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Study on the Integra ted Assessment for Wetland Resource in Xinka iLake

兴凯湖湿地资源综合评价研究



全 文 :林业科学研究 2008, 21 (增刊 ) : 85~90
Forest Research
  文章编号 : 100121498 (2008)增刊 20085206
兴凯湖湿地资源综合评价研究
程 实 ,  张怀清 3 ,  陈永富
(中国林业科学研究院资源信息研究所 ,北京 100091)
摘要 :通过对湿地生态系统的研究 ,运用 DELPH I和层次分析法 ,从生态环境、湿地合理利用、保障体系、社会文化及经济系
统五个方面入手 ,对湿地资源进行综合评价。建立了包括以上五个子系统在内的湿地资源综合评价指标体系 ,涉及评价
指标 34个。通过对兴凯湖湿地自然保护区的实地调查 ,进行数据本底收集 ,并对实验区遥感数据进行处理 ,将处理结果引
入到评价体系之中 ,最后得到兴凯湖湿地资源综合评价得分 1. 56分 ,对结果进行简要分析并提出相应对策。
关键词 :兴凯湖 ;湿地资源 ;综合评价
中图分类号 : P343 文献标识码 : A
收稿日期 : 2007212210
基金项目 : 国家“十一五”科技支撑重点项目课题“湿地资源监测与评诂技术研究 (2006BAD23B03) ”
作者简介 : 程实 (1982—) ,女 ,四川广元人 ,主要从事环境资源监测与评价研究.3 通迅作者 :张怀清 (1973—) ,男 ,湖南宁乡人 ,副研究员 ,硕士生导师 ,主要从事林业可视化模拟技术研究.
Study on the In tegra ted A ssessm en t for W etland Resource in X inka iLake
CHENG Shi, ZHANG Huai2qing, CHEN Yong2fu
(Research Institute of Forest Resource Information Techniques, CAF, Beijing 100091, China)
Abstract:On the basis of studying literature on wetland ecosystem, this research aim s to make a integrated assessment
for wetland resources in Xingkai Lake by using DELPH I and AHP app roaches. An indicator system of integrated
assessment for wetland resource was constructed, which can be divided into five aspects, including ecological
environment, enabling situation, wise use of wetland, social2cultural subsystem and econom ic subsystem . First of all,
an indicator system of integrated assessment for wetland resource was established including 34 indicators of 5
subsystem s. Rely on the field work in Xingkai Lake and RS image p rocessing, an integrated score was gave as 1. 56
consequently. Finally, a general analysis for the study area was given and also a few countermeasures was p rovided.
