张晓龙,李萍,刘乐军,李培英
(1. 烟台大学环境学院 山东 烟台 264005;2. 国家海洋局第一海洋研究所 山东 青岛 266061)
现代黄河三角洲滨海湿地退化评价
张晓龙1,李萍2,刘乐军2,李培英2
(1. 烟台大学环境学院 山东 烟台 264005;2. 国家海洋局第一海洋研究所 山东 青岛 266061)
现代黄河三角洲是中国乃至世界典型的滨海湿地分布区。利用模糊综合评判法,对现代黄河三角洲滨海湿地分五个区域进行评价,其中油田分布区退化严重,作为自然保护区范围的一千二区和黄河口区也明显退化。对整个现代黄河三角洲滨海湿地而言,虽然总体退化程度不高,但已呈现出整体退化的趋势,且这种趋势在短期内不会停止。
滨海湿地;退化;评价;现代黄河三角洲
黄河三角洲位于渤海西岸,渤海湾和莱洲湾湾口(图1(a)),是中国三大河口三角洲之一。黄河三角洲一般是指以宁海为顶点的近代三角洲和以渔洼为顶点的现代三角洲(图 1(b))。1855年黄河在铜瓦厢决口,夺大清河注入渤海,开始建造以宁海为顶点,西至套儿河口,南至淄脉河口的近代黄河三角洲;1934年黄河改道,三角洲顶点下移至渔洼,于是又开始了以渔洼为顶点,西至挑河口,南至小岛河口的现代黄河三角洲的建造[1]。
现代黄河三角洲是典型的滨海河口湿地,是重要的鸟类栖息地、繁殖地、中转站[2],其湿地具有典型的原生性、脆弱性、稀有性以及国际重要性等特征。但近年来由于人为活动的影响和自然环境的变化,现代黄河三角洲滨海湿地正在遭受损失和退化的威胁。
就行政区划而言,黄河三角洲的93%属于东营市,7 % 属于滨洲市。在研究中,由于资料的获得往往以行政区划为单位,因而,本文的资料基础也以东营市为主要依据。
指标体系的建立和具体评价指标的选取是对系统进行定量研究的基础。指标是对客观事物或现象的描述与度量,建立的指标体系应能恰当地表达人们对事物定性、定量的判断。评价指标要根据目的和用途来选取,要以观测及实验数据等为基础,要能够进行度量。选取的指标应该具有明确的含义,能以定性或是定量的方式对事物及其变化在一定的精确程度上进行表述;指标应具有客观性,能反映事物的真实属性;指标还应具有层次性,即反映事物与现象的特征及变化,又能满足不同评价的需要[3]。
图 1 黄河三角洲位置(a)与分区(b)示意图Fig. 1 Location(a) and subarea(b) of Yellow River Delta
滨海湿地是一类复杂的生态系统,现代黄河三角洲滨海湿地生态系统变化速度快、变化幅度大。在其变化过程中,受到海岸侵蚀等诸多因素的综合影响,每一种因素都可能或轻或重地引起系统结构、功能、价值的变化,而任何变化都无法准确地将其与某一种影响因素一一对应,因而滨海湿地的退化表现为一个复杂的过程。但影响因素对滨海湿地的退化是直接的,基本的,而且意义也非常明确。因而,本文在进行现代黄河三角洲滨海湿地退化评价时,从影响因素着手构建指标体系[4]。考虑到各个因素之间的关系及其重要性和度量的可操作性,选取海岸侵蚀、黄河断流、风暴潮、滩涂围垦、油田开发、污染、过度捕捞作为现代黄河三角洲滨海湿地退化的评价指标(图2)。
采用模糊综合评判法[5]对现代黄河三角洲滨海湿地的退化进行评价。基本步骤如下:
1) 确定评价单元。
根据现代黄河三角洲的发育和环境特征,将研究区划分为5个子区(图3):河口区、一千二保护区、油田分布区、黄河口保护区、黄河口镇区。在5个区域的划分中,基本将一千二保护区和黄河口保护区两个自然保护区所在区域作为完整的对象,其他3个区域的边界划分基本以保护区边界和主要的道路、河流为依据。5个区域各自有明显的差异。两个保护区所在地主要为新生湿地分布区,人为作用相对受到一定的控制,但一千二为废黄河口区域,黄河口区为现行水河口区域;油田分布区是胜利油田的主要勘探开发区,分布着孤东、桩西等油田,人为活动剧烈;河口区与黄河口镇区相对伸入内陆较多,处于非保护区,人为作用相对较大。
图 2 现代黄河三角洲滨海湿地退化评价指标体系Fig. 2 Index system of degradation assessment of Modern Yellow River Delta
图 3 现代黄河三角洲滨海湿地评价分区Fig. 3 Assessment subzone of Modern Yellow River Delta
先对5个区域分别进行评价,并最终得到整个现代黄河三角洲滨海湿地退化的综合结果。
2) 设定指标集
根据上文的评价体系,滨海湿地退化评价的指标集 U={海岸侵蚀,黄河断流,风暴潮,滩涂围垦,油田开发,污染,过度捕捞},共 7个指标参与评价。
3) 确定评语集。
