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桂林会仙岩溶湿地健康评价与补偿机制研究

2013-02-05蒋忠诚马祖陆杨奇勇罗为群王月

中国水土保持 2013年1期
关键词:岩溶权重补偿

李 晖,蒋忠诚,马祖陆,杨奇勇,罗为群,尹 辉,王月

(1.中国地质科学院 岩溶地质研究所,广西 桂林541004;2.中国地质科学院 岩溶生态系统与石漠化治理重点开放实验室,广西 桂林541004;3.广西师范大学 环境与资源学院,广西 桂林541004;4.珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室,广西 桂林541004)

(责任编辑 李杨杨)

近年来我国湿地科学研究得到了较快发展,尤其是2003年以来,在湿地与全球环境变化、湿地遥感、地理信息系统与湿地景观生态制图等领域的研究已处在学科国际前沿[1-2]。湿地生态系统健康是指系统内的物质循环和能量流动未受到损害,关键生态组分和有机组织被保存完整且没有疾病,对长期或突发的自然或人为扰动能保持着弹性和稳定性,整体功能表现出多样性、复杂性和活力[3-4]。目前,国内外学者对湿地生态系统健康诊断评价及恢复补偿措施的研究都侧重于湿地生态系统健康概念、湿地生态系统诊断指标、湿地生态系统健康恢复、湿地生态系统健康研究时间与空间尺度、湿地生态系统设计和湿地生态系统健康评价等研究领域[5]。笔者应用“压力—状态—响应”模型对会仙湿地生态系统的健康状况进行评价,分析影响湿地生态系统健康的关键因子,并提出了有针对性的湿地保护措施。

1 研究区域概况

会仙湿地位于桂林市临桂县会仙镇、四塘乡和雁山区东部一带,地跨东经110°08'15″—110°18'00″、北纬25°01'30″—25°11'15″,主要分布在临桂县会仙镇的睦洞村、四益村、新民村、马面山尾村、文全村和四塘乡大湾村以及雁山区的竹园村,共涉及两县(区)3 乡(镇)47 个自然村约2.2 万人。

会仙湿地在地貌上属会仙岩溶峰林平原,为岩溶湿地,被誉为“桂林之肾”。20 世纪70年代会仙湿地面积约为120 km2,但受气候变化特别是人类围垦活动影响,近40年来湿地表现出了明显的整体性退化和萎缩,现存面积仅24 km2,常年有水面积不足6 km2,主要集中在古桂柳运河一带[6]。2007年年初,桂林市开始对临桂新区进行规划,将会仙湿地列为今后几年拟建的重大城市基础设施项目之一。随后,根据广西壮族自治区政府批复的全区湿地保护工程规划(2006—2030年),会仙湿地被列为规划新建的自治区级湿地自然保护区。2012年4月,会仙湿地又被列入国家湿地公园试点。会仙湿地是全球热带亚热带中低海拔岩溶区最具典型性的岩溶湿地之一,也是桂林市面积最大、最具有代表性的岩溶湖泊湿地,保护其生态健康对桂林市整体生态环境的健康可持续发展具有重大意义。

2 湿地生态系统健康评价

2.1 评价模型

联合国经济合作开发署(OECD)建立的“压力—状态—响应”(Pressure-State-Response,简称PSR)模型已广泛应用于湿地生态系统健康评价。PSR 模型可理解为人类活动会给湿地生态系统造成压力,使其结构和功能发生改变,这种改变是外界人为干扰的反映,可以映射出人类活动的干扰程度[7]。本研究采用PSR模型进行会仙湿地生态系统健康评价,以探究其生态恢复与补偿机制。

2.2 评价方法

采用单因子评价与综合评价相结合的方法。

2.2.1 单因子评价

湿地生态系统内的各种过程由多种因素共同作用,其变化是非线性的。评价指标体系中各指标的测度值并不能线性地反映出湿地生态系统各个方面和层次状态的水平,各指标在增长变化上都受到一定条件的制约,因此选用充分考虑环境资源制约作用的逻辑斯蒂增长模型能更合理地对各指标进行评价[7-8]。用逻辑斯蒂增长模型评价生态系统的各单项指标,当指标量值的增加方向与生态系统健康的增加方向相同时采用式(1),反之则采用式(2)。其计算公式为[7-8]

式中:P 为单项指标的生态系统状态指标评价值;R 为单项指标测度值,%。

2.2.2 综合评价

单因子评价侧重于对湿地生态系统某一方面的评价,不能从整体上揭示湿地的健康状况。为弥补这一缺陷,在单因子评价的基础上,采用综合评价方法评价湿地生态系统的健康状况。根据刘晓丹[7]的评价方法,将各单项指标加权平均计算湿地生态系统健康综合评价指数(CEI),再采用AHP 法确定各项指标权重。湿地生态系统健康综合评价指数的计算公式为

