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近17年鄱阳湖区生态系统健康时空变化研究
作者:周云凯 白…  文章来源:环境科学学报  点击数6214  更新时间:2012/8/10 4:11:42  文章录入:ahaoxie  责任编辑:ahaoxie

324 指标权重的确定

权重是以某种数量形式对比,权衡被评价系统中诸因素相对重要程度的量值.确定权重的方法有Delphi (又称专家打分法) 、层次分析法(AHP) 、主成分分析法、因子分析法等(彭建等,2007).目前,以层次分析法应用最为广泛,也相对成熟,因此,本文采用层次分析法来进行指标权重的确定.经计算,得到各指标权重如表1所示.

325 评价单元的选择

评价单元是进行生态系统健康评价的最基本单位.在评价单元的选择上,一方面考虑到研究区资料获取的便利性和可行性;另一方面,考虑到研究目标主要是为区域生态环境管理和保护提供参考依据,因此,本文选取以县域行政区作为基本的评价单元.

33 综合评价模型

在进行生态系统健康评价时,通过生态系统健康指数大小反映区域生态系统健康的优劣程度.考虑到本文将研究区划分为多个子区域,因此,在建立评价模型时需要从两部分进行构建,其中,子区域评价模型为:

式中,EHIi为第i个子区域的生态系统健康指数,指数值越大,说明区域系统越健康; Xij为第i个子区域第j个评价指标标准化后的值; Wj为第j个评价指标的权重; m为评价指标的个数.

整个研究区的评价模型为:

式中,EHI为生态系统总健康指数; EHIi为第i个子区域的生态系统健康指数; Wi为第i个子区域的面积权重(3) ; n为子区域的个数; 其他参数意义与公式(17) 相同.

3 各子区域的面积权重

34 生态系统健康等级划分

参考各生态系统健康等级划分标准(吴炳方等,2007; 段树国等,2007; 申艳萍,2008),结合鄱阳湖区实际情况,将湖区生态系统健康水平由优到劣划分为5个等级(4)

4 湖区生态系统健康等级划分

4 结果分析

根据建立的鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系及评价模型,分别对各个子区和湖区的健康指数进行计算,可以得到3个时期(1989 年、1999 年、2006 ) 湖区及各子区的生态系统健康指数及构成.

41 湖区生态系统健康时间变化分析

411 压力分析

压力指数用于描述自然过程或人类活动对生态系统所形成的干扰和胁迫,一定程度上反映区域生态系统所承受的压力程度或是人类向生态系统进行资源索取的强度.从压力指数变化情况来看,湖区生态系统压力指数逐渐减小(3),表明湖区生态系统所承受的压力正在逐渐加大(由于压力各指标都是对生态系统健康具有消极意义的指标,计算时均进行了正向化处理,指数增大,表示该指标对系统压力减小,指数减小,表示该指标对系统压力增大)

3 19892006 年湖区压力指数及构成变化

从压力构成指标变化来看,湖区生态系统压力增加主要是由人口密度逐渐增大、工业化和城镇化快速发展及化肥的大量施用所引起.研究期间,鄱阳湖区人口数量明显增加,从1989 年的7237×104人增加到1999 年的8322×104 人,到2006 年湖区人口已增加到93513×104 人,增加速度加快.人口的增加,一方面需要将更多土地类型转变为居住用地和其他建设用地,另一方面人们为了满足自身生存和发展的需要,加大了对湖区自然资源的开发和利用程度,导致部分资源出现短缺,甚至衰竭,一定程度上破坏了湖区的自然和半自然生态系统,加大了湖区生态系统的压力.与此同时,湖区工业也在快速发展,第二产业增加值占地区GDP 的比重由1989 年的032 增加到1999 年的035,到2006 年已增加到041,工业化进程不断加快,这进一步增大了湖区生态系统的压力.此外,湖区化肥施用量也在逐步增加,由1989 年的2008 kg·hm-2 增加到1999 年的4752 kg·hm-2,到2006 年增加到6842kg·hm-2,化肥的过量施用使得河、湖等水体的污染负荷增多,导致部分水体出现富营养化现象(章茹等,2008),一定程度上也增大了湖区生态系统的压力.研究期间,只有农业垦殖活动造成的压力在逐渐减小,这与1998 年后实施的退田还湖和退耕还林政策有关,受生态退耕的影响,湖区农业开垦活动得到遏制,更多的耕地逐渐转变为林地、草地和水体等类型(周云凯等,2011)

