異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

劉培常鳳琴吳紅寶路志明朱夢(mèng)姝李楠

（1云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，高原地理過(guò)程與環(huán)境云南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 云南 昆明 650500 ；2 安徽師范大學(xué)國(guó)土資源與旅游學(xué)院， 安徽 蕪湖 241000）

異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

劉培1常鳳琴1吳紅寶2路志明1朱夢(mèng)姝1李楠1

（1云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，高原地理過(guò)程與環(huán)境云南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 云南 昆明 650500 ；2 安徽師范大學(xué)國(guó)土資源與旅游學(xué)院， 安徽 蕪湖 241000）

濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)價(jià)為濕地資源的合理開發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)提供了重要的借鑒。在充分了解異龍湖流域濕地資源環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的概念及內(nèi)涵，采用PSR（壓力-狀態(tài)-響應(yīng)）框架模型和生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)計(jì)算方法對(duì)研究區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：（1）異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)綜合分值（Y）為2.8494，處于［2，3］之間，屬于脆弱狀態(tài)；（2）從三大指標(biāo)狀況來(lái)看，壓力指標(biāo)（P）、狀態(tài)指標(biāo)（S）和響應(yīng)指標(biāo)（R）在評(píng)價(jià)等級(jí)中的得分及表現(xiàn)情況分別為0.7368（脆弱狀態(tài)）、1.1620 （亞健康狀態(tài)）和0.9506（亞健康狀態(tài)）；（3）人口密度、人類活動(dòng)強(qiáng)度、單位面積化肥和農(nóng)藥負(fù)荷、水土流失強(qiáng)度、湖泊水富營(yíng)養(yǎng)化、人們的環(huán)保意識(shí)等指標(biāo)是影響流域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的關(guān)鍵因素，人為因素占主導(dǎo)地位。

湖泊濕地；生態(tài)系統(tǒng)健康；PSR模型；異龍湖

湖泊濕地作為湖泊生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分之一，與湖泊系統(tǒng)生態(tài)安全息息相關(guān)。湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康研究是湖泊生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)管理和生態(tài)恢復(fù)的前提和基礎(chǔ)，當(dāng)前對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究還尚未形成一套成熟的方法。從以往的研究來(lái)看，PSR框架模型（Rapport et al ， 2006）較其他研究方法而言，因其清晰的邏輯關(guān)系，采用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”3個(gè)層次，在充分考慮外界壓力干擾、湖泊濕地狀態(tài)變化和人類響應(yīng)3個(gè)方面的前提下，能夠有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分類，同時(shí)具有非常清晰的因果關(guān)系和響應(yīng)機(jī)制，明確體現(xiàn)了人類與環(huán)境之間的相互作用。目前，該框架模型已被廣泛運(yùn)用于濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)（趙臻彥等， 2005）、區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)（游文蓀等， 2009）、土地集約利用評(píng)價(jià)（楊蕾蕾等，2010）、水環(huán)境安全評(píng)價(jià)（彭晶倩等，2010）、城市規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)（石曉楓等， 2006）等領(lǐng)域。本文主要通過(guò)采用PSR框架模型理念構(gòu)建研究區(qū)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合層次分析法和健康指數(shù)計(jì)算公式對(duì)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為異龍湖流域湖泊濕地資源的合理保護(hù)、開發(fā)利用以及促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

異龍湖原名“邑羅黑”，位于云南省紅河州石屏縣境內(nèi)（23°39′～23°42′N，102°30′～102°38′E），屬珠江流域南盤江水系，是云南省九大高原湖泊之一（圖1）。湖面海拔高程1 414 m，面積29.592 km2，湖岸線長(zhǎng)41.909 km，流域面積360.4 km2。異龍湖流域位于北亞熱帶干燥季風(fēng)與中熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量919.9 mm，蒸發(fā)量1 908.6 mm，多年平均氣溫18℃。整個(gè)湖泊呈半封閉狀態(tài)，盆區(qū)積水成湖，周圍均為構(gòu)造侵蝕中、低山地，盆地周圍山巒起伏，周圍山地植被覆蓋率較低，破壞嚴(yán)重，土壤類型多，空間分異較大。

