基于AHP的高黎貢山國家級自然保護區保山片區生態質量評價

周應再 余新林 徐聰麗 易傳輝 楚原夢冉

摘要 根據保護區類型自然保護區生態評價指標體系，以生物多樣性、森林生態景觀價值、生態旅游價值、森林生態教育科研價值作為準則層，選擇多樣性、稀有性、脆弱性、自然性、典型性、面積適宜性、人類干擾作為評價層指標，運用層次分析法（AHP）對高黎貢山國家級自然保護區保山片區進行生態質量評價。綜合評價結果表明：該保護區生態質量指數為0.944? 說明高黎貢山國家級自然保護區保山片區整體生態質量很好，保護價值極高，屬于優先保護區域。該評價結果為高黎貢山國家級自然保護區自然資源管護提供了科學依據。

關鍵詞 森林類型;自然保護區;層次分析法;生態質量評價

中圖分類號 S 759.9? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）21-0145-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.035

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Ecological Quality Assessment on AHP Method in Gaoligongshan National Nature Reserve， Baoshan

ZHOU Ying-zai? YU Xin-lin? XU Cong-li2 et al

（1.Tengchong Branch of Gaoligongshan National Natural Reserve， Tengchong， Yunnan 679100; 2.Administration Bureau of the Natural Reserve of Gaoligongshan， Baoshan， Yunnan 678000）

Abstract The assessment of the ecological quality of Gaoligongshan Nature Reserve， Baoshan District was conducted based on the type of nature reserve and the nature reserve ecological evaluation index. An analytic hierarchy process （AHP） has been used for the analysis based on four aspects of the nature reserves ecosystem functions， including value of biodiversity conservation， improvement in ecological condition， scientific research and eco-tourism value. A further seven evaluation indicators were selected （including diversity， rareness， vulnerability， naturalness， representativeness， suitable area and human impact） to determine the weighting of each evaluation factor， and to develop a structure matrix. The results of the evaluation for Gaoligongshan National Nature Reserve， Baoshan District showed an comprehensive index of 0.944?? which represents satisfactory ecological quality and extraordinary conservation value. The results of this assessment provide a strong scientific basis for supporting effective ongoing protection of the biodiversity of Gaoligongshan Nature Reserve.

Key words Forest type;Nature reserves;Analytic hierarchy process;Ecological quality assessment

基金項目 國家級自然保護區生物多樣性監測項目（DEB-0103795）。

作者簡介 周應再（1977—），女，云南騰沖人，工程師，從事資源監測與生物多樣性保護研究。*通信作者，博士，從事野生動植物保護與利用研究。

收稿日期 2021-02-08;修回日期 2021-03-08

生態質量評價是在特定的時空范圍通過構建合理的指標體系及采用科學的評價方法，對某一區域生態質量的優劣程度進行定性或定量的研判，所反映出的是該區域的環境要素對自然和人類社會可持續發展的影響[1-4]。在評價指標和方法的選擇上應具有代表性、可比性及可操作性等特點。目前應用較多的生態質量評價方法有層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）、指數評價法、模糊評價法、人工神經網絡分析法等[5-10]。

自然保護區是生物多樣性最豐富、物種分布最集中的區域，它既是自然資源與生物多樣性的重要載體，又是開展科學研究和生態環境宣傳教育的重要基地[11-12]。為充分發揮其生態服務功能，需要采取科學有效的管理措施來保護其自然生態環境，其中生態質量評價工作是保護區管理工作中至關重要的環節[6，8]，能夠全面、準確地評價保護區自然生態質量，不僅是保護區實現科學規劃、保護與管理的基礎，還是維持區域生態平衡，維護國家生態安全關鍵內容之一[13-16]。

高黎貢山國家級自然保護區屬森林生態系統類型自然保護區[17]，區內的物種豐富度和特有化程度均位居世界大陸區系的前列，有著豐富的自然資源和文化價值，2013年被中國生物多樣性委員會確認為“具有國際意義的陸地生物多樣性關鍵地區”[18-19]。同時也是云南省面積最大的自然保護區，由北、中、南互不相連的3段組成，分屬不同的管護局管轄。其中南段位于云南保山市隆陽區和騰沖市境內，均屬于保山管護局。近年來，隨著人口的增加以及氣候變化與極端天氣所帶來的沖擊，使得保護區生態環境受到的壓力與日俱增。因此，在該區域內開展生態質量評價研究，不僅能反映出保護區當前保護及管理效能的高低，同時更可以對未來保護區生態環境的變化作出預測，對實現保護區的可持續發展具有重要意義。

