蘆曉峰，王鐵良，孫 毅，裴志華，張玉龍

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利學(xué)院，遼寧 沈陽 110161；2.遼寧省農(nóng)村飲水工程技術(shù)中心，遼寧 沈陽 110003；3.遼寧省供水局，遼寧 沈陽 110003；4.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地與環(huán)境學(xué)院，遼寧 沈陽 110161）

1 引言

盤錦雙臺河口濕地國家級自然保護(hù)區(qū)位于遼寧省盤錦市境內(nèi)，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(hù)區(qū)［1］。但近年來盤錦雙臺河口濕地退化嚴(yán)重，對其進(jìn)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(shù)進(jìn)行分析和研究，為今后的研究和管理提供理論依據(jù)。

2 研究方法

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

2.1 單因子評價模型

在對生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價過程中，應(yīng)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(guān)系將指標(biāo)與生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(biāo)進(jìn)行評價。

P為單項指標(biāo)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評價值（無量綱值）；R為單項指標(biāo)測度值（%）；a、b為常數(shù)，當(dāng)R＝0.01時，P≈0.001；當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)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(tài)脆弱狀況。生態(tài)脆弱性程度分級［4］和生態(tài)脆弱狀態(tài)的含義［5］見表1。

表1 濕地生態(tài)環(huán)境脆弱程度分級

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系的建立

本次評價在選取指標(biāo)時充分考慮了濕地的人類活動和生態(tài)功能，利用壓力－狀態(tài)－響應(yīng)指標(biāo)對其進(jìn)行了描述。綜合性評價指標(biāo)由多個指標(biāo)組成，所以采用了加權(quán)求和的方法對綜合性指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計算，依據(jù)專家經(jīng)驗法對各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦值，并結(jié)合了對指標(biāo)重要性的分析，指標(biāo)體系見表2。

表2 濕地生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系

3.2 指標(biāo)數(shù)據(jù)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(tǒng)，根據(jù)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(hù)區(qū)1995年、2007年遙感解譯

表3 雙臺河口各類濕地面積

3.3 指標(biāo)計算

3.3.1 壓力指標(biāo)

壓力指標(biāo)反映了生態(tài)環(huán)境的壓力，表示生態(tài)系統(tǒng)承受壓力的程度。研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(biāo)，表示土地為人類提供生存資源的能力。土地墾殖率與生態(tài)系統(tǒng)的健康情況成負(fù)相關(guān)。經(jīng)計算，研究區(qū)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(tài)環(huán)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(shù)作為人口壓力指標(biāo)。經(jīng)計算，研究區(qū)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(dāng)?shù)厝祟惢顒雍苌畹挠绊?。由于?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多天然濕地變成了人工濕地、建設(shè)用地和農(nóng)用地等，濕地的功能和效益不斷下降。經(jīng)計算，1995、2007年人口干擾度分別為0.401和0.510。

3.3.2 狀態(tài)指標(biāo)

狀態(tài)指標(biāo)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(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出的一種生態(tài)系統(tǒng)功能狀態(tài)。本研究利用初級生產(chǎn)力、景觀多樣性、斑塊面積、濕地彈性度和污染負(fù)荷指數(shù)反映生態(tài)系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)和功能。

（1）初級生產(chǎn)力?；盍χ笜?biāo)反映了生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力水平，是其發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)功能的保證。生產(chǎn)力與植被覆蓋度密切相關(guān)。因此本文利用植被歸一化指數(shù)（NDVI）來度量（表4），NDVI的計算公式為:

表4 1995、2007年研究區(qū)的NDVI值

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

①景觀多樣性指數(shù)

Pi為景觀類型，i為所占的比例，m為景觀類型的數(shù)目。經(jīng)計算，1995、2007年SHDI分別為2.0820 和2.0369 。

②均勻度指數(shù)

經(jīng)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(tài)彈性度有著不同的貢獻(xiàn)和作用。對于一個區(qū)域的生態(tài)彈性度，可采用對各種景觀類型彈性度加權(quán)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(shù)目；Bi為第i類景觀類型的彈性度分值。

