高寒湿地植被生态恢复质量评价体系初探

摘要：为全面评价高寒湿地植被生态恢复质量及生态恢复工程的效果，本研究采用专家咨询评判法和主成分因子分析法，选用生态补偿率、截流量、多盖度、丰富度、均匀度、优势度、物种多样性、植物生物量、根系抗张强度、群落稳定性、有毒有害物种分盖度、植被恢复速率等12个评价指标，通过数据无量纲化处理进行指标间的计算，采用AHP法对各指标赋予相应的权重，采用矩阵计算得到人工植被恢复质量评分。评价结果能直观地反映出研究区域植被恢复效果，该评价方法能反映植被生态环境的恢复效果，也考虑了与环境密切相关的植物生长表征指标，各项指标互相关联，容易获取和计算，可以反映生态环境质量现状，从而科学有效客观的达到评价区域生态环境质量的目的。

关键词：高寒湿地；生态恢复； 质量评价体系

基金项目：国家自然科学基金（41271094）、交通部西部交通建设科技项目“公路建设中草原环境及湿地保护措施研究”（KY-1）资助

中图分类号： S157；X171.4 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.04.033

高寒湿地环境中的道路改扩建工程会涉及到高寒草垫生态系统、湿地国家级自然保护区以及生态功能区等生态环境敏感地区，其对沿线高寒植被及生态环境的影响程度、沿线破坏和扰动后高寒植被和生态系统能否复得到恢复，是值得关注的问题。

通过对高原湿地道路工程生态修复的系列研究[1-5]，结果表明，生态修复技术其作用和效果以及对沿路生态系统的影响是非常显著的。高寒湿地生态环境中的植被对于形成和维持优良环境生态质量至关重要。国内外许多学者（Turgen、Beard、任继周、刘建秀等）建立了各种质量评价方法[6-9]，评价指标涉及了密度、盖度、绿期、抗病性、质地、均匀性、色泽、个人喜好等，但是从生态学和水土保持角度对高寒湿地植被群落的演替行为和系统的稳定性评价很少。

当前生态恢复领域的研究热点主要集中在生态恢复评价指标体系的建立、生态恢复的评价方法、生态恢复监测与动态评价等几个方面，生态恢复评价在生态恢复过程中具有十分重要的地位，应该加强构建全面综合的评价指标体系。

1 高寒湿地植被恢复质量评价体系建立的思路

人工恢复植被可以在较短时间内抑制水土流失，稳固边坡，形成的植被能覆盖裸露的地表，降低雨水的冲刷效应，植物生长一段时间后，即可形成层次分明的群落，垂直空间的结构也随之发生变化。

随着植被群落的稳定和演替的有序，其开始发挥更多的生态效应，满足系统的生态需求。植被恢复的目标应该是功能高效、长期稳定和景观和谐。正确评价道路环境的人工植被恢复质量的好坏，对于道路生态系统的稳定和可持续发展具有非常重要的意义。

2 高寒湿地植被恢复质量评价指标的确立

用专家咨询评判法和主成分因子分析法，确定12个单项评价指标。指标应尽量使测试对象定量化，便于比较分析，使复杂现象简单化，便于了解和沟通。指标应尽量反应物种之间的竞争和对环境的适应性以及群落的生长特征等。

（1）生态补偿率（C1）生态补偿率=人工恢复的各类绿地面积总量/工程建设占用的土地总面积×100%[10]。

（2）截流量（C2）恢复植被截流量采用霍顿入渗经验公式：

F=x+yzn，式中z指降雨量（mm），x、y、n是系数，其中0.5

（3）多盖度综合级（C3）使用分级评分法估计，根据群落盖度大小主要设5个等级：

盖度>80%=5

盖度为60%-80%=4

盖度为40%-60%=3

盖度为10%-40%，或者盖度虽然<10%，但个体数很多=2

个体数量多，盖度为1%～10%，或者盖度虽然>10%，但个体数稀少=1

第（4）至第（7）项指标中：S为样方中的物种数，Pi为样方中第i种的生物量占全部生物量的比例，λ为辛普森指数，Nmax为群落中最大种的生物量，N为群落总生物量[3]。

（8）生物量（C8）是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质（干重）总量。包括植物地上与地下部分总重量。

