北京市地質(zhì)遺跡分布特征及其保護(hù)地優(yōu)化整合探討

柳 晨，李江海，王盟楠

（北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871）

地質(zhì)遺跡是一種在地質(zhì)演化時(shí)期，由于各種內(nèi)外動(dòng)力和地質(zhì)作用，形成、發(fā)展并遺留下來的不可再生的自然資源，具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值、教育價(jià)值、觀賞價(jià)值及開發(fā)利用等價(jià)值[1-2]，通過研究地質(zhì)遺跡，可以佐證地質(zhì)環(huán)境、生物變遷的過程，追溯地球演化的歷史。目前，國(guó)內(nèi)外通常以建立國(guó)家公園、地質(zhì)公園、自然保護(hù)區(qū)等方式來進(jìn)行地質(zhì)遺跡保護(hù)和開發(fā)利用[3-5]。地質(zhì)地貌特征與區(qū)域構(gòu)造存在內(nèi)在聯(lián)系，地質(zhì)遺跡的類型和分布也和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景息息相關(guān)，地球的內(nèi)外作用力復(fù)雜性對(duì)地質(zhì)遺跡的多樣性起到?jīng)Q定性作用[6]。

在近30億年的地質(zhì)演化過程中，北京經(jīng)歷了構(gòu)造隆升和各種剝蝕改造作用等[7]，形成了類型多、數(shù)量大、分布廣且獨(dú)具特色的地質(zhì)遺跡景觀。北京市在過去幾十年中，曾對(duì)地質(zhì)遺跡資源進(jìn)行了4次調(diào)查，其中2006年進(jìn)行了全市普查，共發(fā)現(xiàn)7大類31亞類地質(zhì)遺跡共170處，并在2012年確定了50處重要的地質(zhì)遺跡[8-9]。北京市有多處市級(jí)、國(guó)家級(jí)地質(zhì)遺跡，更有2處世界級(jí)地質(zhì)遺跡，分別為房山區(qū)北方巖溶、第四紀(jì)人類遺址；延慶區(qū)北方巖溶、恐龍化石群[10]，不僅有觀賞旅游價(jià)值，也是重要的教學(xué)、科普的園地，極具科學(xué)研究?jī)r(jià)值。雖然北京地質(zhì)調(diào)查和科學(xué)研究起步較早[11]，但是仍有很多地質(zhì)遺跡處于無人管理的狀態(tài)，一些很早之前發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)遺跡在經(jīng)過了人類多年的活動(dòng)和改造之后，已經(jīng)不復(fù)存在。部分地質(zhì)遺跡資源正在或已經(jīng)遭受破壞，即使在已經(jīng)列入北京市重要地質(zhì)遺跡的50處地質(zhì)遺跡中，也還有14處地質(zhì)遺跡無任何形式的保護(hù)[2]，因此，研究北京市地質(zhì)遺跡資源分布特征，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和優(yōu)化整合刻不容緩。

目前，不少學(xué)者多針對(duì)北京市的國(guó)家級(jí)、世界級(jí)地質(zhì)遺跡進(jìn)行研究，同時(shí)也是地質(zhì)遺跡比較集中的區(qū)縣進(jìn)行研究，如任凱珍等（2012）詳細(xì)描述了北京房山十渡國(guó)家地質(zhì)公園的情況，對(duì)園區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[12]；呂金波等（2013）則描述了北京市房山國(guó)家地質(zhì)公園圣蓮山園區(qū)的巖溶演化序列[13]；王鎧銘等（2013）對(duì)北京市延慶地質(zhì)公園內(nèi)主要地質(zhì)遺跡進(jìn)行了定性、定量評(píng)價(jià)[14]；賀瑾瑞等（2020）對(duì)門頭溝的地質(zhì)遺跡進(jìn)行了特征描述，并提出了針對(duì)該區(qū)地質(zhì)遺跡的保護(hù)利用建議[15]。學(xué)者們對(duì)北京市整體地質(zhì)遺跡研究相對(duì)較少，南等（2014）將北京市的地質(zhì)遺跡分為7大類31亞類共170處，繪制地質(zhì)遺跡點(diǎn)狀分布圖，并對(duì)地質(zhì)遺跡的保護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹[8]；韋京蓮等（2011）對(duì)北京市地質(zhì)遺跡進(jìn)行簡(jiǎn)要概述并提出了存在的問題和建議[2]；賀瑾瑞等（2015）對(duì)北京地質(zhì)遺跡的形成和演化進(jìn)行系統(tǒng)描述，并分析北京50處重要地質(zhì)遺跡的保護(hù)利用現(xiàn)狀[9]；賀瑾瑞等（2016）則是描述了北京50處重要地質(zhì)遺跡的點(diǎn)狀分布情況和特征，針對(duì)其開放利用現(xiàn)狀提出一些保護(hù)規(guī)劃建議[16]。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)描述北京市的地質(zhì)情況，不僅繪制出北京50處重要地質(zhì)遺跡點(diǎn)狀分布情況，還根據(jù)北京市的地質(zhì)情況和前人研究繪制了北京地貌景觀區(qū)域分布圖，并對(duì)地質(zhì)遺跡保護(hù)地進(jìn)行了優(yōu)化整合探討。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

