摘要：黃河三角洲濕地作為暖溫帶最年輕、最廣泛、保存最完好的濕地生態(tài)系統(tǒng)，其環(huán)境和生態(tài)健康情況對與其連接的水陸生態(tài)系統(tǒng)安全具有重要意義。本文基于P-S-R模型構(gòu)建黃河三角洲濕地評價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法計(jì)算權(quán)重，分析其在2000—2020年的濕地生態(tài)安全狀況。結(jié)果表明，黃河三角洲的濕地生態(tài)安全狀況總體趨于惡化，但趨勢有所減緩；生態(tài)安全指數(shù)的均值由2000年的0.602 9下降到2020年的0.558 8，評價(jià)等級由預(yù)警變?yōu)椴话踩?；城?zhèn)化的快速發(fā)展和人口數(shù)量的增長是造成黃河三角洲濕地壓力增大的主要因素。為了確保濕地的生態(tài)安全，要合理調(diào)節(jié)壓力指標(biāo)，加強(qiáng)對濕地的保護(hù)與管理。

關(guān)鍵詞：濕地；生態(tài)安全格局；層次分析法；P-S-R模型

中圖分類號：P901 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）03-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.03.013

Abstract： The wetland in the Yellow River Delta is the youngest， most extensive and best-preserved wetland ecosystem in the warm temperate zone， and its environment and ecological health are of great significance to the safety of its connected aquatic and terrestrial ecosystems. Based on the P-S-R model， this paper constructs the evaluation index system of the wetland in the Yellow River Delta， and uses the analytic hierarchy process to calculate the weight and analyze its wetland ecological security status from 2000 to 2020. The results show that the wetland ecological security status in the Yellow River Delta tends to deteriorate overall， but the trend has slowed down; the average value of the ecological security index decreased from 0.602 9 in 2000 to 0.558 8 in 2020， and the assessment level changed from early warning to unsafe; the rapid development of urbanization and the growth of population are the main factors that increase the pressure on wetlands in the Yellow River Delta. In order to ensure the ecological safety of wetlands， it is necessary to reasonably adjust the pressure indicators and strengthen the protection and management of wetlands.

Keywords： wetlands; ecological security pattern; analytic hierarchy process; P-S-R model

濕地是重要的自然資源，是動(dòng)植物重要的生活環(huán)境。濱海濕地是較為獨(dú)特的一種濕地生態(tài)系統(tǒng)，處于海陸交錯(cuò)地帶，物種多樣性極其豐富，它具有調(diào)節(jié)氣候、改善水環(huán)境和物種多樣性等重要功能[1]。然而，隨著城市化的快速發(fā)展和人口的急劇擴(kuò)張，濕地出現(xiàn)斑塊面積、物種多樣性減少和系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能降低等問題。近年來，黃河三角洲面臨天然濕地面積急劇減少的問題。因此，有必要分析黃河三角洲濕地生態(tài)安全格局，制定濕地保護(hù)策略，解決濕地生態(tài)安全問題。

生態(tài)安全格局能體現(xiàn)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康水平和完整程度。目前，國內(nèi)外學(xué)者從不同的角度開展了生態(tài)安全研究。研究內(nèi)容主要集中在濕地健康狀況[2]和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[3]等方面；研究方法-以綜合指數(shù)法[4]和景觀分析法[5]為主，對區(qū)域生態(tài)安全格局進(jìn)行分析；研究對象主要是河流、湖泊等生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)以及城市等經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)[6]。黃河三角洲濕地生態(tài)安全的研究主要集中在生態(tài)脆弱性指標(biāo)和濕地補(bǔ)償機(jī)制等方面，其濕地生態(tài)安全評價(jià)與格局變化的研究不足。本文基于P-S-R模型構(gòu)建指標(biāo)體系，采用層次分析法確定權(quán)重，對2000年、2010年、2020年研究區(qū)的濕地生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析，揭示研究區(qū)濕地生態(tài)的演變過程，為黃河三角洲濕地生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

黃河三角洲位于山東省的東北部，主要涉及東營市和濱州市。當(dāng)前，濕地生態(tài)壓力越來越大，其生態(tài)環(huán)境逐漸變得脆弱。本文選取東營市和濱州市部分縣區(qū)為研究區(qū)（見圖1），總面積為10 855.35 km2。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

1.2.1 數(shù)據(jù)來源

主要選取東營市和濱州市2000年、2010年和2020年三期Landsat系列遙感影像，Landsat數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/），分辨率為30 m。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)主要來自2000年、2010年以及2020年的《東營統(tǒng)計(jì)年鑒》和《濱州統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)第三次全國國土調(diào)查土地分類[7]和當(dāng)?shù)赝恋乩脤?shí)際情況，將黃河三角洲分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、濕地和其他土地7類。