筆者選擇高黎貢山國家級自然保護區南段為研究區域，通過篩選代表性強、可比性高、基本參數易于獲取的評價指標，運用層次分析法（AHP）構建評價模型，對該區域的生態質量進行綜合分析，并根據評價結果回溯具有重要影響的指標因子，旨在幫助管理部門及時了解區域生態環境的核心問題，完善管理體系，從而能進一步提高區域整體的生態系統健康水平。

1 高黎貢山國家級自然保護區保山片區概況

云南高黎貢山國家級自然保護區，位于云南西部中緬邊境地區，是怒江和伊洛瓦底江的分水嶺。保山管護局管轄面積為81 621 hm 其中，隆陽管護分局管護面積為39 220 hm 騰沖管護分局管護面積為42 401 hm2。地理位置為98.63°～98.75°E，26.14°～24.92°N。保護區具有我國西部型季風氣候特征，氣象要素垂直變化明顯，從河谷到山頂依次出現亞熱帶、溫帶、亞寒帶、寒帶4個垂直氣候帶。氣溫東坡比西坡略高，降水量西坡豐富，年均降雨量為1 668～3 600 mm。區內植被從低海拔至高海拔分布有熱帶季雨林、亞熱帶常綠闊葉林、落葉闊葉林、溫涼性針葉林、寒溫性針葉林、寒溫性灌叢、高山草甸等山地垂直植被類型，分布有半常綠季雨林、河谷稀樹灌木草叢、暖性針葉林、暖性竹林、季風常綠闊葉林、半濕潤常綠闊葉林、中山濕性常綠闊葉林、溫涼性針葉林、山頂苔蘚矮林、寒溫性針葉林、寒溫性竹林、寒溫性灌叢、寒溫性草甸等植被亞型[20-21]。

2 研究方法

層次分析法是由薩蒂（Saaty T L）于20世紀70年代提出的一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法。在國內外廣泛應用于生態質量、旅游資源、農業經濟評價等方面[22-24]。參照我國關于自然保護區生態評價的原則和指標體系，運用層次分析法確定各指標的權重，對高黎貢山國家級自然保護區保山片區的生態質量進行評價。

2.1 評價指標體系及賦值標準

通過資料整理、文獻分析、實地調研等方法，依據《自然保護區自然生態質量評價技術規程》（LY/T 1813—2009）中森林生態系統類型自然保護區自然生態質量評價的原則[25]，結合高黎貢山國家級自然保護區的區域特征和保護對象，以高黎貢山保護區保山片區的自然生態質量評價作為目標層（A），以保護區的生物多樣性保護（B1）、森林景觀生態改善（B2）、森林生態教育科研價值（B3）、生態旅游價值（B4） 4項作為準則層（B），選取生物多樣性（C1）、稀有性（C2）、脆弱性（C3）、自然性（C4）、典型性（C5）、面積適宜性（C6）、人類干擾（C7）7項評價指標作為指標層（C），建立高黎貢山保護區生態質量評價指標體系并確定評價標準和賦分值[23]。

2.2 運用層次分析法確定評價指標權重

2.2.1 建立層次結構模型。

根據保護區生態質量評價技術規程，將7個一級指標進一步劃分為14個二級指標，將每個二級評價指標劃分為3～4個等級，并確定相應評價標準和賦值分[26-27]。

2.2.2 構建判斷矩陣。

通過向8位長期從事自然保護區研究工作的科研專家及保護區管理人員發放調查問卷，依照1～9標度法，判斷指標層所有評價指標對準則層某一指標相對的重要性來構建判斷矩陣[23]。判斷矩陣見表1、2。

2.2.3 確定各要素的權重。

根據判斷矩陣，利用和積法，借助yaahp軟件（v 12.5）計算各判斷矩陣的特征向量及最大特征根λmax，特征向量為各評價要素的重要性排序，歸一化后即為權重分配[28-31]。

2.2.4 一致性檢驗。

當λmax≠ n（n為判斷矩陣階數）時，判斷矩陣一致性指標為CI=λmax-n/n-1;RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標，當RI <0.10時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要調整判斷矩陣[8，30]。

2.3 綜合評價

綜合評價計算采用多目標線性加權法[ 5]，其計算公式為

S=4i=1（nj=1ZjWij）×Wi

式中，S為綜合評價指數，Zj為第j項評價指標的賦分值;Wi為準則層中第i項的權重;Wij為準則層中第i項第j指標的權重。

2.4 保護區生態質量評價等級劃分

根據《自然保護區自然生態質量評價技術規程》對保護區生態質量綜合評價進行等級劃分：0.86≤S≤1.00，生態質量很好;0.71≤S≤0.85，生態質量較好;0.51≤S≤0.70，生態質量一般;0.36≤S≤ 0.50，生態質量較差;S≤0.35，生態質量很差[25]。

