盤錦雙臺河口濕地生態脆弱性評價研究

蘆曉峰，王鐵良，孫 毅，裴志華，張玉龍

（1.沈陽農業大學 水利學院，遼寧 沈陽 110161；2.遼寧省農村飲水工程技術中心，遼寧 沈陽 110003；3.遼寧省供水局，遼寧 沈陽 110003；4.沈陽農業大學 土地與環境學院，遼寧 沈陽 110161）

1 引言

盤錦雙臺河口濕地國家級自然保護區位于遼寧省盤錦市境內，地處渤海遼寧灣頂部雙臺河入海處，是全國最大的濕地自然保護區［1］。但近年來盤錦雙臺河口濕地退化嚴重，對其進行研究、建立有效的改善方案勢在必行，本文對盤錦雙臺河口濕地受到人類活動的影響和破壞所承受的壓力指數進行分析和研究，為今后的研究和管理提供理論依據。

2 研究方法

本文利用生態脆弱性綜合評價和單項指標因子評價方法對盤錦雙臺河口濕地生態脆弱性進行評價。

2.1 單因子評價模型

在對生態系統的環境質量進行評價過程中，應該充分考慮到生物種群增長的這種非線性過程和作用，而不是用簡單的線性比例關系將指標與生態環境質量對等起來［2］。因此，本文使用邏輯斯蒂增長曲線的模型對各個單項指標進行評價。

P為單項指標的生態環境質量指數評價值（無量綱值）；R為單項指標測度值（%）；a、b為常數，當R＝0.01時，P≈0.001；當R＝0.99時，P≈0.999，則a、b的值分別為4.595和9.19。

2.2 評價標準

根據已有的研究成果［3］按照綜合評價的得分高低，從高到低排序，以反映濕地的生態脆弱狀況。生態脆弱性程度分級［4］和生態脆弱狀態的含義［5］見表1。

表1 濕地生態環境脆弱程度分級

3 結果與分析

3.1 生態脆弱性評價指標體系的建立

本次評價在選取指標時充分考慮了濕地的人類活動和生態功能，利用壓力－狀態－響應指標對其進行了描述。綜合性評價指標由多個指標組成，所以采用了加權求和的方法對綜合性指標的權重進行計算，依據專家經驗法對各指標權重進行賦值，并結合了對指標重要性的分析，指標體系見表2。

表2 濕地生態脆弱性評價指標體系

3.2 指標數據的提取

本次研究是以Arc GIS 9.0為操作平臺建立的濕地信息系統，根據不同類型濕地的屬性，得出各類濕地的面積值，見圖1和表3。

圖1 保護區1995年、2007年遙感解譯

表3 雙臺河口各類濕地面積

3.3 指標計算

3.3.1 壓力指標

壓力指標反映了生態環境的壓力，表示生態系統承受壓力的程度。研究區的生態系統壓力主要來自土地和人口，因此本研究從這兩方面考慮生態系統脆弱性的問題。

（1）土地壓力。本文利用土地墾殖率作為土地壓力的評價指標，表示土地為人類提供生存資源的能力。土地墾殖率與生態系統的健康情況成負相關。經計算，研究區1995、2007年的土地墾殖率分別為0.0713 和0.0772 。

（2）人口壓力。人口不斷增長，人為干擾隨之不斷增強，生態環境和資源承受了巨大的壓力。因此本研究選擇了人口密度和人口干擾指數作為人口壓力指標。經計算，研究區1995、2007年的人口密度分別約為1.47人／hm2和1.74人／hm2。

（3）人口干擾度。盤錦雙臺河口濕地受到當地人類活動很深的影響。由于經濟的快速發展，很多天然濕地變成了人工濕地、建設用地和農用地等，濕地的功能和效益不斷下降。經計算，1995、2007年人口干擾度分別為0.401和0.510。

3.3.2 狀態指標

狀態指標反映了在各種自然條件和人類活動等因素綜合作用下，生態系統表現出的一種生態系統功能狀態。本研究利用初級生產力、景觀多樣性、斑塊面積、濕地彈性度和污染負荷指數反映生態系統自身的結構和功能。

（1）初級生產力。活力指標反映了生態系統的生產力水平，是其發揮生態系統功能的保證。生產力與植被覆蓋度密切相關。因此本文利用植被歸一化指數（NDVI）來度量（表4），NDVI的計算公式為:

表4 1995、2007年研究區的NDVI值

（2）組織。組織系指系統的復雜性。濕地生態系統的組織與景觀多樣性和均勻度特征有關。因此，本文利用景觀多樣性指數（SHDI）和均勻度指數（SHEI）作為濕地生態系統復雜性的評價指標。

