灾害威胁下的山地世界遗产:以瓦斯卡兰为例

钱丽源 傅娅

1 灾害威胁下的山地世界遗产概况

大多数山地世界遗产是①人类与大自然长期互动的结果。山地原住民极度依赖于信仰、食物的供给、山泉和药草，同时山地的生物多样性也为居住在其下游的人们创造福祉[1]。由联合国大会于2003年指定每年12月11日为国际山地日，强调山地对地球生命的重要性。2017年国际山地日的主题为“压力下的山脉：气候，饥饿和移民”，引起相关领域关注山地与山地居民所面临的急迫性挑战。并在当日重申“世界遗产公约”正在履行山地保护的角色，努力加强山地原住民应对挑战的复原力[2]。世界自然遗产，至少有1/4已经面临气候变化引发的灾害威胁。包括许多山地区域：在哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦与乌兹别克斯坦交界的世界自然遗产天山山脉区域，目前其丰富的农作物生物多样性遭受严重威胁。在尼泊尔加德满都，2015年发生的7.9级大地震，其16个地区的世界文化遗产中131座历史建筑被完全摧毁；在世界自然遗产地九寨沟，2017年发生的7.0级大地震以及2018年爆发的严重山洪泥石流灾害。

在南美洲西部以安第斯山脉为主，东部包含高原地区和广阔的低地。其大部分山地世界遗产便分布于西面，近些年接连遭受自然灾害的侵袭。2017年10月，世界自然遗产巴西韦阿代鲁斯高地国家公园发生山火，造成至少22%的面积毁坏。在此国家公园内有近50种濒危物种以及466 处泉眼受到保护，被授予“高原中心的水箱”称号（图1）。2010年受厄尔尼诺影响，位于秘鲁乌鲁班巴河谷爆发严重山洪泥石流灾害，世界文化遗产马丘比丘至库斯科的铁路线被冲毁，近4 000人被困。这些灾害不仅破坏了上游山地的生物多样性、地质多样性和特殊的自然特征，更迫使下游原住民（山地景观的保护者）和当地社区变得更加脆弱。下文笔者将以同样常年遭受着灾害威胁的秘鲁瓦斯卡兰国家公园及下游城市瓦拉斯为例，共同面对山地遗产的现状，探索未来人与自然共同抵御灾害的潜能。

2 灾害威胁下的瓦斯卡兰国家公园及其下游

2.1 瓦斯卡兰国家公园概况

1985年，联合国教科文组织指定瓦斯卡兰国家公园②为世界自然遗产。瓦斯卡兰国家公园地处世界上海拔最高的热带山脉安第斯山脉之中，同时也是海拔最高的热带冰川区域。分布的还有秘鲁最高峰海拔6 768 m的瓦斯卡兰山Huascaran，以及近600个冰川、300个湖泊、3条重要河流及其41条支流。从潮湿的热带到亚高山再到高山和苔原，拥有丰富的植物物种和独特的生物多样性。如羊驼、北安第斯鹿，美洲狮或山狮，眼镜熊和安第斯秃鹫。被记录的鸟类物种就有100多种, 其中包括安第斯秃鹰和巨型蜂鸟。大约800种植物被记录在案，最著名的是以其巨大的花序而闻名的安第斯山脉女王（图2）[3]。这里是山地自行车、徒步、登山者的天堂，有25条徒步旅行路线和102个登山点。整个地区里保留有33座考古遗址一部分便形成了查文考古遗址，被列入世界文化遗产名录。该遗迹是古代举行宗教仪式的场所，包括圆形广场和古庙[4]（图3）。

1 10月28日，巴西戈亚斯州韦阿代鲁斯高地国家公园被森林火灾烧毁火灾前的自然景象The landscape before the fires in Chapada dos Veadeiros National Park in Brazil on October 28, 2018

2 瓦斯卡兰国家公园Huascarán National Park

3 查文考古遗址宗教仪式中心The Chavin Archaeological Site Ceremonial Center

4 1941年洪水侵袭过后的瓦拉斯城，白色区域为洪水覆盖区域，右侧的老城区域没有受到影响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

