黑龍江省濕地生態(tài)狀況評價體系及空間分布格局研究

程子卿，李勇，王薇娜

(1.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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黑龍江省濕地生態(tài)狀況評價體系及空間分布格局研究

程子卿1，李勇2，王薇娜1

(1.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

選取黑龍江省主要濕地作為研究對象，從濕地自然特征和人為干擾等方面選取指標(biāo)，探討構(gòu)建黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)狀況評價指標(biāo)體系。評價結(jié)果為：黑龍江省濕地生態(tài)狀況的空間格局表現(xiàn)出與自然條件分布的相似性，即自然條件決定了黑龍江省濕地生態(tài)環(huán)境分布的大體趨勢，但人為干擾同樣對濕地生態(tài)環(huán)境具有重要影響，在一定程度上改變生態(tài)環(huán)境的空間分布格局。評價結(jié)果可以為濕地評價、保護(hù)和管理提提供依據(jù)。

濕地；生態(tài)系統(tǒng)狀況；指標(biāo)體系；分布格局

濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)，是重要的生態(tài)環(huán)境和自然界生物多樣性最豐富的生態(tài)景觀之一。隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，對濕地開發(fā)加劇，濕地破壞引發(fā)日益嚴(yán)重的環(huán)境和資源問題，加強濕地保護(hù)已成為國際濕地學(xué)界的共識。近些年，由于黑龍江省濕地自然環(huán)境的特殊性及人為活動的過度干擾，已經(jīng)出現(xiàn)了水資源嚴(yán)重短缺、生物多樣性退化、保護(hù)制度滯后等問題。濕地生態(tài)質(zhì)量評價作為濕地科學(xué)的一個新領(lǐng)域，近年來普遍受到廣大專家學(xué)者的重視，其能衡量濕地生態(tài)環(huán)境的總體或濕地部分生態(tài)環(huán)境要素的組合體是否適合濕地野生動物或珍稀水禽生存，通過現(xiàn)狀評價識別濕地生態(tài)環(huán)境問題。本文以黑龍江省第二次濕地資源調(diào)查報告為數(shù)據(jù)源，利用系統(tǒng)分析法(AHP)和ArcGIS軟件，構(gòu)建了黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)狀況評價指標(biāo)體系，并嘗試對重要濕地的生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行分析評價，以期為濕地評價、保護(hù)和管理提供依據(jù)。

1　研究區(qū)域概況

黑龍江省具有濕潤、半濕潤和半干旱氣候，濕地資源豐富， 主要分布在大興安嶺東部林區(qū)、松嫩平原、三江平原及森工國有林區(qū)。濕地水源補給絕大部分為大氣降水。其中：雨水補給約占年補給量的50%～70%；地下水補給約占20%～30%；季節(jié)性冰雪融水補給一般占10%～15%。濕地斑塊面積大且集中連片，沼澤、河流濕地比重大。目前，濕地主要威脅因素是圍墾、氣候干旱及地表水污染。從濕地生物多樣性上看，黑龍江省大部分野生動植物生活在濕地區(qū)域內(nèi)，特別是受保護(hù)的野生動植物95%棲息在濕地區(qū)域內(nèi)。

2　研究方法及數(shù)據(jù)來源

2.1研究方法

(1)

公式(1)中，R表示濕地生態(tài)狀況綜合評價指數(shù)；Fi表示相應(yīng)級別指標(biāo)第i種指標(biāo)指數(shù)；Wi表示相應(yīng)級別指標(biāo)第i種指標(biāo)所占權(quán)重。

2.2數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來自于黑龍江省第二次濕地資源調(diào)查報告。

3　濕地生態(tài)系統(tǒng)狀況評價體系的確定

3.1構(gòu)建指標(biāo)體系

根據(jù)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，借鑒國內(nèi)外各種研究方法，本文分別從反映濕地生態(tài)狀況的自然濕地面積、生態(tài)多樣性、水環(huán)境及濕地利用和受威脅狀況等方面建立評價指標(biāo)體系。評價指標(biāo)包括自然和人為干擾兩個方面(見圖1)。對本次重點調(diào)查濕地進(jìn)行了濕地生態(tài)狀況的綜合評價。

圖1　濕地生態(tài)狀況評價指標(biāo)體系(AHP結(jié)構(gòu))

