黄河三角洲湿地生态系统健康评价指标体系

王 薇，陈为峰，李其光，王 昕，马海燕

(1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250013； 2.山东农业大学资源与环境学院，山东 泰安 271018)

湿地生态系统健康研究是湿地研究领域的新概念、新领域，也是生态系统健康研究的新方向。湿地生态系统健康评价关键在于评价指标体系的建立，在区域湿地生态系统健康评价及其指标选择方法中，根据工作的目的，指标选择方法和侧重点有所不同。对生态系统健康评价指标的研究，可追溯到17世纪末18世纪初。在过去的几十年里，湿地生态系统健康的评价指标主要集中在化学和生物指标上[1-6]。近些年，主要从生态系统、流域、景观生态的角度建立湿地生态系统健康评价指标，评价对象主要是河流、湖泊、水库，而对整个湿地生态系统健康进行研究的较少，而且评价指标定性描述的较多，定量分析的比较少，没有统一的湿地生态系统评价等级和评价标准。如何建立一套系统、综合、全面的湿地生态系统健康评价指标体系有待进一步研究[7-9]。

黄河三角洲湿地作为我国暖温带最完整、最广阔、最年轻的具有国际生态保护意义的典型新生湿地生态系统和具有重大开发应用价值的河口区域，一直受到国内外有关学者的关注。本研究结合黄河三角洲的实际，提出生态系统健康评价指标选取的基本原则，从功能整合性、生态特征、社会环境3方面，构建一套具有可操作性的湿地生态系统健康评价指标体系。参考国内外评价指标标准，根据各指标对湿地生态健康影响的程度，将27个指标进行标准分级，利用层次分析法确定各指标权重，最后选择垦利县作为研究区评价其湿地生态系统的健康状况。

1 研究区概况

表1 黄河三角洲湿地生态系统健康评价指标体系

注：TM解译指Thematic Mapper卫星遥感图片通过GIS工具进行解析。

黄河三角洲位于黄河入海口处，北临渤海，东靠莱州湾，90%以上区域属于东营市，包括2区3县(东营区、河口区、广饶县、利津县、垦利县)，属暖温带半湿润大陆季风气候，全年日照时数2590～2830h，全年平均气温11.7～12.6℃，年平均降雨量530～630mm，且70%的降雨量集中在夏季，年蒸发量1900～2400mm，全年平均风速3.1～4.6m/s。该区域总的气候特点是光照充足，热量丰富，四季分明，气温适中，雨热同期，风能资源丰富，但降水量年内分配不均且蒸发量大，常有旱涝风霜雹和风暴潮等自然灾害，是风暴潮多发区。

2 评价指标体系的构建

2.1 评价指标选取的原则

a. 整体性原则。湿地生态系统往往包含多种湿地类型，如果将不同的湿地类型分别进行健康评价，将是很困难、很繁杂的事情，这时需要从湿地整体概念出发，将其共性提取出来进行评价。研究把黄河三角洲湿地生态系统看做是自然-社会-经济复合生态系统的有机组成部分，从整体上选取指标对其健康状况进行综合评价。

b. 静态与动态相结合原则。对湿地生态系统健康进行评价，既要选取静态指标对其现状进行界定，又要选取涉及系统生态功能特征及其外部条件随时间变化的动态指标，采取静态与动态相结合的原则，在以生态系统及区域环境变化为背景的条件下评价湿地生态健康系统的现状特征。

c. 定性与定量相结合原则。目前对湿地生态系统健康的界定，往往涉及一系列指标，而一方面，有些指标还很难做到完全的定量化，只能采用定性描述；另一方面，这些描述性指标又不失其内在的科学性。在这种情况下，定性指标与定量指标有效结合，方能更全面准确地衡量湿地系统的健康状态。

2.2 评价指标体系框架

本文根据黄河三角洲湿地生态系统健康评价指标的选取原则，建立了指标体系框架，按照层次分析法(analytic hierarchy process，简称AHP法)思想，将湿地生态系统健康分为3个层次。第1层次是目标层，指湿地生态系统健康综合评价；第2层次是评价准则层，指每一个评价准则具体由哪些因素决定。本文的评价准则层由湿地功能整合性、湿地生态特征、湿地社会环境指标组成；第3层次是指标层，指每个评价因素由哪些具体指标来表达(图1)。

