高興國(guó)*，王 磊，齊代華，陳家德，王世敏，張福生

(1.昭通學(xué)院化學(xué)系，中國(guó) 昭通 657000；2.西南大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó) 重慶 400715；3.昭通市疾病預(yù)防控制中心，中國(guó) 昭通 657000)

濕地生態(tài)安全是一個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)生存和發(fā)展所需的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受破壞與威脅的狀態(tài)[1].許多學(xué)者認(rèn)為濕地是各種環(huán)境資源中受到威脅最大，也是最易受到外界影響因子干擾的一類．濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)是對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性以及在各種風(fēng)險(xiǎn)下維持其健康的可持續(xù)能力的識(shí)別與判斷，是對(duì)濕地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)安全素質(zhì)優(yōu)劣的定量描述．濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)不僅從生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行健康評(píng)價(jià),更注重生態(tài)系統(tǒng)在一個(gè)綜合的人類生存環(huán)境之下的可持續(xù)發(fā)展問題,其影響因素具有多樣性、復(fù)雜性[2]．濕地生態(tài)環(huán)境的惡化日趨嚴(yán)重，使得濕地生態(tài)安全的研究也成為環(huán)境界研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)學(xué)者從不同時(shí)空尺度[2-7]、不同區(qū)域[8-10]，用數(shù)學(xué)模型、生態(tài)模型、空間分析模型和數(shù)字地面模型的各種方法[5-6, 11-12]，對(duì)濕地生態(tài)安全進(jìn)行了評(píng)價(jià)．本研究以大山包濕地為對(duì)象, 對(duì)該區(qū)域生態(tài)安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以尋求最優(yōu)的濕地生態(tài)系統(tǒng)安全狀態(tài)，維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和可持續(xù)性．

1 研究區(qū)域概況

大山包濕地位于大山包保護(hù)區(qū)內(nèi)，是我國(guó)目前海拔最高的亞高山沼澤化草甸濕地生態(tài)系統(tǒng)，地處長(zhǎng)江中上游，是長(zhǎng)江流域的重要水源補(bǔ)給區(qū)，也是長(zhǎng)江水系的重要生態(tài)屏障．保護(hù)區(qū)總面積19 200 hm2，其中核心區(qū)8 686 hm2，占總面積的45.24%；緩沖區(qū)4 890 hm2，占總面積的25.4%；實(shí)驗(yàn)區(qū)5 624 hm2(含旅游亞區(qū)148 hm2)，占總面積的25.47%．亞高山沼澤化草甸濕地有12 280 hm2，其中核心區(qū)的3 150 hm2濕地是2004年12月被國(guó)際濕地公約局批準(zhǔn)的中國(guó)第三批9塊“國(guó)際重要濕地”之一．大山包濕地是黑頸鶴的主要越冬棲息地，為世界上約1/6的黑頸鶴種群提供了良好生境．同時(shí)，大山包濕地保存完整的亞高山草甸，涵養(yǎng)水土，為下游及周邊地區(qū)提供豐富的水資源，同時(shí)阻截和滯留泥沙，有效地保護(hù)了國(guó)家重點(diǎn)水利工程——溪洛渡、白鶴灘、向家壩3個(gè)水電站，對(duì)金沙江、牛欄江的水土保持具有重要意義．

2 濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法

首先，本文基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型(Pressure-State-Response Model, PSR模型) ，選取評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建大山包濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系． PSR模型不僅評(píng)價(jià)環(huán)境的狀態(tài), 還評(píng)價(jià)導(dǎo)致環(huán)境狀態(tài)發(fā)生改變的原因以及人類對(duì)環(huán)境采取的補(bǔ)救措施引起的結(jié)果[13]．

其次通過指標(biāo)篩選和權(quán)重賦值,采用層次分析法(AHP)[14]，把目標(biāo)及問題分解成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層等，逐層確定判斷矩陣，計(jì)算各因素的權(quán)重．該方法常權(quán)值分布剛性大，定量化數(shù)據(jù)較少，有時(shí)難以準(zhǔn)確反映所評(píng)價(jià)的生態(tài)環(huán)境，因此作者結(jié)合專家評(píng)分來(lái)確定目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層各指標(biāo)的權(quán)重．

三是用綜合指數(shù)法對(duì)大山包濕地生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，把單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合，確定綜合指數(shù)，最終得出綜合安全值，用以評(píng)價(jià)大山包濕地的生態(tài)安全狀況．