冰川是该区域地貌和水文的主要元素。随着气候变化，山脉的冰川冰量正在消融中，遗址的结构也在不断恶化，包括壁画廊道、排水沟和出现滑坡的内部通风口。最大的威胁是由冰川湖溃决洪水灾害 （如1941年 的洪水），以及高烈度和强度的地震 （如1970年地震）。在1941年对被洪水掩埋的查文遗址进行了保护、清洁、预防性保护、研究和准备工作。然而最主要的瓶颈是预算和人员配置不足，限制了国家公园处理灾害威胁的有效运行，需要制定应对迅速消退冰川的战略性策略。

2.2 下游城市瓦拉斯

瓦斯卡兰国家公园顺着秘鲁北部的Santa河谷经过Chavínde Huntar、Yungay 和 Ranrahirca村庄，便抵达位于下游的瓦拉斯市区。1702年至今，受灾最严重就是Santa河谷。瓦拉斯市发生过22起由冰川雪崩引发冰川湖溃决的洪水灾害。1941年12月13日，洪水造成5 000人丧生，市区1/3被摧毁，同时Chavínde Huntar村以及查文考古遗址均被淹没（图4）。

1970年, 秘鲁发生了历史上最严重的特大自然灾害安卡什地震，又称秘鲁大地震 。 这次地震引发瓦斯卡兰国家公园北部（海拔6 655 m）突发性雪崩，形成的岩石、冰雪、洪水掩埋了Yungay 和 Ranrahirca城镇。这场雪崩的导火线是一块长约910 m，宽 1.6 km长的巨型冰川裂冰和岩石的滑动，以280～335 km/h的平均时速向Yungay 村推进。快速移动的冰与岩石附着了大量冰川沉积物，当它到达 Yungay 村时，已经形成约8 000万m³的水、泥浆、岩石和积雪，造成约7万人丧生[5]。

世界遗产基金会为秘鲁提供的紧急财政援助已交给有关当局评估和处理。教科文组织将与联合国儿童基金会（儿童基金会）合作，通过向受灾学校提供临时设施和教育材料，帮助儿童尽快返回学校。然而这些措施并没有从根本上消除或者减弱秘鲁山地遗产地的灾害风险程度。南美真实的社会文化经济现状对该区域以及国家层面造成了严重的生态系统和社会文化经济的负面影响。探索合理的灾害风险管控方式，将在加强遗产地脆弱性的抵御能力方面发挥至关重要的作用。接下来将尝试通过遥感可视化技术以及借鉴全球相关经验的方式，为瓦斯卡兰上下游区域探索前沿有效的管控措施。

3 山地灾害管控建议

3.1 上游国家公园面积的扩张

阿根廷土地保护基金会（Conservation Land Trust）早在20世纪90年代末已经开始进行扩大和升级世界第二大湿地伊贝拉自然保护区内的土地保护项目。该保护区由大约40%的公共土地和60%的私有财产组成，私有财产的持有人为1 800名当地居民。土地保护基金会开始重视此区域的生态多样性，以基金会名义展开保护计划，在伊贝拉流域回购获得了超过40.47 km2的纯保护区（公园）和生态农业用地。该保护计划的一个关键要素是于伊贝拉流域的展示，有利于促进生物多样性的农业产业管理技术。阿根廷团队通过大约15年的工作来最终实现栖息地面积的增加。

阿根廷项目的成功实施，给予了瓦斯卡兰国家公园未来管控措施宝贵的启示与支撑。我们尝试通过应用Envi以及Arcmap软件，对Landsat8卫星上陆地成像仪（Operational Land Imager，简称OLI）和热红外线传感器（Thermal Infrared Sensor，简称TIRS）所采集到的瓦斯卡兰国家公园及周边原始数据第10波段进行地表温度的反演（图5）。考虑到夏季融雪以及夏季高原地区昼夜温差会更加明显，数据分析结果更易于解析，决定对2018年7月7日、2013年7月9日两组原始数据进行温度反演。并对瓦斯卡兰国家公园境内的地表温度数据针对性地进行了处理（图6）。在对国家公园境内模型解析过程中，发现2018年7月7日地表温度低温区（本文指低于0℃）明显少于5年前的2013年7月9日，说明国家公园境内的冰川以及雪线正在退化中。2018年高温区（本文指高于20℃）不仅明显增加，并且反演出高温增加区域多出现于国家公园边境周围，意味着瓦斯卡兰国家公园内部正在遭受气候变暖威胁的同时，国家公园外围城市村落的活动对其有着严峻的“包围式”威胁。面对此双重威胁，建议将其范围进行科学合理的扩张。