Key words: Xingkai Lake; wetland resources; integrated assessment
湿地是地球三大生态系统之一 ,有着丰富的生物
多样性及重要的经济、社会、生态学价值 ,是人类重要
的生存环境之一。水、土壤、地形、微生物、植物和动
物之间的相互作用使湿地成为地球上最富有生产力
的生态体系 ,被誉为“地球之肾”、“人类摇篮 ”。尽管
湿地只占地球表面面积的 6% ,却为地球上 20%的生
物提供了生境 ,是天然的“生物基因库”。尽管我国湿
地资源丰富 ,但由于我国人口众多 ,人均湿地资源却
相对贫乏 ,因人口增长和经济发展所带来的湿地资源
需求压力非常巨大。目前 ,种种统计数据表明 ,不仅
我国湿地面积呈下降趋势 ,湿地生物资源也逐年递
减 ,湿地生态环境也呈现恶化趋势。这主要体现在对
湿地资源的不合理利用上 ,对生物资源的过度利用 ,
使湿地生态失去平衡 ,湿地自我恢复能力减弱 ,大部
分湿地处于资源不可持续利用阶段。
造成湿地退化的原因 :一部分是因为全球大环境
的变化 ,如全球气候变暖、降水减少等 ;另一部分是因
为湿地周边环境的影响及经济、社会等人为因素 ,如
不合理开发利用湿地 ,区域环境污染等。为更好的保
护这一脆弱生态系统 ,必须清楚了解湿地的价值 ,包
林  业  科  学  研  究 第 21卷
括经济价值、社会价值、生态价值等 ,对湿地进行科学
评价就显得尤为必要。近年来 ,湿地评价研究 ,从定
性评价发展到定量评价 [ 1 ] ;从原来对湿地单一属性的
评价转移到现在对湿地综合价值评价 ,并且出现了很
多新领域 ,如湿地健康系统评价、生态风险评价
等 [ 2 - 3 ]。尽管评价指标、方法各异 ,但是就其目的都
是保护湿地资源 ,实现湿地资源的可持续利用。通过
评价结果 ,为决策者提供科学可靠的依据 ,以便指定
更加合理的可行的湿地保护与开发利用政策。
1 兴凯湖湿地概况
兴凯湖湿地在黑龙江省东南部的密山市境内 ,
位于 l3 l°58′30″~133°07′30″E, 45°01′00″~45°34′
30″N。兴凯湖湿地由中俄界湖兴凯湖和小兴凯湖以
及穆棱河等河流形成的沼泽 , 1986年经国家批准为
国家级自然保护区 ,划分为核心区、缓冲区和试验
区 ;其中 ,龙王庙核心区和东北泡子核心区 ,基本上
处于原始状态 ,湖岗核心区有些临时打鱼点 (渔窝
棚 ) ,分布较零散。实验区的湿地 ,部分被开垦为农
田 ,成为人工湿地 ;兴凯湖农场实验区部分湿地用于
兴凯湖造纸厂治污氧化塘 ;大、小兴凯湖实验区为渔
业生产作业区。
兴凯湖地区属温带大陆性季风气候 ,冬季漫长干
燥 ,严寒少雪 ;夏季温热湿润 ,雨量充沛。保护区内具
有丰富的动植物 ,是珍稀鸟类的栖息繁殖基地。保护
区内生态系统类型复杂 ,主要包括森林生态系统、草
甸生态系统、沼泽湿地生态系统、水生生态系统。在
沙岗上形成了以兴凯湖松、蒙古栎等为主的森林生态
系统 ;沿河两岸形成了赤杨、丛桦、沼柳等为主的灌木
林生态系统 ;在低地形成了芦苇、甜茅等沼泽生态系
统 ;在碟状洼地形成了湖泊水生生态系统。
2 评价过程
湿地综合评价是一个涉及湿地生态环境、社会文
化、经济三大系统的复合系统 ,是一个多变量、多结构
的复杂过程。目前 ,湿地评价研究侧重于针对湿地资
源单个系统的评价 ,生态环境系统方面的评价包括湿
地生态环境的健康、安全、风险、脆弱性等状态评价及
生态功能评价 ;涉及社会文化系统的评价主要反映在
湿地对社区的影响方面 ;经济系统评价包括对湿地资
源使用价值和非使用价值的量化评价。
本文从一个综合角度 ,对兴凯湖湿地资源从生
态环境、社会文化、经济等多方面进行综合的系统评
价。评价过程主要包括 :综合评价指标体系的建立、
指标权重确定及指标归一化处理和结果分析。
2. 1 综合评价指标体系的建立
湿地资源综合评价是在资源可持续利用的基础
上 ,对湿地资源的生态环境、社会文化及经济状况进
行综合评价。指标选取旨在突出湿地资源的保护与
