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中国湿地生态恢复评价标准制定探讨

2015-12-20崔芳宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013

湿地科学与管理 2015年2期
关键词:标准生态评价

崔芳(宝鸡文理学院,陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室,陕西 宝鸡 721013)

中国湿地生态恢复评价标准制定探讨

崔芳(宝鸡文理学院,陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室,陕西 宝鸡 721013)

九寨沟湿地(紫希 摄)

在概述国内外湿地生态恢复研究概况的基础上,探讨了湿地生态恢复标准的制定方法。在评价标准的制定上,试图综合考虑湿地恢复的生态结构和功能、生态环境、生物种群、景观恢复及资源稀缺性价值和基础设施建设、管理等方面的内容和关系,并尽可能选取一般性的评估指标来满足多数湿地的评价需要。在特定条件下的湿地恢复评价需要增加某些特殊性的评估指标,通过赋予不同限制性因子权重,在综合以上多方面评价结果的基础上,通过划分评价等级最终给出评价结果。对今后的研究方向进行了展望,并提出了研究重点。

湿地生态恢复;评价标准;评估指标

中国是世界上湿地类型和数量都很丰富的国家之一(陈桂珠等,2005),但由于大面积开荒,围湖造田,排水疏干沼泽,沿海滩涂围垦,城市扩张等因素的影响使得湿地生态系统结构严重破坏,湿地土壤退化,水污染严重,生物多样性锐减,湿地景观价值遭到破坏,湿地所具有的调洪功能下降。因此,受损及退化湿地的生态修复技术和评价作为湿地生态恢复工程的重要组成内容,是湿地科学研究的热点与前沿之一(吴后建等,2006;杨永兴,2002)。由于国内外对湿地的认识总体上还处于初级阶段,湿地生态恢复和重建中湿地恢复评价标准和评价方法等一些基础性的研究还没有系统深入进行,这使得湿地的生态修复缺乏可靠的参照比对系统,没有相应的标准和相关的法规作为法律依据或行动指南。对湿地生态修复评价标准和评价方法研究,不仅是湿地生态恢复工程的重要组成内容,也为今后有关污染环境修复标准的制定和湿地环境影响评价制度的健全提供一定的参考和借鉴,同时也有助于解决湿地生态恢复中的“欠保护”和“过保护”矛盾。

1 湿地恢复的相关概念

湿地生态恢复(Wetland Restoration Ecology)其实质是恢复生态学(Restoration Ecology)理论在湿地科学上的应用,它是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建,再现干扰前的结构和功能,以及相关的物理、化学和生物学特性,使其发挥应有的作用(任海等,2001)。与湿地生态恢复相关的一个概念是湿地的生态建设,它是指根据人类所期望的某些特点和需要,将湿地生态系统的现有状态进行主动与人为的改造和建设,最终使经过人类建设的湿地生态系统形成人类希望出现的某些自然特点。两者在概念上有一定的重叠性,因而在许多论文和科研书籍中把它们结合起来统称为湿地恢复。

由于湿地退化和受损的主要原因是人类活动的干扰,其实质是系统结构的紊乱和功能的减弱与破坏,而表现则是生物多样性的下降或丧失以及自然景观的衰退。湿地的恢复成功与否受制于湿地的受损程度和对湿地先前特性的了解程度两个因素。湿地恢复和重建最重要的理论基础是生态演替,通过生态演替的作用,只要克服或消除自然的或人为的干扰压力,并且在适宜的管理方式下,湿地是可以被恢复的。

