基于PSR模型的浙江望东垟亚高山湿地生态安全评价

周云鹏胡忠行*张曼龚亚玲刘日林

基于PSR模型的浙江望东垟亚高山湿地生态安全评价

周云鹏1胡忠行1*张曼1龚亚玲1刘日林2

（1 浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江 金华 321004；2 景宁县望东垟高山湿地自然保护区管理局，浙江 景宁 323500）

以浙江景宁望东垟亚高山湿地为研究对象，对其生态安全状况进行评价，旨在有效指导湿地保护与利用的尺度和方向。根据压力-状态-响应（PSR）模型，结合望东垟生态环境自身的特点，选取能反映亚高山湿地生态安全的18项指标，建立了望东垟湿地生态安全评价指标体系。利用层次分析法（AHP法）和定性分析法确定各项指标的权重，并利用综合指数法对湿地生态系统安全状况进行综合评价，得出望东垟亚高山湿地的生态安全综合指数为4.370 2，生态安全处于“一般”状态。

望东垟；PSR模型；AHP法；生态安全评价

湿地生态安全是指湿地生态系统生存和发展所需的环境处于不受或少受威胁与破坏的状态（王荣军等, 2015）。在目前的大生态环境背景下，湿地是各种生态系统中最易遭到破坏的一种，容易遭受各类外界因素的干扰。近年来，湿地生态安全成为学界的关注焦点（朱卫红等, 2014; 刘艳艳等, 2011; 宋国利等, 2011；劳燕玲, 2013）。湿地生态安全评价就是认知湿地能够维持自身生态安全的能力和可持续发展的能力，以及对其生态系统完整性进行识别与判断，同时定量描述湿地生态环境安全质量，包括健康评价、环境影响评价和生态价值评价三方面（李文艳等, 2010）。

湿地生态系统的影响因素复杂多样，因此其安全评价不仅要进行系统内部健康评价，同时要综合考虑人类干扰条件下的生态系统可持续发展指标（郝敬锋等, 2011）。国内外学者在不同时空尺度下，运用数学模型、生态模型、空间分析模型和计算机模拟模型等方法，对湿地生态安全进行了定量评价。贾慧聪等（2011）运用Landsat ETM+遥感影像数据源，提取湿地信息，构建了三江源地区湿地综合评价指标体系，并对三江源地区的湿地状况进行评价。高兴国等（2013）以大山包湿地为研究对象，综合运用层次分析法、综合指数法对该区域生态安全状态进行评价，研究得出当前大山包湿地的生态安全处于“一般”状态。易凤佳等（2017）基于2000、2005和2010年3期遥感卫星监测数据，运用压力-状态-响应和模糊层次综合分析模型定量评价了汉江流域湿地生态状况。总体而言，由于湿地评价目的、标准以及湿地类型等的不同，并没有适合所有湿地的评价方法，需要根据评价目的、能获取的信息等来选择合适的评价方法，并尽量将多种方法相结合以保证湿地评价结果的准确与客观（李文艳等, 2010）。

目前对于浙江望东垟亚高山湿地保护区的研究和保护工作主要集中于自然资源综合调查与工程规划建设等方面（徐文辉等, 2010;梁根平等, 2012; 梅中海等, 2015），关于该地区的生态安全评价研究尚未开展。本文在前人研究的基础上，选取适用于多准则、多目标复杂问题决策分析的层次分析法（AHP）和能够综合自然、社会多方面评价指标的“压力-状态-响应”（PSR）模型对望东垟湿地的生态安全状态进行综合评价，以期为望东垟亚高山湿地保护区的管护及区域生态环境政策的制定提供依据。

1 研究区概况和评价方法

1.1 研究区概况

望东垟亚高山湿地保护区位于浙江省景宁畲族自治县，保护区总面积1 194.8 hm2，其中核心区6.365 km2，缓冲区2.902 km2，实验区2.681 km2。保护区地处亚热带季风气候区，气候温暖湿润，水热资源丰富，年均温12.0℃，年平均降水量1 870 mm。地貌类型属于现代山地地貌，地质构造上位于江山—绍兴断裂带东南部的“浙闽隆起区”。土壤类型以黄壤土、潜育型山地草甸土为主。保护区内生物多样性丰富，以草本植物为主，有高等植物178科1 472种（陈伟杰等, 2015）。目前望东垟沼泽湿地保护区所面临的威胁主要有：①湿地边缘有泥沙淤积现象；②偷捕偷猎；③湿地面积减少；④湿地资源减少。