合理利用 ,在满足当代人利益的基础上又不损害后代
人的利益。总体来说 ,指标体系包括四个层次 :目标
层、系统层、准则层和变量层。基于目标分为五大系
统 ,即 :生态环境、保障体系、湿地合理利用、经济和社
会文化 ,指标变量共计 34个。具体各层指标见表 1。
表 1 湿地资源综合评价指标体系
目标层 A 系统层 B 准则层 C   变量层 D
湿













生态环境
湿地面积 湿地保护区面积大小
湿地类型 湿地类型丰富程度
水文 年平均降水量 ;水质
土壤 是否典型湿地土壤类型
湿地健康 湿地植被型数量 ;十年内湿地景观斑块数变化率 ;景观联通度 ;灾害发生率
生物多样性 生态系统类型复杂程度 ;植物丰富度 ;动物丰富度
物种濒危程度 是否有国家级濒危物种
湿地重要性 是否国际重要湿地
保障体系
湿地政策法规 市一级是否制定湿地法规
湿地机构指数 是否设湿地保护机构 ;湿地管理机构间工作是否协调 ;技术人员比例 ;保护站点密度
财政投入指数 单位面积湿地投入资金
公众湿地保护意识 公民对湿地重视程度
湿地合理利用
湿地利用结构 土地利用结构
受威胁状况 人为威胁因素数量 ;自然威胁因素数量
面积退化情况 湿地退化面积比率 (50年 )
经济
湿地经济效益 湿地产生 GDP
社区经济情况 农民人均纯收入 ;农村居民恩格尔指数
社会文化
人口指标 人口密度 ;平均受教育年限 ;人口自然增长率
文化指标 是否是国际重要文化遗产 ;是否为国际重要科研教育基地 ;年接待游客数量
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增刊 程  实等 :兴凯湖湿地资源综合评价研究
2. 2 德尔菲法 ( D elph i)和层次分析法结合确定指
标权重
2. 2. 1 德尔菲法  德尔菲法 ,又称为“专家询问
法 ”,本质上是一种反馈匿名函询法。其做法是 ,在
所要预测的问题征得专家的意见之后 ,进行整理、归
纳、统计 ,再匿名反馈给各专家 ,再次征求意见 ,再集
中 ,再反馈 ,直至得到稳定的意见 [ 4 ]。
2. 2. 2 层次分析法  层次分析法 (Analytic H ierar2
chy Process,简称 AHP)是对一些较为复杂、较为模
糊的问题作出决策的简易方法 ,它特别适用于那些
难于完全定量分析的问题。它是美国运筹学家 T.
L. Salty教授于 20世纪 70年代初期提出的一种简
便、灵活而又实用的多准则决策方法 [ 5 ]。
AHP法的基本原理 [ 6 - 7 ] :把所研究的复杂问题
看作一个大系统 ,通过对系统的多个因素的分析 ,划
分出各因素间相互联系的有序层次 ;再请专家对每
一层次的各因素进行客观判断后 ,相应地给出相对
重要性的定量表示 ;进而建立数学模型 ,计算出每一
层次全部因素的相对重要性的权值 ,并加以排序 ;最
后根据排序结果进行规划决策和选择解决问题的
措施。
2. 2. 3 权重计算及结果  下面以系统层 B为例介
绍权重计算步骤。
(1)专家打分
首先 ,确定问卷内容。通过专家打分 ,结合层次
分析法 ,计算各级指标权重 ,因此 ,专家打分内容确
定在比较各级指标重要性方面。设计如下 :按照重
要性给各指标排序 ,并给最不重要指标赋值为“1”,
其余指标根据重要程度赋值。例如 ,影响湿地资源
可持续利用的 5个指标中 ,如果您觉得“社会文化 ”
指标最不重要 ,那么“社会文化 ”分值为“1”;如果专
家认为“保障体系 ”是“社会文化 ”的 3倍重要 ,那么
“保障体系”分值为“3”,以次类推。
其次 ,根据打分内容确定专家组成。从 3个层
次确定专家组成 ,一是森林经理学领域专家 ;二是参
与湿地评价与监测项目人员 ;三是 5个实验区的相
关技术人员。这种专家组成方式覆盖范围广 ,降低
了主观性。
本研究共发出专家打分问卷 25份 ,其中森林经
理学领域专家 10份 ,参与该项目人员 8份 ,实验区
相关技术人员 8 份 ,共计 26 份。收回有效问卷
20份。
(2)构建判断矩阵
