P-S-R模型在海河流域湿地生态安全评价中的应用

第２８卷第４期　水资源保护　２０１２年７月　Ｖ０１．２８　Ｎｏ．４　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　ＰＲ　ⅡｌＣⅡＯＮ　Ｊｕ１．２０１２　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－６９３３．２０１２．０４．００８　Ｐ—Ｓ—Ｒ模型在海河流域湿地生态安全评价中的应用　户　超　，王洪翠２，罗　阳２　（１．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８；２．海河水利委员会，天津３００１７０）　摘要：以生态安全理论为基础，基于湿地普查和重点湿地调查结果，应用Ｐ．ｓ．Ｒ模型，从压力、状态、　响应３个方面对海河流域１０个重要湿地进行生态安全评价。结果表明：海河流域重要湿地生态安　全状况不容乐观，１０个重要湿地中有９个处于预警状态，１个处于中度预警状态。其中生态安全指　数最高的是大黄堡洼，为５．９９５０，最低的为大浪淀湿地，为３．８３４０，海河流域湿地整体生态安全状况　近年来有向中度预警甚至极度预警状态恶化的趋势；指出必须重视海河流域湿地的生态安全建设。　关键词：Ｐ－Ｓ．Ｒ模型；湿地；生态安全；海河流域　中图分类号：Ｘ８２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６９３３（２０ｌ２）０４—００３８—０４　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐ・－Ｓ・－Ｒ　ｍｏｄｅｌ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｔｌａｎｄ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｉｎ　Ｈａｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ　删Ｃｈａｏ　，ｗ　６　ｉＧ　Ｈｏｎｇ－ｃｕｉ２，ＬＵＯ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｏｈａｉ　Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，　ｇｎ　２１００９８，Ｃｈｉｎａ；　’　２．Ｈａｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１７０，Ｃｈｉｎａ）　＋　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｗｅｄａｎｄ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｔｅｎ　ｍａｊｏｒ　ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｉｎ　ｈｔｅ　Ｈａｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ　ｗｅｒｅ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ—ｓｔａｔｅ—ｒｅｓｐｏｎｓｅ（Ｐ－Ｓ－Ｒ）ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｔｈｅ　ｅｃｏ—　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌａ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｈｕｍａｎ　ａｎｄ　ｓｏｃｉｌａ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｓａｉｓ￣ｉｎｇ．Ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｎ　ｍａｊｏｒ　ｗｅｔｌｎａｄｓ，ｎｉｎｅ　ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ・ｗａｒｎｉｎｇ　ｓｔａｔｅ　ａｎｄ　ｏｎｅ　Ｗａｓ　ｉｎ　ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅａｒｌｙ—ｗａｒｎｉｎｇ　ｓｔａｔｅ．　ｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｙｔ　ｉｎｄｅｘ　Ｗａｓ　５．９９５０　ｉｎ　ｈｔｅ　Ｄａｈｕａｎｇｐｕ　Ｗｅｔｌａｎｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｏｎｅ　ｗａｓ　３．