412 状态分析

状态指数是生态系统健康评价中最重要的指标,它不仅反映生态系统在自然和人为因素作用下的结果,也反映生态系统结构和功能在外力的干扰和胁迫下所处的状态.从状态指数的变化情况来看,鄱阳湖区生态系统的状态指数也表现为逐渐减小(4),一定程度上反映出湖区生态系统的结构趋向于不合理,生态系统的功能也有所减退.

4 19892006 年湖区状态指数及构成变化

从状态的构成指标来看,湖区状态指数下降主要由水面率减小、生态弹性度降低、破碎化指数增大所引起.受自然因素和人类活动的影响,湖区水域面积出现大幅减少,水面率明显降低,而城镇建设用地则不断增加,由上述变化引起的生态系统弹性度指数逐渐减小,这意味着在自然和人为因素的干扰下,湖区生态系统弹性和恢复力逐渐降低,其对湖区生态系统健康水平的提高起到了一定的阻碍作用.而随着湖区产业结构的调整和退耕还林、退田还湖政策的实施,林草覆盖率略有增加,景观多样性指数也有所升高,这表明人为有意识的保护活动对生态系统结构的完善和功能的发挥起到一定的促进作用.但人类活动对生态系统的影响是两方面,一方面,人们在面对生态环境退化时,积极地采取措施防止环境进一步恶化; 另一方面,人们通过工程、技术手段不断地对环境资源进行开发利用,近17 年湖区城镇建设、道路建设及农业生产活动使得许多大的景观斑块被割裂开来,导致景观破碎化程度加深,平均斑块面积减小,这对湖区生态系统结构造成了一定的破坏.

413 响应分析

响应指数主要反映人类为防止生态环境恶化和恢复生态系统健康所做出的反应,对生态系统的健康发展起着积极推动作用.从湖区生态系统响应指数的变化情况来看,响应指数整体呈现增大趋势(5),反映出人类在开发利用湖区自然资源的同时,对生态环境保护重要性的认识逐渐加深,积极采取有效措施防止生态系统健康向着不利方向发展.

5 19892006 年湖区响应指数及构成变化

从响应构成指标来看,湖区生态系统响应指数增加主要通过建立保护区和提高污水处理率来实现.从20 世纪80 年代开始,为防止湖区生态环境恶化和保护生物多样性,部分县市相继建立自然保护区和生态示范区,如1983 年在永修县建立的以保护白鹤等越冬珍禽栖息地为主的鄱阳湖自然保护区;1997 年在新建县建立了保护湿地生态系统和鱼类、鸟类资源的鄱阳湖南矶湿地自然保护区,在进贤县建立了小天鹅野生动物自然保护区,以及在永修县建立了以保护亚热带常绿阔叶林生态系统为主的云居山自然保护区; 2000 年以后,在都昌县和鄱阳县分别建立了以保护白鹤和江豚为主的江西省候鸟保护区和鄱阳湖长江江豚自然保护区等; 这些保护区的建立一定程度上减缓了湖区生态环境的恶化趋势.此外,随着各县市配套设施的建立和技术的改进,湖区污水处理能力也在逐渐增强,污水处理率由1989 20% 左右提高到1999 年的30% 以上,2006 年湖区部分县市的污水处理率已经达到44%以上,很大程度上减轻了湖区生态系统的污染负荷,对湖区生态系统健康状况的改善起到了积极作用.而在环保投入资金上,虽然近20 年间投入的环保资金总量有所增加,但其占地区GDP 的比重变化并不显著,这也是维持和改善湖区生态系统健康状况有待提高的一个方面.

 

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