湖泊濕地可以看成是一個(gè)“自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”復(fù)合系統(tǒng)，其生態(tài)系統(tǒng)健康狀況受到多種因素共同作用。本文主要參考了2013年的《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》《石屏縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》《環(huán)境狀況公報(bào)》《異龍湖保護(hù)管理?xiàng)l例》、國(guó)家、行業(yè)和地方通用分類標(biāo)準(zhǔn)等具有權(quán)威性的數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)“自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)”復(fù)合系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，層次相對(duì)眾多，各指標(biāo)相互聯(lián)系密切，某一因素及子系統(tǒng)的變化可能影響到整個(gè)系統(tǒng)變化（任黎等， 2012）。為了相對(duì)客觀、準(zhǔn)確地反映異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，因此在指標(biāo)的選取上必須遵循整體性、科學(xué)性、定量和定性相結(jié)合等主要原則。關(guān)于濕地生態(tài)健康指標(biāo)的選取，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者分別從不同的角度進(jìn)行了探討，崔保山等（2002）基于生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，提出濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況應(yīng)從濕地生態(tài)特征、功能整合性以及社會(huì)政治環(huán)境3大類指標(biāo)進(jìn)行分析；袁興中等（2001）從生態(tài)系統(tǒng)的組成、健康概念和評(píng)價(jià)目的出發(fā)，指出指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)分為生物物理指標(biāo)、生態(tài)學(xué)指標(biāo)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3大類；呂保貴（2013）以VOR模型和PSR模型為基礎(chǔ)，從濕地壓力、活力、恢復(fù)力、組織力、服務(wù)功能和人類健康6個(gè)方面，選擇了15個(gè)指標(biāo)?？傮w來(lái)看，選擇指標(biāo)需要綜合考慮當(dāng)?shù)氐淖匀缓腿藶橐蛩兀怪螾SR模型各指標(biāo)之間的相互響應(yīng)關(guān)系，同時(shí)還要考慮組織和功能的相互聯(lián)系，注意指標(biāo)之間的聯(lián)動(dòng)性。根據(jù)以上分析，充分考慮異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際情況、所在地區(qū)的生態(tài)定位和指標(biāo)的選取原則，結(jié)合層次分析法，運(yùn)用PSR框架的基本原理，選取了32個(gè)具有代表性的指標(biāo)，構(gòu)建了異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2 權(quán)重計(jì)算

在濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)中，因每個(gè)指標(biāo)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康有不同程度的影響，因此在評(píng)價(jià)過(guò)程中需要確定各個(gè)指標(biāo)的重要性，即明確指標(biāo)的權(quán)重。由于在一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的指標(biāo)系統(tǒng)中，各指標(biāo)對(duì)于相對(duì)應(yīng)層次的重要程度各異，結(jié)合PSR模型分層次理念，因此可以采用層次分析法（徐建華， 2004）和德爾菲法（Delphi）（劉偉濤， 2011）相結(jié)合的方法測(cè)算權(quán)重。通過(guò)權(quán)重步驟計(jì)算，得出各指標(biāo)權(quán)重。

2.3 湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)確定

圖1 研究區(qū)流域范圍示意圖

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定是湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)中重要的環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要盡量采取研究濕地領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的參考標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，選取較為客觀和合理的基準(zhǔn)值，并采用類比標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分級(jí)，本文采用的類比標(biāo)準(zhǔn)主要有四類：①國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，如人口自然增長(zhǎng)率；②國(guó)家、行業(yè)和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，如環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）、農(nóng)藥安全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)（GB 4285-89）、《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)》等；③環(huán)境背景值，如生物多樣性等；④理想基準(zhǔn)值：主要指理想狀態(tài)下可能達(dá)到的水平，如湖泊濕地管理水平、濕地保護(hù)等。

依據(jù)上述類比標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，在眾多濕地評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)系統(tǒng)健康分級(jí)方法（馬炳娜， 2012； 任晶等， 2012）的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)價(jià)等級(jí)（表1）。

表1 異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)價(jià)等級(jí)

2.4 計(jì)算方法

運(yùn)用PSR模型對(duì)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，要涉及生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)的計(jì)算公式。根據(jù)指數(shù)分值范圍確定湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的等級(jí)，其公式如下：

式中：Y代表評(píng)價(jià)結(jié)果（健康指數(shù)）；Xi代表第i個(gè)指標(biāo)得分；Wi代表第i個(gè)指標(biāo)權(quán)重。

3 結(jié)果分析

依據(jù)指標(biāo)體系框架和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定的各指標(biāo)得分值，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)計(jì)算公式 （1），得出各項(xiàng)分值（表2）。

