全 文 ：第 51 卷 第 10 期
2 0 1 5 年 10 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 10
Oct．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20151003
收稿日期: 2015 － 04 － 20; 修回日期: 2015 － 09 － 10。
基金项目: 国家林业公益性行业科研专项(201104072) ; 国家林业公益性行业科研专项(201504419) ; 国家林业行业标准项目(2015009)。
* 郭志华为通讯作者。
海南省清澜港红树林湿地健康评价*
郭菊兰 朱耀军 武高洁 郭志华 文菀玉
(中国林业科学研究院湿地研究所 湿地生态功能与恢复北京市重点实验室 北京 100091)
摘 要: 【目的】评价红树林湿地内在健康与外在健康压力、分析红树林湿地健康组分与其所处环境的协调性
(矛盾冲突或和谐一致)及未来健康发展趋势，以期为红树林湿地的保护与合理利用寻求科学模式。【方法】基于
清澜港 1987，2000 和 2010 年 3 期 TM 影像、地图、地形图及群落样地调查数据，应用模糊综合评价模型与综合干扰
强度指数计算模型，评价研究区红树林湿地内在健康与外在健康压力。在此基础上，借鉴医学健康商数理论，用动
态的研究方法分析研究区红树林湿地整体健康发展趋势。【结果】研究区各群落类型内在健康表现为: 海漆 + 木
榄群落表现为很健康，红树 +木果楝群落、红树群落及红树 + 海莲群落表现为健康，角果木群落、海莲群落、角果
木 +木榄群落及红树 +杯萼海桑群落表现为基本健康，榄李 + 角果木群落和杯萼海桑群落表现为一般病态;研究
区内在健康指数为 0. 599 9，表现为基本健康，表明目前群落结构基本稳定;研究区各种干扰类型对湿地的干扰强
度表现为林地损失﹥海堤建设﹥原生境破坏﹥围塘养殖﹥海平面上升﹥土壤重金属污染，贡献率分别为 31. 37%，
29. 41%，23. 53%，11. 76%，2. 94%和 0. 98%，人为干扰强度远大于自然干扰强度，土壤重金属污染还没有对红树
林湿地内在健康构成威胁，海平面上升对红树林湿地的干扰呈逐年增强趋势; 研究区外在健康压力综合指数为
0. 816 0，表现为极强;湿地整体健康商数(HQW = 0. 735 2) ＜ 1，表明研究区外部干扰对红树林湿地的负面影响占主
导地位。【结论】影响红树林湿地整体健康的环境因子主要为人类活动，其中，围塘养殖与海堤建设对生境的破坏
最为突出; 人为干扰直接导致红树林资源减少，原滩涂生境破坏，地形地貌改变，使得系统的完整性缺失，稳定性降
低，生物多样性减少，部分红树植物濒临灭绝; 健康压力对红树林内在健康的影响主要表现在红树林群落结构退
化，在水平结构上表现为群落物种数量减少，部分群落类型退化为单一种群群落，在垂直结构上主要表现为群落层
次结构简单、高生长退化，由原来的乔木和小乔木退化为树高不足 1 m 的高密度矮生灌木丛; 研究区环境与健康组
分之间矛盾突出，环境状况有悖于红树林湿地健康发展方向，红树林湿地有由基本健康向一般病态发展的趋势; 减
少和控制围塘养殖、海堤建设等人为干扰是红树林湿地与环境从矛盾转化为和谐的主要措施。
关键词: 红树林湿地; 内在健康; 外在压力; 健康商数; 健康趋势
中图分类号: S759. 93; X171. 4 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)10 － 0017 － 09
Health Assessment of Mangrove Wetland in Qinglangang，Hainan
Guo Julan Zhu Yaojun Wu Gaojie Guo Zhihua Wen Wanyu
(Key laboratory of Wetland Services and Ｒestoration，Ｒesearch Institute of Wetland，Chinese Academy of Forestry Beijing 100091)
Abstract: 【Objective】The study was to evaluate the inner and external health pressure of mangrove wetland，to
analyze coordination ( contradiction or harmony ) between health components and their circumstance and future
development trends，and to discuss the influential mechanisms of inner health，therefore to develop a scientific model of
protection and reasonable use of the mangrove wetland．【Methods】Based on the TM images of 1987，2000 and 2010，
geographical map，topographic map and survey data of community plots，the inner and external health pressure of study
