盘锦双台河口湿地生态脆弱性评价研究

芦晓峰，王铁良，孙 毅，裴志华，张玉龙

（1.沈阳农业大学 水利学院，辽宁 沈阳 110161；2.辽宁省农村饮水工程技术中心，辽宁 沈阳 110003；3.辽宁省供水局，辽宁 沈阳 110003；4.沈阳农业大学 土地与环境学院，辽宁 沈阳 110161）

1 引言

盘锦双台河口湿地国家级自然保护区位于辽宁省盘锦市境内，地处渤海辽宁湾顶部双台河入海处，是全国最大的湿地自然保护区［1］。但近年来盘锦双台河口湿地退化严重，对其进行研究、建立有效的改善方案势在必行，本文对盘锦双台河口湿地受到人类活动的影响和破坏所承受的压力指数进行分析和研究，为今后的研究和管理提供理论依据。

2 研究方法

本文利用生态脆弱性综合评价和单项指标因子评价方法对盘锦双台河口湿地生态脆弱性进行评价。

2.1 单因子评价模型

在对生态系统的环境质量进行评价过程中，应该充分考虑到生物种群增长的这种非线性过程和作用，而不是用简单的线性比例关系将指标与生态环境质量对等起来［2］。因此，本文使用逻辑斯蒂增长曲线的模型对各个单项指标进行评价。

P为单项指标的生态环境质量指数评价值（无量纲值）；R为单项指标测度值（%）；a、b为常数，当R＝0.01时，P≈0.001；当R＝0.99时，P≈0.999，则a、b的值分别为4.595和9.19。

2.2 评价标准

根据已有的研究成果［3］按照综合评价的得分高低，从高到低排序，以反映湿地的生态脆弱状况。生态脆弱性程度分级［4］和生态脆弱状态的含义［5］见表1。

表1 湿地生态环境脆弱程度分级

3 结果与分析

3.1 生态脆弱性评价指标体系的建立

本次评价在选取指标时充分考虑了湿地的人类活动和生态功能，利用压力－状态－响应指标对其进行了描述。综合性评价指标由多个指标组成，所以采用了加权求和的方法对综合性指标的权重进行计算，依据专家经验法对各指标权重进行赋值，并结合了对指标重要性的分析，指标体系见表2。

表2 湿地生态脆弱性评价指标体系

3.2 指标数据的提取

本次研究是以Arc GIS 9.0为操作平台建立的湿地信息系统，根据不同类型湿地的属性，得出各类湿地的面积值，见图1和表3。

图1 保护区1995年、2007年遥感解译

表3 双台河口各类湿地面积

3.3 指标计算

3.3.1 压力指标

压力指标反映了生态环境的压力，表示生态系统承受压力的程度。研究区的生态系统压力主要来自土地和人口，因此本研究从这两方面考虑生态系统脆弱性的问题。

（1）土地压力。本文利用土地垦殖率作为土地压力的评价指标，表示土地为人类提供生存资源的能力。土地垦殖率与生态系统的健康情况成负相关。经计算，研究区1995、2007年的土地垦殖率分别为0.0713 和0.0772 。

（2）人口压力。人口不断增长，人为干扰随之不断增强，生态环境和资源承受了巨大的压力。因此本研究选择了人口密度和人口干扰指数作为人口压力指标。经计算，研究区1995、2007年的人口密度分别约为1.47人／hm2和1.74人／hm2。

（3）人口干扰度。盘锦双台河口湿地受到当地人类活动很深的影响。由于经济的快速发展，很多天然湿地变成了人工湿地、建设用地和农用地等，湿地的功能和效益不断下降。经计算，1995、2007年人口干扰度分别为0.401和0.510。

3.3.2 状态指标

状态指标反映了在各种自然条件和人类活动等因素综合作用下，生态系统表现出的一种生态系统功能状态。本研究利用初级生产力、景观多样性、斑块面积、湿地弹性度和污染负荷指数反映生态系统自身的结构和功能。

（1）初级生产力。活力指标反映了生态系统的生产力水平，是其发挥生态系统功能的保证。生产力与植被覆盖度密切相关。因此本文利用植被归一化指数（NDVI）来度量（表4），NDVI的计算公式为:

表4 1995、2007年研究区的NDVI值

（2）组织。组织系指系统的复杂性。湿地生态系统的组织与景观多样性和均匀度特征有关。因此，本文利用景观多样性指数（SHDI）和均匀度指数（SHEI）作为湿地生态系统复杂性的评价指标。

