旅游地學景觀分級指標設計：兼論珠峰自然保護區澎曲流域地學景觀系統識別

陳 露，何 軍，冉清紅

旅游地學景觀分級指標設計：兼論珠峰自然保護區澎曲流域地學景觀系統識別

陳 露1，2，何 軍3，冉清紅1

（1.成都師范學院西部人文研究所，成都 611130；2.西藏自治區科技信息研究所，拉薩 850001；3. 西藏自治區水文水資源勘測局山南水文水資源分局，西藏 山南 8560000）

本文基于對空間尺度分級，構建以“流域景觀-景觀單元-景觀類型”為主體的旅游地學景觀分級指標體系，設計“流域-條帶高程剖面-高程帶”為對應地形參數，在珠峰自然保護區澎曲流域驗證了該指標體系的合理性和分析方法的可行性。結果顯示，藏南谷地中段區域具有一致發生學規律。景觀單元尺度由7個連續不重疊平行單元組成，體現景觀分區共軛性。表現海拔4200m以下景觀類型多樣、4200～4600m多樣性減弱、4600m以上景觀一致漸變特征。本文為高山型旅游地學景觀系統研究和公眾了解地學景觀提供一種參考。

旅游地學景觀；分級指標；地形參數；數字地形分析；澎曲流域

旅游地學是以研究合理保護和利用地質地貌旅游資源而形成的交叉學科，可追溯至旅游中的地學教育和公眾理解研究（Hose，2008）。在各種類型的旅游地學研究中，地學景觀分級是最基本的理論問題，較多偏重對象的資源屬性（黃亮山和丁美青，2021；方世明等，2008），少有從公眾認知角度設計分類方法的研究。本文從地域的空間屬性、物質組成和物理結構入手，設計旅游地學景觀分級指標，選取典型高山極高山景觀體—珠峰自然保護區澎曲流域進行系統組成與結構識別研究，為旅游地學景觀系統分類研究提供參考。

1 旅游地學景觀分級指標構成

1.1 指標分級

所有地貌類型可用等高線表達。通過等高線能劃分為連續不重疊面狀集水區(流域)。根據自然地域這一空間屬性，設計“流域景觀-景觀單元-景觀類型”三個尺度以劃分旅游地學景觀空間等級（表1）。

表1 旅游地學景觀分級指標

1.2 各等級地形參數設計

（1）流域景觀尺度參數

流域景觀尺度的地形參數選取流域范圍；既一個水文單元，也是成熟的地形指標。可沿用水文學流域定量提取方法。

（2）景觀單元尺度參數

景觀是掌握水平方向地貌形態變化單元。高程剖面能直觀反映地表形態，定量分析沿特定方向地形起伏變化。線狀和面狀地形剖面是十分成熟的地形分析指標，有直觀、形象、操作簡單等優點（鄒斌文等，2011），可作為景觀單元尺度的地形參數。

（3）景觀類型尺度參數

景觀類型旨在分解垂直方向上景觀結構。山地垂直帶譜是最直接的觀察對象。高程帶是具有空間精度的地形分析變量，與山地垂直帶譜結合，可以觀察山地景觀變化的方向與強度。結合經驗和調查，可獲得比較準確景觀類型信息。

2 澎曲流域旅游地學景觀系統結構分析

2.1 研究區概況

珠穆朗瑪峰國家級自然保護區是聯合國教科文組織 “世界生物圈保護區網絡”成員，以高山、高原生態系統及其物種多樣性為保護對象，面積32681.53km2（劉務林,2007）。澎曲發源于喜馬拉雅山脈中段希夏邦馬峰北坡野博康加勒冰川，源頭海拔5530m，自西向東橫貫保護區，至西寧藏布匯口處向南轉折，在陳塘附近進入尼泊爾境內，全長384km，落差3370m。澎曲流域被保護區南北緣上的喜馬拉雅山脈和拉軌岡日山脈夾持，成為保護區面積最大的集水區，其地形復雜多樣，氣候變化顯著，地學景觀價值很大。而且國道318橫貫澎曲流域，交通便利，無論是資料儲備，還是實地調查都有顯著優勢（圖1）。

圖1 珠峰自然保護區及澎曲流域地形圖

2.2 數據與方法

2.2.1 數據源

本文采用ASTER GDEM2 30m空間分辨率的數字高程模型進行流域地形參數、地形剖面參數和高程帶提取。研究顯示，在非建筑用地為主的山地丘陵區，包含地表植被高程的ASTER 能更突出自然起伏形態，表達地形特征（張朝忙等，2012；郭笑怡等，2011）。進行澎曲流域景觀類型分析時，使用了珠峰自然保護區land_coverage(2000)矢量數據。進行綜合制圖時，還用到珠峰自然保護區1:1萬基礎地理信息數據庫。踏勘和調查是景觀識別重要數據來源。數據處理軟件為ArcGIS 10.2。地形參數分析使用matlab2016。

