樣性也為居住在其下游的人們創(chuàng)造福祉[1]。由聯(lián)合國大會于2003年指定每年12月11日為國際山地日，強調(diào)山地對地球生命的重要性。2017年國際山地日的主題為“壓力下的山脈：氣候，饑餓和移民”，引起相關領域關注山地與山地居民所面臨的急迫性挑戰(zhàn)。并在當日重申“世界遺產(chǎn)公約”正在履行山地保護的角色，努力加強山地原住民應對挑戰(zhàn)的復原力[2]。世界自然遺產(chǎn)，至少有1/4已經(jīng)面臨氣候變化引發(fā)的災害威脅。包括許多山地區(qū)域：在哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦與烏茲別克斯坦交界的世界自然遺產(chǎn)天山山脈區(qū)域，目前其豐富的農(nóng)作物生物多樣性遭受嚴重威脅。在尼泊爾加德滿都，2015年發(fā)生的7.9級大地震，其16個地區(qū)的世界文化遺產(chǎn)中131座歷史建筑被完全摧毀；在世界自然遺產(chǎn)地九寨溝，2017年發(fā)生的7.0級大地震以及2018年爆發(fā)的嚴重山洪泥石流災害。

在南美洲西部以安第斯山脈為主，東部包含高原地區(qū)和廣闊的低地。其大部分山地世界遺產(chǎn)便分布于西面，近些年接連遭受自然災害的侵襲。2017年10月，世界自然遺產(chǎn)巴西韋阿代魯斯高地國家公園發(fā)生山火，造成至少22%的面積毀壞。在此國家公園內(nèi)有近50種瀕危物種以及466 處泉眼受到保護，被授予“高原中心的水箱”稱號（圖1）。2010年受厄爾尼諾影響，位于秘魯烏魯班巴河谷爆發(fā)嚴重山洪泥石流災害，世界文化遺產(chǎn)馬丘比丘至庫斯科的鐵路線被沖毀，近4 000人被困。這些災害不僅破壞了上游山地的生物多樣性、地質(zhì)多樣性和特殊的自然特征，更迫使下游原住民（山地景觀的保護者）和當?shù)厣鐓^(qū)變得更加脆弱。下文筆者將以同樣常年遭受著災害威脅的秘魯瓦斯卡蘭國家公園及下游城市瓦拉斯為例，共同面對山地遺產(chǎn)的現(xiàn)狀，探索未來人與自然共同抵御災害的潛能。

2 災害威脅下的瓦斯卡蘭國家公園及其下游

2.1 瓦斯卡蘭國家公園概況

1985年，聯(lián)合國教科文組織指定瓦斯卡蘭國家公園②為世界自然遺產(chǎn)。瓦斯卡蘭國家公園地處世界上海拔最高的熱帶山脈安第斯山脈之中，同時也是海拔最高的熱帶冰川區(qū)域。分布的還有秘魯最高峰海拔6 768 m的瓦斯卡蘭山Huascaran，以及近600個冰川、300個湖泊、3條重要河流及其41條支流。從潮濕的熱帶到亞高山再到高山和苔原，擁有豐富的植物物種和獨特的生物多樣性。如羊駝、北安第斯鹿，美洲獅或山獅，眼鏡熊和安第斯禿鷲。被記錄的鳥類物種就有100多種, 其中包括安第斯禿鷹和巨型蜂鳥。大約800種植物被記錄在案，最著名的是以其巨大的花序而聞名的安第斯山脈女王（圖2）[3]。這里是山地自行車、徒步、登山者的天堂，有25條徒步旅行路線和102個登山點。整個地區(qū)里保留有33座考古遺址一部分便形成了查文考古遺址，被列入世界文化遺產(chǎn)名錄。該遺跡是古代舉行宗教儀式的場所，包括圓形廣場和古廟[4]（圖3）。

1 10月28日，巴西戈亞斯州韋阿代魯斯高地國家公園被森林火災燒毀火災前的自然景象The landscape before the fires in Chapada dos Veadeiros National Park in Brazil on October 28, 2018

