景观生态学方法在拉鲁湿地生态环境质量评价中的应用.doc

景观生态学方法在拉鲁湿地生态环境质量评价中的应用东北水利水电2004年第4期(第22卷237期2文章编号】loo20624(2004)04004603景观生态学方法在拉鲁湿地生态环境质量评价中的应用胡波1,黄川友,袁利敏(四川大学水电学院,成都610065)摘要景观生态学以景观为研究对象,强调景观结构和功能对生态过程的影响.在湿地的生态环境质量评价中,导入景现生态学的理念法,为生态环境质量评价提供新的思路和视角.文章介绍了湿地景现生态环境评价指标体系,单项指标因子的评价模式和综合评价方法.关键词景现生态学;环境质量评价;湿地中图分类号X82文献标识码B湿地是一种介于陆生生态系统和水生生态系统之间的具有独特水文,土壤,动植物特征的一种生态系统.湿地是生物圈种一种重要的过渡生态系统.特别重要的是湿地具有的对人类的各种各样的功能和效用.湿地有物种基因库和自然之肾的美誉.但是,全球的湿地资源正在遭受着史无前例的破环.因此,作为生态环境保护和环境可持续发展的重要组成部分,湿地的保护和合理开发利用成为当前环境保护的热点.对湿地的生态环境质量的评价为人们正确认识湿地并合理利用湿地,保护湿地,对湿地生态环境规划及管理等决策提供了科学的依据.在现代地理学和生态学结合下产生的景观生态学,以景观为研究对象,强调景观结构和功能对生态过程的影响,重视景观中生物群落与主要环境条件之间错综复杂的因果反馈关系,对推动生物多样性保护从物种范式向景观途径转变起到了积极的作用.在湿地的环境质量评价中引入景观生态学的概念,将为环境质量评价提供新的思路和视角.1景观生态学有关的概念和原理景观生态学是地理学,地质学,生态学,水文学,土壤学,社会经济学等多学科交叉的新兴的边缘学科,由于继承关系,景观生态学的许多概念来自于相邻学科,如空间格局,生物多样性,异质性等均是群落生态学中描绘物种分布时的概念.异质性早已被视为生态系统的主要属性之一,它来源于与干扰,环境的变异和植被的内源演替,而景观生态学则进一步研究了空间异质性的维持和发展,异质性景观组分在时间和空间上的相互作用及能量,物质交流,异质性对生物与非生物过程的影响以及如何对这种异质性进行管理.景观生态学中的另一些主要概念.拼块,廊道和模地(或基质)则来自于生物地理学(主要是植物地理学)中对不同群落分布形式的描述,景观生态学给予更加明确的定义,从而形成一套专有的概念和术语体系.景观元素(或景观结构组分)地面上相对同质的生态要素或单元,包括自然因素和人文因素.从生态学角度看,景观元素可以看成是一个个的生态系统.根据层级理论,低层级景观异质性被更高层级的景观所吸纳.因此,当从更低层级的角度来研究景观元素时,景观元素仍然是异质性的,如把村落看作是农业景观中的元素时,进一步分析,它仍然是由房屋,院落,属篱,粮仓等成分组成.根据元素的几何形状与相互关系,景观元素有3种类型:拼块,模地,廊道.拼块.一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域.拼块的大小,形状,类型,异质性,【收稿日期】2004-1218【作者简介】胡波(1976一),男,四川什邡人,硕士,主要从事环境影响评价与保护方面的研究.2004年第4期(第22卷237期)东北水利水电47边缘特征等重要的性状有很大的差别,拼块就像天空中的一朵朵的云,海洋上的一个个岛屿,水磨石地面上的一颗颗大理石碎块一样,嵌在模地中,与模地居于不同的物种组成.模地.景观中的在很大程度上决定景观性质的背景地域,如,沙漠即是绿洲的背景地,森林是伐木地块的模地.廊道.景观中不同于两侧模地的狭长地带.廊道通常可以看作是一个线状或带状的的拼块.廊道可以是一个孤立的带,但经常与有相似组分的拼块(至少一端)相连.廊道,拼块和模地之间存在着动态的相互作用,流的大小和方向随时间而变化,三者之间并非绝对的,而是相互转化和更替的.这样就产生了景观的变化及演替.2景观生态学在拉鲁湿地的生态环境质量评价中的应用2.1拉鲁湿地景观生态环境质量评价指标体系的建立依据指标体系建立要本着科学性,可操作性,敏感性和完备性的原则,根据拉鲁湿地景观的实际情况,经过筛选,本文拉鲁湿地景观生态环境质量评价指标体系的设置见图1.指标体系生物ll茎llll耋图1拉鲁湿地景观生态环境质量评价指标体系本文主要选取以上这些现有手段易于获得的,能够从各个层次和不同方面敏感反映湿地景观生态环境质量的指标因子建立评价体系.