式中:Pi为第i 个单项指标的评价值;Wi为第i 个单项指标的权重值。

2.3 评价标准

参照已有的评价标准,将会仙湿地生态系统的健康标准分为五级,见表1。

表1 会仙湿地生态系统健康状况分级

2.4 评价指标体系

结合国内外相关研究成果和数据资料,充分考虑会仙湿地的实际情况,建立以下评价指标体系,见表2。

表2 会仙湿地生态系统健康评价指标体系

3 会仙湿地生态系统健康评价

3.1 单因子评价

提取会仙湿地基础信息,得到各指标测度值,用式(1)、(2)对各测度值进行评价,得到单因子的评价结果见表3。

3.2 综合评价

3.2.1 指标权重的确定

各因子对湿地生态系统的影响程度不同,合理配置因子权重有利于提高评价的准确度,减少人为主观因素的影响。采用AHP 法[9-10]得到各指标的权重(W),见表4。

3.2.2 综合评价结果

根据式(3)计算得到会仙湿地生态系统健康的综合评价指数CEI 为0.364,介于0.3 ~0.5 之间,处于Ⅳ级(较差),即湿地景观的自然状态遭到破坏,结构破碎,活力较低,功能水平退化,对外界的干扰响应迅速。

表3 会仙湿地生态系统健康单因子评价结果

表4 会仙湿地生态系统健康评价指标体系及权重

3.2.3 结果分析

(1)湿地生态系统健康综合评价结果为Ⅳ级(较差),其中状态指标(B2)在准则层中权重最大。在各指标中,年平均降水量(C22)和常年积水面积百分比(C21)的权重排名靠前,其中C22的指标评价值虽仅为0.016 4,但其权重值最高,为0.360,可见年降水量是影响会仙湿地生态系统最主要的因素;C21的权重为0.179,这是由于湿地水源补给以雨水为主,降水情况将直接影响湿地的水量、生物生长繁衍和湿地中各种物质的迁移转化,若没有得到及时补给,植物生长将受到限制,进而威胁各类生物生存,影响湿地生态系统平衡。

(2)湿地生态系统面临来自工农业生产和居民生活的双重压力。压力指标中,农业总产值(C12)的权重最大,为0.16,说明农业生产对湿地生态系统影响明显。目前,会仙湿地周边村庄的生产活动仍以农业为主,村民利用湿地水进行农业灌溉,导致湿地水面下降、表面土壤积盐,加重了湿地植被的退化,同时也使湿地水体流动性受到限制,水体的自净能力降低,水中各种有害物质沉积,水质恶化,不利于湿地生物的生长和繁殖。人类活动还使湿地附近的多条河流水体污染加剧,进一步破坏了湿地生态系统。2011年7月实测会仙湿地水田中COD 含量为930.864 mg/L,远远高出我国农田灌溉水质标准(≤200 mg/L)(《中华人民共和国农田灌溉水质标准》(GB 5084—92))。此外,其他人类活动因素如人口自然增长率等都会对湿地生态系统产生一定影响,因此只有采取科学、合理的保护措施,控制人类对湿地的破坏行为,才能防止湿地破坏、退化甚至消失。

4 会仙湿地生态恢复与生态补偿对策

根据会仙湿地生态系统健康评价结果,提出湿地恢复与补偿的对策,以维持湿地生态系统的正常需要,使出现退化征兆的湿地得以恢复。

4.1 生态恢复

近年来,会仙岩溶湿地的生态问题已经引起了有关部门的高度重视:自治区政府批复的全区湿地保护工程规划(2006—2030年)将会仙湿地列为规划新建的自治区级湿地自然保护区之一;作为桂林水生态系统保护与修复项目之一,会仙湿地修复水工程也在实施当中;会仙湿地还被国家林业局正式列入国家湿地公园试点,将建成全球峰林平原地区岩溶湿地—农田—森林复合生态系统保护与恢复的示范工程以及古运河水利遗迹保护区,这些都为会仙湿地的生态恢复提供了契机。

会仙湿地生态恢复,首先要考虑全球气候变化和人为因素对湿地生态的影响[11];其次要与区域发展相结合,建设湿地公园,要保护其独特的喀斯特地貌,体现当地文化底蕴,满足群众的旅游休闲需求。基于此,笔者建议在会仙湿地生态系统恢复过程中应注意对湿地物种进行调查编目,采用人工引入培育物种等,保护湿地物种多样性;减少汇入湿地的点源、非点源污染物,防止水体、土壤污染进一步加剧[12];建设小型水利工程如防洪堤等,减少湿地洪涝灾害,并协调湿地生态用水与居民生活用水之间的矛盾;扩大湿地保护区范围,恢复和保护物种多样性,提高湿地的抗生态风险能力;鼓励湿地范围内的村庄发展生态安全型农业,让群众了解湿地的重要性,提高人们的湿地保护意识,这是实现湿地生态系统可持续发展的根本途径。

4.2 生态补偿

除了上述生态保护措施,还对会仙湿地生态补偿提出以下建议:对破坏湿地周边森林的单位和个人征收一定的费用,如向污染湿地水资源的企业征收治理费等;对于围湖造田者,有关部门要采取措施帮助其退耕,恢复湿地植被,同时按相应比例给予退耕者一定的实物补偿(粮食或现金补偿);根据当地实际制定合理的补偿标准,要有效保护湿地,同时不给当地财政造成过大压力。

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