（9）植物根系抗张强度（C9）根的最终张力与根横截面积的比值[10]。

（10）群落稳定性（C10）衡量群落稳定性的指标很多，主要有物种组成、覆盖度、生物量、物种数等。

（11）有毒有害物种分盖度（C11）按照各样地中有毒有害植物物种的盖度，分别归类到五个等级：Ⅰ类组（分盖度20～35%）、Ⅱ类组（分盖度36%～50%）、Ⅲ类组（分盖度51%～65%）、Ⅳ类组（分盖度66%～80%）、Ⅴ类组（分蓋度81%～95%）[3]。

（12）植被恢复速率（C12）研究结果表明植被覆盖率达到60%以上，植被对坡面水土流失有明显的保护作用[11]。因此，可以用计算恢复植被覆盖率达到60%以上的时间来表示植被的恢复速率。

3 计算方法

3.1指标权重计算方法

使用AHP层次分析法[11]，综合计算各指标的权重，建立判断距阵：第一层次元素Ak作为指南，对第二层次元素C1至Cn产生影响，在Ak条件下根据专家综合建议提出它们与综合评价之间的相对重要性Cij；然后给予C1至Cn对应值，其中Cij取值的标准，见表1：

根据表1提出的Cij标度，将各评价指标与评价目的进行比较，得到关于评价指标的评判距阵，然后进行距阵运算即可得出各指标得权重。

3.2极差标准法数据无量纲处理

比较各指标和计算指标的计算，需要进行数据无量纲处理。标准型无量纲处理的公式为：

式中：ai、bi是第i个指数的上下限，Ri是基本数据无量纲后的结果，表示指标与理想值的接近程度，取值范围0-1。公式1用于促进型指标，基础数据xi越大，对植被的恢复质量越具有促进作用。公式2用于限制型指标，基础数据xi越大，对植被的恢复越具有阻碍作用。

3.3指标的上、下限

参考相关研究，数据计算要简便、实用、可操作性强，确定各评价指标的上下限，结果见表2。

（2）植物生长量的对应标准，见表3。

3.4评价指标综合计算与权重计算

根据表1提出的Cij标度，将各评价指标与评价目的进行比较，得到关于12个评价指标的评判距阵根据公式：C对Ak的权重向量，权重，可计算各评价指标的权重结果。

指标数据无量纲处理后，得到无量纲数值Ri，每个指标的权重通过AHP判断矩阵法得到，将两值相乘得到的每个指标的综合值。

4 结论

该评价体系能初步反映植被生态环境的恢复效果，也考虑了与环境密切相关的植物生长表征指标，各项指标互相关联，容易获取和计算，可以反映生态系统修复的现状，评价结果能直观地反映出研究区域植被恢复效果，从而科学有效客观的达到评价区域生态环境质量的目的。但随着对植被恢复研究的深入，评价指标和模型还需不断修正和完善，计算办法有待进一步优化。

参考文献

[1]陈蓓，孙辉，秦纪洪，等.朗川公路若尔盖湿地段人工移栽草皮的群落生态学研究[J].水土保持研究，2007，14（02）： 68-71.

[2]陈蓓，孙辉，秦纪洪，等.高寒地区道路工程的生态效应及其生态恢复研究进展[J].四川环境，2009，28（02）：102-105.

[3]马睿，孙辉，陈蓓，等.若尔盖郎川公路建设区有毒有害植物扩散及生态安全性评价[J].世界科技研究与发展，2006，

28（03）：70-75.

[4]陈蓓，马睿，秦纪洪，等.若尔盖湿地段公路建设区人工恢复植被多样性与相似性研究[J].水土保持研究，2013，20（04）.

[5]陈蓓，马睿，秦纪洪，等.若尔盖湿地公路建设生态恢复中植物地上生物量研究[J].湖北农业科学，2015，54（19）.

[6] Turgeon AJ. Turfgrass Management [J].Prentice Ha11. 1996：40-67.

[7] Beard JB. Tturf Management for Golf Courses [J].1984： 26-30，134-168，212-230.

[8]任继周.草业科学研究方法[M].北京：中国农业出版社. 1998：382-390.

[9]刘建秀.草坪坪用价值综合評价体系的探讨——Ⅰ.评价体系的建立[J].中国草地，1993，（01）：44-47.

[10]丁婧，赵文武.生态恢复评价研究进展与展望：第5届国际生态恢复学会大会会议述评[J].应用生态学报，2014，（09）.

[11] Clements FE.Nature and structure of the climax [J]. J Ecol.1936，（24）：252-284.

作者简介：陈蓓，硕士，讲师，研究方向：生态系统恢复、工程项目管理。