四川邛海人工湿地综合评价

王雪梅 颜 杰 胡金朝 杨 红

（西昌学院资源与环境学院，四川 西昌 615013）

根据人工湿地的生态功能及作用筛选建立适合人工湿地综合评价的指标体系，对于人工湿地的科学管理及长期可持续运行具有重要意义(张依然等，2012)。目前常用的方法有综合评价法和层次分析法，综合评价法是从生态系统结构和功能的度量角度来建立指标体系，综合了大量的复杂因素(Herrera-Silveira,et al, 2009)，而层次分析法是一种有效的系统分析和决策分析方法（Yavue,et al, 2013)。本文通过参考国内外相关湿地评价研究指标，根据西昌市邛海人工湿地生态系统的特点及运行管理状况，运用层次分析法及综合指标评价法对邛海湿地五期小河沟人工湿地进行综合评价，以期为邛海人工湿地的可持续性运行与管理提供参考。

1 评价模型

1.1 人工湿地综合评价指标体系构建

根据构建评价指标体系的基本原则(徐慧娴等,2016)，结合邛海人工湿地生态系统的特点及功能，筛选了选址适宜性、构建、水质净化功能和经济社会效益4个一级指标及相对应的15个二级指标，构建了邛海人工湿地综合评价指标体系，具体指标的表示方法见表1。

1.2 评价标准

结合西昌邛海人工湿地的具体运行情况，参考国内外人工湿地的运行经验数据，确定评价指标体系的5级评分标准，将人工湿地综合评价为优、良、中、差、极差5级，具体指标的分级标准见表2。

本文对植物设计的分级标准包括植物配植、种植密度、植物盖度。适配植物以人工湿地植物种数占所在流域生态系统植物种数的百分比表示，具体的植物设计指标分级标准如表3所示，植物设计的最终评价指数由3个因素平均所得。

人工湿地的填料一般采用一种或多种材料的组合作为填料的基质。填料的选择应结合填料的材料特性、比表面积、物化性质、孔隙率及稳定性等因素（张腾等,2013），选泽吸附性较好的填料，通过植物、微生物和填料三者之间的合理配置，使人工湿地污水净化系统的污染物去除能力达到最佳。本文填料设计的分级标准主要包括填料种类、有效粒径、渗透率3个因素，具体的评价指标分级标准如表4所示，最终评价指数由4个因素平均所得。

本文池体设计的分级标准主要包括单元设计面积、设计水深、长度比和水力坡度4个因素（王世和,2007）。具体的分级标准以4个因素的符合程度表示，具体参数标准范围见表5。

表1 邛海人工湿地综合评价指标体系Table1 Constructed wetland of Qionghai Lake comprehensive evaluation index system

表2 评价指标分级标准Table2 Rating system of assessment index

表3 植物设计评价指标分级标准Table3 Rating system of plant assessment index

表4 填料设计评价指标分级标准Table4 Rating system of matrix design assessment index

2 评价方法

2.1 评价指标权重的确定

本文采用层次分析法确定各级指标的权重(张依然等,2012)。指标间的相对重要程度由专家调查问卷确定，用1～9整数数字来表示，用两两比较法比较同一级指标，构造判断矩阵，采用层次分析法计算方法（方根法）并结合层次分析法计算软件yaahp 11.3确定各级评价指标的权重。

表5 池体几何尺寸设计参数Table5 Constructed wetland pond design standards

2.2 综合评价方法

根据西昌邛海湿地五期人工湿地的调查数据和评价指标分级标准，将各二级指标的得分乘以各级指标的权重值，所有项相加再乘以20即是所探究人工湿地的综合评价指数(徐慧娴等, 2016)，计算方法如下：

式中：S表示综合评价指数：Wi表示各二级指标的权重值；ai表示所探究人工湿地各项二级指标得分。根据评价结果，人工湿地的综合评价指数分为5级：优（8～10）、良（6～8）、中（4～6）、差（2～4）、极差（0～2）。

