基于生態(tài)敏感性分析的濕地保護(hù)與開發(fā)

摘要：在研究永年洼濕地現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用定性與定量相結(jié)合的方法，對(duì)永年洼濕地的生態(tài)敏感性進(jìn)行分析。以影響因子和脅迫因子為綜合評(píng)價(jià)層，以9個(gè)單項(xiàng)生態(tài)評(píng)價(jià)因子為指標(biāo)層，建立永年洼濕地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，利用綜合指數(shù)法計(jì)算出不同用地類型的脆弱度，再運(yùn)用ArcGIS空間分析模塊，得到各類生態(tài)敏感性分區(qū)的面積，從而劃定保護(hù)與開發(fā)的濕地范圍，并針對(duì)不同程度的敏感區(qū)域提出了相應(yīng)的保護(hù)發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：生態(tài)敏感性；指標(biāo)體系；濕地保護(hù)；永年洼濕地

中圖分類號(hào)：X37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）12-2784-04

Conservation and Development of Wetland Based on Ecological Sensitivity Analysis： A Case Study of Yongnianwa Wetland of Handan City

WANG Li-zhi1，GAO Wen-jie2，XING Chen-yu1，ZHOU Qian1

（1.College of Resource and Environment Sciences， Hebei Normal University，Shijiazhuang 050024，China；

2.Academy of Urban and Rural Planning and Design of Hebei Province，Shijiazhuang 050021， China）

Abstract： The actuality of the Yongnianwa wetland was introduced， and the ecological sensitivity of the wetlands was analyzed using the methods of qualitative analysis and quantitative analysis. The ecological sensitivity evaluation index system of Yongnianwa wetland was established using the impact factors and stress factors as comprehensive evaluation layer and using nine individual ecological evaluation factors as index layer. And the index weights were established using the analytic hierarchy process. The frangibility degrees of different types of wetlands were computed using the synthesized index method. The area of all kinds of ecological sensitivity divisions were acquired using ArcGIS spatial analysis module， thus the scope of protection and development was delineated. And some protection and development strategies for different sensitive areas were put forward.

Key words： ecological sensitivity； index system； wetland protection； Yongnianwa wetland

濕地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)間的過渡地帶，既是自然環(huán)境中寶貴的自然資源，又是生物多樣性豐富的地區(qū)之一，被譽(yù)為“自然之腎”[1]。濕地的結(jié)構(gòu)和功能十分獨(dú)特，在保護(hù)生物多樣性、蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、科考旅游等方面發(fā)揮著十分重要的作用。近年來由于人類對(duì)自然環(huán)境干擾范圍和強(qiáng)度的不斷加大，濕地的區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重，哪些區(qū)域需要確定為優(yōu)先或重點(diǎn)開發(fā)、保護(hù)的對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)是一種有效的方法[2]。生態(tài)敏感性分析是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，其研究對(duì)象主要集中于單一生態(tài)環(huán)境問題；研究尺度分為國(guó)家尺度、區(qū)域或流域尺度和省級(jí)尺度[3]，但對(duì)小尺度的生態(tài)敏感性研究還較少；研究方法主要通過選擇評(píng)價(jià)因子、劃分評(píng)價(jià)單元，進(jìn)而得出評(píng)價(jià)結(jié)果[4]。本研究以邯鄲市永年洼濕地為研究對(duì)象，通過生態(tài)敏感性分析，確定保護(hù)和開發(fā)的濕地范圍，為今后區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃、合理布局以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。

1 永年洼濕地概況

永年洼濕地位于邯鄲市永年縣廣府鎮(zhèn)，距邯鄲市中心、永年縣城約20 km（圖1），屬于典型的溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，全年降水量70%集中于6～9月，降水年際變化大。永年洼濕地面積達(dá)18.5 km2，常年積水，現(xiàn)有積水區(qū)面積4.5 km2，水源、水質(zhì)優(yōu)良，是河北省第三大洼淀，也是河北省南部惟一的內(nèi)陸淡水型濕地，被人們贊譽(yù)為“冀南明珠”、北國(guó)“魚米之鄉(xiāng)”。永年洼濕地在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、維系生物多樣性方面都發(fā)揮著巨大作用，具有重要的生態(tài)環(huán)境價(jià)值和觀賞價(jià)值。

從永年洼濕地生態(tài)環(huán)境的演化特征來看，環(huán)境的敏感性一直伴隨于濕地演化的過程中。由于其自然脆弱性以及人為干擾等觸發(fā)性因子，濕地面積從20世紀(jì)50年代的30多km2減小到現(xiàn)在的18.5 km2，永年洼濕地生態(tài)環(huán)境相對(duì)于從前的自穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)生了較大的變化。濕地面積萎縮，生物資源減少，生產(chǎn)力降低，抗干擾能力減弱，恢復(fù)力下降，最終形成了一個(gè)明顯的脆弱系統(tǒng)。

