基于层次分析法的江西省小微湿地综合评价

龚考文 何素琳 张继红 叶选 任琼 贺义昌 叶清 郑育桃

摘 要 小微湿地作为湿地的重要组成部分，不仅发挥了湿地的生态功能，而且由于其特殊性，还具有一些独特的作用。为加强对小微湿地的了解和认知，指导小微湿地的保护和利用，采用样带布置和现场取样调查的方法，选取了江西省77处小微湿地，检测其水质理化指标和调查生态状况，利用层次分析法和自然断点分级法对江西省小微湿地的整体质量进行综合评价与分级。结果：将77处实地调查的小微湿地分为生产型、储备水源型和景观游憩型小微湿地这三类，共有69处是生产型小微湿地，占调查总数的89.6%；小微湿地生态状况综合评价为优秀的有18处，较好的20处，一般的27处，较差的12处，分别占调查总数的23.38%、25.97%、35.06%、15.58%。小微湿地的水生植物群落组成简单，且水体富营养化现象十分普遍，生态功能受损较重。提出开展小微湿地的保护与修复工作时，应尽量减少人类活动的干扰，贯彻落实完善的监管措施，最好有专人看护与监督，防止人为污染与损坏的建议，以改善小微湿地的生态状况，更好地发挥其生态功能。

关键词 小微湿地；分类；生态状况；综合评价；江西省

中图分类号：X171.1 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.015

小微湿地是指近海和海岸湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地及宽度10 m以下、长度5 km以下的河流湿地，包括小型的湖泊、坑塘、河滨、季节性水塘、壶穴沼泽、泉眼、丹霞湿地等自然湿地，以及雨水湿地、湿地污水处理场、养殖塘、水田、城市小型景观水体等人工湿地[1]。因小微湿地的面积小、分布散，在现有的湿地保护体系下，其生态价值和经济效益容易被人们忽视[2]。小微湿地具有陆地和水域的连接体等特性，在特定条件下发挥着关键的生态功能[3]。因此，小微湿地在生态系统中具有重要作用。我国关于小微湿地的研究起步较晚，学者任全进等阐述了小微湿地的概念、特点和作用，并介绍了小微湿地的营造及植物选择应用[4]。赵晖等综述了小微湿地的定义、重要性及研究现状[1]。顾艳通过研究小型河道和库塘，对几种小微湿地修复工程生态效应进行了分析[5]。邓坦等提出将小微湿地纳入河南湿地编目系统[6]。李田等的研究分析了小微湿地的修复原则并提出了修复模式，对之后的小微湿地恢复工作有着重要的参考价值[7]。越来越多的学者结合当地实际，对我国许多地区的小微湿地现状进行了分析，并提出了不少保护与建设小微湿地的对策[8-13]。何奕忻等借助CiteSpace软件对全球1990年至今关于小微湿地的研究进行了文献计量分析，推测出未来几年的研究热点可能包括全球变化对小微湿地的影响、小微湿地对“碳中和”的贡献、小微湿地对面源污染的净化功能、小微湿地的生态服务功能及适应性管理等[14]。综上所述，我国对小微湿地的研究主要集中在小微湿地的基本概念、功能、营建和修复方法等方面，对小微湿地的综合评價等较为深入的研究还很匮乏。国外对小微湿地的研究开始较早，在20世纪40年代，美国就开展了对北美洲草原壶穴地区内平均面积小于10 hm2的多处小湿地的调查[1]。之后英国、爱尔兰等国家也相继开展了针对小型湿地的生态调查[3]。到了21世纪，小微湿地的研究更加蓬勃发展起来，2011年，Blackwell等的研究发现小型湿地在某些生态系统服务上有着比大型湿地更高的潜力，他们建议对湿地的评估不能再单纯地依据大小，而是要结合其景观效应进行综合考量等[15]。2016年，Biggs J等的研究表明，小微湿地是大多数面临灭绝风险生物的避难所，呼吁人们加强对小微湿地的关注，以缓解它们所面临的生态威胁[16]。2020年，Kuczyńska-Kippen通过研究池塘发现，小微湿地中稀有种的比例往往较高，发挥着很重要的生态功能，但针对小微湿地的生物多样性的深入研究相当缺乏，她建议人们努力保持甚至提高小微湿地中水生植物的复杂性[17]。