北京市位于華北克拉通東部，處燕山地臺(tái)斷皺帶、太行山地臺(tái)復(fù)式褶皺帶與渤海灣盆地的交匯區(qū)，115°25′～117°30′E，39°26′～41°04′N，市域面積1.641萬km2。北京高峰、山地和平原相對(duì)高低懸殊，地貌形態(tài)復(fù)雜，地勢(shì)西北高、東南低（圖1），前挹九河、后拱萬山。北京西部為處于太行山余脈上的西山，北部是屬燕山山脈的軍都山，兩者相交于昌平南口的關(guān)溝附近，形成一個(gè)向南東展開的扇形大山彎，環(huán)繞著向渤海灣平緩傾斜的北京沖洪積平原[17-18]。北京的太古界、元古界變質(zhì)巖基底對(duì)其后的構(gòu)造發(fā)育有重要的影響，侏羅紀(jì)——白堊紀(jì)的燕山運(yùn)動(dòng)形成了北京地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育雛形[19]。北京的褶皺構(gòu)造主要分布在房山、延慶等區(qū)，印支、燕山和喜馬拉雅期為構(gòu)造變形的主要發(fā)生時(shí)期[20]。

圖1 北京市地形圖（來源：作者據(jù)水經(jīng)注軟件繪制）

2 地質(zhì)演化歷史及地層特征

2.1 地質(zhì)演化歷史

在漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)過程中，北京作為華北板塊的組成部分，和我國(guó)東部總體大地構(gòu)造背景一致，實(shí)質(zhì)上是華北地區(qū)演化的縮影。自太古代以來，北京經(jīng)歷了一系列不同類型的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和多階段、多旋回的地質(zhì)構(gòu)造演化，既有大幅度的下降，接受沉積，也經(jīng)歷過劇烈的造山運(yùn)動(dòng)。北京地殼構(gòu)造發(fā)展從以強(qiáng)烈下陷、褶皺為主，至穩(wěn)定隆坳，再復(fù)以隆褶、斷陷至拉張。北京市的地質(zhì)演化歷史階段可以概括為以下幾個(gè)階段：①克拉通變質(zhì)基底形成（阜平運(yùn)動(dòng)階段華北克拉通統(tǒng)一基底形成）及構(gòu)造穩(wěn)定階段（呂梁運(yùn)動(dòng)為標(biāo)志）；②中元古代裂谷——坳拉谷發(fā)育階段（長(zhǎng)城系）；③中元古代沉積蓋層發(fā)育階段（薊縣系）；④古生代——中生代沉積蓋層發(fā)育階段、中生代的克拉通破壞作用（以燕山運(yùn)動(dòng)為標(biāo)志）；⑤新生代以來渤海灣伸展盆地形成演化階段[21-24]。

在北京市地質(zhì)演化歷史中，中生代的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)北京產(chǎn)生了重大的影響。三疊紀(jì)的印支運(yùn)動(dòng)奠定了北京中、新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基本格局，使北京市地層發(fā)生構(gòu)造變形[25]；發(fā)生于侏羅紀(jì)——白堊紀(jì)的燕山運(yùn)動(dòng)，影響范圍廣，決定了北京的構(gòu)造演化和地層沉積，控制了本區(qū)中生代花崗巖體侵位活動(dòng)及各陸相沉積盆地的演化。

2.2 地層特征

北京市地層屬于華北地層大區(qū)，從太古界到新生界均有分布，除缺失古元古界、新元古界震旦系、古生界的上奧陶統(tǒng)——下石炭統(tǒng)外，總體而言，沉積時(shí)代、類型、巖相發(fā)育較全[26]，地層出露良好。從下至上發(fā)育了太古宙變質(zhì)基底、中元古界——新生界沉積蓋層，生物化石較為豐富，廣泛發(fā)育中生代花崗巖侵位以及火山噴發(fā)活動(dòng)（表1）。