5 瓦斯卡兰国家公园及周边地表温度反演模型The Surface Temperature Inversion Model of the Huascarán National Park and surrounding area

6 瓦斯卡兰国家公园境内地表温度数据针对性分析模型Targeted analysis model of surface temperature data in Huascarán National Park

然而“合理”的扩张意味着国家公园面积的扩张范围以及方向均需要科学的理论支撑。在整理综述材料的过程中，发现在全球生物保护圈计划中，共120个国家中设立了669个生物圈保护区，其中秘鲁的诺斯特阿莫塔贝曼格胡夫、瓦斯卡兰、奥克沙帕彭安沙妮卡扬沙、马鲁、戈兰佩加滕5个保护区被列入其中（图7）。从景观生态学角度介入，生态系统的连通性需要景观格局（斑块、廊道、基质）的共同作用，5个保护区如5个斑块生物圈，每个生物圈由核心区、缓冲区和过渡区组成。核心区——必须受到法律保护，必须确保对景观，生态系统及其所处物种的长期保护。不受人类活动的影响，除了研究，监测原住民习俗活动。缓冲区——它的界限很明确，围绕核心区域或周边。这里开展的活动是有组织的。在其中，可以进行实验研究，辅助探索自然植被、农田、森林或渔业的管理方法。可以在缓冲区进行退化区域修复的实验。同样，它可以容纳有组织的教育、旅游和娱乐设施。过渡区——在这个区域，可以开展各种农业活动，可进行人类居住环境和其他形式的探索。当地居民、科学家、保护机构、民间协会、文化团体、私营公司和其他相关方必须共同努力管理和可持续发展该地区的资源，以造福其居民。过渡区在保护区发展过程中具有强大的社会和经济意义[6]。以瓦斯卡兰国家公园为例，可对核心区进行更严格的管控，并对其过渡区进行扩张，不仅能有效遏制外围人类活动对于保护区内生态系统的干扰，并且有助于保护区内过渡区甚至是核心区的可持续性恢复和自然向外扩张，最终实现的最理想状态是：秘鲁各个保护区的缓冲区被“连通”，从而由斑块生物圈过渡到生物圈廊道，有助于缓解外部对核心区域的灾害威胁。动植物等生态链在此廊道上进行自由的迁徙与更替，使得实现5个生物圈生态系统不再以支离破碎的斑块各自抵御灾害威胁，而是以此牢固的生物圈廊道共同抵御灾害。

3.2 下游城市建立灾害防御平台

在过去的40年里, 该区域上游至少34%的冰川已退化。气候变化将会使冰川、雪崩和洪水发生更加频繁，下游瓦拉斯市区12万人口的生命受到威胁。在瓦拉斯市区上游的一个冰川湖Palcacocha湖，目前的水容量是其正常容积的34倍。如果破裂，近1 800万m3的湖水和石砾将会形成洪水15min内侵入瓦拉斯市区（图8）。更严重的是目前在瓦拉斯市区上游有近10～14个同样性质的冰川湖泊威胁着这座城市[7]。该市为了防止悲剧再次发生，实施了一些保守的安全措施，例如强化大坝和排水管系统。不幸的是，由于气候变化和平均温度升高，湖泊水量因冰川融化而继续增长，2003年依然引发小型的洪水[8]。目前通过NASA的Terra卫星上的反辐射热射线探测仪实现了对Palcacocha湖冰川退化情况的实时监控（图9）[9]。然而仅依靠卫星监控是无法解决目前所面临的严峻现状。该城市急迫地需要在瓦拉斯市区及周边设置预警系统，建立灾害防御平台。

7 秘鲁境内5个保护区的合理性扩张建议，构建景观生态廊道模型Suggestions on the rationality expansion of 5 reserve areas in Peru, and constructing the model of landscape ecological corridor

8 2003年瓦拉斯市区卫星图片，瓦拉斯市区附近的冰川湖Palcacocha湖已经出现了裂缝，一旦爆发，洪水15min即可到达市区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卫星监控下2000—2012年期间Palcacocha湖水增长记录NASA satellite record the Palcacocha Lake growth from 2000 to 2012