2 瓦斯卡蘭國家公園Huascarán National Park

3 查文考古遺址宗教儀式中心The Chavin Archaeological Site Ceremonial Center

4 1941年洪水侵襲過后的瓦拉斯城，白色區(qū)域為洪水覆蓋區(qū)域，右側(cè)的老城區(qū)域沒有受到影響In the city of Huaraz, after the 1941 floods, the white area was flood-covered, and the old town area on the right was unaffected

冰川是該區(qū)域地貌和水文的主要元素。隨著氣候變化，山脈的冰川冰量正在消融中，遺址的結(jié)構也在不斷惡化，包括壁畫廊道、排水溝和出現(xiàn)滑坡的內(nèi)部通風口。最大的威脅是由冰川湖潰決洪水災害 （如1941年 的洪水），以及高烈度和強度的地震 （如1970年地震）。在1941年對被洪水掩埋的查文遺址進行了保護、清潔、預防性保護、研究和準備工作。然而最主要的瓶頸是預算和人員配置不足，限制了國家公園處理災害威脅的有效運行，需要制定應對迅速消退冰川的戰(zhàn)略性策略。

2.2 下游城市瓦拉斯

瓦斯卡蘭國家公園順著秘魯北部的Santa河谷經(jīng)過Chavínde Huntar、Yungay 和 Ranrahirca村莊，便抵達位于下游的瓦拉斯市區(qū)。1702年至今，受災最嚴重就是Santa河谷。瓦拉斯市發(fā)生過22起由冰川雪崩引發(fā)冰川湖潰決的洪水災害。1941年12月13日，洪水造成5 000人喪生，市區(qū)1/3被摧毀，同時Chavínde Huntar村以及查文考古遺址均被淹沒（圖4）。

1970年, 秘魯發(fā)生了歷史上最嚴重的特大自然災害安卡什地震，又稱秘魯大地震 。 這次地震引發(fā)瓦斯卡蘭國家公園北部（海拔6 655 m）突發(fā)性雪崩，形成的巖石、冰雪、洪水掩埋了Yungay 和 Ranrahirca城鎮(zhèn)。這場雪崩的導火線是一塊長約910 m，寬 1.6 km長的巨型冰川裂冰和巖石的滑動，以280～335 km/h的平均時速向Yungay 村推進。快速移動的冰與巖石附著了大量冰川沉積物，當它到達 Yungay 村時，已經(jīng)形成約8 000萬m3的水、泥漿、巖石和積雪，造成約7萬人喪生[5]。

世界遺產(chǎn)基金會為秘魯提供的緊急財政援助已交給有關當局評估和處理。教科文組織將與聯(lián)合國兒童基金會（兒童基金會）合作，通過向受災學校提供臨時設施和教育材料，幫助兒童盡快返回學校。然而這些措施并沒有從根本上消除或者減弱秘魯山地遺產(chǎn)地的災害風險程度。南美真實的社會文化經(jīng)濟現(xiàn)狀對該區(qū)域以及國家層面造成了嚴重的生態(tài)系統(tǒng)和社會文化經(jīng)濟的負面影響。探索合理的災害風險管控方式，將在加強遺產(chǎn)地脆弱性的抵御能力方面發(fā)揮至關重要的作用。接下來將嘗試通過遙感可視化技術以及借鑒全球相關經(jīng)驗的方式，為瓦斯卡蘭上下游區(qū)域探索前沿有效的管控措施。

3 山地災害管控建議

3.1 上游國家公園面積的擴張

阿根廷土地保護基金會（Conservation Land Trust）早在20世紀90年代末已經(jīng)開始進行擴大和升級世界第二大濕地伊貝拉自然保護區(qū)內(nèi)的土地保護項目。該保護區(qū)由大約40%的公共土地和60%的私有財產(chǎn)組成，私有財產(chǎn)的持有人為1 800名當?shù)鼐用?。土地保護基金會開始重視此區(qū)域的生態(tài)多樣性，以基金會名義展開保護計劃，在伊貝拉流域回購獲得了超過40.47 km2的純保護區(qū)（公園）和生態(tài)農(nóng)業(yè)用地。該保護計劃的一個關鍵要素是于伊貝拉流域的展示，有利于促進生物多樣性的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)管理技術。阿根廷團隊通過大約15年的工作來最終實現(xiàn)棲息地面積的增加。