表1 北京市地質(zhì)年代、巖性及分布區(qū)域表[26-27]

3 北京市地質(zhì)遺跡及其分布特征

根據(jù)董穎等人的分類方法可將地質(zhì)遺跡分為基礎(chǔ)地質(zhì)、地貌景觀、地質(zhì)災(zāi)害3大類[28]。屬于基礎(chǔ)地質(zhì)大類的地質(zhì)遺跡主要具有教學(xué)科普、科學(xué)研究?jī)r(jià)值，部分具有生產(chǎn)利用價(jià)值；屬于地貌景觀大類在具有科學(xué)研究?jī)r(jià)值的同時(shí)，還具有很高的觀賞價(jià)值；屬于地質(zhì)災(zāi)害大類地質(zhì)遺跡是科普地質(zhì)災(zāi)害的理想場(chǎng)所[29]，比如順義高麗營(yíng)西王路村地裂縫中的第四系斷面對(duì)于研究古地震事件具有重要的意義。北京市的地質(zhì)遺跡規(guī)模種類各不相同，小到河北泉，大到房山十渡巖溶地貌。結(jié)合前人資料和北京市地質(zhì)遺跡的實(shí)際情況，將其劃分為地層剖面類、巖石剖面、構(gòu)造剖面、重要化石產(chǎn)地、冰川遺跡、巖土體地貌、水體地貌、火山地貌、構(gòu)造地貌、地震遺跡及其他地質(zhì)災(zāi)害類（表2）。北京市有地質(zhì)遺跡170處，其中地質(zhì)災(zāi)害類遺跡共4處；水體地貌26處；化石及巖礦石及其產(chǎn)地共32處；構(gòu)造剖面17處；地層剖面9處；火山巖地貌、巖溶地貌、峽谷地貌、古冰川遺跡、峰林峰叢地貌等共82處[6]。全市170處地質(zhì)遺跡中，目前有50處被列為北京市重要地質(zhì)遺跡（圖2）?？梢钥闯?，這些重要地質(zhì)遺跡大多位于延慶區(qū)、密云區(qū)、平谷區(qū)、門頭溝區(qū)和房山區(qū)。其中，基礎(chǔ)地質(zhì)類和地貌景觀類地質(zhì)遺跡占據(jù)主導(dǎo)地位。

基礎(chǔ)地質(zhì)類中，北京的化石產(chǎn)地眾多，現(xiàn)存的化石在各自的類別中均較為典型。比如，延慶的恐龍足跡化石，延慶區(qū)共保存有幾百個(gè)足跡，其中還有相當(dāng)稀少的富盾甲龍類恐龍足跡，數(shù)量種類實(shí)屬罕見，具有很高的科研價(jià)值[30-31]。除此之外，延慶成群埋藏的硅化木化石（圖3（a））和房山的周口店人類化石也都是北京極具價(jià)值的地質(zhì)遺跡。構(gòu)造剖面如下葦?shù)椴徽厦?，它是北京地區(qū)新元古代地殼抬升后發(fā)生沉積間斷的重要依據(jù)，已經(jīng)是各大地質(zhì)院校進(jìn)行地質(zhì)野外考察的重要剖面。地貌景觀大類中房山的溶洞無論是在形態(tài)、深度還是長(zhǎng)度上，都不次于聞名世界的什科茨揚(yáng)溶洞[32]。平谷區(qū)黃松峪的砂巖峰林峰叢地貌（圖3（b））也是我國(guó)北方典型的峰林峰叢地貌。北京峽谷地貌也具有一定的觀賞價(jià)值，它是一種構(gòu)造抬升和流水侵蝕作用下形成的谷地，但是峽谷地貌容易受到風(fēng)化侵蝕，比如永定河峽谷就已經(jīng)嚴(yán)重風(fēng)化，且植被稀疏。北京市的水體地貌主要包括譚和泉，著名的有珍珠泉、潭柘寺泉、河北泉、大莊科潭等。地質(zhì)災(zāi)害遺跡主要包括番字牌西溝第四紀(jì)泥石流災(zāi)害遺跡、高麗營(yíng)西王路村地裂縫等。

表2 北京市主要地質(zhì)遺跡分類表[8-9、16]