根据专家打分结果 ,分别对每一层次的评价指
标的相对重要性进行定性描述 ,并用准确的数字进
行量化表示。由专家打分得到的两两比较判断矩阵
见表 2。
表 2 A - B判断矩阵
A B1 B2 B3 B4 B5
B1 1 1. 75 2. 33 3. 5 7
B2 0. 57 1 1. 33 2 4
B3 0. 43 0. 75 1 1. 5 3
B4 0. 29 0. 5 0. 67 1 2
B5 0. 14 0. 25 0. 33 0. 5 1
(3)计算判断矩阵每行所有元素的算术平均值
W i ,公式如下 :
W i = ∑
5
j = 1
aij
5
(1)
式 (1)中 : aij为判断矩阵第 B i行第 B j列数值 ; i =
1, 2, 3, 4, 5; j = 1, 2, 3, 4, 5
W 1 = (1 + 1. 75 + 2. 33 + 3. 5 + 7) /5 = 3. 116
依次计算得到如下结果 :Šω = [ 3. 116, 1. 78, 1. 336, 0. 892, 0. 444 ]T
(4)将 Šω进行归一化处理 ,得到 B层各因素相
对于 A层的权重 :Šω = [ 0. 41, 0. 23, 0. 18, 0. 12, 0. 06 ]
(5)计算判断矩阵的最大特征值  运行 Matlab
程序 , A2B判断矩阵设为 A ,输入命令“λ= eig (A ) ”,
运行结果为 A的特征向量 ,从而得到 A的最大特征
向量λmax = 4. 997 7≈ 5
(6)一致性检验 一致性指标 ( C I) ,一致性比
例 (CR )的计算式为 :
C I =
λm ax - n
n - 1
(2)
CR = C I /R I (3)
式 (2) ~ (3)中 :维数 n = 5, R I是平均随机一致
性指标且 R I = 1. 12
将λmax≈ 5,维数 n = 5代入 ( 2)式 ,计算判断矩
阵的一致性指标 ,检验其一致性 :
C I =
λmax - n
n - 1 = 0 < 0. 1
将 C I代入 (3)式 ,一致性比例 CR = 0 < 0. 1,因
此通过一致性检验。
通过计算 ,各指标层指标权重结果见表 3。
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表 3 湿地评价指标权重结果
目标层 A
系统层 B
指标 权重
准则层 C
指标    权重
变量层 D
指标     权重
湿













生态环境 0. 41
湿地面积 0. 078 湿地保护区面积大小 0. 078
湿地类型 0. 033 湿地类型丰富程度 0. 033
水文 0. 008
年平均降水量
水质
0. 004
0. 004
土壤 0. 008 是否典型湿地土壤类型 0. 008
湿地健康 0. 094
湿地植被型数量
十年内湿地景观斑块数变化率
景观联通度
灾害发生率
0. 023 5
0. 023 5
0. 023 5
0. 023 5
生物多样性 0. 049
生态系统类型复杂程度
植物丰富度
动物丰富度
0. 016
0. 016
0. 016
物种濒危程度 0. 078 是否有国家级濒危物种 0. 078
湿地重要性 0. 062 是否国际重要湿地 0. 062
保障体系 0. 23
湿地政策法规 0. 092 市一级是否制定湿地法规 0. 092
湿地机构指数 0. 046
是否设湿地保护机构
湿地管理机构间工作是否协调
技术人员比例
保护站点密度
0. 013
0. 020
0. 006
0. 006
财政投入指数 0. 069 单位面积湿地投入资金 0. 069
公众湿地保护意识 0. 023 公民对湿地重视程度 0. 023
湿地合理利用 0. 18
湿地利用结构 0. 072 土地利用结构 0. 072
受威胁状况 0. 072
人为威胁因素数量
自然威胁因素数量
0. 036
0. 036
面积退化情况 0. 036 湿地退化面积比率 (50年 ) 0. 036
经济 0. 12