2 国内外湿地恢复效果评价的研究进展

在湿地评价方法和实际工程中,杨志荣等(2009)以地处快速城市化地区的杭州湾地区为研究区域,利用2000年、2005年Landsat TM/ETM+为主要数据源,通过非监督分类和分层分类相结合,解译得到研究期间湿地的分布格局和动态变化,并在此基础上综合利用多因素评价法和GIS空间分析方法在快速城市化背景下评价了杭州湾湿地脆弱性,可为该区域湿地的分类保护提供决策基础数据。马牧源等(2010)根据生物完整性指数理论,并从生物膜整合、尺度转换、健康标准制定、主要影响因子和装置与方法改进5个方面对生物膜法应用于海河流域湿地健康评价进行了展望,以期为海河流域的生态修复和环境管理提供新的思路和方法。陈奕等(2010)以海河流域河北衡水湖湿地为例,采用“压力-状态-响应”(PSR)模型对其健康评价进行探讨研究,并对该模型的压力、状态和响应部分分别建立相应的指标体系;该指标体系不仅将生态、经济、社会要素结合起来,而且考虑了湿地所处地区的社会经济结构、湿地所具有的功能以及管理部门、个人及企业等对保护湿地所采取的措施。同时根据湿地生态系统具有自组织、自相似的特征,基于分形理论对其进行评价。童春福等(2007)利用结构性指标和湿地的生态系统服务价值,在考虑人类福利的前提下对湿地进行恢复。

在湿地评价标准框架建立方面,华国春等(2005)对青藏高原拉鲁湿地的生态学特征、生态变化特征、退化成因及生态效益进行了深入分析。结合拉鲁湿地的退化现状和环境特征,构造了包含湿地非生物环境特征、湿地生物特征以及湿地系统特征3个综合指标和16个评价因子在内的一整套较为系统、完整且操作性强的湿地评价指标体系。采用层次分析法完成了拉鲁湿地生态恢复综合评价,得出湿地景观对外界干扰的恢复力降低、湿地景观的生态环境质量明显退化等结论。王青强(2007)在探讨城市湿地生态恢复评价理论的基础上,提出了城市湿地生态恢复评价指标体系,该指标体系涵盖地表基质、水文状况、水环境质量、生态系统结构与功能、景观效果和社会经济6个相互联系、相互影响的要素,所选的19项指标分别体现了生态系统的活力、组织结构和生态系统服务功能,建立了城市湿地生态恢复评价定量化模型。

国外关于湿地恢复和重建研究的评价有很多途径,主要包括协议评价法、参考湿地法、水文地貌分类法以及上述几种途径的综合(Kentula,2000)。湿地的恢复工作需要实用模式预测各种不同措施对生态系统的结构和功能的影响(周怀东等,2005)。Gawlik (2006)将野生动物与生态系统模型相结合,追溯了湿地生态系统恢复在北美的演变,并提出野生动物科学在湿地生态系统恢复中的3个作用:①有助于生态系统的概念模型;②制定量化绩效措施和恢复重建进展情况的跟踪;③实现持续的长期支持社会公共项目的可行性。奥地利的Baart等(2010)通过研究探讨了奥地利维也纳沿多瑙河冲积区国家公园的城市河流湿地物种多样性和大型植物的丰度与水文参数的关系。多元逐步回归分析表明,在生长季节,植物的多样性和丰度的最重要的预测因子是排水季节(最大流速)和浅水域的大小(<1 m深度)。植物多样性和丰富度的增加从而降低了水的流速,增加了浅水区。该模型的结果使我们在城市河流湿地中能够定量地预测植物的发展和空间分布。此外,Jenkins等(2010)对密西西比河冲积河谷湿地生态恢复系统的服务价值进行了分析和评价,研究表明公共投资对湿地恢复的回报是非常有吸引力的,而且私人投资支持湿地恢复也有利可图。

3 湿地恢复评价的程序和标准的制定

3.1 湿地恢复评价的程序湿地恢复评价的思路应该在现有研究的基础上,从湿地生态系统恢复与重建的程序(图1)入手,建立系统的湿地生态恢复效果评价理论框架,并拓展评价思路。