3.2指標(biāo)權(quán)重確定

由于每個指標(biāo)在評價中重要程度的差異性，所以需要確定各指標(biāo)的權(quán)重。

本文評價因子權(quán)重的確定是在德爾菲法[2]的基礎(chǔ)上，利用T.L.Saaty的層次分析方法(AHP)，對評價指標(biāo)分別進(jìn)行兩兩比較并分層構(gòu)建判別矩陣，確定各指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗(表1)。

表1　指標(biāo)權(quán)重一覽表

3.3各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化計算

由于不同評價指標(biāo)數(shù)據(jù)之間往往差異較大，為統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)[3]，必須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，本文利用各個指標(biāo)評價值與指標(biāo)實際值之間基本的相互關(guān)系，將所有指標(biāo)按照遞增型指標(biāo)(即指標(biāo)實際值越大生態(tài)狀況越好)與遞減型指標(biāo)(即指標(biāo)值實際越大生態(tài)狀況越差)，分別采用公式(2)和公式(3)進(jìn)行計算。

母親接受了任務(wù)就給小宋打電話，打了幾次，她的手機一直關(guān)機，她用的是羅素青以前用的號碼。老福覺得不對頭，拿著母親寫給他的地址迅速找到了小宋住的小旅館，前臺的服務(wù)員說她兩天前晚上出去就沒回來。老福出示了證件，叫她把房門打開了。屋里沒有人，房間已經(jīng)被打掃過，小宋的行李就是一個大旅行袋，里面裝的全都是舊衣服和鞋，洗手間里還掛著一條洗得發(fā)白的舊毛巾。

(2)

(3)

式(2)、(3)中，L——該生態(tài)指標(biāo)的隸屬度；

X——該生態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測值；

L1——點L1對應(yīng)的隸屬度；

L2——點L2的隸屬度；

X1——點X1對應(yīng)的生態(tài)指標(biāo)值；

X2——點X2對應(yīng)的生態(tài)指標(biāo)值；

X1

自然濕地率、濕地密度、濕地斑塊密度、單位面積物種多度、植被覆蓋度五個指標(biāo)，指標(biāo)實際值越大反映的生態(tài)狀況越好，采用公式(2)標(biāo)準(zhǔn)化；外來物種入侵、污染物、富營養(yǎng)、水質(zhì)級別、人口密度、利用情況、威脅因子數(shù)量、威脅程度八個指標(biāo)，指標(biāo)實際值越大反映的生態(tài)狀況越差，采用公式(3)標(biāo)準(zhǔn)化。

3.4生成生態(tài)狀況綜合等級圖

根據(jù)評價模型公式(1)，計算每處重點調(diào)查濕地生態(tài)狀況綜合得分。

根據(jù)綜合得分，對重點調(diào)查濕地的生態(tài)狀況進(jìn)行綜合評定，再利用ArcGIS中統(tǒng)計學(xué)功能的自然斷點法對重點調(diào)查濕地的自然指標(biāo)、人為干擾指標(biāo)及生態(tài)狀況綜合進(jìn)行劃分，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個等級。分別識別出各指標(biāo)要素的空間分布特征。

4　黑龍江省濕地生態(tài)狀況的空間格局

本次研究的濕地主要集中分布在松嫩平原、三江平原和大興安嶺東部林區(qū)三大區(qū)域。

從自然指標(biāo)分級來看，除黑龍江興凱湖國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江肇源沿江濕地自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江太陽島濕地公園濕地區(qū)、黑龍江肇東沿江省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江美人湖自然保護(hù)區(qū)(擬建)濕地區(qū)、黑龍江省黑魚泡省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江勤得利自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、嫩江源頭濕地區(qū)因濕地植被覆蓋度較低，而黑龍江白漁泡濕地公園濕地區(qū)、黑龍江佳木斯沿江濕地省級保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江富錦沿江濕地自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江烏裕爾河-雙陽河省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江五大連池山口省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江五大連池省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江嘉蔭平陽河濕地自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江帶嶺碧水秋沙鴨自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、湯旺河流域濕地因單位面積物種多度低導(dǎo)致其自然指標(biāo)歸屬于Ⅲ類，其他主要濕地多數(shù)植被覆蓋度較大，均在Ⅱ類以上，此次調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)外來入侵植物出現(xiàn)。