2 評價(jià)方法

2.1 P-S-R模型定義

壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR）模型由壓力（Pressure）、狀態(tài)（State）、響應(yīng)（Response）[8]三類變量因子構(gòu)成。壓力表征人類的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)對環(huán)境的作用，一般由人類活動(dòng)產(chǎn)生的因子組成；狀態(tài)是指在壓力作用下形成的濕地水質(zhì)、面積變化等狀況；響應(yīng)是指人類根據(jù)濕地生態(tài)安全的威脅程度采取的措施。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)研究區(qū)的情況，充分考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)、資源利用等因素，從壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3個(gè)方面選擇12個(gè)指標(biāo)，以PSR模型為基礎(chǔ)，建立黃河三角洲濕地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系。其中，人口密度C1、人均地區(qū)生產(chǎn)總值C2、第三產(chǎn)業(yè)比例C11和鹽堿地治理面積C12從2000—2020年東營市和濱州市統(tǒng)計(jì)年鑒中獲得；城鎮(zhèn)化指數(shù)C3、濕地退化指數(shù)C4從遙感數(shù)據(jù)中獲得；景觀破碎度C5、景觀多樣性指數(shù)C6、濕地密度C7、最大斑塊指數(shù)C8、景觀形狀指數(shù)C9由Fragstats軟件計(jì)算得到；生態(tài)連通度C10通過耦合生態(tài)過程，利用生態(tài)學(xué)空間格局分析方法識別濕地，結(jié)合地表景觀類型、土地利用分類及道路與水體距離等因素構(gòu)建綜合阻力面，采用最小累積阻力模型提取生態(tài)廊道構(gòu)建濕地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，對不同時(shí)期的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)變化進(jìn)行評價(jià)分析得到。

2.3 評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

使用PSR模型構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系中，各個(gè)指標(biāo)的單位是不一樣的，因此要對所有指標(biāo)進(jìn)行歸一化，消除量綱的影響。本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算方法[9]，其中，正向指標(biāo)、負(fù)向指標(biāo)的計(jì)算公式分別為

式中：X+、X-為歸一化后的值；P為初始數(shù)據(jù)；Pmax、Pmin分別為初始數(shù)據(jù)中的最大值和最小值。

2.4 黃河三角洲濕地評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

層次分析法根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的目標(biāo)，通過專家問卷法對指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較打分，逐步分析指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性和重要程度來確定指標(biāo)權(quán)重。將此問題分成3個(gè)層次，構(gòu)建層次分析模型。生態(tài)安全為目標(biāo)層A，P-S-R模型為準(zhǔn)則層B，各個(gè)指標(biāo)為指標(biāo)層C，根據(jù)各個(gè)層次的關(guān)系確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，如表1所示。

2.5 黃河三角洲濕地生態(tài)安全等級劃分

根據(jù)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果和處理的標(biāo)準(zhǔn)化值，采用式（3）計(jì)算黃河三角洲濕地的生態(tài)安全指數(shù)。其間計(jì)算黃河三角洲濕地分別在壓力層、狀態(tài)層和響應(yīng)層的生態(tài)安全值，使用綜合評價(jià)法得到研究區(qū)整體的生態(tài)安全指數(shù)，明確生態(tài)安全狀況。綜合前人[10]的研究，對研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)安全等級劃分，將其分為5級，如表2所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 濕地生態(tài)安全評價(jià)壓力指標(biāo)分析

壓力層安全值的平均值由0.316 6變?yōu)?.296 6，呈降低趨勢。這說明黃河三角洲濕地受到人類干擾的壓力逐漸增大。2000年、2010年和2020年安全值較高的區(qū)域分別是東營區(qū)、墾利區(qū)和無棣縣。這是因?yàn)楦咧祬^(qū)域人口總數(shù)略有減少，環(huán)境壓力有所降低。2000—2020年，東營區(qū)人口總數(shù)從56.8萬人變?yōu)?8萬人，增長率達(dá)到19.7%，它是研究區(qū)內(nèi)人口增長最多的區(qū)，地區(qū)生產(chǎn)總值由20.28億元增加到451.73億元，東營區(qū)的人口和地區(qū)生產(chǎn)總值均位于前列，造成其安全值較低。