于是通过GIS对2011年的瓦拉斯市域范围内的DEM基础数据进行了水文提取建模（图10）。在对此水文模型进行卫星地图实时高分辨率对照解析的过程中，发现重要的汇水点所处的具体位置情况主要分为2种类型：1）位于地形陡峭高程落差大的位置（图10红色点的位置）；2）位于城郊以及市域与河流交汇的位置（图10黄色点的位置）。

针对水文解析所发现的问题，可以仿效哥本哈根市政府在面临2010—2014年接连洪水和港口海平面上升时所采取的应对措施政府专项团队选择了Ramboll 事务所的蓝绿方案[10]。通过对灾害威胁点与排洪通廊在瓦纳斯市区的图像解析，为市政府设置实时监控系统以及疏通排洪通道提供精准定位与灾害管控规划性建议。具体建议如下：将重要的汇水点（图10红色点的位置）进行软化设计，融入城市临时性雨洪池来缓解积水区的排洪压力。再对排洪通道（图10红色箭头）进行疏通，对重要的排水水文线（图10蓝色线）进行定制型排洪通廊的设计。通过纵向排洪措施的融入来分担横向的排洪压力，从而降低整个城区内的灾害威胁度，提高城市抗灾能力。并且在地形陡峭高程落差大的位置（图10红色点的位置）处设立实时监控预警系统，建立灾害防御工程。如果此点位上仍有居民区或者公共活动区域，必须对此区域进行强制性拆迁。

4 启示

山地世界遗产在这些年一直尝试通过发展创新的可持续的文化和生态旅游模式，以减轻贫困并增强当地社区的可持续生计。然而正如提到的南美真实社会文化经济现状对该区域以及国家层面造成了严重的生态系统和社会文化经济的负面影响。也许当前，发展并不是合理应对灾害的首选策略，山地遗产地灾害风险的程度主要还是取决于其自然和技术环境（如地震或洪水易发地区，工业区，人类活动等）的影响[11]。因此我们努力尝试应用遥感技术以及生态理论的支撑，在第3章节中，通过对上游国家公园区域生物圈“连通性”的强化，以及下游市区的减灾探索共同应对某一特定遗产地的脆弱性的途径，力求加强在脆弱性的抵御能力方面发挥重要作用，为高危山地区域的可持续社会和经济发展提供宝贵资产。

10 Huaraz市区灾害管控建议总平面图General plan of disaster control recommendations in Huaraz City

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

政府与居民在面对秘鲁瓦斯卡兰国家公园洪水与雪崩的威胁时，是有很多措施和途径可以选择的。然而哪条途径才是合理科学，南美的玛雅文明也许会给予我们一些启示：无法想象，古时在这片干旱的石灰岩半岛上，没有河流小溪，然而玛雅人的求生本能驱使他们发现了水源Cenote（图11），并就近选址建造人类奇迹奇琴伊察捍卫他们的水源之地。正如寻找水源的动力与指引力一样，也许从风景园林的初衷出发，能开启探索人与自然共同抵御灾害威胁潜能的新征途。

注释：

① 山地世界遗产是指位于山区，并被联合国教科文组织列入世界遗产名录的自然遗产和文化遗产。

② Huaraz、Huascarán National Park、Chavin 中文分别译为瓦拉斯，瓦斯卡兰国家公园与查文考古遗址。在正文中均以译文形式出现。

③ 图1引自 http://www.whcn.org/Detail.aspx?Id=2131；图2 摄影师Tom Dempsey；图3引自http://chavin24.blogspot.com/2014/06/el-circuitomagico-del-agua-enchavin.html；图4 来源于The Mountain Institute机构，官网http://mountain.pe ；图5由作者通过 对2013年7月9日，以及2018年7月7日两日由卫星上陆地成像仪（OLI）和热红外线传感器（TIRS）所采集到的 遥感数据反演建模生成；图6由作者通过对2013年7月9日和2018年7月7日两日地表温度反演模型进行针对性数 据处理建模生成；图7 作者以源自秘鲁保护区官方指南的秘鲁生态圈平面图为底图，进行必要的分析处理；图8左图由作者通过GIS制作；右图采集自2003年4月4日NASA的Terra卫星上的热反射仪ASTER https://earthobservatory.nasa.gov/images/3343；图9来源于USGS/Science Source，https://www.sciencesource.图10由作者通过对2011年DEM基础图像进行提取，建立出水文与地形合成图，形成灾害管控解析图像；图11引自维基百科，Cenote，意为玛雅人赖以生存的天然水源洞穴。