從人為干擾指標(biāo)分級來看，除黑龍江興凱湖國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、嫩江源頭濕地區(qū)、黑龍江小北湖省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江寶清七星河國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江三環(huán)泡省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江扎龍國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江洪河國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江三江國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江五大連池山口省級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、黑龍江撓力河國家級自然保護(hù)區(qū)濕地區(qū)、湯旺河流域濕地受到人為干擾歸屬于Ⅱ、Ⅲ類區(qū)，其他主要濕地均歸屬于I類區(qū)。濕地富營養(yǎng)狀況很少出現(xiàn)，雖然都有一定外源污染物存在，但沒有對濕地構(gòu)成較大威脅，水質(zhì)級別都較高，濕地整體受威脅情況較輕，除少數(shù)達(dá)到中度威脅程度外，其余都只是受到輕度或輕微威脅。

根據(jù)指標(biāo)體系計算所反映黑龍江省濕地生態(tài)狀況空間分布總體狀況，可以看出全省濕地生態(tài)狀況分布：Ⅰ類濕地為13個，Ⅱ類濕地為31個，Ⅲ類濕地為13個，計算結(jié)果與實際情況基本相符。分布上并沒有表現(xiàn)出顯著的規(guī)律性，三類濕地往往是交錯分布的，這主要與各濕地所在區(qū)域的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟條件有關(guān)。黑龍江省濕地生態(tài)狀況的空間格局表現(xiàn)出與自然條件分布的相似性，即多數(shù)濕地生態(tài)狀況評價等級與自然指標(biāo)等級相符。但值得注意的是松嫩平原區(qū)，這一地區(qū)無論是自然條件還是社會經(jīng)濟水平，在全省都位居前列，但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大多數(shù)為中等，少數(shù)甚至較差。其原因在于人為干擾過高，在很大程度上抵消了這一地區(qū)在自然環(huán)境上的優(yōu)勢。由此可以看出，自然條件決定了黑龍江省生態(tài)環(huán)境分布的大體趨勢，但人為干擾同樣對生態(tài)環(huán)境具有重要影響，在一定程度上改變生態(tài)環(huán)境的空間分布格局。

5　結(jié)論與討論

本文采用黑龍江省第二次濕地資源調(diào)查報告相關(guān)資料，選取黑龍江省主要濕地作為研究對象，開展黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)狀況評價指標(biāo)體系討論，并對黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行了定量評估。研究發(fā)現(xiàn)，評價結(jié)果與黑龍江省的實際情況基本相符，本文作為一項探討性的初步研究，這套方法還存在一些問題，需進(jìn)一步研究改進(jìn)。

[1] 張美華.黃山景觀生態(tài)環(huán)境的層次分析法綜合評價田[J].西南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2000,25(6):704-707

[2] 劉振波,趙軍,倪紹祥.綠洲生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系研究——以張掖市綠洲為例[J].干旱區(qū)地理,2004,27(4):580-585

[3] 劉莊,謝志仁,沈渭壽.提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價水平的新思路——GIS與層次分析法的結(jié)合[J].長江流域資源與環(huán)境，2003,12(2):163-168

EvaluationSystemandSpatialDistributionofWetlandEcologicalConditioninHeilongjiangProvince

ChengZiqing1,LiYong2,WangWeina1

(1.ForestryDepartmentofHeilongjiangProvince,Harbin150090,China;2.AcademyofForestandEnvironmentofHeilongjiangProvince,Qiqihar161005,China)

SelectingthemainwetlandinHeilongjiangProvinceastheresearchobject,selectingtheindexintermsofnaturalcharacteristicsofwetlandandman-madeinterference,evaluationindexsystemforecosysteminwetlandofHeilongjiangProvincewerebuilt.Evaluationresultisasfollows:thespatialpatternofHeilongjiangProvinceWetlandEcologicalsituationshowedsimilaritywiththedistributionofnaturalconditions,whichdeterminesthenaturalconditiondictatedthegeneraltrendofecologicalenvironmentinHeilongjiangProvince.Humandisturbancealsohasanimportantimpactontheecologicalenvironment,toacertainextentchangethedistributionpatternontheecologicalenvironmentofspace.Theevaluationresultscanprovideabasisforevaluation,protectionandmanagementofwetland.

wetland;ecologicalsystemcondition;indexsystem;distributionpattern

1005-5215(2016)05-0040-03

2016-03-16

程子卿(1981-)，男，黑龍江黑河人，碩士，工程師，現(xiàn)從事濕地保護(hù)管理工作.

X821

Adoi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.05.015