3.2 濕地生態(tài)安全評價(jià)狀態(tài)指標(biāo)分析

2000—2010年，濕地狀態(tài)整體有下降的趨勢，但2010—2020年濕地狀態(tài)整體有所好轉(zhuǎn)。狀態(tài)層安全值的平均值由0.124 5變?yōu)?.107 3，整體上呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢。前10年，城市擴(kuò)張迅速，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在人類干擾下，濕地受到侵占，濕地景觀破碎度增加、濕地密度減少，濕地生態(tài)連通性受阻，導(dǎo)致安全性下降。后10年，隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，開始建立濕地生態(tài)保護(hù)區(qū)，濕地景觀多樣性和斑塊增加，使得濕地生態(tài)安全狀態(tài)好轉(zhuǎn)。

3.3 濕地生態(tài)安全評價(jià)響應(yīng)指標(biāo)分析

響應(yīng)層安全值的平均值由0.161 7變?yōu)?.162 0，整體變化范圍比較小。2000—2010年安全值有下降的趨勢，即研究區(qū)對濕地狀態(tài)變化的響應(yīng)有所減弱。2010—2020年安全值有所升高，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的過程中，研究區(qū)開始加大力度維護(hù)濕地生態(tài)安全，加大對鹽堿地的治理，改善生態(tài)環(huán)境，第三產(chǎn)業(yè)的比重逐漸增大，使得黃河三角洲濕地的響應(yīng)較好。

3.4 黃河三角洲濕地生態(tài)安全評價(jià)時(shí)空特征分析

不同縣區(qū)的濕地生態(tài)安全評價(jià)結(jié)果如圖2所示，從整體上看，生態(tài)安全指數(shù)由2000年的0.602 9變?yōu)?020年的0.558 8，2000年1個(gè)縣區(qū)濕地生態(tài)非常不安全，2020年3個(gè)縣區(qū)非常不安全，這說明黃河三角洲濕地生態(tài)安全狀況有惡化的趨勢。從時(shí)間來看，2000——2020年，東營區(qū)、廣饒縣和沾化區(qū)的濕地生態(tài)安全狀況不斷惡化，都處于不安全等級；2020年，墾利區(qū)和河口區(qū)處于非常不安全等級，利津縣處于不安全等級。無棣縣和廣饒縣安全等級較高，因?yàn)槿丝趬毫π?，城市建設(shè)用地較少，濕地景觀破碎度低，生態(tài)連通性好。而東營區(qū)、河口區(qū)、墾利區(qū)、沾化區(qū)和利津縣安全等級低，因?yàn)閰^(qū)域人口數(shù)量增長較多，城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張迅速，濕地斑塊減少，對濕地造成的壓力較大。

3.5 黃河三角洲濕地生態(tài)安全保護(hù)建議

結(jié)合濕地生態(tài)安全評價(jià)結(jié)果，提出保護(hù)建議。要完善土地利用結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)濕地保護(hù)和監(jiān)管，合理調(diào)整城鎮(zhèn)人口密度；建設(shè)一定面積的生態(tài)林和草場，提高區(qū)域森林覆蓋率，降低水土流失，減少濕地退化。同時(shí)，要加強(qiáng)對鹽堿地的治理，控制海水養(yǎng)殖面積。

4 結(jié)論

本文基于P-S-R模型，構(gòu)建黃河三角洲的濕地生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系，分析研究區(qū)濕地生態(tài)安全狀況及其時(shí)空變化，揭示其濕地生態(tài)安全格局的演變特征。2000—2020年，黃河三角洲的濕地生態(tài)安全狀況總體趨于惡化，但呈現(xiàn)減緩趨勢。濕地生態(tài)安全指數(shù)的均值由2000年的0.602 9下降到2010年的0.578 2，最后下降到2020年的0.558 8，評價(jià)等級由預(yù)警變?yōu)椴话踩@與人類活動(dòng)密切相關(guān)。2000—2010年，研究區(qū)濕地面積下降35.5%，建設(shè)用地增長54.8%；2010—2020年，濕地面積下降12.7%，建設(shè)用地增長10.7%。前10年，黃河三角洲經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)量快速增長，城鎮(zhèn)化速度加快，城鎮(zhèn)建設(shè)對濕地的占用顯著增多，使?jié)竦厥艿降膲毫υ龃螅鷳B(tài)安全指數(shù)下降較快；后10年，隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，建設(shè)用地增長速度和濕地面積下降速度變慢，生態(tài)安全指數(shù)下降變緩。從時(shí)空分布來看，黃河三角洲東部和北部的濕地生態(tài)安全等級較差，西部和南部的濕地生態(tài)安全等級較好。2000—2020年整體上，東營區(qū)和墾利區(qū)濕地生態(tài)安全狀況趨于惡化，無棣縣不斷變好，河口區(qū)、利津縣和廣饒縣趨于穩(wěn)定。

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