1.2 评价模型与方法

本研究选取由加拿大统计学家Tony Friend和David Rapport提出的常用于环境问题和生态系统评价的PSR模型进行望东垟湿地生态安全评价（Tong, 2000; Allen, 1995）。PSR模型通过压力指标来反映环境问题出现的原因，通过状态指标表明压力指标导致的环境问题的物理可测特征，通过响应指标表征社会克服生态危机保障生态安全的能力，从而综合构成了以人地关系有机统一为研究基点的压力-状态-响应关系（陈力, 2011）。其次通过指标筛选和权重赋值，采用AHP法将目标及问题分解为目标层、项目层和指标层，逐层确定判断矩阵，并计算各因素的权重。最后在综合分析各单项指标的基础上，确定综合安全指数，用以评价望东垟湿地保护区的生态安全状况。

2 基于PSR模型的评价指标体系构建及权重确定

2.1 指标体系构建

本研究通过比较国内外相关生态安全评价指标体系，在遵循湿地生态安全指标选取的科学性、整体性、可操作性和适用性原则的基础上（王玉图等, 2010），对研究区域进行生态安全评价指标体系的构建。最终以高兴国（2011）的湿地生态安全评价指标体系为基础，综合考虑影响望东垟湿地生态安全的各种因素，构建了3个层次的望东垟湿地生态安全评价指标体系（表1），其中目标层综合反映了望东垟亚高山湿地生态安全的综合状态。

2.2 评价指标权重的确定

评价指标体系中的指标权重反映了指标在整个评价体系中的影响程度，并在较大程度上影响生态安全综合指数的准确性。根据已构建的PSR模型，针对望东垟湿地面临的威胁，采用AHP法并结合专家调查结果，从而确定评价指标体系中指标层和项目层的权重（高兴国等, 2013）。

2.3 生态安全等级的划分

在研究比较国内外其它地区湿地生态安全评价标准的基础上，本文采用表2所示“五级湿地生态安全标准评判表”作为望东垟湿地生态安全评价的判断依据。

3 结果与分析

望东垟湿地各指标权重及生态安全评价结果见表3。

加权求和的综合评价指数为：

式中：E表示生态综合评价指数；Wi表示第i个指标经标准化处理后的定量表达值；Ci为反映综合评价重要性的单因子指标的得分，对易于定量的指标，可用实际观测值或相关资料中的数据与本底值或理想值进行对比，确定其生态安全度等级；对于不易定量的指标，则采取专家评分法确定其等级（龚亚珍等, 2016）；m表示参与生态安全综合评价的指标数量。

表1 望东垟湿地生态安全评价指标体系Table 1 Evaluation indicators of Wangdongyang wetland eco-security

从表3可以看出，望东垟亚高山湿地的生态安全综合指数为4.370 2左右，处于一般状态。湿地生态系统结构发生一定程度的变化，但仍在环境承载力范围内，湿地生态系统的主要功能处于正常水平，个别生态压力已超出望东垟湿地生态系统的承载能力。各项指标的指标权重从大到小依次为:水体质量（C12）、植物物种丰富度（C10）、工程投资力度（C17）、森林覆盖率（C9）、坡面重力作用程度（C5）、年降水量（C7）、湿地管理水平（C15）、旅游业（C3）、湿地占保护区的面积比例（C13）、干燥度（C11）、周边人口素质（C14）、区域开发指数（C2）、年≥10℃积温（C8）、湿地退化指数（C18）、湿地管理法规的贯彻力度（C16）、人均收入（C6）、人均耕地面积（C1）、人口密度（C4）。

压力指标中，坡面重力作用程度（C5）和旅游业（C3）这两个因子影响较大，累计权重分别达0.079、0.045 6。区内坡度大于35°的山坡面积占保护区面积的60%，坡面重力作用强烈，冲沟、崩塌和滑坡现象较常见，易导致生境廊道阻断，景观破碎化，动物生境恶化，生态系统不稳定性增加。随着望东垟省级自然保护区知名度的不断提升，旅游业规模不断扩大，影响湿地的生态安全。状态指标中，水体质量（C12）和植物丰富度（C10）这两个因子影响最大，累计权重分别达0.169 3、0.127 9。水体质量和植物丰富度直接关系到湿地水文生态系统功能和湿地生物多样性。在响应指标中，工程投资力度（C17）和湿地管理水平（C15）这两个因子影响最大，累计权重分别达0.097 8、0.054 9。湿地保护工程的建立和运营对湿地生态安全至关重要。湿地管理队伍的业务能力和管理能力，如专业知识储备、技术和设备支撑、人员年龄结构等对系统性管理湿地也有重要影响。