3 結果與分析

3.1 評價指標權重及一致性檢驗

依據評價指標重要性標度法原則，對任意2個指標相對重要性進行逐一比較。根據專家意見確定其相對重要性。分別建立總體目標層（A）對應的準則層（B）判斷矩陣和準則層對應指標層（C）的判斷矩陣，計算各矩陣特征向量及各矩陣最大特征值λmax，結果表明，一致性檢驗結果CR <0.10（表3）。

3.2 指標層對應的單項指標評價結果

根據《高黎貢山國家級自然保護區科考報告（1995）》及日常科研監測數據，對各單項指標給出相應評價，具體賦值如下。

3.2.1 生物多樣性。

因特殊的地理位置和自然環境，保護區內孕育了豐富的植物資源。據調查，按《中國植被》分類系統，高黎貢山國家級自然保護區有7個植被類型，占云南的83.3%，占全國的34.5%;有16個植被亞型，占云南的47.1%，占全國的25.8%;有68個群系，占云南的39.5%，占全國的12.1%。高等植物264科1 361屬5 726種及變種，其中蕨類植物46科110屬593種及變種，種子植物有218科1 251屬5 133種及其變種[32-33]。同時，保護區目前已知哺乳類動物有205種，占云南的52.0%，占全國的30.9%;鳥類525種，占云南的52.9%，占全國的35.3%;兩棲動物52種，占云南的20.6%，占全國的7.5%;爬行類動物76種，占云南的37.2%，占全國的14.9%;魚類49種，占云南的12.3%，占全國的1.8%;昆蟲1 720種，占云南的8.5%，占全國的4.2%，其中大型蛾類5科536屬1 005種[34]。多樣性得分1.00。

3.2.2 典型性。

保護區位于云南省西部和西北部，北接青藏高原，南銜中印半島，東鄰云貴高原，西毗印緬山地，是我國國家級自然保護區、三江并流世界自然遺產、世界人與生物圈保護區的重要組成部分。區內生物物種呈現從東向西、從北向南或相反方向過渡與相互融合的特征，是具有國際重要意義的A級保護區。其豐富的生物多性在我國乃至世界保護領域具有較高影響力。典型性得分1.00分。

3.2.3 稀有性。

保護區珍稀瀕危動植物種類繁多，分布有國家重點保護野生植物35種，其中國家Ⅰ級重點保護野生植物有喜馬拉雅紅豆杉（Taxus wallichiana）、大樹杜鵑（Rhododendron protistum）、蓖齒蘇鐵（Cycas pectinata）、光葉珙桐（Davidia involucrata）、長蕊木蘭（Alcimandracathcartii）等6種;國家Ⅱ級重點保護野生植物有桫欏（Alsophila spinulosa）、油麥吊云杉（Picea brachytyla）、瀾滄黃杉（Pseudotsuga forrestii）、貢山三尖杉（Cephalotaxus lanceolata）、云南榧樹（Torreya yunnanensis）等30種。分布有國家重點保護野生動物84種，其中國家I級重點保護野生動物有高黎貢白眉長臂猿（Hoolock tianxing）、菲氏葉猴（Trachypithecusphayrei）、林麝（Moschus berezovskii）、白尾梢虹雉（Lophophorus sclateri）等21種，國家Ⅱ級重點保護野生動物有獼猴（Macaca mulatta）、小熊貓（Ailurus fulgens）、紅隼（Falco tinnunculus）、紅腹角雉（Tragopan temminckii）等46種;而被瀕危野生動植物種國際貿易公約（CITES）附錄I收錄的野生動物有9種，CITES附錄Ⅱ收錄的有10種[20]。稀有性得分1.00分。

3.2.4 自然性。

保護區生境狀況完好且區內未受侵擾，核心區和緩沖區無人居住，保持原始狀態，自然生境完好。區內森林覆蓋率高達93.7%，天然林占保護區面積的84.7%，人工林占保護區面積的9.0%。隨著保護管理工作的不斷深入以及社會公眾生態保護意識的不斷提高，保護區森林生態系統得到了良好的保護，區內森林覆蓋率也長期維持在較高水平。自然性加權得分為0.88分。

3.2.5 面積適宜性。

保護區面積81 621 hm 按功能區劃分：核心區面積為40 032 hm 試驗區面積為41 589 hm 為了嚴格管理未設緩沖區。根據保護區生態功能區域分布和主要保護對象的分布及活動特點，目前保護區的面積能有效維持生態系統的結構、功能和主要保護對象生態安全。同時，保護區開展的宣教活動也對周邊社區起到積極的影響，因此，不會因社區發展而對保護區構成威脅。面積適宜性賦分1.00。