湿地经济效益 0. 06 湿地产生 GDP 0. 060
社区经济情况 0. 06
农民人均纯收入
农村居民恩格尔指数
0. 030
0. 030
社会文化 0. 06
人口指标 0. 03
人口密度
平均受教育年限
人口自然增长率
0. 009
0. 015
0. 006
文化指标 0. 03
是否是国际重要文化遗产
是否为国际重要科研教育基地
年接待游客数量
0. 009
0. 009
0. 012
总计 1 1 1
2. 3 指标无量纲化处理
在指标量化过程中 ,对正、逆两类指标使用
目标值指数法分别处理。正指标表示对湿地资
源可持续利用贡献率为正的指标 ,即越大越好
的指标 ,如 ,湿地类型丰富程度 ,其评价分值 =
指标值 /标准值 ;逆指标是指对湿地资源可持续
利用贡献率为负的指标 ,即越小越好的指标 ,
如 ,人口自然增长率 ,其评价分值 =标准值 /指
标值。指标数据主要来源密山市统计年鉴、兴
凯湖湿地保护区整体规划以及遥感图像处理结
果和当地调查访问数据。各指标量化结果见
表 4。
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表 4 各指标加权后分值
变量层指标 标准值 指标值 实现度 加权得分
D1 湿地保护区面积 / hm2 (标准值为我国保护区平均面积 ) 113 636 222 488 2 0. 156
D2 湿地类型丰富程度 34 12 0. 35 0. 011 55
D3 年平均降水量 / mm 630 654 1. 04 0. 004 16
D4 水质 (是否达到 GB / T 14848 - 93Ⅱ类 ) 1 1 1 0. 004
D5 是否典型湿地土壤类型 (0 /1) (如沼泽土 /泥炭土 ) 1 1 1 0. 008
D6 湿地植被型数量 /个 16 5 0. 3 0. 007 05
D7 湿地景观斑块数变化率 (10年 ) + 10 + 142 0. 07 0. 001 645
D8 景观联通度 (1代表联通度高 ) 1 - 0. 6 0. 014 1
D9 灾害发生率 10年 1次 3年 1次 0. 3 0. 007 05
D10生态系统类型复杂程度 (1代表复杂 ) 1 - 1 0. 016
D11植物丰富度 /种 2 761 696 0. 25 0. 004
D12动物丰富度 /种 1 500 338 0. 225 0. 003 6
D13是否有国家级濒危物种 (0 /1) 1 1 1 0. 078
D14是否国际重要湿地 (0 /1) 1 1 1 0. 062
D15市一级是否制定湿地法规 (0 /1) 1 1 1 0. 092
D16是否设湿地保护机构 (0 /1) 1 1 1 0. 013
D17湿地管理机构间工作是否协调 (0 /1) 1 0 0 0
D18技术人员比例 / % 50 25 0. 5 0. 003
D19保护站点密度 / (个· (万 hm2 ) - 1 ) 1 0. 4 0. 4 0. 002 4
D20单位面积湿地投入资金 / (元·hm - 2 ) 13 54 4. 1 0. 282 9
D21公民对湿地重视程度 (1 - 5个等级 , 5为重视 ) 5 1 0. 2 0. 004 6
D22土地利用结构 (1 - 5个等级 , 5为合理 ) 5 3 0. 6 0. 043 2
D23人为威胁因素数量 11 3 3. 7 0. 133 2
D24自然威胁因素数量 7 2 3. 5 0. 126
D25湿地退化面积比率 (50年 ) / % 50 36 1. 34 0. 048 24
D26湿地产生 GDP百分比 /% 10 30 3 0. 18
D27农民人均纯收入 /元 3 255 3 711 1. 1 0. 033
D28农村居民恩格尔指数 /% 45. 5 36. 3 1. 25 0. 037 5
D29人口密度 / (人·km - 2 ) 452. 3 54. 4 8. 3 0. 074 7
D30平均受教育年限 /年 9 8. 3 0. 9 0. 013 5