江西省湿地资源相当丰富，不仅拥有国内最大淡水湖鄱阳湖，而且密布多种小微湿地。然而近年来，江西省的小微湿地正面临着农业面源污染、土地覆盖变化等不合理的人类活动带来的污染和破坏。为进一步了解江西省小微湿地的现状以更科学地开展保护工作，本研究以江西省77处小微湿地为对象，通过对其水质理化指标的检测和生态状况的调查，利用层次分析法和自然断点分级法对小微湿地进行了分类和综合评价，以期为江西乃至全国逐步兴起的小微湿地建设、恢复、保护及小微湿地的综合评价提供科学参考与借鉴。

1  材料与方法

1.1  试验样地选择

为了使选择的样地更具代表性，本研究利用Arcgis软件，生成了2条宽5 km且覆盖江西各个地级市的样带，结合遥感影像，最终选取了样带内77处小微湿地作为研究对象。

1.2  试验方法

1.2.1  水质理化指标的检测

在调查各小微湿地时，除了要统计植物种类，还应记录调查点的经纬度坐标、海拔及土地利用方式等。在每个调查点采集水样，于现场用透明度计法对水体进行透明度（SL 87-1994）检测。水样带回实验室冷藏用于检测氨氮（HJ535-2009）、总磷（GB 11893-1989）、化学需氧量（COD）（GB/T 11914-1989）、酸碱度（pH）（GB/T 6920-1986）、重金属（HJ 700-2014）等各项水质理化指标。

1.2.2  综合评价方法

结合调查所得的江西省小微湿地数据，从小微湿地的自然属性和受人为干扰状况两个方面，筛选出能够全面反映江西省小微湿地生态状况的水环境、生物多样性、水文连通和重金属含量共4类14个指标，构建了江西省小微湿地的生态状况综合评价体系（见表1）。采用层次分析法，根据各指标的相对重要程度构建判断矩阵，进行按列归一化和一致性检验后，确定各评价指标的权重[18]。

1.2.3  评价指标赋分

评价分值计算与等级划分：对所调查的小微湿地的各项评价指标的分值乘以相应权重的数值进行累加求和，得到各小微湿地生态状况综合评价总分（S）。根据总得分，借助python的Jenkspy库，利用自然断点法将所调查的小微湿地划分为优秀、较好、一般和较差4个等级。

自然断点法，即Jenks自然间断点分级法，是一种运用了聚类思维的单变量分类方法，在确定分级数的基础上，迭代计算各类间的数据断点，能够使每一类内部的相似性最大，而不同类之间的相异性最大，从而在保持数据的原有统计意义的前提下对数据进行最恰当的分组[10]。自然断点法的意义在于，它能够利用数列之间自然存在并具有统计学意义的转折点和断点，将数列分成性质相似的群组。

2  结果与分析

2.1  江西省小微湿地综合评价结果

根据调查结果，江西省77处小微湿地的平均综合得分为43.138分，采用自然断点分级法，43.138分表明所调查的77处江西省小微湿地总体生态状况较好。其中，综合得分最高的是位于崇仁县礼陂镇人民政府的18号湿地（27°38′35″N，116°07′59″E），其得分为71.378分；综合得分最低的是位于都昌县多宝乡昭兴村的6号湿地（29°23′42″N，116°06′22″E），其得分为16.345分。

另外，共有18处小微湿地的生态状况为优秀（S≥55.131），占所调查的小微湿地数量的23.38%；有20处（占比25.97%）为较好（41.949≤S＜55.131）；有27处（占比35.07%）为一般（27.825≤S＜41.949）；有12处（占比15.58%）为较差（S＜27.825）。77处小微湿地中，生态状况为“一般”的小微湿地数量最多。

2.2  典型小微湿地生态评价结果分级

对所调查的江西省77处小微湿地，按照其主導的生态服务功能进行分类，主要可分为生产型、储备水源型和景观游憩型三大类，其中绝大部分为生产型，共有69处，占所有小微湿地的89.60%；而储备水源型和景观游憩型均为4处，各占5.20%。

2.3  小微湿地生态功能影响因素分析

根据调查结果（表2、表3），近郊小微湿地的平均综合得分为43.171分，远郊小微湿地的平均综合得分为43.125分，且二者无显著性差异。

调查结果表明，未利用的小微湿地平均综合得分为54.826分，用于休闲旅游的小微湿地平均综合得分为47.848分，用于养殖业的小微湿地平均综合得分为38.881分，用于种植业的小微湿地平均综合得分为44.446分。与此同时，4处未利用的小微湿地中，有3处（占75.0%）的生态状况为优秀与较好；4处用于休闲旅游的小微湿地中，有2处（占50.0%）的生态状况为优秀与较好；28处用于养殖业的小微湿地中，有17处（占60.7%）的生态状况为一般与较差；41处用于种植业的小微湿地中，有19处（占46.3%）的生态状况为一般与较差。

