基于PSR模型的鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标系统研究

向丽雄，谢正磊，2*，杜泽兵，谢 超，张禾子，江英辉，吴玉立

(1.江西师范大学地理与环境学院，江西南昌 330022；2.鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，江西南昌 330022)



基于PSR模型的鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标系统研究

向丽雄1，谢正磊1，2*，杜泽兵1，谢 超1，张禾子1，江英辉1，吴玉立1

(1.江西师范大学地理与环境学院，江西南昌 330022；2.鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，江西南昌 330022)

[目的]研究鄱阳湖生态恢复工程对湿地生态系统健康的影响。[方法]以PSR概念模型为基础，构建了包含3个子系统22个指标的鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标体系和综合评价模型，对1990、1996、2002、2006和2012年鄱阳湖湿地生态系统健康状况进行评价。[结果]1990、1996、2002、2006和2012年鄱阳湖湿地生态系统分别处于轻微病态、轻微病态、亚健康、亚健康、亚健康状态。这说明鄱阳湖生态恢复工程成效比较显著，湿地管理水平和机构设置能力有所提升。[结论]该研究为鄱阳湖湿地的管理和生态修复提供了科学依据。

PSR模型；湿地生态系统；健康评价；鄱阳湖

1998年以来，国家在鄱阳湖地区实施了大规模的退田还湿、退田还湖等生态恢复工程，对鄱阳湖地区居民生计、人类福祉、生态服务效益等具有重大影响[1]。湿地作为一个独特的生态系统，在供给、文化、调节、支持服务方面对人类社会影响很大，目前湿地生态系统已成为热点研究领域[2]。近些年来，湖泊湿地生态系统的健康评价指标逐渐建立起来[3]。国外早已对湖泊湿地健康评价进行研究，国内研究主要是从20世纪末开始，我国学者也取得一些研究成果，如湖滨带退化生态系统[4]、新疆艾比湖[3]、滨海湿地[5]、青海省三江源[6]等。PSR(压力-状态-响应)模型具有很强的内在逻辑和因果关系，可作为湿地生态系统健康评价的指标分类体系[7]。为了评估鄱阳湖生态恢复工程对湿地生态系统健康的影响，笔者基于PSR模型，对生态恢复工程实施前后10年左右的湿地生态系统健康状况进行评价，以期为鄱阳湖湿地管理和内部机制建设提供决策参考依据。

1 研究区概况

鄱阳湖位于江西省的北部，汇集赣、抚、信、饶、修五河来水，经九江市湖口县注入长江，是我国最大的淡水湖。湖泊丰水季节波涛翻涌，水天相连；枯水季节洲滩出露，枯水一线，水位具有明显的季节差异性。同时，鄱阳湖湿地是重要候鸟栖息地，每年都有许多珍稀鸟禽来此度冬。该区属于亚热带季风气候，降水比较多，四季分异明显。受东南季风影响，鄱阳湖年降雨量超过1 000 mm，因而有“泽国芳草碧，梅黄烟雨中”的湿润季风型气候特征，并成为南方著名的湿地鱼米之乡。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

2.1.1 评价指标体系的构建。 根据鄱阳湖湿地生态系统的特征，构建PSR概念模型，依据评价指标选取的可操作性、整体性、易获得性等原则，以及鄱阳湖湿地自身的特点以及前人的研究，将经济、社会和生态等方面指标综合起来，可以将22个评价指标归类为压力、状态、响应3个子系统，构建鄱阳湖生态系统健康评价指标体系(表1)。

2.1.2 指标标准值的确定。综合国内外湿地生态系统健康评价的研究成果及其经验，以及鄱阳湖湿地生态系统的实际情况，对各指标进行标准值的确定，然后征询专家们意见和参照其他研究标准，各指标标准值及其确定依据见表2。