3 濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系構(gòu)建及權(quán)重的確定

3.1 濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系構(gòu)建

生態(tài)安全評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是科學(xué)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和確定各指標(biāo)的權(quán)重[15]．根據(jù)已有的PSR概念模型，選擇近年來(lái)研究者應(yīng)用頻率較高的指標(biāo)構(gòu)成備選指標(biāo)集合系統(tǒng)[11, 15-17]，針對(duì)大山包濕地面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題(如水分來(lái)源全部靠降水，濕地剛開發(fā)為國(guó)家公園，地處貧困山區(qū)，為減少對(duì)濕地的破壞進(jìn)行移民等)，對(duì)降水量、自然災(zāi)害頻度、濕地資源開發(fā)率、環(huán)保治理投資占GDP比例等眾多具體指標(biāo)通過對(duì)比進(jìn)行綜合、取舍,選擇了21個(gè)能充分反映大山包濕地生態(tài)安全和對(duì)大山包濕地具有明顯影響的指標(biāo)構(gòu)成指標(biāo)層,形成濕地生態(tài)安全的指標(biāo)體系模型．濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分3個(gè)層次，以濕地生態(tài)安全綜合指數(shù)為目標(biāo)層，由“壓力”、“狀態(tài)”、“響應(yīng)”3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成準(zhǔn)則層，子系統(tǒng)下各具體指標(biāo)構(gòu)成指標(biāo)層．

3.2 權(quán)重確定步驟

3.2.1 構(gòu)造判斷矩陣并賦值 將上一層次的元素作為準(zhǔn)則,支配下一層次的元素C1,C2, …,Cn, 將其下一層次中所有與之關(guān)聯(lián)的元素之間兩兩比較其重要性,用成對(duì)比較法和1～9標(biāo)度法, 逐項(xiàng)就任意2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行比較, 同時(shí)參考專家意見,根據(jù)各指標(biāo)在濕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)中的作用和各指標(biāo)之間的相關(guān)性,根據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造判斷矩陣．

設(shè)填寫后的判斷矩陣為A=(aij)m×n，判斷矩陣應(yīng)具有如下性質(zhì)：aij>0；aji=1/aij；aii=1.

3.2.2 層次單排序(計(jì)算權(quán)向量)與檢驗(yàn) 在層層排序中，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性檢驗(yàn)的步驟如下：

①計(jì)算一致性指標(biāo)CI．CI=(λmax-n)/(n-1)，其中，λmax為判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的階數(shù)．CI=0時(shí)，A為一致陣，CI越大，A的不一致性越大．

②根據(jù)判斷矩陣不同階數(shù)查表1，得到平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI．

表1 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI表

③計(jì)算一致性比例CR并進(jìn)行判斷. CR=CI/RI，當(dāng)CR<0.1時(shí)，判斷矩陣符合一致性要求．可以看出，所有單排序的CR中響應(yīng)為0.099 4，壓力為0.097 6，狀態(tài)為0.069 5，所有CR<0.1，可認(rèn)為每個(gè)判斷矩陣的一致性都是可以接受的．

3.2.3 層次總排序與檢驗(yàn)

4 結(jié)果與分析

根據(jù)單元各參評(píng)因子的指數(shù)及權(quán)重，求出評(píng)價(jià)單元加權(quán)指數(shù)和，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，采取專家評(píng)分法確定其等級(jí)，在參考文獻(xiàn)[4, 11, 15～16, 18]和生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)特殊的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)5 級(jí)濕地生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判表(見表2)．

表2 濕地生態(tài)安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 濕地生態(tài)安全指標(biāo)體系及其標(biāo)準(zhǔn)值

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明:大山包濕地的生態(tài)安全程度在4.756 6左右,處于一般狀態(tài)，表明濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度變化,個(gè)別指標(biāo)較為脆弱,已超出生態(tài)系統(tǒng)的承載能力，在系統(tǒng)整體安全程度不高和自然災(zāi)害頻繁的情況下,會(huì)危及生態(tài)系統(tǒng)整體的安全狀況．

