天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

摘 要:本文基于“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)”模型構(gòu)建了一個(gè)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并利用2009年的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)及調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)處于“亞健康”狀況，面臨的負(fù)面壓力仍在進(jìn)一步加劇;與此同時(shí)，天津市為應(yīng)對(duì)環(huán)境保護(hù)壓力也從污染控制、生態(tài)保護(hù)與建設(shè)和環(huán)境保護(hù)相關(guān)法律、法規(guī)等方面采取了諸多措施遏制天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的進(jìn)一步惡化。

關(guān)鍵詞:濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)壓力—狀態(tài)—響應(yīng)

中圖分類號(hào):X171文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)08(c)-0123-02

濱海濕地(Coastal wetlands)處于海洋和陸地交匯的地區(qū)。陸健健[1]將我國(guó)濱海濕地定義為:濱海濕地是陸地、海洋、大氣三方相互作用，活動(dòng)最為劇烈的地帶;同時(shí)也是人類主要的居住地區(qū)，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。隨著城市化進(jìn)程的不斷提速，沿海地區(qū)開發(fā)活動(dòng)逐漸加劇，濱海濕地人類社會(huì)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾日益突出，生態(tài)系統(tǒng)健康面臨嚴(yán)重威脅。陸緣含60%以上濕生植被區(qū)、水緣海平面以下6m的近海區(qū)域，包括陸上與外流江河流域中自然或人工、咸水或淡水的所有富水區(qū)域(枯水期水深為2m以上的水域除外)。濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)介于陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間，是生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高、最具價(jià)值的濕地生態(tài)系統(tǒng)之一[2]。由于濱海濕地處于自然和人類活動(dòng)最為劇烈的地方，生態(tài)平衡極易受到破壞，受到破壞后很難得到恢復(fù)[3]。近年來，我國(guó)沿海地區(qū)大規(guī)模開發(fā)開放，城市化進(jìn)程持續(xù)加速，濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康問題也越來越受到人們的關(guān)注和重視。

天津?yàn)I海濕地處于天津沿海地區(qū)，瀕臨渤海灣，是海河水系諸多河流入海的地方。近年來，天津?yàn)I海新區(qū)加快了經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐。受水產(chǎn)養(yǎng)殖、港口建設(shè)、濱海旅游和圍海造陸等人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響，天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了較大變化。通過對(duì)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)的研究，可以為天津市保護(hù)天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)，合理利用濱海濕地資源提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的意義。

1 基于PSR模型的評(píng)價(jià)框架構(gòu)建

1.1 基于PSR的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)框架

1979年，加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)家Rapport和Friend提出了“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)”模型[4]。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)將該模型體系發(fā)展完善，并應(yīng)用于研究環(huán)境問題[5]。PSR模型為綜合、有效地反映生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵、基本要素、系統(tǒng)內(nèi)外部關(guān)系等復(fù)雜問題提供了一個(gè)簡(jiǎn)潔的研究思路[6]。在該模型中，“壓力”是指人類活動(dòng)和自然變化等影響生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的的因素;“狀態(tài)”是指生態(tài)環(huán)境惡化或改善的程度;“響應(yīng)”是指人們?yōu)榱烁纳骗h(huán)境而做出的政策及制度方面的措施。

基于PSR模型的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)包含三個(gè)層次，第一層是指標(biāo)體系的總目標(biāo)，即濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康;第二層包含了壓力(Pressure)、狀態(tài)(State)和響應(yīng)(Response)三部分;第三層是指標(biāo)層，包含了若干個(gè)具體指標(biāo)項(xiàng)，這些指標(biāo)是指標(biāo)體系中最小的組成單位。

1.2 指標(biāo)選取與量化

PSR模型中的具體指標(biāo)可以是定量數(shù)值或者定性的描述性文字。

1.2.1 壓力層指標(biāo)的選取

壓力是指廣泛、間接影響濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的因素，可分為自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)兩種因素。本文初步選取了氣候條件、海流、赤潮發(fā)生次數(shù)作為自然因素指標(biāo);國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、GDP年增長(zhǎng)率和人口密度作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1.2.2 狀態(tài)層指標(biāo)的選取

狀態(tài)指濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀或者變化趨勢(shì)，是壓力作用的結(jié)果，與壓力構(gòu)成了最直接的因果關(guān)系，同時(shí)也是響應(yīng)的最終目標(biāo)。本文從環(huán)境質(zhì)量和生物兩個(gè)方面考慮，初步選取了評(píng)價(jià)指標(biāo)(表1)。

1.2.3 響應(yīng)層指標(biāo)的選取

響應(yīng)是人們?yōu)轭A(yù)防或改善環(huán)境狀態(tài)變化而采取的對(duì)策，與壓力構(gòu)成了因果關(guān)系，通過改變響應(yīng)手段來減輕壓力的影響，進(jìn)而改善生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)。本文以改善濱海濕地生態(tài)環(huán)境健康狀況為出發(fā)點(diǎn)，從污染控制、生態(tài)環(huán)境管理和生態(tài)保護(hù)與建設(shè)三個(gè)方面，選取了工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率、工業(yè)污染治理投資占GDP的比重和環(huán)保法規(guī)實(shí)施項(xiàng)數(shù)作為響應(yīng)層的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型