3.2 湿地恢复评价的制定

由于湿地具有类型多样性、区域差异性,使得湿地恢复评价标准制定的难度也较大。不同的湿地类型,恢复指标体系和策略亦不同。对这个问题的研究大多是研究者根据各自的研究目的和数据资料,分别通过单指标对比分析的方法对生态恢复工程的水质、土壤、生物和生态结构等某一方面或几个方面的恢复效果进行的评价,缺乏对湿地生态系统整体生态恢复效果进行系统、综合的评价。有些评价甚至没有进行横向或纵向对比分析,即使进行对比分析也由于参照系的选取不合理,从而丧失了评价的可信度和准确性。本文试图综合考虑湿地恢复的生态结构和功能、生态环境、生物种群、景观恢复及资源稀缺性价值和基础设施建设、管理等方面的内容和关系,并尽可能选取一般性的评价指标来满足多数湿地的评价需要。在特定条件下的湿地恢复评价则需要增加某些特殊性的评价指标,通过赋予不同限制性因子权重,在综合以上多方面评价结果的基础上,通过划分等级最终给出评价结果。湿地生态恢复评价项目、内容及指标见表1。

图1 湿地生态系统恢复与重建程序

表1 湿地生态恢复评价项目、内容及指标

4 中国湿地生态恢复评价标准制定研究展望

对于湿地生态系统修复成功的判定,目前尚未有统一的标准。一方面是由于湿地生态系统的复杂性和多样性造成的;另一方面也说明湿地生态系统退化、修复和重建的研究还不够深入,仍需要进一步的研究湿地的退化机制、特征和规律,提出科学的、合理的修复技术和修复成功的量化评价指标体系。一个湿地生态恢复标准体系的建立是由多方面因素决定的,除了修复技术水平、污染物的仪器可检出水平、法规可调控清洁水平外,还应考虑以下几点。

(1)恢复效果评价参照系统的选择。由于地球上未受人类干扰或破坏的湿地生态系统基本不存在,因而只能寻找在同一生物地理区系内少受干扰的同种湿地生态类型的系统作为参照系统。但有些湿地在同一地理区系内几乎找不到同种生态类型的系统作参考,只能近似选取在较少受到人类干扰条件下的不同生态类型的系统状态作参照,所以该方法往往难以确定被评价系统在历史时期是否已受到一定程度的影响。

(2)评价指标的选择。评价指标是制定湿地生态恢复标准的首要工作。评价指标的选择要考虑到评价因子的普遍适用性,不同国家、地区的湿地类型是不同的,在同一地区不同类型的湿地生态恢复评价因子也有可能不同。总的来说,湿地生态、生境、生物恢复所涉及到的评价因子是重点。因此,在制定我国湿地生态恢复标准时应对其有充分的体现。

(3)评价方法的选择。建立湿地生态恢复标准的目的是使湿地恢复健康水平,当达到这种健康水平后湿地环境中的污染物就不会对生态系统和湿地自身健康构成威胁。加强新技术和新方法的应用以及不同评价方法之间的比较研究也成为今后工作的重点。这些新技术和方法主要包括:①利用3S技术手段,建立湿地数据库,并进行属性编码,在地理信息系统平台下通过集成,形成湿地信息系统。在加强科研和生态监测的同时,利用GIS强大的空间分析功能,对湿地进行时空分析和评价,实现湿地生态系统的组分或过程空间与时间数据的收集、存储、提取、转换、显示和分析(何冰等,2006);②加强不同评价方法之间的比较研究,应用多种评价方法,通过评价结果之间的相互比较和验证,确定比较客观的评价结果;③可以把模糊数学理论、权重分配法、灰色系统模型、人工神经网络等定量方法应用到湿地生态恢复效果评价中,提高评价的精确性和科学性;④加强湿地的生态健康评价和安全性评价方法的研究;⑤加强湿地水文模型、湿地生态需水量和湿地水环境承载能力的研究,为湿地管理提供科学决策。

陈桂珠, 兰竹虹, 邓培雁.2005.中国湿地专题报告[M].广州:中山大学出版社

陈奕, 许有鹏, 宋松.2010.基于"压力-状态-响应"模型和分形理论的湿地生态健康评价[J].环境污染与防治, 32(6):27-31

国家林业局.2008. LY/T1754-2008国家湿地公园评估标准[S].北京:中国标准出版社

按照“双一流”建设的要求,我国各行业特色型大学必须牢固树立人才培养质量始终是教师考核的第一指标和基础指标的观念,始终把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准。为此要做到以下几点:

何冰, 王延荣, 高辉巧, 等.2006.城市生态水利规划[M].郑州:黄河水利出版社

华国春, 李艳玲, 黄川友, 等. 2005.拉萨拉鲁湿地生态恢复评价指标体系研究[J].四川大学学报:工程科学版, 37(6):20-25

克雷格·S·坎贝尔, 迈克尔·H·奥格登.吴晓芙译.2005.湿地与景观[M].北京:中国林业出版社

马牧源, 刘静玲, 杨志峰.2010.生物膜法应用于海河流域湿地生态系统健康评价展望[J].环境科学学报, 30(2):226-236

任海, 彭少麟.2001.恢复生态学导论[M].北京:科学出版社

王青强.2007.城市湿地生态恢复评价研究.硕士学位论文[M].北京师范大学

吴后建, 王学雷. 2006.中国湿地生态恢复效果评价研究进展[J].湿地科学, 4(4):304-310

杨永兴.2002.从魁北克2000-世纪湿地大事件活动看21世纪国际湿地科学研究的热点与前沿[J].地理科学, 22(2):150-155

杨永兴.2002.国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望[J].地理科学进展, 21(2):111-120

杨志荣, 吴次芳, 刘勇.2009.快速城市化地区湿地脆弱性评价: 以杭州湾湿地为例[J].资源科学, 31(2):243-249

周怀东, 彭文启. 2005.水污染与水环境修复[M].北京:化学工业出版社

Tong Chunfu , Feagin R A. Lu Jianjian , et al. 2007.Ecosystem service values and restoration in the urban Sanyang wetland of Wenzhou, China[J].Ecological Engineering, 29(3):249-258

Kentula M E. 2000.Perspectives on setting success criteria for wetland restoration[J]. Ecological Engineering, 15(3):199-209

Gawlik D E. 2006.The role of wildlife science in wetland ecosystem restoration: Lessons from the Everglades[J]. Ecological Engineering, 26(1):70-83

Baart I, Gschopf C, Blaschke A P , et al. 2010.Prediction of potential macrophyte development in response to restoration measures in an urban riverine wetland[J]. Aquatic Botany ,93:153-162

Jenkins W A, Murray B C, Kramer R A, et al. 2010.Valuing ecosystem services from wetlands restoration in the Mississippi Alluvial Valley[J].Ecological Economics, 69:1051-1061

Development of Assessment Standards for Ecological Restoration of Wetlands in China

CUI Fang
(Baoji University of Arts & Sciences, Shaanxi Provincial Key Lab of Disaster Monitoring and Mechanism Simulating, Baoji 721013)

This paper presents a review of studies of ecological restoration of wetlands in China and abroad. Methodology of developing assessment standards for wetland restoration was also discussed. Formulation of the assessment standards should consider the ecological structure and functions, ecology and environment, biological populations, landscape restoration and value of scarcity resources, infrastructure construction and management, and their inter-relations. General assessment indicators should used as much as possible to meet the needs of assessing most wetlands. The restoration of wetland in some specific conditions, however, needs to have some special assessment indicators. Different weights were allocated to different limiting factors, and the results of integrated assessment were divided into different levels for final rank. Future prospects and priorities of research on evaluation of wetlands ecological restoration were provided.

Wetlands ecological restoration; Assessment standards; Assessment indicators

10.3969/j.issn.1673-3290.2015.02.16

2015-02-09

陕西省教育厅专项科研项目(11JK0762),宝鸡市科学技术研究发展计划项目(12SF2-3),院级重点项目(ZK12096)

崔芳(1981-),女,河北隆化人,讲师,硕士,研究方向:生态修复技术对水体的污染控制。

E-mail:cuifangchina@163.com

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