压力指标对湿地的未来的生态环境质量及时作出预警,状态指标能够敏感的反映生态系统的活力和湿地功能水平的当前状况,响应指标描述了湿地景观生态系统的生态完整性.因此,本文评价建立的生态环境质量评价指标体系既可以反映出评价湿地的生态环境质量的当前状态,也可预测湿地生态质量变化趋势(相对于原始的状态),能够及时了解湿地生态环境质量(或者健康状态)的动态变化过程,从而有效地克服忽视人类活动影响的其他评价方法的不足.2.2单项指标因子的评价模式和综合评价方法的建立本文采用逻辑斯蒂增长曲线(Logistic)(s型曲线),这一关系曲线是20世纪20年代洛特卡和沃尔泰勒在种群生态学中的种群数量增长过程的研究中提出的,至今仍然被广泛的使用.设拉鲁湿地的生态环境质量评价指标体系的单项指标评价模型为:一17e恤拈式中尸L_一表示单项指标的生态环境质量指数评价值(无量纲值);R一表示单项指标测度值(%).对于常数.b,采用下面的方法确定:设当R?0.01时,P的值近似到0.001;设当R?0.99时,P的值近似到0.999,则此时方程中的,b的值求解分别为4.595和9.19,因此,拟选的单项指标评价模型最终为:印(2)l?e对于各单项指标,当指标量值增加与生态环境质量的增加方向相同时(ORAm,职埘,FISH,HABI),其评价模型采用(2)式;当单项指标量值的增加方向与生态环境质量增加方向相反时(AREA,WATER),则采用下面(3)式进行评价:(3)2.3对指标进行综合评价采用各单项指标的加权平均法来对湿地生态环境质量进行综合评价,得到湿地生态环境质量的综合评价指数(CE1).对各单项指标的权重的确定,采用特尔斐方法,通过电子邮件或者信函的方式向国内生态学研究方面相关的20名研究人员进响应指标T工湿地斑块破碎度指数生态功能T工水禽栖息地指数东北水利水电2004年第4期(第22卷237期)行问卷调查,并将返回的结过进行汇总整理并再次反馈给各位研究人员,进行再一轮的评判,如此经过4轮,各位专家的意见(确定各评价指标在综合评价中的权重系数)基本一致.并以此问卷结果作为各单项指标的综合评价模式中的合理的权重系数.最后,对拉鲁湿地的综合生态环境质量的评价采用下面的加权模型,得到有关拉鲁湿地生态环境质量的综合评价指数(CEI):CEI?(4)参照已有的研究成果(叶亚平,刘鲁君,2000,中国省域生态环境质量评价指标体系研究,环境科学研究,Vo1.13,2000(3);何池全,崔保山,赵志春,吉林省典型湿地生态评价,应用生态,2001(5),本文对拉鲁湿地综合评价指数CEI进行等级划分,分类结果见表1.表1拉鲁湿地综合评价指数CEI等级划分表湿地景观保持程地景观较好良好的自然状的保持自然状态,结构完整,态,结构较完活力很强,功功能水平正能水平正常,常,恢复能力恢复能力很强较强用本文确定的方法和指标体系来对拉鲁湿地景观的生态环境质量进行定量化评价,得到的结果见表2.评价得到的拉鲁湿地景观生态环境质量属于分类级别中的第三级,评价结果表明:拉鲁湿地天然状态已经受到相当程度的改变,变化明显(湿地开放水面面积减少30%,湿地总面积减少38%,北部有零星荒漠化现象出现),湿地景观结构受到了一定程度的破坏,景观完整性被破坏,活力有所削弱,湿地景观功能水平出现明显降低,景观对外界干扰的恢复力开始出现降低,湿地景观的生态环境质量已出现明显的退化.特别值得注意的是湿地景观退化的受人为排水的影响明显,湿地生物中的鱼类,湿地生物物质生产的第一性生产力和湿地作为重要水禽栖息地的功能在湿地的退化过程中表现显表2拉鲁湿地景观的生态环境质量定量化评价表着,在湿地景观整体结构层面上,拉鲁湿地的完整性在湿地生态环境质量退化过程中丧失严重.3小结本章中用建立的湿地的生态环境质量评价程序,方法和模式从包括景观在内的各个层次上,从非生物的,生物的,生态的和景观格局的等各方面对拉萨市拉鲁湿地的生态环境质量进行了定性和定量的评价,评价结果表明,该湿地的生态环境质量与原始天然状态相比已经出现一定程度的退化,由于近4O年来特别是过去1O年中的人为的无节制的干扰,湿地景观的结构,生态过程和景观功能水平都有所破坏或丧失并还在继续进行,湿地景观完整性被破坏丧失,系统活力大大减退,抗干扰能力降低.但湿地景观尚未彻底毁坏,还具有一定的生态恢复能力,应该立即着手加以保护和恢复.参考文献1中国湿地编着委员会.中国湿地植被M.北京:科学出版社.2王家玲等.环境微生物M.