８３４０　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｄａｌａｎｇｄｉａｎ　Ｗｅｔｌｎａｄ．　ｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｙｔ　ｏｆｔｈｅ　ｗｅｔｌｎａｄｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈａｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ　ｈａｓ　ｓｈｏｗｎ　ａ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅａｒｌｙ－－ｗａｒｎｉｎｇ　ｓｔａｔｅ　ｔｏ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｅａｒｌｙ－－ｗａｒｎｉｎｇ　ｓｔａｔｅ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ．Ｉｔ　ｉｓ　ｏｐｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｈｉｇｈ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｔｔａｃｈｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈａｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｓｕｒｅ－・ｓｔａｔｅ－－ｅｒｓｏｐｎｓｅ　ｍｏｄｅｌ；ｗｅｔｌｎａｄ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ；Ｈａｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ　近年来，随着海河流域社会经济的发展，其生态　型多样，包括滨海、河流、湖泊、沼泽、库塘等５类１６　环境问题，尤其是湿地环境不断恶化，严重威胁着流　型，具有重要的保护和科研价值。经调查，全流域湿　域社会经济的健康和可持续发展，而人们在湿地环　地面积为８７．９７万｝１ｍ２，占流域面积的２．７７％［１－２］。　境安全意识方面还相当薄弱。因此，科学度量海河　生态安全的概念自提出以来，已经应用到区域　流域内湿地的生态安全现状，建立和完善生态环境　土地、农业、自然保护区、城市、旅游风景区等方面，　安全预警及其机制，成为当前流域健康全面发展的　研究主要集中在生态安全的评述与评价等方面ｌ３－９３。　一项紧迫任务。　目前，关于湿地生态安全的研究相对较少，还没有提　海河流域湿地资源丰富，遍布于流域内各处，类　出完整的湿地生态安全评价指标体系和评价模型。　基金项目：国家公益性行业科研专项（２０１１０１０１８）　作者简介：户超（１９９１一），男，本科生，专业为水利水电工程。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｗｊｃｚｘ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ａｎ　・　３８　・　我国仅扎龙湿地、洪湖湿地等开展过生态安全评价　研究【１０－１４Ｊ。笔者在海河流域湿地普查和重点湿地　调查的基础上，以白洋淀、七里海等海河流域１Ｏ个　重要湿地为研究对象，应用Ｐ．Ｓ．Ｒ模型对海河流域　重要湿地进行生态安全评价，为合理配置流域内湿　地资源，维持湿地生态功能，确定湿地水质状况提供　科学数据，并为今后湿地资源的保护、管理和可持续　开发利用提供科学依据。　１研究区域概况　随着工农业生产的发展和城市建设的扩大，大　量未经处理的“三废”、生活污水和化肥、农药等有害　物质直接向湿地水体排放，严重污染河湖水体，对湿　地生物多样性造成严重破坏。海河流域湿地安全状　况堪忧。选取海河流域１０个重要湿地进行评价，参　加评价的重要湿地的自然状况见表１。　表１海河流域重点湿地自然状况　２生态安全的概念　生态安全是指一个区域生存和发展所需的生态　环境处于不受或少受破坏的状态，即自然生态环境　既能够满足人类的持续生存和发展的需要，又不损　害自然生态环境的潜力【　Ｊ。它包括两方面的含义：　①在外界不利因素的作用下，人与自然不受损伤、侵　害或威胁，人类社会的生存发展能够持续，自然生态　系统能够保持健康和完整；②生态安全的实现是一　个动态过程，需要通过脆弱性的不断改善，实现人与　自然处于健康和有活力的客观保障条件ｌ１６］。　所谓湿地生态安全是指维持湿地生态过程的连　续性、湿地生态系统结构的稳定性和湿地生态系统　功能的完整性［”］。