area was evaluated． On this basis，using medical health quotient theory for reference and dynamic research methods，the
whole health developing trends of mangrove wetland were studied．【Ｒesult】1) The results of inner health were as follows:
the community of Excoecaria agallocha + Bruguiera ymnorrhiza showed very healthy; the communities of Ｒhizophora
apiculata + Xylocarpus granatum， Ｒ． apiculata and Ｒ． apiculata + Bruguiera sexangula showed healthy; the
communities of Ceriops tagal，B． sexangula，C． tagal + B． ymnorrhiza，Ｒ． apiculata + Sonneratia alba showed basic
healthy; the communities of Lumnitzera racemosa + C． tagal and S． alba showed general ill． The comprehensive index of
林 业 科 学 51 卷
inner health was 0. 599 9 indicating basically a healthy and t stable community structure; 2) The influence order of all
types of interference on wetland was as follows: forest land loss ＞ sea dyke construction ＞ original habitat damage ＞
Beach enclosure for fish farming ＞ sea level rise ＞ heavy metal pollution in soil． And their contribution rates were 31．
37%，29． 41%，23． 53%，11． 76%，2． 94%，0． 98%，respectively． The human interference intensity was much higher
than natural disturbance intensity． The heavy metal pollution in soil did not threaten the inner health of mangrove wetland．
The interference degree of sea level rise was increasing year by year． The pressure index of external health was 0. 816 0，
ranked as extreme． 3) The coordination between inner health and external environment: the quotient of overall wetland
health (HQW = 0. 735 2) ＜ 1，indicating that negative effects of external interference on the mangrove wetland were
dominant． 【Conclusion】The environmental factors influencing the whole health of mangrove wetland were mainly human
disturbance，among which the beach enclosure for fish farming and the sea dyke construction were the most prominent
influential factors． Human disturbance directly resulted in the reduction of mangrove resources，the destruction of original
beach habitat，the change of topography and geomorphology． These led to the lack of system integrity，the decrement of
stability，the reduction of biodiversity，the risk of the extinction for some mangrove species． The impacts of health pressure
on the inner health of mangrove mainly exhibited the degradation of mangrove community structure． In horizontal structure，
