基于層次分析法的江西省小微濕地綜合評價

龔考文，何素琳，張繼紅，葉 選，任 瓊，賀義昌，葉 清，鄭育桃*

（1.江西省林業科學院，江西南昌 330032；2.銅鼓縣林業局，江西銅鼓 336200；3.江西農業大學林學院，江西南昌 330045）

小微濕地是指近海和海岸濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地及寬度10 m 以下、長度5 km 以下的河流濕地，包括小型的湖泊、坑塘、河濱、季節性水塘、壺穴沼澤、泉眼、丹霞濕地等自然濕地，以及雨水濕地、濕地污水處理場、養殖塘、水田、城市小型景觀水體等人工濕地[1]。因小微濕地的面積小、分布散，在現有的濕地保護體系下，其生態價值和經濟效益容易被人們忽視[2]。小微濕地具有陸地和水域的連接體等特性，在特定條件下發揮著關鍵的生態功能[3]。因此，小微濕地在生態系統中具有重要作用。我國關于小微濕地的研究起步較晚，學者任全進等闡述了小微濕地的概念、特點和作用，并介紹了小微濕地的營造及植物選擇應用[4]。趙暉等綜述了小微濕地的定義、重要性及研究現狀[1]。顧艷通過研究小型河道和庫塘，對幾種小微濕地修復工程生態效應進行了分析[5]。鄧坦等提出將小微濕地納入河南濕地編目系統[6]。李田等的研究分析了小微濕地的修復原則并提出了修復模式，對之后的小微濕地恢復工作有著重要的參考價值[7]。越來越多的學者結合當地實際，對我國許多地區的小微濕地現狀進行了分析，并提出了不少保護與建設小微濕地的對策[8-13]。何奕忻等借助CiteSpace 軟件對全球1990年至今關于小微濕地的研究進行了文獻計量分析，推測出未來幾年的研究熱點可能包括全球變化對小微濕地的影響、小微濕地對“碳中和”的貢獻、小微濕地對面源污染的凈化功能、小微濕地的生態服務功能及適應性管理等[14]。綜上所述，我國對小微濕地的研究主要集中在小微濕地的基本概念、功能、營建和修復方法等方面，對小微濕地的綜合評價等較為深入的研究還很匱乏。國外對小微濕地的研究開始較早，在20 世紀40 年代，美國就開展了對北美洲草原壺穴地區內平均面積小于10 hm2的多處小濕地的調查[1]。之后英國、愛爾蘭等國家也相繼開展了針對小型濕地的生態調查[3]。到了21 世紀，小微濕地的研究更加蓬勃發展起來，2011 年，Blackwell 等的研究發現小型濕地在某些生態系統服務上有著比大型濕地更高的潛力，他們建議對濕地的評估不能再單純地依據大小，而是要結合其景觀效應進行綜合考量等[15]。2016 年，Biggs J 等的研究表明，小微濕地是大多數面臨滅絕風險生物的避難所，呼吁人們加強對小微濕地的關注，以緩解它們所面臨的生態威脅[16]。2020 年，Kuczyńska-Kippen 通過研究池塘發現，小微濕地中稀有種的比例往往較高，發揮著很重要的生態功能，但針對小微濕地的生物多樣性的深入研究相當缺乏，她建議人們努力保持甚至提高小微濕地中水生植物的復雜性[17]。

江西省濕地資源相當豐富，不僅擁有國內最大淡水湖鄱陽湖，而且密布多種小微濕地。然而近年來，江西省的小微濕地正面臨著農業面源污染、土地覆蓋變化等不合理的人類活動帶來的污染和破壞。為進一步了解江西省小微濕地的現狀以更科學地開展保護工作，本研究以江西省77處小微濕地為對象，通過對其水質理化指標的檢測和生態狀況的調查，利用層次分析法和自然斷點分級法對小微濕地進行了分類和綜合評價，以期為江西乃至全國逐步興起的小微濕地建設、恢復、保護及小微濕地的綜合評價提供科學參考與借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗樣地選擇

為了使選擇的樣地更具代表性，本研究利用Arcgis 軟件，生成了2 條寬5 km 且覆蓋江西各個地級市的樣帶，結合遙感影像，最終選取了樣帶內77處小微濕地作為研究對象。

1.2 試驗方法

1.2.1 水質理化指標的檢測

在調查各小微濕地時，除了要統計植物種類，還應記錄調查點的經緯度坐標、海拔及土地利用方式等。在每個調查點采集水樣，于現場用透明度計法對水體進行透明度（SL 87-1994）檢測。水樣帶回實驗室冷藏用于檢測氨氮（HJ535-2009）、總磷（GB 11893-1989）、化學需氧量(COD)（GB/T 11914-1989）、酸堿度(pH)（GB/T 6920-1986）、重金屬（HJ 700-2014）等各項水質理化指標。