根据现代黄河三角洲滨海湿地特点和现状,拟将滨海湿地退化程度划分为4级:极度退化、严重退化、轻度退化、未退化,将其作为评语集,即V={极度退化、严重退化、轻度退化、未退化}。对4个级别作区间划分,得到V={>0.7,0.7 ~ 0.3,0.3 ~ 0.1,<0.1}。在给定每个评价指标数值,经过运算后,会得到一个介于[0, 1]之间的数,它们必定落在某个区间,以此为据判断该区域的退化程度。
4) 确定指标权重。
在评价中,不同的评价因素其重要程度以及对评价所作的贡献不同,因此,需要给各因素分别赋予一个权重,使其能体现各自的重要性,由此得到诸因素的权重分配集W = {w1, w2, w3, ……wi}。层次分析法是目前比较普遍运用的确定权重的方法。本文中,根据实地调查和分析得到的认识,将7个评价指标进行两两对比,判断各个指标对于评价区域滨海湿地退化的重要性,以此赋值。
5) 构造评判决策矩阵R。
6) 通过模糊变换,得到评判结果:A=R·W。
1) 建立层次结构模型(如图4)。
2) 运用层次分析法确定权重及进行一致性检验。
依据层次结构模型,构造判断矩阵,确定指标权重(表 1 ~ 表 4)。
由此得到权重集,即表4中W一列。
图4 现代黄河三角洲滨海湿地退化评价层次结构模型Fig. 4 Hierarchical structure model of degradation assessment of coastal wetlands of Modern Yellow River Delta
表 1 A-B的判断矩阵Tab. 1 Judgement matrix from A to B
表 2 B1-C的判断矩阵Tab. 2 Judgement matrix from B1 to C
表 3 B2-C的判断矩阵Tab. 3 Judgement matrix from B2 to C
3) 评价指标的数值计算。
根据不同时期黄河三角洲滨海湿地的遥感资料解译计算得到海岸线变化、海域与陆域面积彼此消长、各湿地类型增减变化等数据,结合实地调查和收集的当地相关资料,按照下述原则,分别对 7个评价指标进行估值计算。
表 4 评价因素的总排序Tab. 4 Total ordering of assessment factors
① 风暴潮:风暴潮的危害一般与堤防标准成反比,与该区拥有的海岸线长度成正比,可用该区海岸线的比例与堤防标准年的乘积来度量。
② 海岸侵蚀:直接表现为岸线后退,陆地减少,可以一定时间内海域面积的增加量来度量。
③ 黄河断流:黄河断流的影响是严重而深刻的,但其很难度量,由于黄河断流直接导致淡水苇田的干旱荒芜。这里试以各区域苇田面积的比例乘以各区受断流影响的直接程度因子作为度量。将黄河口区赋以0.4,一千二保护区0.2,油田分布区0.2,其它两个区为0.1。
④ 滩涂围垦:用开发面积占滩涂总面积的比值来表示,这里用各区水域面积的增加值来度量,计算时对黄河水体及大型水库作了处理。
⑤ 油田开发:用油田面积占总面积的比值加该比值与油田开采造成的污染负荷比的乘积来表示。数据来源于对通过遥感解译得到的油田面积分布的量算和东营市2002年环境质量报告。
⑥ 过度捕捞:难以全面度量各个区域的各种捕捞量,这里仅以近海捕捞为依据,用该区的海域面积所占比例与 2002年东营市近海捕捞量的乘积来表示。
⑦ 污染:仅以水环境的污染来表示,用各区陆地径流的污染指数与相应近海污染指数之和来度量。
通过计算、整理,得到现代黄河三角洲滨海湿地退化评价指标的具体数据,如表5所示。
表 5 现代黄河三角洲滨海湿地退化评价指标数值Tab. 5 Value of degradation assessment of coastal wetlands of Modern Yellow River Delta
4) 构造评判决策矩阵R,即不同区域各个评价因子的数值矩阵。
将表5中评价指标数值进行归一化处理后,得到评判决策矩阵R。
5) 进行模糊变换,得到评价集A1。
将结果进行归一化处理后得到的5个区域的评价集A2:
6) 比较各个区域,一千二和黄河口两个自然保护区所在的区域,从生态系统结构、景观格局、功能特征、生态价值等方面对于现代黄河三角洲滨海湿地保护和发展都具有更加重要的意义。利用上文5个区域的评价集,结合不同区域在滨海湿地典型特征及相对重要性上的差异,综合得到整个现代黄河三角洲滨海湿地的退化评价结果。
对 5个区域的评价集进行加权运算后得到A′ = [0.186],即整个现代黄河三角洲滨海湿地的评价值。