2.2.2 地形參數提取方法

使用ArcGIS水文分析、空間分析、提取分析三個工具實現流域、地形剖面和高程帶提取。由于澎曲流域范圍廣闊，地形剖面擬采用面狀高程，即條帶高程剖面指標。對比了20km×278km和30km×278km條帶設置所包含的地形信息。結果顯示，雖然最小高程、最大高程、平均高程的變化不明顯，但30km帶寬的高程極差對平坦地形表現更平滑，如1～21km帶區（圖2，a段）和180km帶區以上（圖2，c段）；而在陡峭地形上的表現起伏變化大，如60～70km帶區（圖2，b）段。可見，條帶高程剖面能夠表達水平方向上的地形起伏變化特征。

圖2 澎曲流域條帶高程剖面對比

（1）（2）為20km寬度的條帶，（3）（4）為30km寬度的條帶

澎曲流域5000m以上普遍發育高山、極高山，對比100m、200m、400m和500m空間精度，擬采用500m等間隔高程帶指標進行垂直方向精度控制，同時結合珠峰自然保護區山地垂直帶譜海拔分區特征（陳露等，2011）與實地觀察，綜合分析景觀類型結構。因條帶覆蓋的流域最低高程為4042m，為便于分析，將高程帶的起算高程設為4100m。

圖3 澎曲流域旅游地學景觀系統結構示意圖

2.3 結果與分析

2.3.1 澎曲流域旅游地學景觀系統結構

基于Aster GDEM2提取的澎曲流域邊界準確地落在保護區南北緣喜馬拉雅山脈和拉軌岡日山脈分水嶺（圖2），流域覆蓋區域是喜馬拉雅山脈中段著名的藏南谷地區域。該區構造系喜馬拉雅山脈隆升并北向推腹擠壓（常承法和鄭錫瀾，1975），證明澎曲流域地質背景體現發生學一致性。景觀單元根據條帶高程剖面特征劃分，與地形空間展布有很好的對應關系（圖4）。景觀類型與山地垂直帶譜屬性十分吻合。綜合制圖顯示（圖3），澎曲流域地學景觀系統的尺度結構清晰，三個等級易于識別。該系統由1個流域景觀，7個景觀單元，34個景觀類型組成。個別景觀類型重復，每類型對應景觀單元不重復，所代表的景觀和環境特征也不相同。

圖3反映，海拔5200m以上是冰雪景觀，4600～5200m基本為荒漠景觀，流域上游因有泊古錯和浪強錯兩個冰川湖泊而增加了湖泊和湖濱景觀類型。流域濕地全部分布在4200～4600m，以草原、草甸草原景觀為主。澎曲河流高程跨度4100～4360m向東水量逐漸減少，氣候轉為干旱，河流景觀也從大型河漫灘、洪積扇、小型河漫灘，逐漸過渡到河濱沙丘景觀。下游葉如藏布給澎曲注入豐沛水分，在葉如藏布景觀單元的河濱地帶，出現了大面積分布的沙棘林，成為澎曲流域景觀系統在基帶上的一大特殊景觀。

圖4 澎曲流域條帶高程剖面上的景觀單元劃分

2.3.2 景觀單元辨識規律與地貌特征

按本景觀系統分級，一級流域景觀可用DEM自動提取，三級景觀類型可由高程帶與山地垂直帶譜綜合判讀；難度最大，第二級景觀單元劃分對流域在水平方向上分塊。條帶高程可以很好指示景觀單元空間分布狀態。

條帶上，高程極差展布呈現較好的帶狀變化規律。如圖4，高程極差在278km長的條帶上出現7個帶區：0～61km、61～102km、102～157km、157～184km、184～233km、233～258km、258～278km帶區。7個帶區的共性是剖面形態均呈現“高-低-高” 波動特征，反映了實際地形的高差變化趨勢為“大-小-大”。只有“山頂-山谷-山頂”地貌單元能呈現這種變化形式。無論山地、丘陵或盆地都將呈現“高-低-高”變化。是地表形態在水平(橫向)方向上的基本特征，適合作景觀單元識別標志。