图1 黄河三角洲湿地生态系统健康评价指标体系框架

2.3 评价指标

指标是评价的尺度，任何评价都是建立在指标的基础上。根据黄河三角洲湿地生态系统特征，紧紧围绕生态系统功能和人类活动，从湿地功能整合性、湿地生态特征、湿地社会环境3方面选取27个具体的指标[10](表1)。斑块个数、景观多样性指数、景观均匀度指数数据的获取，是运用基于WINDOWS操作系统的FRAGSTATS3.3版本，通过对湿地分类结果图进行编辑及格式转换后，得到30m×30m精度的网格数据，再分别进行各个层级的景观指数提取。

2.4 评价指标标准分级

评价指标确定后，直接用它们去进行评价是困难的，因为各系数之间的量纲不统一，所以没有可比性。即使对于同一个参数，尽管可以根据它们实测值的大小来判断它们对生态系统健康影响的程度，但也因缺少一个可作比较的环境标准而无法较确切地反映其对环境的影响。

表2 黄河三角洲湿地功能整合性指标标准分级

表3 黄河三角洲湿地生态特征指标标准分级

在黄河三角洲湿地生态系统健康评价过程中，将评价指标分为健康、亚健康、脆弱、疾病、恶劣5个等级。制定评价指标标准的参考状态主要有下列几种：①背景和本底标准，指黄河三角洲当地的地理条件和湿地生态系统的历史水平；②理想标准，指黄河三角洲湿地未来的管理目标及理想状态；③临界标准，指相关属性值的临界水平，即某些指标所处的影响生物生长、生存的临界值；④国家、行业和地方规定的标准，包括GB3838—2002《地表水环境质量标准》和GB15618—1995《土壤环境质量标准》；⑤类比标准，指景观均匀度等。各指标标准分级见表2～4。

2.5 评价指标权重确定

黄河三角洲湿地生态系统健康评价过程中，通常用指标的权重来表示各指标在整个评价体系中的相对重要程度。本研究根据层次分析法确定黄河三角洲湿地生态系统健康各指标的权重[10]，见表5。

3 实例研究

山东省垦利县地处黄河三角洲开发建设主战场的最前沿，拥有丰富的湿地资源，约60%的黄河三角洲湿地自然保护区位于垦利县境内。本研究基于行政区域的完整性，选择垦利县作为研究区域。

利用上文构建的27个具体指标，以及指标标准分级和指标权重，采用模糊综合评判模型与隶属函数相结合，评价垦利县湿地生态系统健康状况[10]。

表4 黄河三角洲湿地社会环境指标标准分级

注：各指标具体含义参见文献[10]。

表5 黄河三角洲湿地生态系统健康指标权重

经计算垦利县湿地生态系统健康度为0.5406，目前垦利县湿地生态系统健康脆弱(0.5～0.7)，即湿地生态结构完整、具有一定的系统活力，外界压力较大，接近湿地生态阈值，系统尚稳定，可发挥基本的湿地生态功能，湿地生态系统可维持，但敏感性强，已有少量的生态异常出现。

4 结 语

本文从湿地功能整合性、湿地生态特征、湿地社会环境3方面着手，构建一套以“3S”技术为核心，具有可操作性的湿地生态系统健康评价指标体系，并根据背景和本底标准，临界标准，国家、行业和地方规定的标准以及类比标准，将黄河三角洲湿地生态系统健康评价的27个指标进行标准分级，利用层次分析法确定了指标权重。最后根据构造的指标体系，选择山东省垦利县作为研究区域，利用模糊综合评判模型和隶属度函数，计算了垦利县湿地生态系统的健康度，计算结果表明，垦利县湿地生态的健康度为0.5406，表明目前垦利县湿地生态系统健康状态脆弱，应加强保护。

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