由以上的评价可知,在现代黄河三角洲滨海湿地的5个区域中,油田分布区退化程度最为严重,评价值达到0.42,已属严重退化;其次为黄河口区、河口区和一千二保护区,这3个区域均属轻度退化,但相比而言,黄河口区的退化程度在三者中为最大,评价值为 0.221。作为新生湿地自然保护区,黄河口区在现代黄河三角洲滨海湿地中具有举足轻重的地位,但其退化趋势明显,退化形势不容乐观。一千二保护区位于废弃河口区,保存着比较完好的滨海湿地演替群落,但主要受海岸侵蚀的影响,20年来,滨海湿地损失严重,为各个区中仅从面积损失来说为最严重的区域。黄河口镇区是唯一一个尚处于未退化水平的区域,这个区域面积最小,景观结构完整,区域内无主要污染河流,与海域接触面积小,是一个相对比较稳定的区域。
总体上来看,现代黄河三角洲滨海湿地处于轻度退化程度,综合退化评价值为 0.186,这说明虽然各个区域的退化程度不同,但对于现代黄河三角洲滨海湿地来说,总体退化程度不高,然而却已呈现出整体退化的趋势。
通过实地调查、遥感解译、资料分析可以认为,现代黄河三角洲滨海湿地的退化在短时间内不会停止。在影响现代黄河三角洲滨海湿地退化的各种因素继续存在,并有不断加剧的前提条件下,其退化将成为一种基本趋势,并因此影响其生态结构、功能、价值及景观特征的变化。
[1] 叶青超. 黄河三角洲的地貌结构及发育模式 [J]. 地理学报,1982, 37(4): 349-363.
[2] 赵延茂, 宋朝枢. 黄河三角洲自然保护区科学考察集 [M]. 北京: 中国林业出版社, 1995.
[3] 高吉喜. 可持续发展理论探索 [M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2001.
[4] 张晓龙. 现代黄河三角洲滨海湿地环境演变及退化研究 [D]. 青岛: 中国海洋大学, 2005.
[5] 徐建华. 现代地理学中的数学方法 [M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.
Degradation assessment of Modern Yellow River Delta coastal wetland
ZHANG Xiao-long1, LI Ping2, LIU Le-jun2, LI Pei-ying2
(1. Environmental College of Yantai University, Yantai 264005, China; 2. First Institute of oceanography, SOA, Qingdao 116023, China)
The Modern Yellow River Delta is the distribution of typical coastal wetland in China, even in the world.This paper uses the method of fuzzy synthesis assessment to five districts of the Modern Yellow River Delta coastal wetland to carry out the evaluation. Among them, the oil-field area has degenerated seriously. The two areas of nature reserve, YIQIANER and Yellow River estuary, have degenerated obviously. To the whole delta coastal wetland, the degree of degradation is not high, but has already presented a trend of whole degradation, and the trend will not stop in the short time.
coastal wetland; degradation; assessment; Modern Yellow River Delta
P964; X821
A
1001-6932(2010)06-0685-05
2009-01-04;
2010-03-22
国家908专项之“海洋地质灾害调查与研究”(908-01-ZH2);国家908专项之“海底地质灾害及其对沿海地区社会经济发展影响评价”(908-02-03-03);国家海洋局海域管理技术重点实验室开放基金(201002)
张晓龙 ( 1969- ),男,博士,主要从事海岸带湿地研究。电子邮箱:vxl1730954@yahoo.com.cn。