足够的湿　地面积、多样化的湿地　类型、丰富的物种、较少的人类干扰和完善的法律制　度等是湿地安全的基础和湿地功能得以发挥的条　件。生态安全评价是对生态系统完整性以及各种风　险下维持其健康的可持续能力的识别与判断　研究［１引。　．３评价指标体系　３．１评价指标选择的原则　为了客观、全面、科学地衡量湿地生态安全状　况，在研究和确定湿地生态安全评价指标体系及其　评价方法时，要遵循科学性、全面性、独立性、可行　性、可操作性和可比性等原则【１０］。　３．２评价指标的选取　根据Ｐ－Ｓ．Ｒ模型，结合目前国内外有关生态安　全评价的各种方法Ｉ６－７，１引，按照层次分析法，将海河　流域湿地生态安全评价指标体系归纳为以下３个层　次指标结构体系：①目标层，以海河流域湿地生态安　全指数，作为目标层，以综合表征海河流域重要湿　地生态安全状况。②准则层，为实现安全评价所涉　及的项目。以压力层（Ａ１）、状态层（Ａ２）、响应层　（Ａ３）作为准则层。③指标层，由可直接度量的指标　构成，包括：压力层中的人类干扰指数、区域开发指　数等４个指标；状态层中降水量、生物多样性指数等　５个指标，响应层中水量调度、湿地保护意识等４个　指标。这１３个指标构成海河流域重要湿地生态安　全评价指标体系。　海河流域重要湿地生态安全评价体系见表２。　表２海河流域重点湿地生态安全　评价指标体系及其权重　４评价方法与步骤　４．１指标权重的确定　采用特尔菲法与层次分析法相结合来确定权　・３９・　重，即专家小组对海河流域重要湿地生态安全评价　验值，等等。　指标体系相互间的相对重要性进行两两互判，构建　表３矩阵单排序计算结果　判断矩阵，计算出各评价指标的权重，若通过一致性　检验，则该赋分权重相对合理，若未通过一次性检　验，则需重新两两互判。计算过程如下。　ａ．根据确定的指标体系及它们之间的相互关　系，分别构造两两比较判断矩阵。　矩阵１　Ｏ－Ａ　矩阵２　Ａ，一Ｂ　０　Ａｌ　Ａ２　Ａ３　Ａ１　Ｂ１　２　曰３　日４　Ａ１　１　２　４　Ｂｌ　１　１　０．８　Ｏ．６７　Ａ２　０．５　１　２　Ｂ２　１　１　０．８　０．６７　４．３湿地生态安全度的计算　Ａ３　０．２５　０．５　１　Ｂ３　１．２５　１．２５　ｌ　０．８３　按照计算得出海河流域重要湿地生态安全评价　Ｂ４　１．５　１．５　１．２　１　指标体系中各级指标权重，采用下列公式计算出海　矩阵３　Ａ２．Ｂ　河流域湿地生态安全度的等级：　１３　，：∑　ｆ　ｉ＝１　式中：　为第ｉ个指标在指标体系中的权重；Ｘｉ为　单因子指标的得分；ｉ为湿地生态安全体系中指　标数。　海河流域重要湿地生态安全状况依据湿地生态　安全得分划分为极度预警（０≤，≤２）、中度预警（２＜　，≤４）、预警（４＜，≤６）、比较安全（６＜，≤８）、安全（８　＜，≤ｌＯ）等５个等级。　５海河流域重要湿地生态安全评价　’　运用上述的评价方法，首先对海河流域重要湿　ｂ．运用ＤＰＳ　ｖ５．０２专业版计算所得的最大特征　地生态安全评价指标进行两两互判，通过一致性检　值　层次单排序及一致性检验结果见表３。由　验后作为各指标权重，计算各湿地生态安全指数，确　表３可知，计算所得的Ｃ　均小于０．１０，通过一致性　定湿地的生态安全状况，结果见表４。　检验，计算得到的特征向量可作为权重。由此可得　由表４可见，海河流域重要湿地生态安全状况　出指标层所有指标相对于目标层的权重（表２）。　不容乐观，参加评价的１０个重点湿地有９个处于预　４．２指标阈值的选择　警状态，１个处于中度预警状态（大浪淀的生态安全　由于目前我国环境标准体系不健全，笔者所采　指数仅为３．８３４０）。参评的１０个湿地生态安全指数　用的标准基本上都是从其他生态功能区借鉴来的，　由大到小依次为：大黄堡洼、唐海、七里海、衡水湖、　主要来源于国家、行业和地方规定的强制标准，背景　海兴、野鸭湖、北大港、南大港、白洋淀、大浪淀。海　或本底标准，类比标准，生态建设目标标准，专家经　河流域湿地整体生态安全状况有向中度预警甚至极　表４海河流域重要湿地生态安全评价结果　・４０・　表５海河流域重要湿地不同准则层贡献率　准则层　％　南大港　白洋淀　野鸭湖　七里海　北大港　大黄堡洼　唐海　大浪淀　海兴　衡水湖　压力层　６５．５　状态层　２２．９　响应层　ｌ１．６　度预警状态恶化的趋势，亟须加强对湿地的保护和　管理。　在海河流域１０个重要湿地中，３　６　ｌ　压力层、状态层、　响应层的指标贡献率不尽相同（表５）。　由表５可见，海河流域１０个重要湿地的３个准　则层中，以压力层的贡献率最高。以野鸭湖湿地为　６　２　２　例，压力层贡献率高达６５．５％；而各指标层中，压力　层的湿地受威胁状况和区域开发指数指标、状态层　的水资源量与生物多样性指数指标、响应层的湿地　３　１　６　保护意识和政策法规的贯彻力度指标的贡献率相对　较高。