the species number decreased and a part of community types degraded to single species community． In vertical structure，
it mainly presented the simple of community level structure and the degradation of height growth． Previous trees and small
trees degraded to high density shrubs with the height below 1 m． The environmental conditions were against healthy
development of the mangrove wetland． The mangrove wetland tended from basic healthy to general ill． The key measure for
the conversion from contradiction to coordination between mangrove wetland and environment was to reduce and control
human disturbances such as beach enclosure for fish farming and sea dyke construction．
Key words: mangrove wetland; inner health; external pressure; health quotient; health trend
红树林湿地是我国东南沿海陆海生态过渡带独
特的生态系统，在维持海湾河口生态系统的稳定和平
衡中起着不可替代的作用。20 世纪 50 年代初，我国
有近 5 万 hm2 的红树林(王文卿等，2007)，然而，近
40 年来，大规模的毁林围滩(塘)养殖、修筑海堤等围
垦活动，使我国红树林湿地降至约3. 4 万 hm2 (国家
林业局，2013)，其中 80% 是次生林，原生林不足
10%。人类这种长期反复地破坏，不仅使红树林资源
减少、组成及群落结构遭到破坏，而且使红树林湿地
的生产力显著下降，生物效能大大减少，生态服务功
能得不到应有的发挥，健康状况受到严重威胁。因
此，对红树林湿地进行健康评价研究，不仅为人类科
学保护和合理利用湿地资源提供技术支撑，而且为人
类认识红树林湿地重要性提供科学知识，从而自觉保
护红树林湿地，资源得以永续利用。
相关学者研究湿地植物群落结构变化，如吴中华
等(2003)、李艳等(2005)和吴波等(2006)应用植物
群落结构健康指示法，对湿地植物特别是藻类植物群
落结构及其所在的生境做了研究，但是还没有看到用
此方法对红树林湿地植物群落结构健康的评价研究。
目前我国红树林湿地健康评价研究成果不多，有少数
学者(王树功等，2010; 郑耀辉等，2010; 王玉图等，
2010)基于 PSＲ 概念模型对红树林生态系统健康进
行了评价研究。PSＲ 概念模型虽然具有因果关系，但
该模型倾向于环境的静态描述，忽视了健康的动态过
程(Davidson et al．，2007; Ｒapport et al．，2006)，在红
树林湿地生态系统健康评价中的应用还有待完善。
生态系统健康问题，主要是其自身内在结构健康和外
在健康压力综合作用的结果。对于红树林湿地这一
典型的森林湿地而言，植物群落结构稳定、生长旺盛
是其内在健康的主体表现; 使生态系统、植物群落、
或物种结构遭受破坏、并改变其生境的人为和自然因
素构成了健康压力(邬建国，2000; 朱教君等，2004;
Mackey et al．，2000; Pickett et al．，1985); 内在健康及
内在健康与健康压力的协调关系决定其整体(系统)
所处的健康状态。本研究以清澜港红树林自然保护
区为例，应用模糊综合评价模型与综合干扰强度指数
计算模型，评价研究区红树林湿地内在结构健康与外
在健康压力，在此基础上，借鉴医学健康商数理论(张
允平，2001; 李珑，2002)，分析外在健康压力下红树
林湿地整体健康发展趋势，探讨健康压力影响内在结
构健康的机制。为人类在环境与发展、保护与利用中
寻找平衡点。
1 研究区概况
研究区位于海南省文昌市界内的清澜港红树林
保护区(11002—110°30 E，1915—20°09 N)，有
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第 10 期 郭菊兰等: 海南省清澜港红树林湿地健康评价
文昌江和文教河等 8 条大小河流汇入保护区，是典
型的泻湖 －河口湿地生境。该区域潮间带较宽，风
浪微弱，沿岸潮间带的基岩为变质岩，基岩之上的土
壤多是细粉砂软泥和含淤泥的粗粉砂及细砂，0 ～
40 cm土壤为淤泥层，以下则是黑褐色的细砂，呈酸
性(郑德璋等，1995)。在气候上属于热带海洋性气
候，年平均气温 24. 1 ℃，最冷月平均最低气温
10 ℃，历史极端最高气温 39. 1 ℃，极端最低气温
4. 7 ℃，年均降水量 2 000 mm，最高潮位 2. 38 m，最
低潮位 0. 01 m，平均潮差 0. 75 m。