表2 湿地生态安全分级标准Table 2 Classification criterion of wetland eco-security

表3 望东垟湿地生态安全评价结果Table 3 The evaluation results of Wangdongyang wetland eco-security

通过比较各项指标层的指标权重，可以看出对望东垟湿地影响最大的因子是水体质量（C12），这是由湿地生态环境的生态特性决定的。湿地水质的好坏主要通过影响湿地有机生物系统的结构和功能，从而体现生态系统对湿地生态价值和生态安全的作用。除水体质量外，植物物种丰富度、工程投资力度、森林覆盖率、坡面重力作用程度、年降水量、湿地管理水平、旅游业、湿地占保护区面积等因素对望东垟湿地的影响程度均在平均值之上。这九大因素中除年降水量外，均受到人类活动的影响，说明人类活动干扰已经超过自然环境演变的影响，成为望东垟高山湿地生态安全的主导因素。这与高兴国(2010)对大山包湿地生态系统安全状况的研究结果一致。

根据望东垟湿地生态安全评价结果，水体质量（C12）、植物物种丰富度（C10）、工程投资力度（C17）、森林覆盖率（C9）、坡面重力作用程度（C5），即指标权重的前5项，都可以通过人类行为进行干预改善。C12可以通过检测水质，减小污染，改善水体质量；C10和C9可以通过保护现有植被，加强国家级和省级保护野生动植物及其生境和栖息地的管护，严禁各种捕猎和盲目的开发活动，以保护湿地生物多样性和植被结构（余劲等, 2017），增加植被和生物数量，提高森林覆盖率，有效减小湿地所面临的边缘泥沙淤积、偷捕偷猎和资源、面积减少的威胁；C17可以通过政府政策支持与引导，加大湿地保护工程建设的投资力度；C5是由坡面本身的坡度和土质来决定的，也可通过增加坡面植被的覆盖率等正向干预手段，减轻坡面的重力作用程度。

4 结论

本文以望东垟亚高山湿地为研究对象，以统计数据和实地调查为基础，根据所构建的湿地生态安全评价指标体系，运用PSR模型和AHP分析法对其生态安全状况进行综合评价分析，评价结果表明：

（1）望东垟湿地的生态安全综合指数为4.370 2，湿地生态安全处在一般状态。湿地生态系统结构发生一定程度的变化，但仍在环境承载力范围内。湿地生态系统的主要功能处于正常水平，个别生态压力已超出望东垟湿地生态系统的承载能力。因此，要树立可持续发展的理念，正确处理好人、资源与环境三者的关系，重视湿地生态安全的建设，及时处理发展过程中出现的问题。

（2）在各因素中，水体质量是影响望东垟亚高山湿地生态安全的核心要素。因此加强水体质量的监管和研究，保障湿地水体质量，对于望东垟亚高山湿地生态安全的保护和维持尤为重要。同时，要重视管理水平、旅游业发展等人为因素的影响，健全管理、合理发展。

（3）目前，望东垟亚高山湿地的可持续发展以及湿地资源的合理利用，在很大程度上还处于政策层面。需要从自然科学和社会科学相结合的角度出发，以科学研究为基础，建立切实有效的湿地管理体系；同时，开展多形式、多角度、多方面的宣传工作，加强湿地周围地区居民的湿地保护意识，构建一个自然保护区保护与社区和谐发展的新机制。

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PSR-Based Eco-Security Evaluation of Wangdongyang Subalpine Wetland in Zhejiang Province

ZHOU Yun-Peng1HU Zhong-Xing1*ZHANG Man1GONG Ya-Ling1LIU Ri-Lin2
（1 College of Geography and Environmental Science, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, Zhejiang; 2 Wangdongyang Alpine Wetland Nature Reserve Administration of Jingning County, Jingning 323500, Zhejiang）

The eco-security status of Jingning Wangdongyang Subalpine Wetland, Zhejiang Province, China was studied to promote conservation and utilization of the wetlands. According to the pressure-state-response model and environmental features of the wetland, 18 indicators that can reflect eco-security of the subalpine wetland were selected to establish an eco-security evaluation system. And the weights for each indicator were determined by qualitative analysis and analytic hierarchy process method (AHP). An integrated index was used to evaluate the Wangdongyang subalpine wetland and the value of the integrated index was calculated as 4.3702, indicating that its eco-security was at a “normal” state.

Wangdongyang; PSR; AHP; Eco-security evaluation

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.02.04

2017-03-13

周云鹏（1992—），男，硕士研究生，主要从事环境演变研究。E-mail：geozyp@163.com

*通讯作者：胡忠行，男，副教授，主要从事自然地理教学与研究。 E-mail：znuhzx@zjnu.cn