黃河三角洲濕地生態系統健康評價指標體系

王 薇，陳為峰，李其光，王 昕，馬海燕

(1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250013； 2.山東農業大學資源與環境學院，山東 泰安 271018)

濕地生態系統健康研究是濕地研究領域的新概念、新領域，也是生態系統健康研究的新方向。濕地生態系統健康評價關鍵在于評價指標體系的建立，在區域濕地生態系統健康評價及其指標選擇方法中，根據工作的目的，指標選擇方法和側重點有所不同。對生態系統健康評價指標的研究，可追溯到17世紀末18世紀初。在過去的幾十年里，濕地生態系統健康的評價指標主要集中在化學和生物指標上[1-6]。近些年，主要從生態系統、流域、景觀生態的角度建立濕地生態系統健康評價指標，評價對象主要是河流、湖泊、水庫，而對整個濕地生態系統健康進行研究的較少，而且評價指標定性描述的較多，定量分析的比較少，沒有統一的濕地生態系統評價等級和評價標準。如何建立一套系統、綜合、全面的濕地生態系統健康評價指標體系有待進一步研究[7-9]。

黃河三角洲濕地作為我國暖溫帶最完整、最廣闊、最年輕的具有國際生態保護意義的典型新生濕地生態系統和具有重大開發應用價值的河口區域，一直受到國內外有關學者的關注。本研究結合黃河三角洲的實際，提出生態系統健康評價指標選取的基本原則，從功能整合性、生態特征、社會環境3方面，構建一套具有可操作性的濕地生態系統健康評價指標體系。參考國內外評價指標標準，根據各指標對濕地生態健康影響的程度，將27個指標進行標準分級，利用層次分析法確定各指標權重，最后選擇墾利縣作為研究區評價其濕地生態系統的健康狀況。

1 研究區概況

表1 黃河三角洲濕地生態系統健康評價指標體系

注：TM解譯指Thematic Mapper衛星遙感圖片通過GIS工具進行解析。

黃河三角洲位于黃河入海口處，北臨渤海，東靠萊州灣，90%以上區域屬于東營市，包括2區3縣(東營區、河口區、廣饒縣、利津縣、墾利縣)，屬暖溫帶半濕潤大陸季風氣候，全年日照時數2590～2830h，全年平均氣溫11.7～12.6℃，年平均降雨量530～630mm，且70%的降雨量集中在夏季，年蒸發量1900～2400mm，全年平均風速3.1～4.6m/s。該區域總的氣候特點是光照充足，熱量豐富，四季分明，氣溫適中，雨熱同期，風能資源豐富，但降水量年內分配不均且蒸發量大，常有旱澇風霜雹和風暴潮等自然災害，是風暴潮多發區。

2 評價指標體系的構建

2.1 評價指標選取的原則

a. 整體性原則。濕地生態系統往往包含多種濕地類型，如果將不同的濕地類型分別進行健康評價，將是很困難、很繁雜的事情，這時需要從濕地整體概念出發，將其共性提取出來進行評價。研究把黃河三角洲濕地生態系統看做是自然-社會-經濟復合生態系統的有機組成部分，從整體上選取指標對其健康狀況進行綜合評價。

b. 靜態與動態相結合原則。對濕地生態系統健康進行評價，既要選取靜態指標對其現狀進行界定，又要選取涉及系統生態功能特征及其外部條件隨時間變化的動態指標，采取靜態與動態相結合的原則，在以生態系統及區域環境變化為背景的條件下評價濕地生態健康系統的現狀特征。

c. 定性與定量相結合原則。目前對濕地生態系統健康的界定，往往涉及一系列指標，而一方面，有些指標還很難做到完全的定量化，只能采用定性描述；另一方面，這些描述性指標又不失其內在的科學性。在這種情況下，定性指標與定量指標有效結合，方能更全面準確地衡量濕地系統的健康狀態。

2.2 評價指標體系框架

本文根據黃河三角洲濕地生態系統健康評價指標的選取原則，建立了指標體系框架，按照層次分析法(analytic hierarchy process，簡稱AHP法)思想，將濕地生態系統健康分為3個層次。第1層次是目標層，指濕地生態系統健康綜合評價；第2層次是評價準則層，指每一個評價準則具體由哪些因素決定。本文的評價準則層由濕地功能整合性、濕地生態特征、濕地社會環境指標組成；第3層次是指標層，指每個評價因素由哪些具體指標來表達(圖1)。

圖1 黃河三角洲濕地生態系統健康評價指標體系框架

2.3 評價指標

指標是評價的尺度，任何評價都是建立在指標的基礎上。根據黃河三角洲濕地生態系統特征，緊緊圍繞生態系統功能和人類活動，從濕地功能整合性、濕地生態特征、濕地社會環境3方面選取27個具體的指標[10](表1)。斑塊個數、景觀多樣性指數、景觀均勻度指數數據的獲取，是運用基于WINDOWS操作系統的FRAGSTATS3.3版本，通過對濕地分類結果圖進行編輯及格式轉換后，得到30m×30m精度的網格數據，再分別進行各個層級的景觀指數提取。