3  小结与讨论

通过对研究结果的进一步分析，江西省小微湿地整体生态状况为一般，大部分小微湿地（占81.8%）的水体都存在不同程度的富营养化。实地调查结果也表明，江西省小微湿地大多为人工库塘，主要用于耕种与渔业。同时，人工抽水、修建与扩建等，使得本就脆弱的小微湿地受到更为严重的威胁。目前江西省小微湿地的生态状况不容乐观，完善小微湿地的保护与监管，修复与恢复受损的小微湿地迫在眉睫。

江西省小微湿地中绝大多数都属于生产型小微湿地，储备水源型和景观游憩型小微湿地相对较少。其中生产型小微湿地主要用于种植业或养殖业，为人们提供各种农业产品，受人类活动的干扰最大。储备水源型小微湿地主要为未被人类干扰的水库等自然湿地，主要用于防洪蓄水、涵养水源，受人类活动干扰最小，往往生态状况最好。景观游憩型小微湿地主要用于满足人类的各种日常休闲娱乐需求，包括花海旅游、度假村、开发商品房等，受一定程度的人类活动干扰，其生态状况也因具体用途而有较大的差别。用于开发度假村与旅游业的小微湿地，由于有着较为完善的看管与监护措施，其生态状况会比开发商品房的湿地更好。

远郊小微湿地生态状况通常比近郊的更好，其中一大原因是远郊的小微湿地水生植物种类更丰富，故自我恢复能力更强。前人研究也表明，比起大型湿地，小微湿地的体量更小，抗干扰能力更弱，更容易遭到破坏，而城市发展伴随的人类活动加剧往往会给小微湿地带来难以逆转的损害[21-22]。近郊小微湿地附近人口密度大且集中，受人类活动影响较大，往往整体生态脆弱性更高，环境承载力更低，自我修复能力也更差[23-24]。本研究结果也显示，所调查的江西省77处小微湿地中，远郊小微湿地的平均植物丰富度为5.518，要比近郊小微湿地的4.524高出20%以上，因而自我修复与调节能力更强。

4种土地利用方式中，未利用的小微湿地生态状况最好，其次是用于种植业和用于休闲旅游的，而用于养殖业的湿地生态状况最差。这与2021年李胜等人的研究结果稍有不同，李胜等认为，相对于休闲和旅游业，用于种植与养殖业的小微湿地有专人看护，破坏程度会更小，从而生态状况更好[10]。造成这一差异的原因，首先是本研究中用于休闲旅游的小微湿地样本量过小，仅有4处，占5.19%，远远低于用于种植与养殖业所占的89.6%，这就使得本研究中用于休闲旅游的小微湿地生态状况的结论可靠性相对较弱。

此外，用于休闲旅游所包含的意义过于广泛，例如作为旅游景点、建设湿地公园、开发度假村或开发商品房等，具体用途不同会使得小微湿地在受人类活动破坏程度、监管与看护力度、保护与修复效果等方面存在很大差异，从而导致生态状况有很大差异。例如本研究中的30号小微湿地被用于开发商品房，人类活动尤为频繁又缺乏有效监管，导致污染损坏严重，生态状况较差；而53号小微湿地被用作观赏性景点、开发度假村，虽也有人类活动，但监管与看护措施到位，保护得较好，其生态状况甚至比一般小微湿地要好。

用于种植业的小微湿地生态状况好于用于养殖业的湿地主要是由生物因素和水文因素导致。用于种植业的小微湿地的植物多样性平均得分为42.584分，显著高于养殖业湿地的17.768分，这使得用于种植业的小微湿地的环境承载力与自我修复能力要更好，抗干扰能力更强，从而生态状况更好。同时，所调查的77处小微湿地中种植的水生植物主要有五节芒和胜红蓟，其中在31处小微湿地中均有分布的五节芒不仅能涵养水源、保持水土，还有着较高的光合效率，甚至对镉、锌和铅等重金属有较高的耐受性，能修复水体、净化水质[24]。另外，用于养殖业的小微湿地水文连通性都相对更差，水体与外界交换较少，养殖的鱼类、水禽的排泄物和污染物也将滞留更长时间，引起的一系列负面的正反馈效应会使得小微湿地的生态状况进一步恶化。