①景觀多樣性指數

Pi為景觀類型，i為所占的比例，m為景觀類型的數目。經計算，1995、2007年SHDI分別為2.0820 和2.0369 。

②均勻度指數

經計算，1995、2007年SHEI分別為0.4627 和0.4549 。

③彈性，在評價過程中，不同類型的濕地景觀對生態彈性度有著不同的貢獻和作用。對于一個區域的生態彈性度，可采用對各種景觀類型彈性度加權的方式求得。

ECOres為各種景觀類型的平均彈性度；Pi為景觀類型 所占的比例；m為景觀類型的數目；Bi為第i類景觀類型的彈性度分值。

ECOres越小，表示系統的生態彈性度越低，生態系統越脆弱。參考有關學者的研究［6］，對不同景觀類型的生態彈性度進行分類見表5。

表5 研究區景觀類型彈性度分值

經計算，1995年和2007年研究區濕地生態彈性度分別為0.5851 、0.5786 。

④服務功能，即濕地水文調節功能。本文以保護區的淺海水域、河口及河流水域面積，以及裸灘面積來表示研究區濕地的水文調節指數，通過前面對研究區濕地類型的提取，1995年水域面積為41186 .68hm2（河口、河流、水塘、水庫、水渠等水域面積），2007年水域面積為33955 .06hm2（河口、河流、水塘、水庫、水渠等水域面積）。

污染負荷指數。區域污染物越多，污染物負荷越大，濕地凈化污染物數量越小，保持水質的能力就越差。本文利用水域污染相對負荷來反映濕地凈化水質的能力。由于數據的原因，本研究選取了研究區的COD實測數據，則2007年的水質參數由1995～2007年的均值得到計算結果為16.705mg／L。

3.3.3 響應指標

（1）自然系統響應。用自然和人工濕地面積之和的變化來反映自然對生態系統健康的響應。研究區1995年、2007年自然和人工濕地面積之和分別為48806 .71 hm2、42598 .43hm2（含河口淺海域面積）。

（2）人類系統響應。從人類社會經濟方面來說，生態系統狀態差，可能會導致區域的生產能力變差，可用人均GDP值來反映人類系統對生態系統變化的響應。經計算，1995年和2007年研究區人均GDP分別為8404 .647元、14651 .581元。

3.4 研究區濕地生態脆弱性評價

3.4.1 濕地生態脆弱性單因子評價

通過對保護區濕地信息的提取，得到了1995、2007兩年度盤錦雙臺河口濕地11個單因子評價指標，其中景觀多樣性、彈性、土地墾殖率和人口密度指數差值在0～1之間，可直接作為測度值，從而得出研究區生態系統各單項指標的脆弱性評價值，見表6。

3.4.2 綜合評價結果

對濕地生態系統壓力、組織、功能、狀態、響應這幾個綜合指標進行加權求和，計算出雙臺河口濕地自然保護區生態脆弱性綜合評價指數（EVI），從而達到對雙臺河口濕地生態脆弱性的定量化評價，得到結果見表7。

表6 研究區生態環境脆弱性單因子評價值

表7 研究區生態環境脆弱性綜合評價值

4 結語

本文對盤錦雙臺河口濕地的生態脆弱性進行了定量化評價，得到的盤錦雙臺河口濕地生態脆弱性綜合評價指數為0.15，根據該濕地生態脆弱性的分類級別，目前盤錦雙臺河口濕地生態脆弱性處于潛在脆弱（0～0.2），濕地景觀的自然狀態已經開始表現出衰退的跡象，功能水平開始表現出一定的退化，對外界干擾的恢復力也開始出現減退的跡象，但其濕地景觀仍然保持著良好的自然狀態，結構較為完整，活力水平基本正常，恢復能力仍然較強。

［1］蘆曉峰，王鐵良，孫 毅，等.盤錦雙臺河口濕地功能評價研究［J］.沈陽農業大學學報，2001（4）:460～464.

［2］邱 東，宋旭光.觀念創新與政策實施之橋.現代可持續發展指標［M］.北京:中國財政經濟出版社，2002.

［3］蔣衛國.遼河三角洲濕地生態系統健康評價［J］.生態學報，2005，25（3）:155～200.

［4］吳姍姍.萊州灣南岸濱海濕地的景觀格局變化及其生態脆弱性評價［D］.濟南:山東師范大學，2009.

［5］黃 方，劉湘南，張養貞.GIS支持下的吉林省西部生態環境脆弱態勢評價研究［J］.地理科學，2003，23（1）:95～100.

［6］高吉喜.可持續發展理論探索－生態承載力理論、方法與應用［M］.北京:中國環境科學出版社，2001.