这主要是因为由于此前对湿地的重要性认识　Ｂ　不足，湿地保护意识极其淡薄，又无正规的管理渠　６　８　６　道，加之受经济利益驱使，对湿地资源长期过度开　发，普遍存在湿地生态系统退化，生物多样性丧失，　３　３　４　天然湿地面积急剧减少，湿地功能和效益不断下降　等现象。　近年来，海河水利委员会一直把水生态环境保　＂　８　０　２　护与修复作为流域治理的首要目标和工作主线，开　展了白洋淀、衡水湖等重点湿地生态保护与修复工　作，启动“保护白洋淀行动计划”；加强七里海、衡水　￡Ｃ＾　湖、南大港等湿地的监测、保护和相机补水输水工　作；坚持力所能及地优化调度流域有限的水资源，通　过补水、输水、洪水资源化等措施，力争让平原主要　干涸河道保持湿润，改善部分污染严重河道的水质，　努力打造“湿润海河，清洁海河”，合理配置流域内湿　地资源，减少人为胁迫造成的湿地生态脆弱性，减缓　湿地的退化趋势，重点加强对周边经济发展产生的　污染的治理，提高资源的利用率，对海河流域湿地进　行更有效的保护。　６结语　应用Ｐ．Ｓ—Ｒ模型，从压力、状态、响应３个方面　构建海河流域重点湿地生态安全评价的指标体系。　以生态安全理论为基础，对海河流域内１０个重要湿　地进行生态安全评价，得出海河流域重要湿地生态　安全状况不容乐观的结论，ｌＯ个重点湿地中９个处　于预警状态，１个处于中度预警状态。因此，为进一　步促进海河流域湿地的健康、持续发展，必须重视海　河流域湿地生态安全建设，改善在其开发利用过程　中存在的不合理状况，制止或控制建设性的破坏，增　强生态安全意识，做好环境的生态监测和生态恢复，　建立健全生态安全预警系统。　３７．２　５２．２　３７．１　２８．５　２５．７　１９．３　参考文献：　［１］崔文彦，罗阳，王迎，等．海河流域湿地生态服务价值评　价及对策研究［Ｊ］．海河水利，２０。ｒ７（７）：１３—１６．　［２］张韶季；王洪翠；崔文彦．海河流域湿地状况及生态环　境保护对策［ｃ］／／２０１０中国环境科学学会学术年会论　文集：第１卷．北京：中国环境科学学会，２０１０．　［３］吴国庆．区域农业可持续发展的生态安全及其评价探　析［Ｊ］．生态经济，２００１（８）：２２—２５．　［４］刘勇，刘兆友，徐萍．区域土地资源生态安全评价［Ｊ］．资　源科学，２００４，２６（３）：６９－７５．　［５］徐海根，包浩生．自然保护区生态安全设计的方法研究　应用［Ｊ］．生态学报，２００４，１５（７）：１２６６—１２７０．　［６］谢花林，李波．城市生态安全评价指标体系与评价方法　研究［Ｊ］．北京师范大学学报：自然科学版，２００４，４０（５）：　７Ｏ５＿７１０．　［７］董雪旺．游地生态安全评价研究：以五大连池风景名胜　区为例［Ｊ］．哈尔滨师范大学学报：自然科学版，２００３　（６）：１００－１０５．　［８］董雪旺．镜泊湖风景名胜区生态安全评价研究［Ｊ］．国土　与自然资源研究，２００４（２）：；＇４－７６．　［９］王洪翠，吴承祯，洪伟，等．Ｐ－Ｓ－Ｒ指标体系模型在武夷　山风景区生态安全评价中的应用［Ｊ］．安全与环境学　报，２００６，６（３）：１２３—１２６．　［１０］杨时民，李玉文，吕玉哲．扎龙湿地生态安全评价指标　体系研究［Ｊ］．林业科学，２０（１６，４２（５）：１２７—１３２．　［１１］王茜，吴胜军，肖飞．洪湖湿地生态系统稳定性评价研　究［Ｊ］．中国生态农业学报，２００５，１３（５）：１７８—１８０．　［１２］苗承玉，马晓男，曹光兰，等．图们江下游敬信湿地生态　安全评价研究［Ｊ］．延边大学学报：自然科学版，２０１１，３７　（２）：１８４—１８８．　［１３］王宏昌，魏晶，姜萍，等．辽西大凌河流域生态安全评价　［Ｊ］．应用生态学报，２００６，１７（１２）：２４２６－２４３０．　［１４］黄妮，刘殿伟，王宗明，等．辽河中下游流域生态安全评　价［Ｊ］．资源科学，２００８，３０（８）：１２４３—１２５０．　［１５］ＲＯＧＥＲＳ　Ｋ　Ｓ．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｍｕｌｉｔｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓｌＥＢ／ＯＬＪ．１２００５—１２—０７］．ｈｔｔｐ：／／ｅｃｓｐ．ｓｉ．ｅｄｕ／　ｅｃｓｐｌｉｂ．ｎｓｔＹ．　［１６］崔胜辉，洪华生，黄云凤，等．生态安全研究进展［Ｊ］．生　态学报，２００５，２５（４）：８６１－８６－８．　［１７］王朝科．湿地生态安全评价刍议［Ｊ］．科技情报开发与经　济，２００３，１３（６）：１１４—１１５．　［１８］王根绪，程国栋，钱鞠．生态安全评价研究中的若干问　题［Ｊ］．应用生态学报，２００３，１４（９）：１５５１—１５５６．　［１９］左伟，王桥，王文杰，等．区域生态安全评价指标与标准　研究［Ｊ］．地理学与国土研究，２００２，１８（１）：６７—７１．　（收稿日期：２０１２一Ｏ１．０３编辑：徐娟）　・４】　・