阿根廷項目的成功實施，給予了瓦斯卡蘭國家公園未來管控措施寶貴的啟示與支撐。我們嘗試通過應用Envi以及Arcmap軟件，對Landsat8衛(wèi)星上陸地成像儀（Operational Land Imager，簡稱OLI）和熱紅外線傳感器（Thermal Infrared Sensor，簡稱TIRS）所采集到的瓦斯卡蘭國家公園及周邊原始數(shù)據(jù)第10波段進行地表溫度的反演（圖5）。考慮到夏季融雪以及夏季高原地區(qū)晝夜溫差會更加明顯，數(shù)據(jù)分析結(jié)果更易于解析，決定對2018年7月7日、2013年7月9日兩組原始數(shù)據(jù)進行溫度反演。并對瓦斯卡蘭國家公園境內(nèi)的地表溫度數(shù)據(jù)針對性地進行了處理（圖6）。在對國家公園境內(nèi)模型解析過程中，發(fā)現(xiàn)2018年7月7日地表溫度低溫區(qū)（本文指低于0℃）明顯少于5年前的2013年7月9日，說明國家公園境內(nèi)的冰川以及雪線正在退化中。2018年高溫區(qū)（本文指高于20℃）不僅明顯增加，并且反演出高溫增加區(qū)域多出現(xiàn)于國家公園邊境周圍，意味著瓦斯卡蘭國家公園內(nèi)部正在遭受氣候變暖威脅的同時，國家公園外圍城市村落的活動對其有著嚴峻的“包圍式”威脅。面對此雙重威脅，建議將其范圍進行科學合理的擴張。

5 瓦斯卡蘭國家公園及周邊地表溫度反演模型The Surface Temperature Inversion Model of the Huascarán National Park and surrounding area

6 瓦斯卡蘭國家公園境內(nèi)地表溫度數(shù)據(jù)針對性分析模型Targeted analysis model of surface temperature data in Huascarán National Park

然而“合理”的擴張意味著國家公園面積的擴張范圍以及方向均需要科學的理論支撐。在整理綜述材料的過程中，發(fā)現(xiàn)在全球生物保護圈計劃中，共120個國家中設立了669個生物圈保護區(qū)，其中秘魯?shù)闹Z斯特阿莫塔貝曼格胡夫、瓦斯卡蘭、奧克沙帕彭安沙妮卡揚沙、馬魯、戈蘭佩加滕5個保護區(qū)被列入其中（圖7）。從景觀生態(tài)學角度介入，生態(tài)系統(tǒng)的連通性需要景觀格局（斑塊、廊道、基質(zhì)）的共同作用，5個保護區(qū)如5個斑塊生物圈，每個生物圈由核心區(qū)、緩沖區(qū)和過渡區(qū)組成。核心區(qū)——必須受到法律保護，必須確保對景觀，生態(tài)系統(tǒng)及其所處物種的長期保護。不受人類活動的影響，除了研究，監(jiān)測原住民習俗活動。緩沖區(qū)——它的界限很明確，圍繞核心區(qū)域或周邊。這里開展的活動是有組織的。在其中，可以進行實驗研究，輔助探索自然植被、農(nóng)田、森林或漁業(yè)的管理方法?？梢栽诰彌_區(qū)進行退化區(qū)域修復的實驗。同樣，它可以容納有組織的教育、旅游和娛樂設施。過渡區(qū)——在這個區(qū)域，可以開展各種農(nóng)業(yè)活動，可進行人類居住環(huán)境和其他形式的探索。當?shù)鼐用?、科學家、保護機構、民間協(xié)會、文化團體、私營公司和其他相關方必須共同努力管理和可持續(xù)發(fā)展該地區(qū)的資源，以造福其居民。過渡區(qū)在保護區(qū)發(fā)展過程中具有強大的社會和經(jīng)濟意義[6]。以瓦斯卡蘭國家公園為例，可對核心區(qū)進行更嚴格的管控，并對其過渡區(qū)進行擴張，不僅能有效遏制外圍人類活動對于保護區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的干擾，并且有助于保護區(qū)內(nèi)過渡區(qū)甚至是核心區(qū)的可持續(xù)性恢復和自然向外擴張，最終實現(xiàn)的最理想狀態(tài)是：秘魯各個保護區(qū)的緩沖區(qū)被“連通”，從而由斑塊生物圈過渡到生物圈廊道，有助于緩解外部對核心區(qū)域的災害威脅。動植物等生態(tài)鏈在此廊道上進行自由的遷徙與更替，使得實現(xiàn)5個生物圈生態(tài)系統(tǒng)不再以支離破碎的斑塊各自抵御災害威脅，而是以此牢固的生物圈廊道共同抵御災害。