1.2.2 綜合評價方法

結合調查所得的江西省小微濕地數據，從小微濕地的自然屬性和受人為干擾狀況兩個方面，篩選出能夠全面反映江西省小微濕地生態狀況的水環境、生物多樣性、水文連通和重金屬含量共4 類14 個指標，構建了江西省小微濕地的生態狀況綜合評價體系（見表1）。采用層次分析法，根據各指標的相對重要程度構建判斷矩陣，進行按列歸一化和一致性檢驗后，確定各評價指標的權重[18]。

表1 小微濕地生態狀況綜合評價指標及其權重[19-20]

1.2.3 評價指標賦分

評價分值計算與等級劃分：對所調查的小微濕地的各項評價指標的分值乘以相應權重的數值進行累加求和，得到各小微濕地生態狀況綜合評價總分（S）。根據總得分，借助python的Jenkspy庫，利用自然斷點法將所調查的小微濕地劃分為優秀、較好、一般和較差4個等級。

自然斷點法，即Jenks 自然間斷點分級法，是一種運用了聚類思維的單變量分類方法，在確定分級數的基礎上，迭代計算各類間的數據斷點，能夠使每一類內部的相似性最大，而不同類之間的相異性最大，從而在保持數據的原有統計意義的前提下對數據進行最恰當的分組[10]。自然斷點法的意義在于，它能夠利用數列之間自然存在并具有統計學意義的轉折點和斷點，將數列分成性質相似的群組。

2 結果與分析

2.1 江西省小微濕地綜合評價結果

根據調查結果，江西省77處小微濕地的平均綜合得分為43.138 分，采用自然斷點分級法，43.138 分表明所調查的77 處江西省小微濕地總體生態狀況較好。其中，綜合得分最高的是位于崇仁縣禮陂鎮人民政府的18 號濕地(27°38′35″N，116°07′59″E)，其得分為71.378 分；綜合得分最低的是位于都昌縣多寶鄉昭興村的6 號濕地(29°23′42″N，116°06′22″E)，其得分為16.345分。

另外，共有18 處小微濕地的生態狀況為優秀(S≥55.131)，占所調查的小微濕地數量的23.38%；有20處(占比25.97%)為較 好(41.949≤S＜55.131)；有27 處(占比35.07%)為一般(27.825≤S＜41.949)；有12 處(占比15.58%)為較差(S＜27.825)。77 處小微濕地中，生態狀況為“一般”的小微濕地數量最多。

2.2 典型小微濕地生態評價結果分級

對所調查的江西省77處小微濕地，按照其主導的生態服務功能進行分類，主要可分為生產型、儲備水源型和景觀游憩型三大類，其中絕大部分為生產型，共有69 處，占所有小微濕地的89.60%；而儲備水源型和景觀游憩型均為4處，各占5.20%。

2.3 小微濕地生態功能影響因素分析

根據調查結果（表2、表3），近郊小微濕地的平均綜合得分為43.171 分，遠郊小微濕地的平均綜合得分為43.125分，且二者無顯著性差異。

表2 近郊小微濕地的生態狀況評價結果

表3 遠郊小微濕地的生態狀況評價結果

調查結果表明，未利用的小微濕地平均綜合得分為54.826 分，用于休閑旅游的小微濕地平均綜合得分為47.848 分，用于養殖業的小微濕地平均綜合得分為38.881 分，用于種植業的小微濕地平均綜合得分為44.446 分。與此同時，4 處未利用的小微濕地中，有3處(占75.0%)的生態狀況為優秀與較好；4 處用于休閑旅游的小微濕地中，有2 處(占50.0%)的生態狀況為優秀與較好；28 處用于養殖業的小微濕地中，有17 處(占60.7%)的生態狀況為一般與較差；41 處用于種植業的小微濕地中，有19 處(占46.3%)的生態狀況為一般與較差。

3 小結與討論

通過對研究結果的進一步分析，江西省小微濕地整體生態狀況為一般，大部分小微濕地(占81.8%)的水體都存在不同程度的富營養化。實地調查結果也表明，江西省小微濕地大多為人工庫塘，主要用于耕種與漁業。同時，人工抽水、修建與擴建等，使得本就脆弱的小微濕地受到更為嚴重的威脅。目前江西省小微濕地的生態狀況不容樂觀，完善小微濕地的保護與監管，修復與恢復受損的小微濕地迫在眉睫。