在澎曲流域DEM上疊加高程極差呈“高-低-高”周期波動的帶區，澎曲流域下游至上游方向形成7個景觀單元：①葉如藏布景觀單元（0～61km）。葉如藏布作為澎曲東部主要支流，區位相對獨立，是澎曲下游農業與牧業經濟發展區之間的過渡地區，為珠峰自然保護區的兼農兼牧經濟發展區。②長所盆地景觀單元（61～102km）。地貌呈開闊寬谷，澎曲流經盆地南緣西寧藏布，河床分叉漫流，河心灘、邊灘高度發育，河水中有大量的細質沉積物。由于澎曲流域一年內風季長達9個月，風向為較穩定的西南風，為風沙地貌發育提供了良好的動力條件。每當冬季枯水期，大片河床出露，在西南風的吹動下就地起沙。并因氣候寒冷干旱，植被稀少，風季與植被枯黃季節一致，形成十分奇特風沙地貌。③協格爾景觀單元（102～157km）。協格爾到吉雄段河道平均寬2km，河道彎曲多河心灘，南側喜馬拉雅山脈上升幅度較大，河水緊靠北側山地流動，形成不對稱盆地。④定日盆地景觀單元（157～184km）。盆地南緣聳立著海拔8201m的世界第六高峰卓奧友峰以及十余座7000m以上的喜馬拉雅高峰，西南部是海拔7367m的拉布吉康雪山，使定日盆地成為觀賞喜馬拉雅雪山的極佳景區。定日盆地交通便利，居民稠密，靠近水域，是珠峰地區重要的人類活動區域。⑤古錯盆地景觀單元（184～233km）。盆地南北緣均發育雪山冰河，產生澎曲流域兩支重要支流，其一為發源于南緣希夏邦馬峰博康加勒冰川的門曲，其二為發源于北緣藏南分水嶺拉軌岡日的棒曲。山麓地帶洪積扇十分壯觀，并在扇緣與盆地中部形成大片平坦豐茂的草原與沼澤草甸。⑥浪強錯湖盆景觀單元（233～258km）和⑦泊古錯湖盆景觀單元（258～278km）是兩個連續的以湖泊為主的地貌單元，但前者盆周緣極高山聳立，平均海拔更高，氣候更寒旱；后者地勢相對平坦開闊，平均海拔低約800m。兩個湖盆均位于高山寒漠帶，僅湖濱地帶略有差異。

圖5 澎曲流域7個景觀單元空間分布

3 討論與結論

3.1 討論

3.1.1 基于空間尺度等級的旅游地學景觀分級指標體系

“流域景觀-景觀單元-景觀類型”三級地學景觀分類方案，體現空間物質組成和物理結構及地學發生規律。流域景觀自然地理單元，水系是骨架。

“景觀單元”是對流域中觀分解。理想結構由上游、中游、下游組成。

“景觀類型”尺度解決局部空間垂直方向景觀分類，本質是垂直地帶性。

3.1.2 數字地形分析方法在地學景觀辨識上的應用

本文以“流域景觀-景觀單元-景觀類型”三級空間尺度，基于普通DEM精度，采用“流域-條帶高程剖面-高程帶”作為對應的數字地形分析指標，用以識別珠峰自然保護區面積最大的流域，獲得了較顯著的景觀分類效果，與實際地形地貌形成較好的對應關系。結果表明，普通精度DEM結合水平和垂直方向的面狀高程地形參數，對流域尺度景觀辨識有較好的適宜性。

3.1.3 垂直帶譜上景觀類型多樣化的原因分析

應用分級指標建立澎曲流域地學景觀系統，分解垂直帶譜結構不能窮盡所有景觀類型。各景觀單元的景觀類型均多于3種（圖3），垂直帶譜景觀具有多樣化特點。出現多樣景觀區域均為各單元第一個垂直帶。原因是澎曲流域水系格局與近地表溫度對最低的垂直帶景觀組成有很強約束。澎曲河從下游葉如藏布景觀單元河面拔高4158m水平向西約300km逐漸升高至上游浪強錯、泊古錯景觀單元湖面拔高4653m。7個景觀單元中，葉如藏布、長所、協格爾在亞高山草原帶上的景觀最豐富，是由4100～4250m高程上澎曲河濱地帶水分相對充足決定。定日、古錯景觀單元在高山草原草甸帶上展現了高寒濕地景觀多樣性，得益于希夏邦馬冰川群與拉軌岡日季節性冰雪融水在山麓地帶的水熱積累。浪強錯和泊古錯景觀單元起始高程已達4653m，進入高山寒漠帶，極低溫度限制了景觀變化。可見，澎曲流域4000～4200m高程帶景觀對水熱條件變化非常敏感，4200～4600m高程帶次之，海拔4600m以上實現全流域景觀類型一致。水系與垂直帶所反映的水熱條件是景觀垂直結構的決定因素。