2.4 評價指標標準分級

評價指標確定后，直接用它們去進行評價是困難的，因為各系數之間的量綱不統一，所以沒有可比性。即使對于同一個參數，盡管可以根據它們實測值的大小來判斷它們對生態系統健康影響的程度，但也因缺少一個可作比較的環境標準而無法較確切地反映其對環境的影響。

表2 黃河三角洲濕地功能整合性指標標準分級

表3 黃河三角洲濕地生態特征指標標準分級

在黃河三角洲濕地生態系統健康評價過程中，將評價指標分為健康、亞健康、脆弱、疾病、惡劣5個等級。制定評價指標標準的參考狀態主要有下列幾種：①背景和本底標準，指黃河三角洲當地的地理條件和濕地生態系統的歷史水平；②理想標準，指黃河三角洲濕地未來的管理目標及理想狀態；③臨界標準，指相關屬性值的臨界水平，即某些指標所處的影響生物生長、生存的臨界值；④國家、行業和地方規定的標準，包括GB3838—2002《地表水環境質量標準》和GB15618—1995《土壤環境質量標準》；⑤類比標準，指景觀均勻度等。各指標標準分級見表2～4。

2.5 評價指標權重確定

黃河三角洲濕地生態系統健康評價過程中，通常用指標的權重來表示各指標在整個評價體系中的相對重要程度。本研究根據層次分析法確定黃河三角洲濕地生態系統健康各指標的權重[10]，見表5。

3 實例研究

山東省墾利縣地處黃河三角洲開發建設主戰場的最前沿，擁有豐富的濕地資源，約60%的黃河三角洲濕地自然保護區位于墾利縣境內。本研究基于行政區域的完整性，選擇墾利縣作為研究區域。

利用上文構建的27個具體指標，以及指標標準分級和指標權重，采用模糊綜合評判模型與隸屬函數相結合，評價墾利縣濕地生態系統健康狀況[10]。

表4 黃河三角洲濕地社會環境指標標準分級

注：各指標具體含義參見文獻[10]。

表5 黃河三角洲濕地生態系統健康指標權重

經計算墾利縣濕地生態系統健康度為0.5406，目前墾利縣濕地生態系統健康脆弱(0.5～0.7)，即濕地生態結構完整、具有一定的系統活力，外界壓力較大，接近濕地生態閾值，系統尚穩定，可發揮基本的濕地生態功能，濕地生態系統可維持，但敏感性強，已有少量的生態異常出現。

4 結 語

本文從濕地功能整合性、濕地生態特征、濕地社會環境3方面著手，構建一套以“3S”技術為核心，具有可操作性的濕地生態系統健康評價指標體系，并根據背景和本底標準，臨界標準，國家、行業和地方規定的標準以及類比標準，將黃河三角洲濕地生態系統健康評價的27個指標進行標準分級，利用層次分析法確定了指標權重。最后根據構造的指標體系，選擇山東省墾利縣作為研究區域，利用模糊綜合評判模型和隸屬度函數，計算了墾利縣濕地生態系統的健康度，計算結果表明，墾利縣濕地生態的健康度為0.5406，表明目前墾利縣濕地生態系統健康狀態脆弱，應加強保護。

[1] 馬克明，孔紅梅，關文彬，等.生態系統健康評價：方法與方向[J].生態學報，2001，21(12)：2106-2116.

[2] 袁興中，劉江.生態系統評價：概念框架與指標選擇[J].應用生態學報，2001，12(4)：627-629.

[3] 周華榮.新疆生態環境質量評價指標體系研究[J].中國環境科學，2000，20(2)：150-153.

[4] 鄭允文，薛達元，張更生.我國自然保護區生態評價指標和標準研究[J].農村生態環境，1994，10(3)：22-25.

[5] 張崢，張建文，李寅年，等.濕地生態評價指標體系[J].農業環境保護，1999，18(6)：283-285.

[6] 崔保山，楊志峰.濕地生態系統健康評價指標體系[J].生態學報，2002，22(7)：1005-1011.

[7] 孫才志，劉玉玉.地下水生態系統健康評價指標體系構建[J].生態學報，2009，29(10)：5665-5674.

[8] 王治良，王國祥.洪澤湖濕地生態系統健康評價指標體系探討[J].中國生態農業學報，2007，15(6)：152-155.

[9] 張晶，董哲仁，孫東亞，等.基于主導生態功能分區的河流健康評價全指標體系[J].水利學報，2010，41(8)：883-892.

[10] 王薇.黃河三角洲濕地生態系統健康綜合評價研究[D].泰安：山東農業大學，2007.