石臼湖湿地生态系统健康评价
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应 用 研 究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
doi: 10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2011． 02． 018
石臼湖湿地生态系统健康评价
王荣娟，张金池*
( 南京林业大学森林资源与环境学院 江苏省林业生态工程重点实验室，南京 210037)
主要植物种类: 挺水植物主要是茭笋、芦苇，在湖 区分布很广; 浮水植物主要有芡实、菱、浮萍; 湖滩蔓 生莎草。动物种类: 鱼类 9 目 34 种; 两栖类 2 目四科 8 种; 爬行类 2 目 4 科 7 种; 兽类 3 目 3 科 6 种; 鸟类 7 目 18 科 65 种; 其中，属国家重点保护的有灰鹤、白 鹤、白琵鹭等。石臼湖湿地是南京自然条件较好，资 源较为丰富的湖泊湿地，也是大量珍惜鸟类过冬的栖 息地，极具保护意义。 1． 2 湿地资源保护与利用状况
70
是生态整合性。湿地生态系统健康是指湿地能够保 持特殊生态功能的能力和维持自身有机组织的能力。 湿地生态系统健康一般应具有以下特征: 不存在失 调症状，功 能 发 挥 稳 定，系 统 运 作 畅 通、方 式 多 样; 具 有 良 好 自 我 恢 复 与 维 持 能 力 ，具 有 最 小 的 外 部 补 贴; 对邻近的其他生态系统没有危害或破坏最小， 对社会经济的发展或人类的健康有支持推动的作 用［7］。
石臼湖湿地生态系统是一个复杂的生态系统，对 其健康状况的评价主要包括对系统生态特征、服务功 能以及湿地周边人类社会意识及政策贯彻、实施情况 等的分析评价。按照《水环境监测规范》、《土壤环境 监测技术规范》等相关技术规范，于 2010 年 3—11 月 期间，对石臼湖湿地生态系统的水质、土壤、植被、生 物多样性等生态特征分别进行了多样点、定期监测与 调查分析，积累了大量的实测资料，基本掌握了石臼 湖湿地的生态特征。统计数据取自 2010 年南京市统 计年鉴、南京市环境公报。
加和”方法，即:
[ ] 3
1 /2
E
=
∑(
i =1
Wi
×
Ei)
2
，
式中: E 为湿地生态系统总健康度的数值; Wi 为第 i 个分健康度的权重; Ei 为第 i 个分健康度的大小［10］。 3 石臼湖湿地生态系统健康评价
3． 1 模糊综合评价
3． 1． 1 指标体系的建立
本研究遵循目的性、整体性、可行性、动态与静态
2． 2 模糊综合评价法 模糊综合评价法是利用模糊数学法，在评价指标
体系、指标权重和评价标准确定的基础上，构造权矩
阵和隶属度矩阵，从而求得生态系统的健康矩阵。评
价模型为: H = W × R，式中: H 为生态系统健康矩阵;
W 为生态系统健康评价要素的权矩阵，W = ( w1 ，w2 ， …，wn) ; 为各生态系统健康评价要素对各级健康标 准的隶属度矩阵。北京、上海、广州等城市的生态系 统健康评价即应用了该方法［8］。
方法基本相同，而指标健康度的计算则首先确定每个
指标的标准值范围和模型中参数的值，再进行计算。
Байду номын сангаас
定性指标采用2． 2节中的方法进行处理，而定量
指标健康度计算模型选用对数模型: y = a + blogx，式 中: a 和 b 为模型中的参数［9］。该函数对于数值越大
越好的指标，dy / dx 是 x 的减函数，且关系比较简单，
收稿日期: 2010－11－10
修回日期: 2010－12－15
基金项目: 国家“948”项目( 编号: 2008－4 －40) 。
第一作者简介: 王荣娟( 1986 － ) ，女，硕士，研究方向水土保持与林业生
态工程。通讯作者: 张金池，男，教授。E-mail: nfujczhang@ sina． com
适于这种单纯指标的计算。解莉在研究衡水湖湿地 健康评价中也应用了此模型［10］。
分健康度的计算模型为:
m
E
=
∑E
i =1
i
×
Wi，
式中: E 为分健康度的大小; Ei 为第 i 个指标的数值;
Wi 为第 i 个指标的权重; m 为指标的数目。湿地生
态系统健康 度 的 综 合 评 价 采 用 特 尔 斐 法 并 结 合“模
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应 用 研 究
成，经胭脂河与秦淮河相连，分属江苏省溧水、高淳和 安徽省当涂三县。湖泊面积214． 74 km2 ，东西向最长 约22 km，南 北 向 最 宽 约14 km，湖 岸 周 长 约80 km。 湖区位于北亚热带江南湿润区，季风气候明显，年均 气温15． 7℃ ，多 年 平 均 降 水 量1 046 mm，年 蒸 发 量 1 106． 1 mm。湖区范围内除石臼湖泊丰水季节常有 水外，其水资源主要靠降雨形成地表径流储积。水位 随长江水位波动，多年平均水位6． 97 m。湖泊面积 干旱季节最小为21 400 hm2 ，雨季最大为34 000 hm2 。
摘 要: 湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，对湿地生态系统健康评价，将为生态系统健康诊断和 生态修复提供决策依据。充分考虑石臼湖湿地的实际情况，从湿地生态特征，功能整合性和社会经济环境等三方 面共选取 24 项评价指标，建立评价指标体系; 分别对石臼湖湿地的生态特征( 湿地土壤、植被、水环境质量、生物多 样性等) 、生态功能( 物质生产与生物多样性维持功能、水调节及水质净化功能等) 进行了逐项具体分析与评价; 然 后运用模糊综合评价法及对数模型分别对石臼湖湿地生态系统健康状况进行了综合分析，并对两种评价方法进行 了比较分析。最后，在评价分析 的 基 础 上，针 对 石 臼 湖 湿 地 生 态 系 统 存 在 的 问 题 提 出 了 湿 地 恢 复 的 对 策 及 恢 复 方案。 