5 結(jié)論

(1)通過成對(duì)比較矩陣的特征向量可知,各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的排列由大至小為：環(huán)保治理投資占GDP比例(C16)、水源保證率(C17)、濕地保護(hù)意識(shí)(C20)、濕地管理法規(guī)的貫徹力度(C18)、人均耕地面積(C11)、水體質(zhì)量(C5)、污水處理率(C21)……濕地的保護(hù)和管理工作開展的力度、濕地保護(hù)政策和法規(guī)的制定和執(zhí)行決定了濕地整體生態(tài)安全狀況的發(fā)展方向.目前迫切需要建立和完善現(xiàn)有濕地保護(hù)的管理法規(guī)和監(jiān)督執(zhí)行機(jī)制，加強(qiáng)環(huán)保部門、濕地保護(hù)部門的職能管理權(quán)限，建立濕地生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)有效的行政管理體系．

(2)對(duì)大山包濕地安全性影響最大的兩個(gè)因子是C16、C17, 其累計(jì)權(quán)重分別達(dá)0.134 3和0.094 9．說明政府為保護(hù)大山包濕地投入的資金多少對(duì)濕地的保護(hù)程度起著至關(guān)重要的作用.自保護(hù)區(qū)建立以來(lái)，特別是“天然林保護(hù)工程”及“退耕還林(草)項(xiàng)目”啟動(dòng)后，政府對(duì)大山包濕地采取了嚴(yán)格保護(hù)、積極恢復(fù)等措施．大山包濕地今年還被納入全國(guó)濕地保護(hù)補(bǔ)助范圍，該項(xiàng)目的實(shí)施有望在一定程度上解決大山包濕地生態(tài)功能退化、人類活動(dòng)干擾過大等問題．

(3)在指標(biāo)層中，C17達(dá)到0.094 9，C19達(dá)到0.052 2，說明水源能否保證與水量調(diào)控極大地影響了濕地的消長(zhǎng)．水是濕地形成、發(fā)育、演替、消亡與再生的主導(dǎo)因素,是濕地生態(tài)系統(tǒng)中潛育化土壤形成、維持生物物種的關(guān)鍵[19]．大山包濕地水分來(lái)源完全依靠降水，降水量對(duì)保持濕地水位，維持徑流補(bǔ)給及濕地植被群落的生長(zhǎng)和濕地土壤發(fā)育尤為重要．大山包年均降雨量1 165 mm，但變量較大，最大相鄰年際差值300 mm左右.年際間降水量的不斷變化，直接影響濕地坡面徑流的補(bǔ)給，造成濕地水位劇烈波動(dòng)，降低了濕地生態(tài)系統(tǒng)與濕地植被群落-土壤系統(tǒng)耦合作用的穩(wěn)定性，增加了濕地生態(tài)系統(tǒng)潛在脆弱性．不合理的水資源利用,致使?jié)竦匦钏恐鹉隃p少, 一些地方濕地面積萎縮、濕地生物多樣性減少，從而加劇了濕地的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性[20]．政府必須在多雨季節(jié)將雨水引入水庫(kù)，蓄積降水, 保證濕地水源，合理規(guī)劃利用水資源．將一些具有潛在濕地發(fā)育條件的澇洼地改造成新的人工濕地[21]，使?jié)竦夭粫?huì)因氣候干旱而退化和消失．

(4)在壓力指標(biāo)中，C11與C14影響最大.當(dāng)?shù)睾０胃摺夂蚝?糧食單產(chǎn)低、過度放牧等諸多因素，使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞, 濕地快速減少, 導(dǎo)致景觀破碎化,生境廊道阻斷, 動(dòng)物生境惡化, 濕地資源喪失.濕地開墾后的棄耕地幾年后幾乎全部發(fā)育為草甸,造成濕地植被類型過少，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一,不穩(wěn)定性增加,系統(tǒng)變得更加脆弱[21]．

(5)地表水質(zhì)是評(píng)價(jià)濕地生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的重要指標(biāo), 其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響與上述幾個(gè)因素不同,水質(zhì)主要影響濕地有機(jī)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)安全性產(chǎn)生間接影響．從C5與C21可看出，污染物排放所帶來(lái)的湖泊污染和富營(yíng)養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重,使得大山包濕地生態(tài)系統(tǒng)中部分水體的功能受到一定破壞.水體污染不僅使?jié)竦厮|(zhì)惡化，降低大山包濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)水文功能，而且對(duì)濕地生物多樣性造成嚴(yán)重危害，增加了濕地生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素．加強(qiáng)對(duì)大山包濕地的水資源保護(hù)迫在眉睫．

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