研究区是我国红树植物天然分布种类最多的地
区，也是海南海桑( Sonneratia hainanensis)唯一的分
布区(王文卿等，2007)。这里红树林林地面积大，
树龄长，许多林相显示了原生林的特征，全国最高大
的红树林生长在这里，如树龄百年以上的海莲
(Bruguiera sexangula) 原生林，独特的成片正红树
(Ｒhizophora apiculata)林，小片的木果楝(Xylocarpus
granaturn)群落，除红榄李 ( Lurnnitzera littorea)外，
国内所有的红树植物都可以在本保护区找到。
2 研究方法
2. 1 数据来源
2. 1. 1 样地调查 样地调查数据采集于 2012 年，
在对研究区红树林湿地全面踏查的基础上，选择有
代表性的 10 种群落类型，共调查 40 个样地，对样地
的植物种类、个体数量、树高、地径和盖度等进行调
查(因红树林群落绝大多数无草本层、仅乔木层或
灌木层，因此本研究无草本层调查数据)，并采集样
地土壤样品。土壤样品在实验室内经自然风干、研
磨，然后过 100 目尼龙筛，装入洁净的自封袋密封，
以备分析使用。之后采用电感耦合等离子体发射光
谱法( ICP)测定 Cu，Pb，Zn，Cr 和 As 等重金属元素
含量。数据用于内在健康及外在压力评价。
2. 1. 2 影像图形资料收集 购买 Landsat TM 影像 3
幅(成像时间 1987-06-22，2000-07-27 和 2010-07-07)，
Google 地图，1992 年地形图(1 ∶ 10 000，1∶ 50 000)
和清澜港省级自然保护区红树林资源分布图(基于
2004 年 SPOT 卫星影像解译)。
2. 2 内在健康评价
2. 2. 1 构建内在健康评价指标体系 根据红树林
植物群落结构特点，从群落水平结构和垂直结构 2
方面构建内在群落结构健康评价指标体系，主要评
价指标为: 物种密度、水平多样性指数、物种丰富度
指数、相对高度和垂直结构多样性指数。
2. 2. 2 各评价指标的生态学意义及计算方法 物
种密度 D 为样方内全部植物的个体数，反映样方内
植物的多度，计算公式为:
D = N /A。
式中: N 为群落样方内所有物种的个体数之和;A
为群落样方面积。
垂直结构多样性指数 VSD 以样方内植物高度变
化及不同高度上植物量分布的均匀程度来反映群落
的垂直结构复杂程度。本研究在群落多样性公式(高
保嘉等，1992; 梁金战等，1998)的基础上，用各层植
物数量的权重对其高度加权，以更好地揭示群落空间
结构的复杂程度。垂直结构多样性指数计算公式为:
VSD = Σ niN·
hi( )H ln niN· hi( )[ ]H 。
式中: ni为不同高度层的植物个体数量; hi为各林
层的高度; H 为样方植物总高度。
水平多样性指数 W 反映植物群落或生境的复
杂程度，以及不同自然条件与群落的相互关系，指数
越高，群落健康状态也越好。用 Shannon-Wiener 多
样性指数公式计算:
W = －∑
S
i
Ni
N
·ln
Ni( )N 。
式中: Ni为种 i 的个体数
物种丰富度指数 Ｒ 反映植物群落与环境之间
的关系，丰富度指数愈大，反映群落植物种类愈多，
个体数量分布愈均匀，环境愈稳定，用 Margalef 指数
表示。计算公式为:
Ｒ = S －( )1 / lnN。
式中:S 为种 i 所在群落的物种种类总数。
群落相对高度 本研究以群落样方植物平均高
度作为高生长指标。
2. 2. 3 数据标准化处理 为解决量纲不同难以进行
综合指数运算的问题，需对各指标进行无量纲化处理，
本研究采用极差归一化方法进行无量纲化处理。
正向指标归一化值计算公式:
H ij = Hij － Hij( )min / Hijmax － Hij( )min ;
逆向指标归一化值计算公式:
H ij = Hijmax － H( )ij / Hmax － H( )min 。
存在临界阈值的指标，用适度指标归一化值计
算公式:
H ij = 1 － | Hij － Hijmid | / Hijmax － Hij( )[ ]min 。
式中: H ij 为第 j 个指标中第 i 个群落原始数据归一
化后的值; Hij 为第 j 个指标中第 i 个群落样方原始
数据实测值; Hijmax 为第 j 个指标中各群落样方实测
值中最大值; Hijmin 为第 j 个指标中各群落样方实测
值中最小值; Hijmid 为第 j 个指标的临界阈值。
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林 业 科 学 51 卷
2. 2. 4 评价标准划分 本研究采用分级方法对内
在健康进行评价，划分为很健康、健康、基本健康、一
般病态和疾病 5 个健康级。因群落结构指数
∈［0，1］，因此各健康级的对应值为: ＞ 0. 8 ～ 1，＞
0. 6 ～ 0. 8，＞ 0. 4 ～ 0. 6，＞ 0. 2 ～ 0. 4 和≤0. 2．
2. 2. 5 指标权重确定 采用在模糊评价中广泛应
用的(郭金玉等，2008; 李新等，2011)层次分析法
(AHP)和德尔菲法指标权重确定。首先咨询 5 位
在红树林研究领域有造诣的教授级专家，在此基础
上构建判断矩阵，然后用 Matlab7. 0 软件计算判断
矩阵的特征向量和最大特征根，并进行一致性检验。
根据计算结果，得到指标归一化后的权重。