ECOres越小，表示系統(tǒng)的生態(tài)彈性度越低，生態(tài)系統(tǒng)越脆弱。參考有關(guān)學(xué)者的研究［6］，對不同景觀類型的生態(tài)彈性度進(jìn)行分類見表5。

表5 研究區(qū)景觀類型彈性度分值

經(jīng)計算，1995年和2007年研究區(qū)濕地生態(tài)彈性度分別為0.5851 、0.5786 。

④服務(wù)功能，即濕地水文調(diào)節(jié)功能。本文以保護(hù)區(qū)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(qū)濕地的水文調(diào)節(jié)指數(shù)，通過前面對研究區(qū)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(fù)荷指數(shù)。區(qū)域污染物越多，污染物負(fù)荷越大，濕地凈化污染物數(shù)量越小，保持水質(zhì)的能力就越差。本文利用水域污染相對負(fù)荷來反映濕地凈化水質(zhì)的能力。由于數(shù)據(jù)的原因，本研究選取了研究區(qū)的COD實測數(shù)據(jù)，則2007年的水質(zhì)參數(shù)由1995～2007年的均值得到計算結(jié)果為16.705mg／L。

3.3.3 響應(yīng)指標(biāo)

（1）自然系統(tǒng)響應(yīng)。用自然和人工濕地面積之和的變化來反映自然對生態(tài)系統(tǒng)健康的響應(yīng)。研究區(qū)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(tǒng)響應(yīng)。從人類社會經(jīng)濟(jì)方面來說，生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)差，可能會導(dǎo)致區(qū)域的生產(chǎn)能力變差，可用人均GDP值來反映人類系統(tǒng)對生態(tài)系統(tǒng)變化的響應(yīng)。經(jīng)計算，1995年和2007年研究區(qū)人均GDP分別為8404 .647元、14651 .581元。

3.4 研究區(qū)濕地生態(tài)脆弱性評價

3.4.1 濕地生態(tài)脆弱性單因子評價

通過對保護(hù)區(qū)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(biāo)，其中景觀多樣性、彈性、土地墾殖率和人口密度指數(shù)差值在0～1之間，可直接作為測度值，從而得出研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)各單項指標(biāo)的脆弱性評價值，見表6。

3.4.2 綜合評價結(jié)果

對濕地生態(tài)系統(tǒng)壓力、組織、功能、狀態(tài)、響應(yīng)這幾個綜合指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，計算出雙臺河口濕地自然保護(hù)區(qū)生態(tài)脆弱性綜合評價指數(shù)（EVI），從而達(dá)到對雙臺河口濕地生態(tài)脆弱性的定量化評價，得到結(jié)果見表7。

表6 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性單因子評價值

表7 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性綜合評價值

4 結(jié)語

本文對盤錦雙臺河口濕地的生態(tài)脆弱性進(jìn)行了定量化評價，得到的盤錦雙臺河口濕地生態(tài)脆弱性綜合評價指數(shù)為0.15，根據(jù)該濕地生態(tài)脆弱性的分類級別，目前盤錦雙臺河口濕地生態(tài)脆弱性處于潛在脆弱（0～0.2），濕地景觀的自然狀態(tài)已經(jīng)開始表現(xiàn)出衰退的跡象，功能水平開始表現(xiàn)出一定的退化，對外界干擾的恢復(fù)力也開始出現(xiàn)減退的跡象，但其濕地景觀仍然保持著良好的自然狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較為完整，活力水平基本正常，恢復(fù)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(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001（4）:460～464.

［2］邱 東，宋旭光.觀念創(chuàng)新與政策實施之橋.現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)［M］.北京:中國財政經(jīng)濟(jì)出版社，2002.

［3］蔣衛(wèi)國.遼河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價［J］.生態(tài)學(xué)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(tài)脆弱性評價［D］.濟(jì)南:山東師范大學(xué)，2009.

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

［6］高吉喜.可持續(xù)發(fā)展理論探索－生態(tài)承載力理論、方法與應(yīng)用［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2001.