杨绮雯 许顺源 林瑶纯 聂绪康 葛余峰 江如

摘   要   研究改进了傳统的PSR模型，在压力因素中加入生态环境对人的影响这一指标，用ISM和层次分析法计算指标的权重，分别得出特呈岛和高桥的生态健康评价指数。通过建立灰色预测模型，运用MATLAB软件预测3年后这两个红树林地区生态健康状况的大致走向，从而分析拟定防治的方案。

关键词   改进PSR;灰色预测;层次分析法;CHI;红树林;生态系统

中图分类号：S718.55+7    文献标志码：A    DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.34.028

由于围海造田、围垦养殖、城镇发展、当地环保意识差以及对红树林生态系统的重要性缺乏认识等原因，我国红树林面积正在日益减少，红树林湿地保护问题刻不容缓。国内外已有多项关于红树林防护的研究，可是并不是适合每个地域，此外，占有重要面积的广东省湛江市红树林的保护方案还有欠缺的地方。根据此背景，在已有研究者的经验的启发下，收集关于湛江红树林的重要数据，选用并且改进传统的红树林生态系统健康等一系列模型来分析湛江红树林生态系统的现状及预测未来三年趋向。最后，通过对湛江红树林附近的海岸进行调查，并询问附近居民，了解当地政府红树林保护政策，旨在研究一套适合湛江的红树林防护方案。在推动红树林自然资源保护的同时，促进保护区及周边社区社会经济的改善，并与当地政府商量并整治环境，完善红树林保护管理法规制度，加强当地居民对红树林的认识。

1 研究区概况

特呈岛坐落在广东省湛江市湛江湾，位于E110°25′～110°27′，N21°09′～21°10′，离市区霞山码头2.8 km，全岛南北宽1.4 km，东西长2.7 km，海岸线长7.44 km，面积约3.6 km2，拥有极其珍稀的白骨壤古树群资源，但是这些古树群正处于退化状态[1]。特呈岛的红树林群落是雷州半岛红树林中生长最好的，也是全国海岸最为漂亮的红树林群落之一[2]。

高桥红树林位于广东与广西交界的北部湾的英罗港，面积1.9万公顷，物种繁多，1990年经广东省人民政府批准建立，是我国大陆地区连片面积最大的红树林生长区和湛江红树林国家级自然保护区的核心区域。核心保护区高桥红树林保护区为中国最大的红树林连片生长基地，主要保护对象为红树林生态系统[3-4]。

2 红树林生态健康评价

2.1 改进PSR模型

PSR（Pressure-State-Response），即压力、状态、响应，是环境质量评价学科中生态系统健康评价子学科中常用的一种评价模型，由加拿大统计学家David J.Rapport和Tony Friend提出，20世纪80—90年代发展为用于研究环境问题的框架体系[5]。

传统的PSR模型中，压力一般指环境内部和人为压力，状态指生态环境现状，响应指人为采取行动去改善或预防被破坏的环境（见图1）。但是，压力指标中很少考虑环境对人的影响，即使生态环境得到改善或者处于健康状态，却可能因为影响居民生活而导致人与自然失衡，从而造成其他恶性循环。所以，我们在传统PSR模型的基础上，加入生态环境对人的压力（见图2）。

2.2 评价指标体系的建立

在已有研究的基础上[6]，结合实际情况考虑，选取合适的生态系统健康评价指标，并分别收集特呈岛红树林和高桥红树林的数据，对特呈岛红树林和高桥红树林进行研究比较（见表1）。

2.3 生态系统健康评价标准（见表2）

2.4 计算指标权重的步骤

2.4.1 ISM、层次分析法AHP计算权重

2.4.1.1解析结构模型（ISM）[7]

解析结构模型是一种通过基本假设、图、矩阵的相关运算得到可达性矩阵，然后分解可达性矩阵，使复杂的系统分解成多级递阶结构形式的系统解析方法。

有向图是解析结构模型的一种方便的构建形式，用m×m方形矩阵来代表，其中m代表影响因子的个数，元素                                                                 。通过ISM，能清晰地确定各层因子或各层指标的关系，削弱了层次分析法中给权重赋值时过于主观的问题。