2. 2. 6 构建健康评价模型 采用隶属度模糊评价
模型:
S = WＲ。
式中: S 为各群落健康评价结果矩阵; W 为各评价
指标归一化权重矩阵; Ｒ 为各评价指标对应的隶属
度矩阵。
2. 3 外在健康压力评价
2. 3. 1 构建外在健康压力指标 分析研究区外在
健康压力驱动机制，参考国内外相关方面的研究并
咨询行业专家，最后确定外在健康压力指标包括:
林地损失百分比、原生境破坏百分比、围塘养殖百分
比、海堤建设百分比、土壤重金属染污系数和海平面
上升速率。
2. 3. 2 健康压力指标说明及数据来源 林地损失
百分比 1987—2010 年红树林损失面积百分比。
数据来源于 TM 遥感影像图形资料处理(朱耀军等，
2013)。
原生境破坏百分比 1987—2013 年后新增红
树林林地面积百分比。数据基于像元计算转移图谱
分析(Munroe et al．，2004; Hietel et al．，2004)。
围塘养殖百分比 1987—2010 年，红树林转出
为养殖塘的面积百分比。数据基于土地利用转移矩
阵分析(朱耀军等，2013)。
海堤建设百分比 红树林向陆一侧海堤延长距
离与红树林海岸延长距离的百分比。根据 2002 年
全国湿地调查结果 (国家林业局森林资源管理司，
2002; 傅海峰等，2014)计算。
重金属染污系数 根据样地调查中得到的试验数
据，采用潜在生态危害指数法(Hakanson，1980)计算:
Cif = C
i
m / C
i
n;
Eir = T
i
r × C
i
f;
ＲI = ∑
n
i = 1
Eir。
式中: Cif 为某一重金属的污染系数，说明该重金属
元素在研究区的污染程度; C im为土壤重金属浓度实
测值;Cin 为计算所需的参比值(环境背景值); C
i
r 为
各重金属的毒性响应系数; ＲI 为描述多个污染物
危害系数的综合值。
海平面上升速率 说明海平面上升对红树林向
海演替的影响。数据来源于 2008 年 1 月 15 日国家
海洋局发布的 2007 年《中国海平面公报》。
2. 3. 3 外在健康压力评价标准 评价标准参照前
人已有的研究方法(和丽萍等，2007; Buckley et al．，
2003; 包维楷等，2000 )，结合研究区实际干扰状
况，提出针对研究区的评价标准，将健康压力等级分
为: 极强度，强度，中度，轻度和微度 5 个干扰级，依
次赋值 5，4，3，2，1 为各干扰级的上限值，各干扰
级的区间为 ＞ 4 ～ 5，＞ 3 ～ 4，＞ 2 ～ 3，＞ 1 ～ 2
和0 ～ 1。
2. 3. 4 指标权重 采用层次分析法(AHP)和德尔
菲法。首先咨询 5 位在红树林研究领域有造诣的教
授级专家，在此基础上构建判断矩阵，然后用
Matlab7. 0 软件计算判断矩阵的特征向量和最大特
征根，并进行一致性检验。根据计算结果，得到指标
归一化后的权重。
2. 3. 5 健康压力指数计算模型 健康压力指数采
用综合干扰强度模型计算(邱彭华等，2012):
Dc = ∑
m
j
Mij × a( )i 。
式中:Dc为 健康压力指数; Mij为 第 i 种干扰类型第
j 强度赋值; ai为 第 i 种干扰类型权重; i 为 干扰类
型; j 为 干扰强度等级; m 为 干扰类型种类数。
2. 4 整体健康趋势分析
医学界用健康商数 ( health quotient)理论来判
定个体所处环境和个人行为因素对健康的影响和作
用趋势(张允平，2001; 李珑，2002)。本研究借此
理论来分析红树林湿地整体健康发展趋势。计算方
法为:
HQw =
HD t
Dc
。
式中: HQw为 t 时间内红树林湿地整体健康商数;
HD t为 t 时间内内在健康指数;Dc为 t 时间内外在健
康压力指数。
HQw表征红树林湿地整体健康发展趋势，当
HD t ＞ Dc，即 HQw ＞ 1 时，红树林湿地整体健康处于
正向发展状态; 当 HD t ＜ Dc，即 HQw ＜ 1 时，红树林
湿地整体处于退化状态，向着逆健康方向发展，且随
着 HQw值的减小，健康状态趋于恶化; 当 HD t = Dc
02
第 10 期 郭菊兰等: 海南省清澜港红树林湿地健康评价
时，红树林湿地整体健康处于维持状态。
3 结果与分析
3. 1 内在健康评价
基于样方调查值、群落结构指标归一化值与相
应的归一化指标权重(表 1)，应用模糊综合评价模
型，得到各群落类型结构健康指数和整体内在健康
指数，对照健康分级标准，对各群落类型和整体内在
健康评价(表 2)。
3. 1. 1 内在健康指数 表 2 结果显示，研究区红树
林湿地内在健康指数平均值为 0. 599 9，表现为基本
健康。各群落类型健康状态参差不齐，10%的群落
类型表现为很健康，30% 的群落类型表现为健康，
40%的群落类型表现为基本健康，20%的群落类型为
一般 病 态。各 群 落 类 型 健 康 度 表 示 为: 海 漆
(Excoecaria agallocha) +木榄(Bruguiera ymnorrhiza)
表 1 红树林湿地群落结构指标归一化值
Tab. 1 Normalized value of community structure index in mangrove wetland
指标
Index
密度
Species density
群落平均高度
Community mean
height
物种丰富度
Species richness
水平结构多样性