3.2 下游城市建立災害防御平臺

在過去的40年里, 該區(qū)域上游至少34%的冰川已退化。氣候變化將會使冰川、雪崩和洪水發(fā)生更加頻繁，下游瓦拉斯市區(qū)12萬人口的生命受到威脅。在瓦拉斯市區(qū)上游的一個冰川湖Palcacocha湖，目前的水容量是其正常容積的34倍。如果破裂，近1 800萬m3的湖水和石礫將會形成洪水15min內(nèi)侵入瓦拉斯市區(qū)（圖8）。更嚴重的是目前在瓦拉斯市區(qū)上游有近10～14個同樣性質(zhì)的冰川湖泊威脅著這座城市[7]。該市為了防止悲劇再次發(fā)生，實施了一些保守的安全措施，例如強化大壩和排水管系統(tǒng)。不幸的是，由于氣候變化和平均溫度升高，湖泊水量因冰川融化而繼續(xù)增長，2003年依然引發(fā)小型的洪水[8]。目前通過NASA的Terra衛(wèi)星上的反輻射熱射線探測儀實現(xiàn)了對Palcacocha湖冰川退化情況的實時監(jiān)控（圖9）[9]。然而僅依靠衛(wèi)星監(jiān)控是無法解決目前所面臨的嚴峻現(xiàn)狀。該城市急迫地需要在瓦拉斯市區(qū)及周邊設置預警系統(tǒng)，建立災害防御平臺。

7 秘魯境內(nèi)5個保護區(qū)的合理性擴張建議，構建景觀生態(tài)廊道模型Suggestions on the rationality expansion of 5 reserve areas in Peru, and constructing the model of landscape ecological corridor

8 2003年瓦拉斯市區(qū)衛(wèi)星圖片，瓦拉斯市區(qū)附近的冰川湖Palcacocha湖已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫，一旦爆發(fā)，洪水15min即可到達市區(qū)In 2003, Huaraz City satellite image, Huaraz City near the glacial Palcacocha Lake appeared cracks. Once the outbreak,the flood could reach the city in 15 minutes

9 NASA衛(wèi)星監(jiān)控下2000—2012年期間Palcacocha湖水增長記錄NASA satellite record the Palcacocha Lake growth from 2000 to 2012

于是通過GIS對2011年的瓦拉斯市域范圍內(nèi)的DEM基礎數(shù)據(jù)進行了水文提取建模（圖10）。在對此水文模型進行衛(wèi)星地圖實時高分辨率對照解析的過程中，發(fā)現(xiàn)重要的匯水點所處的具體位置情況主要分為2種類型：1）位于地形陡峭高程落差大的位置（圖10紅色點的位置）；2）位于城郊以及市域與河流交匯的位置（圖10黃色點的位置）。

針對水文解析所發(fā)現(xiàn)的問題，可以仿效哥本哈根市政府在面臨2010—2014年接連洪水和港口海平面上升時所采取的應對措施政府專項團隊選擇了Ramboll 事務所的藍綠方案[10]。通過對災害威脅點與排洪通廊在瓦納斯市區(qū)的圖像解析，為市政府設置實時監(jiān)控系統(tǒng)以及疏通排洪通道提供精準定位與災害管控規(guī)劃性建議。具體建議如下：將重要的匯水點（圖10紅色點的位置）進行軟化設計，融入城市臨時性雨洪池來緩解積水區(qū)的排洪壓力。再對排洪通道（圖10紅色箭頭）進行疏通，對重要的排水水文線（圖10藍色線）進行定制型排洪通廊的設計。通過縱向排洪措施的融入來分擔橫向的排洪壓力，從而降低整個城區(qū)內(nèi)的災害威脅度，提高城市抗災能力。并且在地形陡峭高程落差大的位置（圖10紅色點的位置）處設立實時監(jiān)控預警系統(tǒng)，建立災害防御工程。如果此點位上仍有居民區(qū)或者公共活動區(qū)域，必須對此區(qū)域進行強制性拆遷。