综上所述，未被利用或几乎没有人为干扰的自然小微湿地生态状况最好，而对于受人类活动影响的湿地，其所处位置和土地利用方式对生态状况均有影响。一般来说，远郊的小微湿地生态状况好于近郊；用于种植业的小微湿地生态状况要好于养殖业的湿地；同时，监管与保护措施越到位，小微湿地受人类活动的影响越小，生态状况一般越好。今后开展小微湿地的保护与修复工作时，可以尽量减少人类活动的干扰，并贯彻落实完善的监管措施，最好有专人看护与监督，防止人为污染与损坏，从而尽量改善小微湿地的生态状况，使其能更好地发挥应有的生态功能。

参考文献：

[1] 赵晖，陈佳秋，陈鑫，等.小微湿地的保护与管理[J].湿地科学与管理，2018，14（4）：22-26.

[2] ADAMUS P. Wetland Functions： Not Only About Size[J]. National Wetlands Newsletter， 2013，35（5）： 起止页码.

[3] 崔丽娟，雷茵茹，张曼胤，等.小微湿地研究综述：定义、类型及生态系统服务[J].生态学报，2021，41（5）：2077-2085.

[4] 任全进，季茂晴，于金平.小微湿地的作用及营造方法[J].現代农业科技，2015（13）：225-230.

[5] 顾艳.几种小微湿地生态修复工程的生态效应分析[D].南京：南京大学，2019.

[6] 邓坦，王鹏基，邓照东.河南湿地保护与可持续利用问题和对策[J].安徽农业科学，2020，48（4）：76-77.

[7] 李田，何素琳，幸伟荣.浅谈小微湿地修复[J].南方农业，2021，15（3）：22-23.

[8] 陈美玲，肖立辉，安树青，等.江苏淮安市湿地现状、问题与保护对策[J].湿地科学与管理，2021，17（4）：68-72.

[9] 蒋启波.重庆市梁平区小微湿地建设现状及对策研究[J].农业与技术，2020，40（13）：174-175.

[10] 唐治国，胡卫红，杨勇.小微湿地营建和保护模式初探——以桂阳县舍园小微湿地为例[J].林业与生态，2021（5）：18-19.

[11] 王春林，安树青，曾琪，等.上海市湿地资源现状与湿地保护空间布局探析[J].湿地科学与管理，2021，17（4）：73-76.

[12] 王怡荻.江苏省无锡市：“小微湿地”被纳入保护体系[J].江淮法治，2021（11）：53.

[13] 郑昭宇.营建湘江最美绿带——祁阳县退耕还林还湿和小微湿地保护纪实[J].林业与生态，2020（2）：8-9.

[14] 何奕忻，蒋海波，张运春，等.基于CiteSpace的小微湿地文献计量分析[J].生态学报，2022（13）：1-16.

[15] BLACKWELL M S A， PILGRIM E S. Ecosystem services delivered by small-scale wetlands[J]. Hydrological sciences journal， 2011， 56（8）： 1467-1484.

[16] BIGGS J， VON FUMETTI S， KELLY-QUINN M. The importance of small waterbodies for biodiversity and ecosystem services： implications for policy makers[J]. Hydrobiologia， 2016， 793（1）： 3-39.

[17] KUCZYŃSKA-KIPPEN N. Biodiversity of Zooplankton in Polish Small Water Bodies[M]//Korzeniewska E， Harnisz M. Polish River Basins and Lakes-Part II： Biological Status and Water Management. Cham： Springer International Publishing， 2020：55-76.

[18] 徐争启，倪师军，庹先国，等.潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算[J].环境科学与技术，2008（2）：112-115.

[19] 刘旭艳，唐新斋，朱治林，等.2004—2016年中国生态系统研究网络水体酸碱度和总溶解性固体数据集[J].中国科学数据（中英文网络版），2020，5（3）：250-261.

[20] 国家环境保护总局，国家质量监督检疫总局. GB 3838—2002， 地表水环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，2002.

[21] 李胜，高祥，董斌，等.合肥市41处小微湿地生态状况评价[J].湿地科学，2021，19（3）：360-365.

[22] 王春平.河南省重要湿地生态状况评价[J].林业资源管理，2016（3）：86-91.

[23] 韩子钧，刘贤安，赵丹，等.四川省湿地生态状况分级与综合评价[J].湿地科学，2016，14（5）：641-647.

[24] 张崇邦，王江，柯世省，等.五节芒定居对尾矿砂重金属形态、微生物群落功能及多样性的影响[J].植物生态学报，2009，33（4）：629-637.