根據(jù)北京市地質(zhì)情況、景區(qū)資料、前人資料，繪制了北京市地貌景觀分布圖（圖4），北京市整體地貌景觀類型豐富、分布廣泛，不難看出，集科研價(jià)值和觀賞價(jià)值于一身的地貌景觀類地質(zhì)遺跡大多處于北京西部及北部，其中：門頭溝、房山、延慶、平谷區(qū)地貌景觀類型較為豐富；懷柔、密云區(qū)稍顯遜色；其余各區(qū)較為單一。這也印證了地質(zhì)遺跡的類型和分布受限于其所在區(qū)域，取決于該區(qū)域的區(qū)域地質(zhì)背景和構(gòu)造活動(dòng)。

圖2 北京市重要地質(zhì)遺跡分布圖（來源：據(jù)文獻(xiàn)[16]修改繪制）

圖4 北京市地貌景觀分布圖（來源：作者自繪）

4 優(yōu)化整合探討

4.1 目前存在的問題

北京市地質(zhì)遺跡豐富，極具地質(zhì)價(jià)值、科研價(jià)值、教育價(jià)值、觀賞價(jià)值，但是對(duì)于地質(zhì)遺跡及其保護(hù)地規(guī)劃仍然存在不少的問題，具體問題如下。

（1）地質(zhì)遺跡保護(hù)空缺：北京有大量地質(zhì)遺跡不在地質(zhì)公園或保護(hù)區(qū)等保護(hù)區(qū)劃，未得到系統(tǒng)保護(hù)管理，致使地質(zhì)遺跡受到破壞。比如，門頭溝區(qū)內(nèi)沒有受任何形式保護(hù)管理的地質(zhì)遺跡超過80%[15]，很多有價(jià)值的地層段遭到破壞。

（2）地質(zhì)遺跡跨區(qū)管理難度大：部分地質(zhì)遺跡跨越2區(qū)，甚至3區(qū)，保護(hù)管理該地質(zhì)遺跡的權(quán)限歸屬于哪個(gè)部門存在爭(zhēng)議。

（3）保護(hù)區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施不完善：針對(duì)部分地質(zhì)遺跡缺乏相關(guān)宣傳展板和解說系統(tǒng)，科普教育配套系統(tǒng)不完善。

（4）旅游業(yè)發(fā)展對(duì)地質(zhì)遺跡的破壞：旅游人數(shù)過多，會(huì)增加額外的環(huán)境負(fù)擔(dān)，致使寶貴的地質(zhì)遺跡被破壞的速度加快，同時(shí)部分游客對(duì)地質(zhì)遺跡的保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，也會(huì)對(duì)地質(zhì)遺跡造成不可逆的破壞。

（5）地質(zhì)遺跡保護(hù)管理人才缺乏：管理隊(duì)伍不健全，巡護(hù)體系不完善，缺乏地質(zhì)遺跡保護(hù)專業(yè)人才，保護(hù)范圍規(guī)模有限，無法滿足保護(hù)管理工作的需求。

4.2 優(yōu)化整合保護(hù)方案

（1）建立地質(zhì)遺跡調(diào)查、評(píng)估、認(rèn)定、監(jiān)管制度。雖然北京市在2006年對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行了普查，共發(fā)現(xiàn)7大類31亞類共170處地質(zhì)遺跡。但是由于大量地質(zhì)遺跡未受到系統(tǒng)保護(hù)，需要重新對(duì)北京的地質(zhì)遺跡進(jìn)行調(diào)查，重點(diǎn)了解地質(zhì)遺跡的位置、地質(zhì)價(jià)值、完好程度、受保護(hù)程度等。重點(diǎn)根據(jù)其地質(zhì)價(jià)值，結(jié)合其他條件將地質(zhì)遺跡劃分為世界級(jí)、國(guó)家級(jí)、省市級(jí)、區(qū)縣級(jí)，根據(jù)其級(jí)別實(shí)施不同的保護(hù)方案。比如世界級(jí)的房山周口店古人類化石、延慶千家店侏羅紀(jì)恐龍足跡等需要重點(diǎn)保護(hù)管理，而國(guó)家級(jí)、省市級(jí)、區(qū)縣級(jí)地質(zhì)遺跡保護(hù)級(jí)別可按照實(shí)際情況適當(dāng)降低，對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行分級(jí)監(jiān)管。采用人工巡查、遙感監(jiān)測(cè)等多種方式對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，巖溶地貌、水體地貌等可利用遙感監(jiān)測(cè)；利用裂縫位移計(jì)、3G視頻等設(shè)備監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害遺跡；除此之外，還要定期進(jìn)行人工巡查，以便掌握遺跡的實(shí)際情況。