2.1 利用層次分析法的指標(biāo)權(quán)重的確定

層次分析法(The Analytic Hierarchy Process，AHP)屬于系統(tǒng)分析法之一，是一種對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象的決策思維過程進(jìn)行系統(tǒng)化、模型化、數(shù)量化的方法，又稱多層次權(quán)重分析決策法[7]。該方法是一種定量與定性相結(jié)合，將人的主觀判斷用數(shù)量形式表達(dá)和處理的方法。

在本次天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)中，通過經(jīng)驗(yàn)判斷確定層次中各指標(biāo)的相對(duì)重要性，進(jìn)而通過AHP法量化計(jì)算出各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重。

2.2 濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型

本文采用了一個(gè)0～1連續(xù)尺度的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(Coastal wetlands Ecosystem Health Index，CEHI)來表示生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。首先對(duì)非生物環(huán)境和生物環(huán)境指數(shù)的各分指標(biāo)進(jìn)行規(guī)一化處理，再按照確定的權(quán)重進(jìn)行綜合，最終形成非生物環(huán)境綜合指數(shù)和生物環(huán)境綜合指數(shù)兩項(xiàng)。

CEHI(T)代表T時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指數(shù)，Ienv代表非生物環(huán)境綜合指數(shù)，Ibio代表生物環(huán)境綜合指數(shù)，Wi為權(quán)重。

定義當(dāng)CEHI(T)為0時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)完全惡化，當(dāng)CEHI(T)為1時(shí)生態(tài)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。采用等間距法將CEHI劃分為5個(gè)等級(jí)，將0～1間隔0.2由小到大分為五段:0～0.2，0.2～0.4，0.4～0.6，0.6～0.8和0.8～1.0，分別對(duì)應(yīng)于生態(tài)系統(tǒng)健康的病態(tài)、不健康、亞健康、健康、健壯五種狀態(tài)。

3 天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

3.1 指標(biāo)值的獲取

本文中自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于天津統(tǒng)計(jì)年鑒、天津?yàn)I海新區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒[8，9]，赤潮發(fā)生次數(shù)來源于1987～2010年的中國(guó)海洋年鑒[10]。污染源也來源于天津統(tǒng)計(jì)年鑒，圍填海面積來源于相關(guān)報(bào)道[11]，入海河流水環(huán)境質(zhì)量為、海水質(zhì)量、沉積物質(zhì)量、生物質(zhì)量、生境質(zhì)量、潮間帶生物、近海生物數(shù)據(jù)為2009年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。污染物控制數(shù)據(jù)來源于天津市統(tǒng)計(jì)年鑒，生態(tài)保護(hù)與建設(shè)來源于紀(jì)大偉的相關(guān)研究[12]，環(huán)境保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)來源于相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)。

3.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

利用AHP法進(jìn)行各指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算，結(jié)果見表2。

判斷矩陣一致性比例:0.0000;對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重:1.0000。

3.3 2009年天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

根據(jù)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型，利用2009年度指標(biāo)數(shù)據(jù)和經(jīng)AHP法計(jì)算出的各指標(biāo)權(quán)重分析得出2009年天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)(CEHI)分值為0.58，處于“亞健康”狀況。

4 結(jié)論

本文利用“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)(Pressure-State-Response，PSR)”模型構(gòu)建了一套完整、可操作性強(qiáng)的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法。通過對(duì)天津?yàn)I海濕地生態(tài)系壓力、狀態(tài)、響應(yīng)的分別評(píng)價(jià)及三者間相互作用機(jī)制的分析，揭示了天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。結(jié)果表明，天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康處于“亞健康”狀況。

導(dǎo)致天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康惡化的主要原因?yàn)?

(1)赤潮災(zāi)害頻發(fā)。天津近岸海域記載的第一次赤潮發(fā)生在1977年8月。進(jìn)入21世紀(jì)以來，天津海域年年發(fā)生赤潮，近年來更有加劇的趨勢(shì)，赤潮持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，影響面積增大。

(2)城市化進(jìn)程加速，人口增加。天津?yàn)I海新區(qū)的開發(fā)開放加速了濱海地區(qū)城市化進(jìn)程，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新區(qū)人口聚集明顯提速。截至2008年底，濱海新區(qū)常住人口達(dá)到202.88萬人，比上年同期增加30.64萬人，增長(zhǎng)17.8%，新增人口占全市人口增量的50.2%[14]。

(3)大型圍填海工程的建設(shè)。截至2009年2月，臨港工業(yè)區(qū)、臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)、南港工業(yè)區(qū)、濱海旅游區(qū)新增圍海造陸面積80km2，約占潮間帶(總面積335.99km2)面積的23.8%;天津?yàn)I海新區(qū)有仍多個(gè)圍填海工程在抓緊施工建設(shè)。

針對(duì)天津?yàn)I海濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況不斷惡化的情況，天津市在污染控制、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與建設(shè)和立法方面做出了大量努力。在1990年～2009年的20年間，天津市制定、修訂的涉及環(huán)保的法律、法規(guī)有45項(xiàng)之多。其中《天津古海岸與濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理辦法》和《天津市海域使用管理辦法》是最重要的兩部涉及天津?yàn)I海濕地保護(hù)的法規(guī)，目前天津市正在抓緊制定《天津市海洋環(huán)境保護(hù)條例》。

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