2.1.3 指标权重的确立。指标标准值确定之后，采用层析分析法(AHP)确定鄱阳湖湿地生态系统的指标权重。邀请该领域专家对构建的鄱阳湖生态系统健康评价指标体系中的各个指标投票决定健康等级，构成评判集，赋予权重，利用Yaahp 10．2软件计算分析得出鄱阳湖生态系统各指标两两比较决策矩阵，并计算出各指标归一化指标权重系数。再通过一致性检验，最后得出压力(B1)、状态(B2)、响应(B3)3 个子系统各指标的权重向量(表1)。

2.1.4 综合量度模型的构建。通过构建指标体系，得出鄱阳湖生态系统3个指标体系的权重向量之后，结合专家的意见和前人的研究，对其湿地评价模型进行构建。湿地生态系统健康综合指数(E)为：

表1 鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标体系

表2 鄱阳湖湿地生态系统健康评价分级标准

式中，E表示湿地生态系统健康的综合指数；Wi表示各指标的权重；Xi表示各指标赋值结果。根据湿地生态系统健康综合指数所E所对应的等级，将湿地生态系统健康状况划分为很健康、健康、亚健康、轻微病态、病态5个等级。

2.2 数据来源

社会经济数据主要包括人口密度、人均水资源量、水资源开发利用率、万元GDP的COD排放强度、湿地管理水平、城镇污水处理率等数据，主要来源于《江西省统计年鉴》(1990年、1996年、2002年、2006年、2012年)[8]、《中国农村统计年鉴》(1990年、1996年、2002年、2006年、2012年)和政府工作报告。水质指标数据来源于南昌市水文局、江西省环保厅等单位的站点监测资料，同时到鄱阳湖实地调查获得数据。

3 结果与分析

3.1 各指标权重分析

基于专家打分投票法构建判断矩阵，在层次分析法(AHP)的基础上，分析不同子系统中各指标的权重。其中，压力指标、状态指标和响应指标的权重分别为0.507 6、0.252 1和0.240 3。其中，状态指标中环境状态的权重大于生态状态和功能状态，权重分别为0.095 9、0.087 1和0.069 1(表1)。根据专家打分的结果及权重的分析，压力指标是反映湖泊健康的最重要的指标，状态指标次之，响应指标最低。压力指标中，人口密度、万元GDP的COD排放量和水土流失3个指标具有较高的权重，反映了人类活动及其强度对湖泊湿地的健康程度影响很大。状态层又进步细化划分为生态状态、环境状态和功能状态，根据专家打分结果，环境状态权重最高，其中湿地水质比重最高，说明鄱阳湖湿地的水质对人类生产生活和生物繁殖、多样性具有较大影响。响应指标中，湿地管理水平和工业废水达标排放率占有较大比重，分别为0.111 0和0.065 8，表明鄱阳湖湿地管理机构、人员管理素质以及工农业达标排水等因素对湖泊湿地的健康程度影响较大。

3.2 各评价指标综合得分

由于鄱阳湖湿地生态系统中各项评价指标的类型复杂多样，各系数之间的量纲不统一，不便统计，各指标之间缺乏可比性。同时又由于资料来源、数据等有偏差，因此为了便于比较和计算，依据当地经济、社会和自然环境特点，并参考其他研究结果，结合专家们的意见，得到1990、1996、2002、2006、2012年的评价结果(表3)。综合评价结果表明，鄱阳湖湿地生态系统1990、1996、2002、2006和2012年分别处于轻微病态、轻微病态、亚健康、亚健康、亚健康状态。