3.2 結論

“流域景觀-景觀單元-景觀類型”指標體系設計基于地學空間尺度分級。三級指標體系是大地構造與景觀異質性集成，隱含空間對象認知三個原則：發生一致、區域共軛與垂直地帶性。“流域-條帶高程剖面-高程帶”三個地形參數量化獲取基于DEM空間分辨率的數字地形分析。

珠峰自然保護區澎曲流域應用實踐證明方法的可行性。流域景觀尺度覆蓋澎曲水系集水區，系喜馬拉雅山脈隆升并北向推腹擠壓而成的藏南谷地中段，地質背景一致。景觀單元尺度由7個連續不重疊的平行單元組成，體現景觀水平分區共軛。景觀類型尺度被500m等間距高程帶很好地控制著各單元垂直地帶性的漸變程度。

三級指標不能窮盡資源單體層面景觀，是本指標體系的缺陷。方法為旅游地學景觀調查提供了一種新思路。

Hose T A. 2008. Towards a history of geotourism: Definitions, antecedents and the future [J]. Geological Society, London, Special Publications, (300): 37-60.

黃亮山，丁美青．2021．安徽大別山（六安）國家地質公園遺跡特征分析及綜合評價[J]．四川地質學報，41(4)：697-700．

方世明，李江風，趙來時．2008．地質遺跡資源評價指標體系[J]．地球科學-中國地質大學學報，33(2)：285-288．

鄒斌文，馬維峰，侯圣山，張林．2011．基于ArcGIS的條帶剖面提取方法在地貌分析中的應用[J]．地理與地理信息科學，27(3)：42-44．

劉務林．2007．西藏自然和生態[M]．拉薩：西藏人民出版社，1-2．

張朝忙，劉慶生，劉高煥，丁樹文，王鵬，董金發．2012．SRTM3與ASTERGDEM數據處理及應用進展[J]．地理與地理信息科學，28(5)：29-34．

郭笑怡，張洪巖，張正祥，侯光雷，趙建軍．2011．ASTER-GDEM與SRTM3數據質量精度對比分析[J]．遙感技術與應用，26(3)：334-339．

陳露，馬飛，覃建雄，闞璦珂．2011．中喜馬拉雅山區土地利用空間分布特征研究[J]．資源科學，33(8)：1584-1590．

常承法，鄭錫瀾．1975．珠穆朗瑪峰地區的地質構造特征和關于喜馬拉雅山以及青藏高原東西向諸山系形成的探討．珠穆朗瑪峰地區科學考察報告( 1966—1968 )(地質)[R]．科學出版社．273-299．

Design of Tourism Geoscience Landscape Classification Indexes:Also on the Recognition on of geoscience Landscape System in the Pengqu Watershed of the Mt. Qomolangma National Nature Reserve

CHEN Lu1,2HE Jun3RAN Qing-hong1

(1-Western Institute of Humanities, Chengdu Normal University, Chengdu 611130; 2-Institute of Science & Technology Information of Tibet Autonomous Region, Lhasa 850001; 3-Shannan Branch, Hydrology and Water Resources Survey of Tibet Autonomous Region, Shannan, Tibet 856000)

Tourism geoscience is often confined to the geopark field due to the lack of efficient multi-scale spatial cognition method of geoscientific landscape. The application scope of tourism geoscience can be expanded if accurate geoscientific theory and appropriate approaches are used. Digital terrain analysis is good at spatial deconstruction, and digital elevation models provide uniform observational datasets from sink basins to continents. This study is based on the insight to spatial scale classification, constructed a series of indexes named "watershed landscape-landscape unit-landscape type" with the corresponding topographic parameters by "watershed-swath elevation profile-elevation belt". The rationality of the serial index and the feasibility of the analysis method are verified in the Pengqu Watershed of the Mt. Qomolangma National Nature Reserve. The results show that the area covered by the watershed landscape belongs to the southern Tibetan valley, where has the same occurrence law. The scale of landscape unit is composed of seven continuous non-overlapping parallel units, which reflects the landscape zoning conjugation. The scale of landscape type shows a gradual change of mountain landscapes which has the most diversity below the altitude of 4200 m, the diversity is weakened in 4200-4600 m section, and above 4600 m is consistent. This paper provides a theoretical reference for the study of alpine tourism geoscience landscape system, and also builds a bridge for the public to understand the insight between geoscience and landscapes.

tourism geoscience landscape; classification index; topographic parameter; digital terrain analysis; Pengqu watershed

[P66]

A

1006-0995（2022）01-0166-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.033

2021-05-16

國家自然科學基金項目（41461029）；成都師范學院引進人才專項（YJRC2016-6）；西藏自治區自然科學基金項目（2015ZR-13-66）

陳露（1980—），女，四川達州人，博士，副教授，從事第四紀地質學與青藏高原旅游地學研究