為防止?jié)竦厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞和生態(tài)功能的退化，保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的特殊性、典型性和生物多樣性，發(fā)揮濕地資源的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)永年洼濕地的保護(hù)與開發(fā)已逐步引起了人們的重視。在對(duì)永年洼濕地保護(hù)的專項(xiàng)規(guī)劃中，通過對(duì)該地區(qū)的生態(tài)敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，劃定該地區(qū)的保護(hù)與開發(fā)范圍，進(jìn)而對(duì)其土地使用和開發(fā)建設(shè)提出控制指標(biāo)和控制原則，指導(dǎo)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。研究范圍東至滏陽(yáng)河，北、西、南以永年洼三大堤為界。

2 生態(tài)敏感性分析

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)或環(huán)境在各種自然和人類干擾下的變異程度，用來反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境遇到干擾時(shí)偏離平衡態(tài)的概率，以及產(chǎn)生生態(tài)退化征兆的難易程度或可能性[5]。在規(guī)劃中進(jìn)行生態(tài)敏感性分析，可避免“建設(shè)性破壞”，保證自然資源的永續(xù)利用、協(xié)調(diào)開發(fā)與保護(hù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。此次評(píng)價(jià)采取定性與定量相結(jié)合的方法，通過野外實(shí)地調(diào)查和查閱文獻(xiàn)資料，對(duì)永年洼濕地生態(tài)敏感性進(jìn)行了全面分析。

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

依據(jù)永年洼濕地用地類型現(xiàn)狀，將評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐譃楹苫ǖ?、魚塘、葦塘、河流水域、林地、灌溉地、農(nóng)用設(shè)施用地、建設(shè)用地八類。遵循區(qū)域特殊性、綜合性、代表性與可操作性原則[6]，從濕地生態(tài)敏感性的影響因子、脅迫因子兩方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系分3個(gè)層次（圖2），目標(biāo)層A：永年洼濕地生態(tài)敏感性等級(jí)；準(zhǔn)則層B：由影響因子和脅迫因子組成；指標(biāo)層P：具體反映準(zhǔn)則層的多項(xiàng)指標(biāo)，是對(duì)準(zhǔn)則層下繼續(xù)分支出來的進(jìn)行評(píng)價(jià)的諸多指標(biāo)，這些指標(biāo)分別從不同角度描述目標(biāo)層，在更深層次上反映評(píng)價(jià)目標(biāo)。

2.2 指標(biāo)選取說明

評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響因子中蒸降比（P1）是制約濕地發(fā)育和水鹽運(yùn)動(dòng)的重要因素，能夠表征區(qū)域氣候的適宜性[7]。在一定目標(biāo)下滿足濕地生態(tài)功能正常發(fā)揮所消耗的水量包括蒸發(fā)和滲漏兩部分[8]，而永年洼濕地年均降水量550 mm，年均蒸發(fā)量1 191.9 mm，永年洼濕地內(nèi)的蓄水位與岸邊地下水位相近。土壤結(jié)構(gòu)（P2）是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的直接而重要條件。永年洼濕地土壤為草甸沼澤土和腐殖質(zhì)沼澤土兩類，草甸沼澤土主要分布在永年洼周邊、堤壩內(nèi)圈，所處地形部位較高，地面積水時(shí)間較短；腐殖質(zhì)沼澤土主要分布在永年洼濕地中心，有常年積水或半年以上季節(jié)性積水。植被指數(shù)（P3）是反映植被覆蓋度的指標(biāo)，植被指數(shù)值越低，敏感性越大；生物種類及數(shù)量（P4）影響生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)、適應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)的自穩(wěn)定性并反映濕地資源變化動(dòng)態(tài)[9]。永年洼濕地植被類型豐富，主要有金魚藻、蒲草、水燭、蘆葦、蘆草、菖蒲、車前子等47科102種之多。鳥類動(dòng)物主要有貓頭鷹、葦鶯、杜鵑、鸕鶿、蒼鷺等，在候鳥遷徙時(shí)可見天鵝、雁等。水源補(bǔ)給條件（P5）為濕地的形成和平衡提供重要條件。永年洼濕地的主要水源為滏陽(yáng)河，雨水積存次之，但由于滏陽(yáng)河上游屬于人工控制河道，使?jié)竦貋硭苋藶榭刂?。水質(zhì)污染程度（P6）為影響濕地生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的重要指標(biāo)，水質(zhì)污染程度越高，敏感性也越高。滏陽(yáng)河入境水質(zhì)較差，其中蘇里站、蓮花口監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)為劣V類水，永年洼濕地水污染源主要是生活污水，其次是農(nóng)業(yè)面源污染。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的脅迫因子中人類活動(dòng)強(qiáng)度（P7）反映人類活動(dòng)對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的干擾作用，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、服務(wù)功能等生態(tài)過程的影響更為深遠(yuǎn)。在短時(shí)空尺度的約束條件下，人類活動(dòng)的強(qiáng)度、規(guī)模及其分布都控制著區(qū)域濕地生態(tài)系統(tǒng)演化的基本態(tài)勢(shì)[10]。圍墾造地強(qiáng)度（P8）反映人類活動(dòng)對(duì)濕地環(huán)境的強(qiáng)烈干擾影響，對(duì)濕地的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生較大的影響。灘涂養(yǎng)殖強(qiáng)度（P9）對(duì)候鳥的取食、遷徙、繁衍產(chǎn)生影響。永年洼濕地已經(jīng)受到人類活動(dòng)不同強(qiáng)度的影響，濕地面積逐年縮小。

