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试析易门恐龙化石遗迹保护区定界中GIS的应用
摘要：以化石遗迹空间分布为导向,综合考虑遗迹的景观质量、当地经济发展需求等因素,对易门恐龙化石遗迹保护区进行定界研究。本文通过用ArcGIS10.0实现对化石遗迹点的空间分布模式及特征的分析。发现区域内地质遗迹的分布呈现聚集模式,特别在200m的观测区间内,地质遗迹聚集程度愈发明显。考虑到当地经济发展的需要和研究地区内其他方面的规划,最终划定遗迹保护区界限范围。
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地质遗迹的申报和遗迹保护区的建设一直是我国大力支持的工作[1]，根据调查，易门县在过去的几十年里对地质遗迹的保护和开发利用等方面做的工作还不够完备，为此，受易门县政府委托，对易门地区的化石遗迹与环境进行了综合考察，并以化石遗迹空间分布特性为导向，综合考虑化石遗迹保护现状及促进地方经济发展等要素，对其实行定界研究，为建立地质遗迹保护区打好基础[2]。
一、研究区概况
易门县位于滇中西部，玉溪市西北，坐落北纬24º27ˊ—24º57ˊ、东经101º54ˊ—102º18ˊ之间，东与安宁市、晋宁县相接，南连峨山，西和双柏隔绿汁江相望，北部与禄丰、安宁两县市接壤[3]。研究区属于扬子准台地康滇地轴南段的武定～易门台拱范围[4]。地质构造复杂，各断裂带、褶皱因受不同程度的构造复合而呈现出多期活动性，次级断层较发育。
研究区位于滇中中生代盆地的西北角，总体呈现一个北西走向的单斜构造，西南侧和西北侧分别被大黑山断层逆冲冲断，元古界大龙口组灰岩和美党组板岩逆冲覆压于侏罗纪红层之上，形成宏伟的断层崖景观。东北部被白垩系马头山组和古近系路南组红色砂砾岩覆盖，形成壮观的方山丹霞地貌景观。
二、化石遗迹保护区定界
1．保护区的设立及遗迹资源调查
1987年7月由易门县政府为“脚家店山恐龙化石保护区”确立了保护区范围和管理规程，并任命其为县级重点文物保护单位。1987年9月3日易门县人民政府易政发（1987)96号文件《关于建立脚家店山恐龙化石保护区的通告》，将保护范围确定为：从占马田村沿十街河、经十街农场--大腊主村--脚家店村--老吾公路--大村、小腊主村--占马田村，总面积约10km2，并将其列为县级文物保护单位，责成县、区文化部门配合有关区、乡行政部门严加管护[5]。2001年4月30日，易门县脚家店恐龙化石群被列为玉溪市第一批市级重点文物保护单位（玉政发[2001]59号文件）[6]。
经实地调查，截至目前为止，在脚家店一带约10km2范围内，共分布30处化石遗迹，其中数量最多的为杨氏易门龙[7,8]。同时区内还具有丹霞地貌、断层崖地貌和峡谷地貌等景观具有极大的观赏价值和科学内涵，极具旅游功能。
2．化石遗迹空间分布特征
ArcGIS软件对于化石遗迹研究具有一定的作用。本文从古生物化石分布的空间特征的角度入手，对易门县脚家店区域的遗迹进行邻近要素分析、多距离空间聚类分析（RipleysK函数）以及空间自相关度的研究[9]。首先定义分布模式函数，利用最临近指数法，I为最邻近指数，样本到最临近点的空间距离用dmin表示，在不受人为控制的情况下随机分布的期望指标值用E(dmin）表示，dmin(Si）表示独立的化石点到临近化石点的最近距离；n为化石采集数量。区域空间内的化石分布主要呈现三种状态：I>1（均匀分布）、I=1（随机分布）和I<1（聚集分布）。
为避免描述尺度的不同、观测距离的变化等不确定因素产生的误差，在限定研究区域面积的前提下，对该地区化石遗迹点的空间分布模式进行平均最近的邻近要素分析[9]，结果显示：研究区面积6,937,002.857236m2，最近邻比率I=0.733036,z得分-2.797337，则随机产生此聚类模式的可能性小于1%,p值等于0.005153，平均观测距离：176.2465m，预期平均距离：240.4337m，最小距离34.31m，最大距离3,165.76m。数据表明易门研究区内化石遗迹点在空间分布上呈现出聚集模式。
其次运用ArcGIS10.0中多距离空间聚类分析（RipleysK函数）功能进行分析（图1），其中，L(d）是K函数的常用变体。结果表明：恐龙化石遗迹点的空间分布特征很大程度上受到观测距离的影响，当观测距离小于200m时，化石遗迹点的聚集状态最为显著。
图1化石遗迹点的多聚空间聚类分析
最后化石遗迹点空间自相关分析结果（图2）也表明：当划定200m以内的观测距离时，脚家店地区内化石遗迹点聚集状态明显，空间上地质遗迹点也呈现出随观测距离的增大逐渐减小的空间自相关性；随观测距离的增加，Moran’sI值没有明显波动的特点进一步说明了在小于200m的观测距离内，地质遗迹点明显聚集的状态。