Horizontal structure
diversity index
垂直结构多样性
Vertical structure
diversity index
权重 Weight 1 2 5 6 4
归一化权重
Normalized weight
0. 055 6 0. 111 1 0. 277 8 0. 333 3 0. 222 2
群落﹥红树 ( Ｒhizophora apiculata) + 木果楝群落
﹥红树群落﹥红树 + 海莲 ( Bruguiera sexangula)
群落﹥角果木 ( Ceriops tagal)群落﹥海莲群落﹥
角果木 + 木榄(Bruguiera ymnorrhiza)群落﹥红树 +
杯萼海桑 ( Sonneratia alba)群落﹥榄李 ( Lumnitzera
racemosa) +角果木群落﹥杯萼海桑群落。海漆 +
木榄群落是唯一“很健康”的群落，杯萼海桑群落与
榄李 +角果木群落表现为一般病态，是健康状态最
差的群落类型。
3. 1. 2 群落垂直结构健康指数 综合群落平均高
度指数与垂直结构多样性指数 (表 2 )，红树林群
落垂直结构健康表现为海莲群落﹤红树群落﹤杯
萼海桑群落﹤海漆 + 木榄群落﹤红树 + 杯萼海桑
群落﹤红树 +海莲群落﹤红树 + 木果楝群落﹤角
果木 +木榄群落﹤角果木群落﹤榄李 + 角果木群
落。群落平均高度指数平均值为 0. 047 8，对群落
健康指数平均值(0. 599 9)的贡献率小，降低了群
落结构的健康度，垂直结构多样性指数(0. 181 9)
较群落平均高度健康指数对群落健康指数平均值
的贡献率高。红树 + 海莲群落、红树 + 杯萼海桑
群落垂直结构多样性指数与群落平均高度指数相
对较高，表现了较好的垂直结构; 海莲群落类型平
均高度指数(0. 111 1)最高，是研究区高生长表现
最好的群落类型，但是该群落类型垂直分层不是
最好; 榄李 + 角果木群落垂直结构多样性指数与
群落平均高度指数均为0. 000 0，垂直结构表现为
单层矮林。
表 3 结果显示，海莲群落、红树群落、红树 +
木果楝群落 3 个群落类型垂直分层达到 3 层以上，
群落高度达到 5 m 以上; 杯萼海桑群落、红树 + 杯
萼海桑群落、红树 +海莲群落和海漆 + 木榄群落 4
个群落类型垂直高度在 1 ～ 5 m，分 h2 和 h3 2 个高
度层; 角果木群落和角果木 + 木榄群落 2 个群落
类型垂直高度为 1 ～ 3 m，分 h1 和 h2 2 个高度层;
榄李 +角果木群落类型垂直高度在 1 m 以下，只
有 h1 这 1 个高度层。研究区红树植物群落主体表
现为矮林 －灌丛。
3. 1. 3 群落水平结构健康指数 综合群落物种丰
富度指数与水平结构多样性指数，红树林群落水平
结构健康表现为 海漆 + 木榄群落﹤红树 + 木果楝
群落﹤角果木群落﹤红树群落﹤角果木 + 木榄群
落﹤榄李 +角果木群落﹤红树 +海莲群落﹤红树 +
杯萼海桑群落﹤海莲群落﹤杯萼海桑群落。表 2 结
果显示，群落 Margalef 指数平均值 (0. 102 5) 和
Shannon-Wiener 指数平均值 (0. 226 3)对内在健康
指数平均值(0. 599 9)有较大贡献率，提升了内在健
康。但不同群落类型水平结构健康指数对内在健
康指数贡献率的差异较大，红树 + 木果楝与海
漆 +木榄 2 个群落类型的水平结构多样性与物种
丰富度表现最好，对内在健康指数的贡献率最大;
杯萼海桑群落为单一种群群落，物种丰富度与水
平结构多样性指数均为 0. 000 0，影响了群落内在
健康; 红树、角果木 +木榄和榄李 +角果木这 3 个
群落类型物种相对较少，但各种个体分配相对均
匀; 角果木群落类型物种虽然较多，但其各种间个
体数量均匀度较低; 海莲、红树 + 杯萼海桑和红
树 +海莲这 3 个群落类型植物种类少(表 3)，水平
结构多样性低。
12
林 业 科 学 51 卷
表 2 红树林湿地内在健康指数
Tab. 2 Inner health index of mangrove wetland
群落类型
Community
type
物种密度
Species
density
物种丰富度
Species
richness
水平结构
多样指数
Shannon-Wiener
horizontal structure
diver sity index
群落平
均高度
Community
mean height
垂直结构
多样指数
Vertical structure
diversity indey
群落内在
健康指数
Community
inner health
index
健康级别
Health grade
杯萼海桑
S． alba
0. 048 8 0. 000 0 0. 000 0 0. 061 8 0. 209 8 0. 320 3 一般病态
General ill
海莲
B． sexangula
0. 049 8 0. 041 4 0. 187 8 0. 111 1 0. 204 9 0. 595 0 基本健康
Basic health
红树
Ｒ． apiculata
0. 054 9 0. 096 0 0. 252 1 0. 100 9 0. 197 1 0. 701 1 健康
Health
红树 +杯萼海桑
Ｒ． apiculata +
S． alba
0. 055 3 0. 033 1 0. 225 0 0. 041 7 0. 220 6 0. 575 7 基本健康