3 应用案例

3.1 研究区概况

邛海是四川省第二大天然淡水湖，水域面积34 km2，其沿岸湿地总面积约13.73 km2，是中国最大的城市湿地。邛海湿地五期人工湿地包括小河沟人工湿地、大河沟人工湿地等7个人工湿地。采用“生活污水—预处理—人工湿地—排放或回用”的处理工艺流程，使进入湿地的污水经过预处理、人工湿地、后处理3个阶段后达标排放至邛海。本文选取邛海湿地五期内小河沟人工湿地作为评价对象，探究其湿地的生态功能及运行效果，评价其运行与管理的可持续性。

3.2 数据获取

（1）选址适宜性数据。2017年4月初对邛海湿地五期小河沟人工湿地选址位置、地形坡度及土壤类型进行实地勘察，年均温度、年降雨量数据来源于凉山州气象局官方网站。

（2）湿地构建数据。2017年4月中旬对邛海湿地五期小河沟人工湿地进行实地勘察，完成对湿地植物种类、种植密度、盖度、基质设计及填料设计相关数据的收集。

（3）水质净化功能数据。2017年雨季与旱季，分别对邛海湿地五期小河沟人工湿地进出水水质进行监测，监测指标包括COD、氨氮、总磷、总氮，并观察记录湿地植物生长状况。

（4）经济社会效益数据。湿地的运行费用、旅游娱乐效益等数据收集自西昌市邛泸风景名胜区管理局官方网站数据。湿地保护意识数据通过设计生态环境保护调查问卷获得（调查问卷共计发放250份，回收218份，回收率87.2%）。

3.3 邛海湿地人工湿地综合评价结果

3.3.1 指标权重计算结果 根据人工湿地综合评价指标体系各级指标权重（表6），一级指标中的选址适宜性和构建在人工湿地综合评价中具有主导作用，水质净化功能和经济社会效益的权重次之。在二级指标中权重相对较高的是人工湿地的位置、植物设计、COD去除能力和运行管理费用。

3.3.2 小河沟人工湿地评价结果与分析 运用建立的生态可持续评价指标体系对邛海湿地五期小河沟人工湿地进行评价，评价结果显示（表7），小河沟人工湿地整体的综合评价值为7.38，处于“良”。由评价结果可知，在所有二级指标中，水质净化功能中的COD去除率评价指标最低，只有0.2，旱季与雨季的COD去除率均没有达到《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ 2005-2010）水平表流型人工湿地污染物去除效率规范标准，其他污染物去除效率良好，淤积淤泥较少。由于西昌市为亚热带季风气候，降雨分布不均匀，易形成“小气候”现象，独特的气候特点对邛海湿地五期人工湿地的运行与管理、污水净化能力及植物的生长状况等具有重要影响，雨季污染物去除效率明显低于旱季。

该人工湿地的植物设计、旅游娱乐效益的评价指数仅为0.3。邛海湿地植物共计61科250余种（彭徐等, 2011），人工湿地选用的适配植物多样性指数较低，适配植物种类较少，植物生长易受到当地气候特征的影响，植物有枯萎现象。小河沟人工湿地的经济社会效益主要体现在运行管理费用和湿地保护意识上，运行管理费用主要包括农业垃圾、生活垃圾的处理和湿地人工管理维护费两部分，运行管理费用的年增长率小于5%。由于该人工湿地的设计主要用于污水处理，娱乐效益处于较低水平，主要体现在生态环境建设及美化环境方面。此外，通过人工湿地环境保护调查问卷结果显示，游客的湿地保护意识较高。

4 结论

根据西昌邛海湿地五期人工湿地生态系统的特点，建立人工湿地综合评价指标体系，从选址适宜性、构建、水质净化功能和经济社会效益4个方面对邛海湿地五期小河沟人工湿地进行评价。评价结果显示，小河沟人工湿地的运行管理处于“良”，可持续性较好。邛海湿地五期人工湿地具有较好的水质净化功能，在选址及构建上处于良好的水平,旱季水质净化功能较好。但受到当地气候特征及湿地管理等的影响，雨季污染物净化效率较低，明显低于旱季。湿地的日常运行管理中应加强污水的预处理和各级净化池垃圾的打捞和杂草清理，加强邛海湿地的环境保护宣传教育，提高居民的湿地生态环境保护意识。