2.3 指標(biāo)權(quán)重確定

層次分析法是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法[11]。其可將問題決策分解為不同的要素，并將這些要素歸并為不同的層次，成多層次結(jié)構(gòu)，并按照一定的規(guī)則量化這些因素的重要性、影響力，建立判斷矩陣，得出該層要素對(duì)于上一層的權(quán)重。

評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定采用層次分析法，將目標(biāo)層劃分為多個(gè)有序的層次，并將各層之間各因子的聯(lián)系標(biāo)出，分層構(gòu)建判斷矩陣（表1、表2）。

矩陣由每一對(duì)因子的相對(duì)重要性比值構(gòu)成，該值根據(jù)各因子在濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展演化中的作用和各因子之間的相關(guān)性，結(jié)合專家評(píng)判來確定。各層次中權(quán)重的計(jì)算采用方根法求出[12]，將判斷矩陣進(jìn)行正交化，得正交化向量，整理并檢驗(yàn)得出每層因子的權(quán)重（表3）。

2.4 生態(tài)敏感性分級(jí)

以德爾菲法確定單項(xiàng)指標(biāo)的適宜性評(píng)價(jià)值，評(píng)價(jià)值越高，敏感性越強(qiáng)。敏感指數(shù)及其代表意義如表4。

3 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果及分區(qū)發(fā)展策略

3.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

通過以上過程和方法，并利用綜合指數(shù)法計(jì)算濕地不同用地類型的敏感性。敏感度R由各因子的權(quán)重Wi與因子得分Vi確定。

式中Vi的賦值可依據(jù)研究區(qū)域濕地生態(tài)狀況，將各項(xiàng)指標(biāo)的本底值或理想值劃分出5個(gè)敏感等級(jí)，敏感指數(shù)越大表示敏感性越強(qiáng)[13]。最后，將所得結(jié)果進(jìn)行最大值標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算結(jié)果見表5。

同時(shí)運(yùn)用ArcGIS，將結(jié)果進(jìn)行聚類分級(jí)，并與計(jì)算得到的不同土地類型的敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果相結(jié)合，得到各類生態(tài)敏感性分區(qū)的面積（圖3、表6）。從圖3、表6可以看出，可作較大強(qiáng)度利用的土地為2.4 km2（非敏感區(qū)），占規(guī)劃區(qū)域的12.98%；可在指導(dǎo)下進(jìn)行適度開發(fā)利用的土地（低敏感區(qū)和中敏感區(qū)）為14.7 km2，占規(guī)劃區(qū)域的79.46%；而需要嚴(yán)格保護(hù)，不宜作為人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域（高敏感區(qū)和極高敏感區(qū)）為1.4 km2，占規(guī)劃區(qū)域的7.56%。約有87%的區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)敏感區(qū)，需作為濕地的生態(tài)保護(hù)區(qū)和控制開發(fā)區(qū)，主要為荷花淀、葦塘、河流水域等生態(tài)系統(tǒng)。

3.2 分區(qū)保護(hù)發(fā)展策略

3.2.1 極高敏感區(qū) 極高敏感區(qū)包括南部現(xiàn)有荷花淀的部分，自然生態(tài)與原生生態(tài)環(huán)境最好、水域面積較大、受干擾破壞程度最小，是野生動(dòng)植物最為集中的棲息地，也是自然生態(tài)系統(tǒng)保存最完整的區(qū)域。該區(qū)屬于極高生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，極易受到人為破壞，所以需要嚴(yán)格保護(hù)，嚴(yán)禁包括旅游觀光在內(nèi)的一切人為活動(dòng)，禁止任何建筑物或構(gòu)筑物建設(shè)，使?jié)竦啬軌虻玫阶罴驯Ｗo(hù)，生物多樣性得到保持，濕地功能得到極大程度地發(fā)揮，野生動(dòng)植物在自然狀態(tài)下進(jìn)行更新?lián)Q代和繁衍。