江西省小微濕地中絕大多數都屬于生產型小微濕地，儲備水源型和景觀游憩型小微濕地相對較少。其中生產型小微濕地主要用于種植業或養殖業，為人們提供各種農業產品，受人類活動的干擾最大。儲備水源型小微濕地主要為未被人類干擾的水庫等自然濕地，主要用于防洪蓄水、涵養水源，受人類活動干擾最小，往往生態狀況最好。景觀游憩型小微濕地主要用于滿足人類的各種日常休閑娛樂需求，包括花海旅游、度假村、開發商品房等，受一定程度的人類活動干擾，其生態狀況也因具體用途而有較大的差別。用于開發度假村與旅游業的小微濕地，由于有著較為完善的看管與監護措施，其生態狀況會比開發商品房的濕地更好。

遠郊小微濕地生態狀況通常比近郊的更好，其中一大原因是遠郊的小微濕地水生植物種類更豐富，故自我恢復能力更強。前人研究也表明，比起大型濕地，小微濕地的體量更小，抗干擾能力更弱，更容易遭到破壞，而城市發展伴隨的人類活動加劇往往會給小微濕地帶來難以逆轉的損害[21-22]。近郊小微濕地附近人口密度大且集中，受人類活動影響較大，往往整體生態脆弱性更高，環境承載力更低，自我修復能力也更差[23-24]。本研究結果也顯示，所調查的江西省77處小微濕地中，遠郊小微濕地的平均植物豐富度為5.518，要比近郊小微濕地的4.524 高出20%以上，因而自我修復與調節能力更強。

4 種土地利用方式中，未利用的小微濕地生態狀況最好，其次是用于種植業和用于休閑旅游的，而用于養殖業的濕地生態狀況最差。這與2021年李勝等人的研究結果稍有不同，李勝等認為，相對于休閑和旅游業，用于種植與養殖業的小微濕地有專人看護，破壞程度會更小，從而生態狀況更好[10]。造成這一差異的原因，首先是本研究中用于休閑旅游的小微濕地樣本量過小，僅有4 處，占5.19%，遠遠低于用于種植與養殖業所占的89.6%，這就使得本研究中用于休閑旅游的小微濕地生態狀況的結論可靠性相對較弱。

此外，用于休閑旅游所包含的意義過于廣泛，例如作為旅游景點、建設濕地公園、開發度假村或開發商品房等，具體用途不同會使得小微濕地在受人類活動破壞程度、監管與看護力度、保護與修復效果等方面存在很大差異，從而導致生態狀況有很大差異。例如本研究中的30號小微濕地被用于開發商品房，人類活動尤為頻繁又缺乏有效監管，導致污染損壞嚴重，生態狀況較差；而53 號小微濕地被用作觀賞性景點、開發度假村，雖也有人類活動，但監管與看護措施到位，保護得較好，其生態狀況甚至比一般小微濕地要好。

用于種植業的小微濕地生態狀況好于用于養殖業的濕地主要是由生物因素和水文因素導致。用于種植業的小微濕地的植物多樣性平均得分為42.584 分，顯著高于養殖業濕地的17.768 分，這使得用于種植業的小微濕地的環境承載力與自我修復能力要更好，抗干擾能力更強，從而生態狀況更好。同時，所調查的77處小微濕地中種植的水生植物主要有五節芒和勝紅薊，其中在31處小微濕地中均有分布的五節芒不僅能涵養水源、保持水土，還有著較高的光合效率，甚至對鎘、鋅和鉛等重金屬有較高的耐受性，能修復水體、凈化水質[24]。另外，用于養殖業的小微濕地水文連通性都相對更差，水體與外界交換較少，養殖的魚類、水禽的排泄物和污染物也將滯留更長時間，引起的一系列負面的正反饋效應會使得小微濕地的生態狀況進一步惡化。

綜上所述，未被利用或幾乎沒有人為干擾的自然小微濕地生態狀況最好，而對于受人類活動影響的濕地，其所處位置和土地利用方式對生態狀況均有影響。一般來說，遠郊的小微濕地生態狀況好于近郊；用于種植業的小微濕地生態狀況要好于養殖業的濕地；同時，監管與保護措施越到位，小微濕地受人類活動的影響越小，生態狀況一般越好。今后開展小微濕地的保護與修復工作時，可以盡量減少人類活動的干擾，并貫徹落實完善的監管措施，最好有專人看護與監督，防止人為污染與損壞，從而盡量改善小微濕地的生態狀況，使其能更好地發揮應有的生態功能。