4 结论与讨论

鄱阳湖湿地是我国第一大淡水湖生态湿地，其生态系统健康评价对于同类湖泊湿地评价具有重要意义。根据健康评价原理和湖泊湿地现状特点，从压力-状态-响应3个方面选取了人口密度、人均水资源量、水资源开发利用率、湿地水质、湿地管理水平等22个指标，构建了鄱阳湖湿地生态系统健康评价指标体系和综合评价模型，对鄱阳湖湿地生态系统1990、1996、2002、2006和2012年的健康状况进行评价，从时间的角度上分析了自退田还湿生态工程以来鄱阳湖湿地生态系统的健康评价水平。综合评价结果表明，鄱阳湖湿地生态系统1990、1996、2002、2006和2012年分别处于轻微病态、轻微病态、亚健康、亚健康、亚健康状态。评价结果反映了自1998年退田还湿生态工程以来，鄱阳湖生态环境及湿地生态服务功能得到加强。评价结果基本上反映了鄱阳湖湿地的健康状况，说明构建的评价指标体系和建立的综合评价模型是可行的。限于资料的有限，一些重要指标没有包括在内，希望在以后的研究中能够更加系统全面。从时间差异方面来看，由于生态系统具有敏感性和脆弱性的特点，鄱阳湖湿地在2006年状态指标表现为轻微病态，说明有一些因素在干扰着湖泊的健康水平。同时在1998年以前鄱阳湖湿地健康评价水平为轻微病态，1998年生态工程以后健康状况有所提高，这与Ren等[9]的研究结果一致。

表3 不同年份鄱阳湖湿地生态系统健康等级

[1] 姜鲁光.退田还湖后鄱阳湖区洪水调蓄功能的多情景模拟[J].资源科学，2010，32(5)：817-823.

[2] 刘兴土.我国湿地的主要生态问题及治理对策[J].湿地科学与管理，2007，3(1)：18-23.

[3] 任建丽，金海龙，叶茂，等.基于PSR模型对艾比湖流域生态系统健康评价研究[J].干旱区资源与环境，2012(2)：37-41.

[4] 王潜，李海涛，梁涛，等.2009.湖滨带退化生态系统健康评价指标体系研究[J].安徽农业科学，2009(5)：2226-2228，2288.

[5] 林和山，陈本清，许德伟，等.基于PSR模型的滨海湿地生态系统健康评价：以辽河三角洲滨海湿地为例[J].台湾海峡，2012(3)：420-428，447.

[6] 贾慧聪，曹春香，马广仁，等.青海省三江源地区湿地生态系统健康评价[J].湿地科学，2011(3)：209-217.

[7] 麦少芝，徐颂军，潘颖君.PSR模型在湿地生态系统健康评价中的应用[J].热带地理，2005，25(4)：317-321.

[8] 江西省统计局，国家统计局江西调查总队.江西统计年鉴(1990，1996，2002，2006，2012)[M].北京：中国统计出版社，1990，1996，2002，2006，2012.

[9] REN L，LIU J T，NI J J，et al.Health evaluation of a lake wetland ecosystem based on the TOPSIS method[J].Polish journal of environmental studies，2014，23(6)：2183-2190.

Establishment of an Indicator System for Health Assessment of Wetland Ecosystem in Poyang Lake Based on PSR

XIANG Li-xiong1, XIE Zheng-lei1,2*, DU Ze-bing1et al

(1. School of Geography & Environment, Jiangxi Normal University, Nanchang, Jiangxi 330022; 2. Key Laboratory of Poyang Lake Wetland & Watershed Research, Ministry of Education, Nanchang, Jiangxi 330022)

[Objective] The study aims to discuss the effects of ecological restoration projects in Poyang Lake on the wetland ecosystem. [Method] Based on the Pressure-State-Response (PSR) conceptual model, a health assessment indicator system of wetland ecosystem in Poyang Lake (consisting of 22 indicators grouped into pressure, state and response subsystems) and the comprehensive evaluation model were constructed, and health states of the wetland system in 1990, 1996, 2002, 2006, and 2012 were finally assessed. [Result] The wetland system in Poyang Lake was slightly morbid in 1990 and 1996, and then it was sub-healthy in 2002, 2006, and 2012. It shows that the ecological restoration projects in Poyang Lake were effective, and the level of wetland management and institution setting ability in Poyang Lake have improved. [Conclusion] The research provides scientific references for the management and ecological restoration of wetland in Poyang Lake.

PSR model; Wetland ecosystem; Health evaluation; Poyang Lake

国家自然科学基金(41361018)。

向丽雄(1994- )，男，江西九江人，本科生，专业：地理科学。*通讯作者，副教授，博士，从事湖泊湿地恢复与管理等研究。

2015-11-20

S 181

A

0517-6611(2015)35-105-03