Basic health
红树 +海莲
Ｒ． apiculata +
B． sexangula
0. 054 9 0. 064 5 0. 244 1 0. 036 2 0. 222 2 0. 621 9 健康
Health
红树 +木果楝
Ｒ． apiculata +
X． granatum
0. 051 8 0. 185 5 0. 309 2 0. 040 7 0. 193 3 0. 780 6 健康
Health
角果木
C． tagal
0. 036 2 0. 152 9 0. 214 7 0. 003 2 0. 189 8 0. 596 8 基本健康
Basic health
角果木 +木榄
C． tagal +
B． ymnorrhiza
0. 047 1 0. 084 7 0. 250 7 0. 004 5 0. 191 8 0. 578 8 基本健康
Basic health
榄李 +角果木
L． racemosa +
C． tagal
0. 006 8 0. 088 7 0. 246 4 0. 000 0 0. 000 0 0. 341 9 一般病态
General ill
海漆 +木榄
E． agallocha +
B． ymnorrhiza
0. 007 8 0. 277 8 0. 333 3 0. 078 2 0. 189 3 0. 886 5 很健康
Very health
群落平均值
Community
average value
0. 041 3 0. 102 5 0. 226 3 0. 047 8 0. 181 9 0. 599 9 基本健康
Basic health
表 3 红树林湿地群落结构指标值①
Tab. 3 The index value of mangrove wetland community
群落类型
Community types
高度分层 hi
Height layered /m
群落物种数
Community species number
植物密度
Plant density
杯萼海桑 S． alba h2，h3 1 1 300
海莲 B． sexangula h3，h4，h5，h7 2 1 600
红树 Ｒ． apiculata h2，h3，h4 4 3 600
红树 +杯萼海桑 Ｒ． apiculata + S． alba h2，h3 2 3 200
红树 +海莲 Ｒ． apiculata + B． sexangula h2，h3 3 3 500
红树 +木果楝 Ｒ． apiculata + X． granatum h2，h3，h4 6 2 200
角果木 C． tagal h1，h2 7 9 000
角果木 +木榄 C． tagal + B． ymnorrhiza h1，h2 4 5 800
榄李 +角果木 L． racemosa + C． tagal h1 5 17 600
海漆 +木榄 E． agallocha + B． ymnorrhiza h2，h3 8 1 800
①h1 :≤1 m;h2 : ＞ 1 ～ 3 m; h3 : ＞ 3 ～ 5 m; h4 : ＞ 5 ～ 7 m; h5 : ＞ 7 ～ 9 m;h6 : ＞ 9 ～ 11 m; h7 :≥11 m．
3. 1. 4 群落密度健康指数 榄李 + 角果木群落与
海漆 +木榄群落的物种密度指数均低于群落平均值
(0. 041 3)，分别为 0. 006 8 与 0. 007 8(表 2)，植株
密度分别为 176 与 13(表 3)，前者表现为密实的灌
22
第 10 期 郭菊兰等: 海南省清澜港红树林湿地健康评价
丛次生林; 后者为纯过熟林，缺乏更新层，因只有枯
损没有更新而使群落密度下降。群落密度和植物密
度两极化均为群落退化的表现。
3. 2 外在健康压力评价
基于土壤试验分析及影像图形资料数据获取健
康压力指标值，归一化处理和权重赋值，应用综合干
扰强度模型计算得到外在健康压力指数及各干扰类
型贡献率(表 4)。
3. 2. 1 外在健康压力指标值 林地损失百分率:
1987—2010 年，研 究 区 红 树 林 面 积 损 失 率 约
为 37%。
原生境破坏百分比: 研究区现有 (2013 年)红
树林湿地中，39%的红树林为 1987 年后恢复，即至
少有 39%的红树林湿地的原生境被破坏。
围塘 养 殖 百 分 比: 1987—2010 年，研 究 区
32. 4%的红树林转出为养殖塘。
海堤建设百分比: 研究区 80%的红树林为堤前
红树林。
土壤重金属染污系数: 研究区红树林湿地土壤
重金属生态污染风险系数为 7. 5612。
海平面上升速率: 近 30 年来，中国海平面平均
上升速率为每年 3 mm。
3. 2. 2 外在健康压力强度综合评价 表 4 显示，研
究区综合干扰强度为 4. 080 0，归一化值为 0. 816 0，
属于极强度干扰。从研究区各干扰类型的干扰强度
得分值来看，对红树林健康压力最大的是林地损失
百分比与海堤建设百分比，贡献率分别为 31. 37%
和 29. 41% ; 其次是原生境破坏百分比、围塘养殖百
分率和海平面上升速率，土壤重金属染污系数最为
轻微。
表 4 干扰强度综合评价指数
Tab. 4 Composite evaluation index of interference intensity
干扰类型
Interference type
权重
Weight