3.1 綜合指數(shù)評(píng)價(jià)分析

表2 異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、權(quán)重及結(jié)果

從生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，異龍湖生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)綜合分值（Y）為2.8494，位于［2，3］之間，屬于脆弱狀態(tài)（表1）。各子系統(tǒng)而言，壓力指標(biāo)分值0.7368，處于脆弱狀態(tài)；狀態(tài)指標(biāo)分值1.1620，屬于亞健康狀態(tài)；響應(yīng)指標(biāo)分值0.9506，屬于亞健康狀態(tài)。依據(jù)系統(tǒng)論和木桶原理相結(jié)合的觀點(diǎn)來(lái)看，異龍湖流域生態(tài)系統(tǒng)可以看成是一個(gè)巨大的復(fù)合系統(tǒng)，流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況受制于表現(xiàn)最差的限制性因子。整體來(lái)看，異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況受到壓力、狀態(tài)、響應(yīng)各指標(biāo)的綜合影響，使得濕地生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的相互聯(lián)系處于脆弱和亞健康狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的功能不能得到較好的發(fā)揮，這是異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康總體上處于脆弱狀態(tài)的主要因素，也較好地驗(yàn)證了木桶原理的正確性。從自然和人為因素劃分來(lái)看，指標(biāo)方面人為因素影響較強(qiáng)，主要表現(xiàn)為人口增長(zhǎng)壓力狀態(tài)下人類不合理的生產(chǎn)活動(dòng)所導(dǎo)致的湖泊濕地環(huán)境污染和資源過(guò)度利用。

3.2 壓力指數(shù)評(píng)價(jià)分析

從壓力指標(biāo)來(lái)看，水土流失率P2、單位面積化肥負(fù)荷P5、單位耕地面積農(nóng)藥負(fù)荷P6、人口密度P9等指標(biāo)得分較低，而城市生活污水排放率P7、工業(yè)廢氣排放率P8、經(jīng)濟(jì)密度P10等指標(biāo)處于中等水平，這些因素是導(dǎo)致異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)處于脆弱狀態(tài)的直接原因。雖然異龍湖流域人均耕地面積和人均水資源量較為富裕，但受制于其他因素的影響，使得整體功能得不到較好的發(fā)揮，如人口壓力較大、城市污水排放率過(guò)高、水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重等原因加劇了流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的壓力。因此，在壓力指數(shù)處于脆弱狀態(tài)下，異龍湖流域在今后的發(fā)展中要注重減輕湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)所處的壓力，減少化肥、農(nóng)藥的使用，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少城市和農(nóng)村生活污水的排放，適時(shí)對(duì)污水進(jìn)行集中處理，提高水資源的利用效率，同時(shí)要注重因自然和人為因素造成的水土流失，加強(qiáng)流域內(nèi)水土流失的治理力度。

3.3 狀態(tài)指數(shù)評(píng)價(jià)分析

從狀態(tài)指標(biāo)來(lái)看，年均土壤侵蝕模數(shù)S1、湖泊水富營(yíng)養(yǎng)化程度S4、湖體CODmn濃度S8、城市化率S10、恩格爾系數(shù)S11、農(nóng)民人均純收入S12等指標(biāo)表現(xiàn)較差，而水域面積變化率S5、流域綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)S7、人口自然增長(zhǎng)率S9等指標(biāo)屬于中等水平。單就狀態(tài)指標(biāo)來(lái)看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響流域生態(tài)系統(tǒng)健康的主要限制因素，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平過(guò)低，農(nóng)民人均收入水平低下，加上人口的過(guò)快增長(zhǎng)，加重了生態(tài)環(huán)境保護(hù)的壓力。以農(nóng)業(yè)占主體的廣大農(nóng)村，化肥、農(nóng)藥的使用加劇了水資源的富營(yíng)養(yǎng)化程度。由于山區(qū)貧困發(fā)生率較高，人均純收入較低，為了擺脫貧困現(xiàn)狀，加大了自然資源的開采力度，這樣以犧牲資源換取經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，危害了濕地生態(tài)系統(tǒng)健康。因此，促進(jìn)異龍湖流域城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，提升城市化水平，不斷增加農(nóng)民人均純收入，轉(zhuǎn)變山區(qū)勞動(dòng)力資源過(guò)剩的劣勢(shì)，提高人們的科學(xué)文化水平。結(jié)合當(dāng)?shù)夭煌漠a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和資源特點(diǎn)，推廣先進(jìn)技術(shù)，壯大生態(tài)特色農(nóng)業(yè)，在有條件的地方發(fā)展湖泊濕地旅游服務(wù)業(yè)，如生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)、湖泊濕地休閑旅游等。