①景观多样性指数

Pi为景观类型，i为所占的比例，m为景观类型的数目。经计算，1995、2007年SHDI分别为2.0820 和2.0369 。

②均匀度指数

经计算，1995、2007年SHEI分别为0.4627 和0.4549 。

③弹性，在评价过程中，不同类型的湿地景观对生态弹性度有着不同的贡献和作用。对于一个区域的生态弹性度，可采用对各种景观类型弹性度加权的方式求得。

ECOres为各种景观类型的平均弹性度；Pi为景观类型 所占的比例；m为景观类型的数目；Bi为第i类景观类型的弹性度分值。

ECOres越小，表示系统的生态弹性度越低，生态系统越脆弱。参考有关学者的研究［6］，对不同景观类型的生态弹性度进行分类见表5。

表5 研究区景观类型弹性度分值

经计算，1995年和2007年研究区湿地生态弹性度分别为0.5851 、0.5786 。

④服务功能，即湿地水文调节功能。本文以保护区的浅海水域、河口及河流水域面积，以及裸滩面积来表示研究区湿地的水文调节指数，通过前面对研究区湿地类型的提取，1995年水域面积为41186 .68hm2（河口、河流、水塘、水库、水渠等水域面积），2007年水域面积为33955 .06hm2（河口、河流、水塘、水库、水渠等水域面积）。

污染负荷指数。区域污染物越多，污染物负荷越大，湿地净化污染物数量越小，保持水质的能力就越差。本文利用水域污染相对负荷来反映湿地净化水质的能力。由于数据的原因，本研究选取了研究区的COD实测数据，则2007年的水质参数由1995～2007年的均值得到计算结果为16.705mg／L。

3.3.3 响应指标

（1）自然系统响应。用自然和人工湿地面积之和的变化来反映自然对生态系统健康的响应。研究区1995年、2007年自然和人工湿地面积之和分别为48806 .71 hm2、42598 .43hm2（含河口浅海域面积）。

（2）人类系统响应。从人类社会经济方面来说，生态系统状态差，可能会导致区域的生产能力变差，可用人均GDP值来反映人类系统对生态系统变化的响应。经计算，1995年和2007年研究区人均GDP分别为8404 .647元、14651 .581元。

3.4 研究区湿地生态脆弱性评价

3.4.1 湿地生态脆弱性单因子评价

通过对保护区湿地信息的提取，得到了1995、2007两年度盘锦双台河口湿地11个单因子评价指标，其中景观多样性、弹性、土地垦殖率和人口密度指数差值在0～1之间，可直接作为测度值，从而得出研究区生态系统各单项指标的脆弱性评价值，见表6。

3.4.2 综合评价结果

对湿地生态系统压力、组织、功能、状态、响应这几个综合指标进行加权求和，计算出双台河口湿地自然保护区生态脆弱性综合评价指数（EVI），从而达到对双台河口湿地生态脆弱性的定量化评价，得到结果见表7。

表6 研究区生态环境脆弱性单因子评价值

表7 研究区生态环境脆弱性综合评价值

4 结语

本文对盘锦双台河口湿地的生态脆弱性进行了定量化评价，得到的盘锦双台河口湿地生态脆弱性综合评价指数为0.15，根据该湿地生态脆弱性的分类级别，目前盘锦双台河口湿地生态脆弱性处于潜在脆弱（0～0.2），湿地景观的自然状态已经开始表现出衰退的迹象，功能水平开始表现出一定的退化，对外界干扰的恢复力也开始出现减退的迹象，但其湿地景观仍然保持着良好的自然状态，结构较为完整，活力水平基本正常，恢复能力仍然较强。

［1］芦晓峰，王铁良，孙 毅，等.盘锦双台河口湿地功能评价研究［J］.沈阳农业大学学报，2001（4）:460～464.

［2］邱 东，宋旭光.观念创新与政策实施之桥.现代可持续发展指标［M］.北京:中国财政经济出版社，2002.

［3］蒋卫国.辽河三角洲湿地生态系统健康评价［J］.生态学报，2005，25（3）:155～200.

［4］吴姗姗.莱州湾南岸滨海湿地的景观格局变化及其生态脆弱性评价［D］.济南:山东师范大学，2009.

［5］黄 方，刘湘南，张养贞.GIS支持下的吉林省西部生态环境脆弱态势评价研究［J］.地理科学，2003，23（1）:95～100.

［6］高吉喜.可持续发展理论探索－生态承载力理论、方法与应用［M］.北京:中国环境科学出版社，2001.