4 啟示

山地世界遺產(chǎn)在這些年一直嘗試通過發(fā)展創(chuàng)新的可持續(xù)的文化和生態(tài)旅游模式，以減輕貧困并增強當?shù)厣鐓^(qū)的可持續(xù)生計。然而正如提到的南美真實社會文化經(jīng)濟現(xiàn)狀對該區(qū)域以及國家層面造成了嚴重的生態(tài)系統(tǒng)和社會文化經(jīng)濟的負面影響。也許當前，發(fā)展并不是合理應對災害的首選策略，山地遺產(chǎn)地災害風險的程度主要還是取決于其自然和技術環(huán)境（如地震或洪水易發(fā)地區(qū)，工業(yè)區(qū)，人類活動等）的影響[11]。因此我們努力嘗試應用遙感技術以及生態(tài)理論的支撐，在第3章節(jié)中，通過對上游國家公園區(qū)域生物圈“連通性”的強化，以及下游市區(qū)的減災探索共同應對某一特定遺產(chǎn)地的脆弱性的途徑，力求加強在脆弱性的抵御能力方面發(fā)揮重要作用，為高危山地區(qū)域的可持續(xù)社會和經(jīng)濟發(fā)展提供寶貴資產(chǎn)。

10 Huaraz市區(qū)災害管控建議總平面圖General plan of disaster control recommendations in Huaraz City

11 位于墨西哥 Bolonchen的水源Cenote，繪于1842年[12]The cenote is located in Bolonchen, Mexico,painted in 1842[12]

政府與居民在面對秘魯瓦斯卡蘭國家公園洪水與雪崩的威脅時，是有很多措施和途徑可以選擇的。然而哪條途徑才是合理科學，南美的瑪雅文明也許會給予我們一些啟示：無法想象，古時在這片干旱的石灰?guī)r半島上，沒有河流小溪，然而瑪雅人的求生本能驅(qū)使他們發(fā)現(xiàn)了水源Cenote（圖11），并就近選址建造人類奇跡奇琴伊察捍衛(wèi)他們的水源之地。正如尋找水源的動力與指引力一樣，也許從風景園林的初衷出發(fā)，能開啟探索人與自然共同抵御災害威脅潛能的新征途。

注釋：

① 山地世界遺產(chǎn)是指位于山區(qū)，并被聯(lián)合國教科文組織列入世界遺產(chǎn)名錄的自然遺產(chǎn)和文化遺產(chǎn)。

② Huaraz、Huascarán National Park、Chavin 中文分別譯為瓦拉斯，瓦斯卡蘭國家公園與查文考古遺址。在正文中均以譯文形式出現(xiàn)。

③ 圖1引自 http://www.whcn.org/Detail.aspx?Id=2131；圖2 攝影師Tom Dempsey；圖3引自http://chavin24.blogspot.com/2014/06/el-circuitomagico-del-agua-enchavin.html；圖4 來源于The Mountain Institute機構，官網(wǎng)http://mountain.pe ；圖5由作者通過 對2013年7月9日，以及2018年7月7日兩日由衛(wèi)星上陸地成像儀（OLI）和熱紅外線傳感器（TIRS）所采集到的 遙感數(shù)據(jù)反演建模生成；圖6由作者通過對2013年7月9日和2018年7月7日兩日地表溫度反演模型進行針對性數(shù) 據(jù)處理建模生成；圖7 作者以源自秘魯保護區(qū)官方指南的秘魯生態(tài)圈平面圖為底圖，進行必要的分析處理；圖8左圖由作者通過GIS制作；右圖采集自2003年4月4日NASA的Terra衛(wèi)星上的熱反射儀ASTER https://earthobservatory.nasa.gov/images/3343；圖9來源于USGS/Science Source，https://www.sciencesource.圖10由作者通過對2011年DEM基礎圖像進行提取，建立出水文與地形合成圖，形成災害管控解析圖像；圖11引自維基百科，Cenote，意為瑪雅人賴以生存的天然水源洞穴。