3.2.6 脆弱性。

區內生態系統較為成熟，部分區域通過生態恢復，生態系統原有的品質能夠得到恢復，但關鍵物種，如高黎貢白眉長臂猿（Hoolock tianxing）、大樹杜鵑（Rhododendron protistum）等，存在種群數量少、生活力較弱、生境特化的現象，輕度的人為干擾就可能導致這些物種滅絕，表現出一定的脆弱性。因此，脆弱性加權得分為0.66。

3.2.7 人為干擾。

保護區地形險峻，受到人為干擾的強度遠不及平原地區，區內無任何資源開發行為。而保護區周邊開發程度較低，但外圍區域被開發為生態旅游區的意愿較強。因此，人為干擾加權得分0.76。

3.3 綜合評價

根據各評價矩陣計算結果（表3），準則層中按重要性排序：生物多樣性保護B1（0.575 1）>森林景觀生態改善B2（0.226 1）>生態旅游價值B4（0.103 2）>森林生態教育科研價值B3（0.095 6）;

指標層中按重要性排序：稀有性C2（0.237 2） > 典型性C5（0.226 1） > 生物多樣性C1（0.155 6） > 自然性C4（0.126 0） > 脆弱性C3（0.123 3） > 面積適宜性C6（0.055 8） > 人類干擾C7（0.020 2）。

生態質量綜合評價指數為0.944 2（表4）。對照《自然保護區自然生態質量評價技術規程》（LY/T 1813—2009）中評定等級的劃分，高黎貢山國家級自然保護區作為中國森林系統類型自然保護區，目前整體生態質量較好（0.71≤S≤0.85，達Ⅰ級標準），具有極高的保護價值，屬于優先保護區域。

4 討論

根據該保護區的生態特征和保護現狀，依據《自然保護區自然生態質量評價技術規程》（LY/T 1813—2009）進行匯總打分，結果表明，高黎貢山保護區保山片區生物多樣性豐富，典型性很強，物種稀有性較強，自然性較高，面積適宜，保護區內及周邊地區人為干擾強度不大。生態質量評價總分為0.944? 評價結果為Ⅰ級，自然生態質量很好，在我國西北地區乃至全國具有典型的代表意義。這說明經過建區30余年的發展，保護區生態質量保護已具成效，具有極高的生態科研價值和社會效益，建議將高黎貢山納入以國家公園為主體的自然保護地體系。

從生態評價結構模型指標層得分來看，評分較低的2項分別為脆弱性（0.66）和人為干擾（0.76）。這是由于保護區所處區域并列著三山兩川，東西間地形窄束，相對封閉，且復雜多變的地形可能在局部形成一些相對穩定的環境，為將要滅絕的物種創造避難環境，或有利于一些向南撤退的生物物種保留，從而使保護區保存了許多孑遺植物和古老種類，如禿杉、光葉珙桐、華南紫樹、云南榧樹、云南八角蓮等，僅僅在某些水熱條件優越、地形避寒的山谷中殘存下來。時間和空間上的環境異質性增加了生物多樣性，植物種類交匯滲透，新老兼蓄現象在保護區表現得特別突出，區系組成極其豐富[20，35]。但異質環境可能會使這些物種抵御外界干擾和環境變化的能力減弱，因為對許多生物類群而言，復雜的異質環境已經不是棲息繁衍的最佳環境。而保護區周邊地區仍然存在一定的人為影響，一旦保護區遭受干擾和破壞，這些物種的敏感性很強，他們退縮或消失的速度較其他物種快[34]。因此，保護區需進一步充實保護管理力量，加強保護管理力度，特別是針對珍稀瀕危特有的動植物類型需要制定相應的保護計劃。

采用層次分析法對自然保護區進行生態質量評價過程體現了“分解—判斷—綜合”的思維特征[? 2 29]。與定性描述相比，層次分析法可以量化各指標的相對重要性，加之專家意見可有效增強評價結果的準確性與說服力。定性與定量分析的結合是一種有效的系統分析方法，對進一步完善森林生態系統類型自然保護區生態質量評價的理論和方法具有借鑒意義。但目前自然保護區生態質量評價的指標較多，且評價標準有待更新。在今后有必要依據自然保護區的區域特征及保護對象等特征，選擇具體的評價指標體系，細化評價指標的分級依據和分級賦值標準，選擇更具針對性的評價方法。

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