3.4 響應(yīng)指數(shù)評(píng)價(jià)分析

從響應(yīng)指標(biāo)來(lái)看，流域內(nèi)水土流失治理率R2、農(nóng)灌用水系數(shù)R4、單位GDP能耗R6、第三產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP比重R7，人們的環(huán)保意識(shí)R8、環(huán)境法規(guī)完善情況及管理水平R9等指標(biāo)表現(xiàn)較差，這是影響響應(yīng)指數(shù)處于亞健康狀態(tài)的關(guān)鍵原因，同時(shí)也說(shuō)明了異龍湖流域湖泊濕地的環(huán)境保護(hù)措施響應(yīng)能力較弱，應(yīng)加強(qiáng)流域內(nèi)環(huán)境治理力度，積極發(fā)揮人為因素對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)健康方面的作用。異龍湖流域濕地由于處于落后的西南邊境，保護(hù)和管理工作起步較晚，在濕地資源的合理開發(fā)和利用方面依然缺乏較為科學(xué)的管理模式，相對(duì)完善的濕地資源利用和環(huán)境評(píng)價(jià)體系未建立。因此，當(dāng)務(wù)之急是注重流域內(nèi)環(huán)境保護(hù)力度，加大環(huán)境保護(hù)投資，合理開發(fā)和利用濕地資源，在加強(qiáng)湖泊濕地環(huán)境法規(guī)不斷完善的同時(shí)，提高人們的環(huán)保意識(shí)和濕地管理水平，通過(guò)合理的監(jiān)管體系的配合，確保異龍湖湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)向著良性發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

本研究基于PSR框架模型建立濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重，以健康指數(shù)計(jì)算公式測(cè)定異龍湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，異龍湖流域濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀況總體上處于脆弱狀態(tài)，而壓力、狀態(tài)和響應(yīng)指標(biāo)表現(xiàn)各異，處于脆弱和亞健康狀況。從自然和人為要素分析的結(jié)果來(lái)看，人為因素在流域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的影響上占到主導(dǎo)作用，因此湖泊濕地今后的開發(fā)應(yīng)更多地關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)其存在的影響，合理開發(fā)和利用濕地資源，加強(qiáng)湖泊濕地環(huán)境法規(guī)的制定完善，提高管理水平，培養(yǎng)人們的環(huán)保意識(shí)；同時(shí)，要促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)民的收入水平，轉(zhuǎn)變以犧牲資源為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式，從制約濕地生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵要素著手，不斷改善異龍湖濕地生態(tài)狀況。

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Health Evaluation of Wetland Ecosystem in Yi-long Lake Basin

LIU Pei1CHANG Feng-Qin1WU Hong-Bao2LU Zhi-Ming1ZHU Meng-Shu1LI Nan1
（1 Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change， Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and
Environmental Change on the Plateau， College of Tourism and Geography Science， Yunnan Normal University， Kunming 650500， Yunnan；2 College of Territorial Resources and Tourism，Anhui Normal University，Wuhu 241000， Anhui）

Evaluation of the health of wetland ecosystem provides an important basis for rational development of wetland resources and maintenance of ecosystem. Based on fully understanding of the existing wetland resources and environment in Yi-long lake basin， according to the concept of wetland ecosystem and its connotation， the PSR （pressure - state - response） framework model and calculation method for ecosystem health index were used to evaluate the health level of wetland ecosystem in Yi-long lake basin in Yunnan Province. The results showed that the wetland ecosystem health evaluation score （Y） was 2.8494， between 2 and 3，indicating that the wetland is in a fragile state， and the Pressure Index （P），State Index（S） and Response Index among the three major indices were in the sub-health state and fragile state respectively. The evaluation results showed that the level of wetland ecosystem health was in a fragile state， and human activity is the main factor that affects the wetland ecosystem health in Yi-long lake basin.

Lake wetland； Ecosystem health； PSR Model； Yi-long lake

10.3969/j.issn.1673-3290.2016.03.06

2016-04-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：41361008）；云南省科技領(lǐng)軍人才（2015HA024）；湖泊沉積與環(huán)境變化云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（20 10CI）聯(lián)合資助

劉培（1990-），女，碩士研究生，從事湖泊沉積與全球變化研究。E-mail：liupeiys@163.com

常鳳琴，女，副教授。E-mail： fqchang@niglas.ac.cn