图2化石遗迹点的空间自相关分析
3．保护区定界范围
综上分析说明，在研究区面积一定的条件下，观测距离小于200m时，化石遗迹点呈现出高度聚集和自相关性。因此，以200m为缓冲距离，利用ArcGIS10.0对主要化石遗迹等点状要素、绿汁江边界和村落、农田边界等线状要素对区内的部分重要地质遗迹划定地质遗迹保护区，实施分级保护。将本地质公园共划分为三级保护区，其中一级保护区3片，二级保护区和三级保护区各1片[11]。
（1）一级保护区
按照化石相对集中的区域不同，共划定3处一级保护区，划定总面积24.471km2。重点保护对象为恐龙化石。
1）大腊主一级保护区
位于保护区南部，大腊主-占马田之间，面积约1.078km2。
2）小腊主一级保护区
位于保护区中部，小腊主北西一带，面积约0.835km2。
3）坡脚一级保护区
位于保护区西北部，脚家店以东一带，面积约0.536km2。
（2）二级保护区
围绕在一级保护区外围，作为一级保护区的缓冲地带，面积约8.326km2。
（3）三级保护区
分布在保护区的东西两翼，划定总面积13.636km2。为了保护区管护、科学研究、科普宣传和旅游观光预留空间。
三、结论
最终划定的易门恐龙化石遗迹保护区界线范围为24.471km2，较之前划定的研究区面积扩大约4.1倍。本文充分考虑了化石遗迹保存完好程度、分布特点等要素，并综合考虑了该地区已有的旅游景点和城镇村庄用地，使化石遗迹得到了很好的保护，又协调了当地经济发展，为易门县的化石保护规划、地质调查研究、自然区域划分、资源开发利用等提供了一定的科学理论基础，将更好的实现保护化石遗迹资源的目的。
参考文献：
[1]田永富,李正琪,温东升.湖北省地质遗迹保护现状与保护建议[J].资源环境与工程,2003,(3):60-67.
[2]李丙霞.地质遗迹资源保护区划-以黔东南为例[J].上海国土资源,2015,(2):58-60.
[4]周雅雯,江振,黄凝等.江西省大地构造相空间数据库建设研究[J].地理空间信息,2015,(5):56-62.
[5]方增福,杨宝嘉.玉溪旅游业[M].昆明:云南大学出版社,2006:1-166.
[6]邵帅,秦萌.文物保护单位保护区划分析研究[J].长江大学学报(社会科学版),2012,(7):161-162.
[7]白子麒.云南玉溪地区发现的恐龙动物群[C].北京:海洋出版社,1999:109-116.
[8]白子麒,杨杰,王国辉.云南易门原晰脚类一新属.玉溪文博,1990(1):14-23.
[9]高燕,李江风,李申等.基于GIS的海南小海—东山岭地质公园定界研究[J].地域研究与开发,2013,32(1):107-111.
[11]李建新.论生态环境与资源保护区的经营管理方法--2000年6月与选择性诺贝尔奖获得者Prof.Dr.MichaelSuccow考察新疆有感[J].干旱区研究,2000,(3):79-81.
杨栎,张世涛.基于GIS的易门恐龙化石遗迹保护区定界研究[J].中国水运(下半月),2020,20(04):142-143.
基金:中国地质科学院地质研究所“云南省区域地质志之’古近纪-第四纪地层’专题､‘第四纪地质与地貌’专题”(项目编号DD19-013)资助.
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大约在2.014Ma之前的三叠纪末生物集群式灭绝事件是显生宙以来5次生物大灭绝事件之一。在这次生物大规模灭绝事件中，海洋生物受到了比较严重的影响，海洋生物损失高达50%，并且陆地生态系统也受到了重要影响。这一事件与全球观察到的大气中的二氧化碳浓度增加了4倍。
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奥里米城址地处松花江下游，是一处重要的辽金时期古城址。城址位于鹤岗市绥滨县永泰村东南500米处，俗称“西古城”(1)1(图一)。2015年10—11月，黑龙江省文物考古研究所为了配合国家江河治理工程建设，对奥里米城址开展了相关的考古勘探和发掘工作，城址中出土了陶器和大量动物骨骼，动物种类丰富多样(2)2。
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2020-06-20
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2020-06-01
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