2.4.1.2层次分析法（AHP）[8]

构建判断矩阵，假定在A层中，A与下层的B1，B2，…，Bn有联系，则有下列判断矩阵：

采用1～9标度值来评价指标之间的关系，进行打分。标度值为1时，Ai与Aj同一层次;标度值为2时，Ai比Aj高一层次，以此类推，从而判断重要程度。然后进行层次单排序，用来计算有关的CR值以及特征向量。如果CR>0.1，则要调整判断矩阵，计算具体过程如下。

3.1.4 计算

通过查阅《湛江统计年鉴》，收集到2010—2015年的生态健康评价指数（见表5）。

运用MATLAB软件进行灰色预测，预测未来三年特呈岛红树林和高桥红树林的生态健康评价指数的大致走向。

4 结果与分析

通过表4和表5中计算得出的权重，结合灰色预测和生态系统健康评价指数，可得出，特呈岛红树林中权重最高的2个指标为林分空间结构健康指标和物种多样性指数指标，说明这2个指标对特呈岛红树林的健康状况影响最大，由于游客比较多，实地环境中垃圾到处分布，总体上是处于亚健康状态，若不加强管理，未来三年生态健康评价指数会持续下降。高桥红树林中，权重最高的两个指标为物种多样性指数指标和环境对人的影响指数指标，实地调研时，居民反映，红树林保护区保护得很完善，但生物繁殖环境良好，如鸟类过多导致粪便多影响附近居民居住环境，总体上处于健康状态，未来三年生态健康评价指数波动不会太大。

5 防护对策

1）深化和改善保护区管理办法和制度，由湛江市政府组织成立湛江市红树林保护局，妥善处理保护区与政府及周边社区的关系，保持积极有效的管理方法。

2）加大宣传力度，宣传与保护区相关的《自然保护区条例》法律，提升公众环保意识;加强居民对保护红树林的认同感，使其热爱和保护红树林。

3）合理开发红树林，对红树林的开发利用要以开发为辅，保护为主。相关管理机构应当禁止随意围垦树林和滩涂，并在相应的红树林自然保护区和适宜生长的潮汐滩涂地进一步开展造林活动，同时开展合理的红树林生态养殖。

4）加强红树林各个保护区的交流和联系，并学习先进的管理经验，认真做好湛江市红树林保护与经济开发的协调工作。此外，也应积极的和国际有关机构和公益组织的保持联系，获取各种相关的财政帮助，从而加大对红树林的保护力度。

5）建立湛江红树林环境保护和监测体系，对有关的污染源要认真对待以及处理，同时需加强对工业污染源的治理和协调。

6）设立有关红树林的研究基金，增加对红树林的科研投入，推广人工造林，提高红树林的恢复和发展速度。

参考文献：

[1] 许会敏，叶蝉，张冰，等.湛江特呈岛红树林植物群落的结构和动态特征[J].生态环境学报，2010，19（04）：864-869.

[2] 韩维栋，高秀梅.特呈岛红树林资源保护与利用研究[J].林业资源管理，2007（2）：77-81.

[3] 朱耀军，赵峰，郭菊兰，等.湛江高桥红树林湿地有机碳分布及埋藏特征[J].生态学报，2016，36（23）：7841-7849.

[4] 林廣旋，卢伟志.湛江高桥红树林及周边地区植物资源调查[J].广东林业科技，2011，27（5）：38-43.

[5] 百度百科.PSR（环境评价）[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/PSR/16014155.

[6] 刘素青，黄剑坚.基于生态修复的红树林 健康评价研究[M].广东：华南理工大学出版社，2016.

[7] 靖新.数学建模[M].上海：同济大学出版社，2015.

[8] 王玉图，王友绍，李楠，等.基于PSR模型的红树林生态系统健康评价体系——以广东省为例[J].生态科学，2010（3）：234-241.

[9] 张伟科.福田红树林自然保护区一体化动态监测模型[J].沈阳理工大学学报，2016（3）：57-65.