3.2.2 高敏感區(qū) 高敏感區(qū)包括鎮(zhèn)區(qū)外的護(hù)城河和現(xiàn)有葦塘部分，在該區(qū)內(nèi)盡量保持原生生態(tài)系統(tǒng)不受人為活動(dòng)的干擾。防止護(hù)城河受到污染，開展旅游活動(dòng)需占用護(hù)城河水面面積應(yīng)嚴(yán)格控制在10%以內(nèi)，游客數(shù)量限制在180人/d以內(nèi)；葦塘地區(qū)可視具體情況按照固定水道適量開展生態(tài)旅游、科學(xué)研究和科普教育活動(dòng)，但由于該區(qū)域濕地環(huán)境具有較強(qiáng)的敏感性，因此應(yīng)科學(xué)調(diào)控游人數(shù)量、船只數(shù)量和季節(jié)分布，保障該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡。

3.2.3 中敏感區(qū) 中敏感區(qū)包括次生生態(tài)系統(tǒng)及部分人工生態(tài)系統(tǒng)，具有緩沖作用，防止或減少外界對(duì)高敏感區(qū)的干擾和影響，從而使其得到嚴(yán)格的保護(hù)和管理。該區(qū)域包括鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)的眾多池塘、護(hù)城河外的魚塘、林地（主要為水上森林部分）以及規(guī)劃區(qū)內(nèi)溜壘河段。護(hù)城河內(nèi)的池塘應(yīng)保持綠化狀態(tài)，適當(dāng)深挖、擴(kuò)大水面，治理環(huán)境衛(wèi)生，以田園綠化和景觀營(yíng)造為主，可以建成休閑娛樂性質(zhì)的郊野公園；對(duì)于護(hù)城河外的魚塘，應(yīng)引入水質(zhì)凈化和底泥處理技術(shù)，減少其對(duì)濕地水環(huán)境的污染；對(duì)林地的保護(hù)，重點(diǎn)保護(hù)水上森林現(xiàn)有野生花卉，引種部分多年生觀賞花卉，培育水生、沼生的野生植被，創(chuàng)造完善的水生植物保護(hù)地，并應(yīng)防止外來物種的入侵。

3.2.4 低敏感區(qū) 低敏感區(qū)包括中敏感區(qū)外圍的灌溉地和設(shè)施農(nóng)用用地。該區(qū)可以最大程度上緩解濕地外界施加給高敏感區(qū)的壓力，屬于人工生態(tài)系統(tǒng)，也是人為活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域。其發(fā)展策略：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要逐漸改變單一種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展花卉、觀賞性蔬菜、水果及有機(jī)農(nóng)業(yè)；在自然環(huán)境和自然資源得到有效保護(hù)的前提下，對(duì)自然資源進(jìn)行適度利用，在區(qū)內(nèi)可建設(shè)珍稀物種繁育基地、科普宣傳教育中心、人工飼養(yǎng)鳥類觀賞園、濕地環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析站等，并配合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)積極開展休閑度假、觀光游覽等旅游服務(wù)及生態(tài)景觀農(nóng)業(yè)。

3.2.5 非敏感區(qū) 非敏感區(qū)為適宜發(fā)展區(qū)，主要分布于鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)部，可作較大強(qiáng)度的建設(shè)開發(fā)利用。適當(dāng)開發(fā)旅游服務(wù)設(shè)施，完善基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化用地結(jié)構(gòu)，提升鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)生態(tài)居住環(huán)境，控制建設(shè)用地的開發(fā)強(qiáng)度；引入環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度，在開發(fā)過程中注重走可持續(xù)發(fā)展之路[14]。

4 結(jié)論

用以上方法對(duì)永年洼濕地作生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)，比較客觀、全面，評(píng)價(jià)結(jié)果也比較符合研究區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀，具有科學(xué)性和可行性[15]。永年洼濕地的生態(tài)敏感性區(qū)域占87%，其中生態(tài)敏感性強(qiáng)的區(qū)域主要分布于鎮(zhèn)區(qū)外圍，包括荷花淀、蘆葦蕩、魚塘等水生環(huán)境區(qū)域。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)使用的德爾菲法具有操作簡(jiǎn)單、直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，適用于區(qū)域性的生態(tài)敏感性分析，但目前還僅屬于半定量的研究，帶有一定的人為主觀因素。由于研究資料大多來源于當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門多年統(tǒng)計(jì)和野外實(shí)地考察，因而一定程度上減少了主觀性帶來的偏差。該評(píng)價(jià)總體上能客觀反映當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出永年洼濕地保護(hù)的對(duì)策，為有關(guān)政府部門進(jìn)行合理有效的區(qū)域開發(fā)與環(huán)境整治提供了科學(xué)依據(jù)。

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