归一化权重
Normalized weight
干扰强度赋值
Value of interference
intensity
干扰类型得分
Score of
interference type
各干扰类型贡献率
Contribution rate of
interference
type(% )
林地损失百分比
Percentage of forest land loss(% )
8 0. 320 0 4 1. 280 0 31. 37
原生境破坏百分比
Percentage of original habitat damage(% )
6 0. 240 0 4 0. 960 0 23. 53
围塘养殖百分比
Percentage of pond aquaculture
3 0. 120 0 4 0. 480 0 11. 76
海堤建设百分比
Percentage of sea wall construction(% )
6 0. 240 0 5 1. 200 0 29. 41
土壤重金属染污系数
Coefficient of soil heavy metal pollution
1 0. 040 0 1 0. 040 0 0. 98
海平面上升速率
Sea level rise rate
1 0. 040 0 3 0. 120 0 2. 94
综合干扰强度
Comprehensive interference strength
4. 080 0
3. 3 整体健康趋势
基于健康商数理论模型，对红树林湿地整体健
康进行分析，得出湿地整体健康商数 HQW =
0. 735 2，即 HQW ＜ 1，表明研究区红树林湿地整体上
处于逆健康状态，外界干扰对红树林湿地的负面影
响占主导地位。
4 结论与讨论
1987—2010 年，研究区红树林持续减少了 688
hm2，约为 1987 年研究区红树林面积的 37% (朱耀
军等，2013)，围塘养殖与海堤建设是红树林湿地面
积减少的主要贡献者。由此导致红树林生产力下
降，群落生境丧失，局部红树植物灭绝，生物多样性
降低。与此同时，建在中潮带上的海堤，不仅使生长
在这里最繁茂的中高潮带红树植物消失，而且阻断
了红树林向陆演替的通道，使红树林在应对全球变
化导致的海平面上升方面没了“退路”。最终导致
红树林湿地生态服务功能下降。
1987—2010 年，研究区 32. 4%的红树林转出为
养殖塘，这些养殖塘镶嵌在红树林湿地之中; 至
2010 年，现有红树林的 39% 为 1987 年后恢复; 有
80%的红树林为堤前红树林。这直接导致湿地原生
境地形地貌被改变、生境的完整性与稳定性被破坏，
使得群落特定生态位序列被改变、群落结构退化，突
出表现为高生长与种群结构方面。具体表现为: 杯
萼海桑群落水平结构为单一种群的纯林; 榄李 +角
32
林 业 科 学 51 卷
果木群落高度退化为 1 m 以下的单层灌丛林，角果
木群落与角果木 +木榄群落 83%以上的植物为 1 m
高的灌丛、17%的植物生长高度不超过 3 m(表 3)。
据林鹏等(1985)研究，角果木和榄李在海南的自然
生长高度应分别为高 3 m 左右和 1. 5 ～ 2 m。
红树林湿地整体健康的提高是红树林湿地的管
理目标，降低外在健康压力强度是湿地向健康方向
发展的主要手段，研究区虽然健康压力的主要贡献
者为林地损失、原生境破坏、围塘养殖和海堤建设 4
大因子，但是，林地损失、原生境破坏主要是由围塘
养殖和海堤建设所导致。因此，研究区红树林湿地
向健康方向发展的主要途径是减少围塘养殖和海堤
建设。
有学者基于静态的 PSＲ 概念模型对清澜港红
树林湿地生态系统健康进行了评价研究 (王友绍，
2013)。评价结果为亚健康，但是对研究区域的健
康发展趋势无法预见。PSＲ 概念模型各组分彼此孤
立，忽略了组分间相互作用的动态过程，本研究以动
态研究方法，综合分析湿地整体健康商数与湿地内
在健康，不仅评价研究对象目前所处的健康状态，而
且反映研究对象的健康动态趋势。这对于红树林湿
地的健康经营更具有指导意义。因此认为动态化、
直观化的研究方法应成为今后红树湿地生态系统健
康评价的一个重要研究方向。
本研究结果表明: 研究区内在健康指数为
0. 599 9，表现为基本健康，其中 10%群落类型表现
为很健康，30%的群落类型表现为健康，40%的群落
类型表现为基本健康，20%的群落类型表现为一般
病态，说明研究区红树林群落结构尚能稳定，可发挥
基本的生态功能; 外在健康压力强度指数为
0. 816 0，强度等级为极强，已对红树林湿地健康构
成严重威胁，围塘养殖和海堤建设是威胁红树林湿
地健康的主要因子; 在外在健康压力因子的干扰之
下，研究区整体健康商数(HQW = 0. 735 2) ＜ 1，红树
林湿地由基本健康向一般病态的方向发展，存在健
康风险; 研究区 80%的红树林为堤前红树林，海平
面以平均每年 3mm 的速度上升，这不仅导致堤前红
树林林带宽度变窄，群落结构退化，还可能会导致部
分红树植物在局地消亡; 1987—2010 年，32. 4% 的
红树林转出为养殖塘，这部分养殖塘是红树林宜林
地，也是今后红树林湿地恢复的主要土地资源。
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(责任编辑 于静娴)
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