D31人口自然增长率 /‰ 5. 89 1. 48 4 0. 024
D32是否是国际重要文化遗产 (0 /1) 1 0 0 0
D33是否为国际重要科研教育基地 1 1 1 0. 009
D34年接待游客数量 /万人 100 60 1. 67 0. 020 04
              得分总计 1. 56
3 结论与讨论
从可持续角度出发 ,根据各个指标的临界值计
算分值将湿地资源综合评价结果分为 :强可持续 ( >
2. 4)、较强可持续 (1. 9~2. 4)、可持续 (1. 3~1. 8)、
偏可持续 (0. 7~1. 2)、不可持续 (0. 0~0. 6)。根据评价
结果 ,兴凯湖湿地自然保护区综合得分为 1. 56分。因
此 ,兴凯湖湿地自然保护区距离达到强可持续还有一
定差距。结合实验区实际情况 ,兴凯湖保护区包括兴
凯湖农场、856农场、857农场、8510农场二分场 ,密山市
兴凯湖乡、白泡子乡以及兴凯湖水产养殖公司等 7个行
政单位的全部或部分土地使用范围 ,在保护区范围内 ,
职权严重不协调 ,具体表现在保护区在执法方面很大
程度上受到其它管理部门的限制 ,和农场冲突表现
为主要冲突。此外 ,由于周边地区居民文化素质影
响以及经济利益驱动 ,湿地资源在一定程度上受到
破坏。为了进一步加强兴凯湖湿地资源保护和可持
续利用 ,提出以下对策 :
(1)加强湿地宣传 ,增强公众湿地保护意识。
兴凯湖湿地保护管理局十分重视湿地保护工作 ,为
了更好的保护湿地资源 ,应加强湿地保护的宣传教
育工作。根据对湿地管理局领导的访谈得知 :保护
局为了进一步保护湿地资源 ,以防吸引过多游客 ,而
减少甚至不开展湿地宣传工作。事实上 ,应该正视
宣传教育工作 ,正面做湿地保护宣传 ,增强公众对湿
地知识的了解 ,提高保护意识。根据实地调查访谈 ,
基本所有调查对象 (湿地周边居民 ) ,对湿地知识一
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无所知。因此 ,应该通过标语牌、开展讲座等形式加
强湿地知识宣传教育工作。
(2)调整产业结构 ,增加农民收入。兴凯湖湿
地周边居民大多以农业为主要家庭收入来源 ,该地
区农业主要依赖大米、玉米、大豆作物的种植 ,农民
收入水平不高 ,非法捕捞现象不得解决 ,这也是一个
因素。因此政府部门 ,应该大力提倡周边居民种植
经济作物 ,提高家庭经济收入。
(3)健全湿地保护政策 ,明确湿地管理机构职
责。目前 ,兴凯湖湿地保护区在政策法规实施方面 ,
最大障碍体现在和核心区内农场缺乏权责沟通。两
个权职分离的单位 ,在湿地保护管理与开发利用方
面存在很大的利益冲突。目前 ,主要依赖第三方的
沟通。立足于湿地保护与可持续利用 ,从长远出发 ,
应该早日实现权利统一 ,以便统一对湿地资源进行
管理规划 ,实现湿地资源的可持续利用。
(4)减轻农业灌溉污水对湿地的破坏。由于兴
凯湖保护区紧邻兴凯湖农场、856农场、857农场、
8510农场二分场以及一些零散的农田 ,大量农业灌
溉废水通过各种渠道 ,地上径流或地下渗透进入湿
地保护区 ,湿地土壤面临严重的威胁 ,对湖区水质也
有一定程度破坏。为此 ,应该在当地农场推广生态
农业 ,在提高农业产量的同时不构成对周边生态环
境的威胁。
本文旨在对湿地资源进行综合评价 ,在指标的
选取方面 ,引入了通过遥感手段获取的数据 ,如湿地
面积数据反映湿地面积退化状况 ,湿地景观斑块数
(NP)直接反映湿地景观破碎度 ,从而反映湿地资源
景观健康状况 ,结合遥感手段 ,将这些指标作为衡量
湿地资源可持续利用评价的有效指标。此外 ,运用
DELPH I和层次分析法相结合确定指标权重 ,在指
标归一化处理方面尽量定量附值 ,评价结果客观 ,能
够较好反映兴凯湖湿地资源保护与可持续利用现
状 ;但是 ,根据选取实验区不同 ,湿地资源保护与可
持续利用综合评价指标还有待进一步改进。
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