（2）采用多種保護(hù)形式，對(duì)北京市地質(zhì)遺跡進(jìn)行規(guī)劃，合理利用地質(zhì)遺跡資源。地質(zhì)遺跡密集的地方，劃定區(qū)域進(jìn)行整體管理，本文認(rèn)為延慶區(qū)、平谷區(qū)、房山區(qū)、門頭溝區(qū)等均可劃定一定區(qū)域進(jìn)行整體管理；對(duì)于分散的重要地質(zhì)遺跡實(shí)行有針對(duì)性的保護(hù)，設(shè)立專門的保護(hù)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)地質(zhì)遺跡還要立足于自然保護(hù)，即維護(hù)自然狀態(tài)的管理，不能隨意改造。

（3）進(jìn)一步規(guī)范地質(zhì)公園、保護(hù)區(qū)的制度建設(shè)、管理等工作。適當(dāng)建設(shè)一定的地質(zhì)博物館，合理設(shè)置宣傳展板、解說牌等的位置和數(shù)量，培養(yǎng)成熟的解說人員，完善科普教育配套系統(tǒng)，開展地質(zhì)知識(shí)趣味科普活動(dòng)，提供科普宣傳冊(cè)、科普讀物等對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行宣傳，科學(xué)推進(jìn)地質(zhì)遺跡資源的普及保護(hù)。

（4）規(guī)劃好地質(zhì)公園或者保護(hù)區(qū)所能承載的最大游客數(shù)量，必要時(shí)進(jìn)行景區(qū)限流，以更好地保護(hù)地質(zhì)遺跡。提供紀(jì)念品、工藝品展示和出售，避免游客為留下紀(jì)念而毀壞地質(zhì)遺跡的情況發(fā)生，并對(duì)毀壞地質(zhì)遺跡的行為進(jìn)行相應(yīng)的處罰。

（5）地質(zhì)遺跡受歡迎程度不僅與良好的管理有關(guān)，還和它所處的地理位置有關(guān)[33]。因此也要合理規(guī)劃地質(zhì)遺跡的游覽路線，讓人們能夠最大限度地認(rèn)識(shí)和了解地質(zhì)遺跡。對(duì)于跨區(qū)域的地質(zhì)遺跡，可以考慮聯(lián)合管理模式，進(jìn)行區(qū)域聯(lián)動(dòng)，將其打造成一條特色線路，這樣不僅能夠讓游客全面地了解該地質(zhì)遺跡，同時(shí)能夠給保護(hù)地帶來更大的收益。

利用這些收益給保護(hù)地增添相關(guān)管理人才，并定時(shí)安排管理人員學(xué)習(xí)地質(zhì)遺跡保護(hù)管理的最新知識(shí)和地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，以此來更好地保護(hù)管理地質(zhì)遺跡。

5 結(jié)論

（1）北京地質(zhì)遺跡類型較為豐富、風(fēng)格迥異，具有學(xué)術(shù)價(jià)值、教育價(jià)值、觀賞價(jià)值等諸多價(jià)值，可劃分為地層剖面類、巖石剖面、構(gòu)造剖面、重要化石產(chǎn)地、冰川遺跡、巖土體地貌、水體地貌、火山地貌、構(gòu)造地貌、地震遺跡、地質(zhì)災(zāi)害遺跡類11類。

（2）北京市的地質(zhì)背景和構(gòu)造活動(dòng)使北京形成了類型多、分布廣的地質(zhì)遺跡，集科研價(jià)值和觀賞價(jià)值于一身的地貌景觀類地質(zhì)遺跡大多處于北京西部及北部，其中門頭溝區(qū)、房山區(qū)、延慶區(qū)、平谷區(qū)地貌景觀類型較為豐富；懷柔區(qū)、密云區(qū)稍顯遜色； 其余各區(qū)較為單一。

（3）北京市地質(zhì)遺跡保護(hù)規(guī)劃還存在諸多問題，亟待解決，如大量遺跡還沒受到保護(hù)、地質(zhì)遺跡跨區(qū)管理難度大、保護(hù)管理設(shè)施不完善等。鑒于北京市地質(zhì)遺跡保護(hù)規(guī)劃存在的問題，本文提出針對(duì)性對(duì)地質(zhì)遺跡的保護(hù)方案，包括建立完善的制度；將地質(zhì)遺跡按照其地質(zhì)價(jià)值劃分不同級(jí)別，以確定不同的保護(hù)方案；采用多種保護(hù)形式，密集的地方進(jìn)行分區(qū)整體管理，對(duì)分散的重要地質(zhì)遺跡設(shè)立保護(hù)點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性保護(hù)；采用人工巡查、遙感監(jiān)測(cè)等多種方式對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)。