关键词: 石臼湖; 湿地; 生态系统健康评价 Assessment of wetland ecosystem health in Shijiu lake∥WANG Rong-juan，ZHANG Jin-chi Abstract: Wetland，a unique ecosystem on Earth，is the most import ecological environment for the survival of human beings． The wetland eco-health assessment provides a decision-making basis for ecosystem health diagnosis and ecological restoration． Fully considering the basic status of Shijiu lake wetland，the 24 indices were selected to assess the health of the wetland ecosystem from the ecological character，unitary function and the society-economy environment of the wetland in this paper． The weight for each index was calculated by referring to the opinion of experts． By the model of fuzzy comprehensive evaluation and the model of log-linear，the status of wetland ecosystem health in Shijiu Lake was analyzed respectively and the two models were compared． Finally，the renewal measures of Shijiu lake wetland were put forward according to the evaluation results． Key words: Shijiu Lake; wetland; eco-health assessment Author’s address: Jiangsu Key Laboratory of Forestry Ecological Engineering，College of Forest Resources and Environmental Science，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
湿地生态系统健康研究是湿地研究领域的新概 念、新领域，也 是 生 态 系 统 健 康 研 究 领 域 的 新 方 向。 国内学者崔保山等［6］指出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 有机组织被完整保存，且无疾病，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、活力和相应的生产率，其发展终极
湿地是自然界重要的自然资源和生态系统，它在 维持生态平衡方面起 着 重 要 作 用，被 誉 为“地 球 之 肾”［1 －2］。然而由 于 人 类 活 动 的 过 分 干 扰，湿 地 这 个 脆弱的生态系统遭受破坏的现象日益严峻，同时保护 与恢复措施不到位致使湿地生态系统向人类提供的 福利减少，直接威胁到人类自身的可持续发展［3－5］。
相结合、定性与定量相结合等原则，并结合石臼湖湿
地的实际情况，从湿地生态特征、湿地功能和社会环
境等 3 个方面共筛选出 24 项指标，构成了石臼湖湿 地生态系统健康评价指标体系( 表 1) 。 ［10－11］
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期
71
应 用 研 究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
目标层
石臼湖湿地生态 系统健康 A
表 1 石臼湖湿地生态系统健康评价指标体系
子系统层
生态特征指标 B1
指标层
湿地植被 C1、补水保证率 C2、水质类别 C3、富营养化程度 C4、土壤性状 C5、优势植被覆盖度 C6、 初级生产力水平 C7、物种多样性 C8、湿地受胁迫程度 C9、湖泊淤积度 C10
本研究运用两种评价模型进行对比分析研究，比 较两种方法的评价结果，并分析其实用性。研究目的 在于揭示石臼湖湿地生态系统目前的健康状况，为合 理开发石臼湖湿地，保护湿地生态环境，实现湿地区 域可持续发展提供科学依据。 1 研究区概况 1． 1 自然地理概况
石 臼 湖 位 于 江 苏 和 安 徽 两 省 交 界 处，南 京 以 南 55 km，当 涂 县 东 部，又 名 北 湖，由 古 丹 阳 湖 分 化 而
20 世纪 70 年代初，由于围湖造田、沿湖兴办工 厂、酷渔滥捕和拦河筑坝，致使石臼湖的生态环境受 到一定程度的破坏。1981 年之后，沿湖相继建立了 6 个渔场，加 强 对 石 臼 湖 水 产 资 源 的 开 发 管 理。1982 年 12 月，石臼湖管理委员会成立，并制定了《石臼湖 水产资源繁殖保护实施细则》，对石臼湖实行放养与 捕捞相结合，有效促进了水产资源的再生。1990 年 3 月，世界粮食 计 划 署 在 溧 水 县 援 建“2814 ”淡 水 养 殖 工程项目，石臼湖沿岸建成高标准、规格化的精养鱼 池 400 hm2 ，成为溧水县商品鱼基地的重点。至 2004 年，石臼湖沿岸水产养殖面积近5 300 hm2 ，其中精养 鱼池面积1 000 hm2 。多年来，石臼湖水产养殖业迅 猛发展，同时湿地生态系统的破坏也日益严峻。 2 研究及评价方法 2． 1 研究方法
2． 3 引入对数模型的评价方法
在此方法中，将湿地生态系统健康度按照 3 个子
系统分解成生态特征健康度、功能整合性健康度和社
会经济环境健康度 3 个分健康度，并分别选取相应的
指标及标准计算各个指标的健康度，再加权计算出 3
个分健康度的值，然后再根据分健康度的权重，进行
湿地生态系统健康的综合评价。其中前两者与上种
doi: 10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2011． 02． 018
石臼湖湿地生态系统健康评价
王荣娟，张金池*
( 南京林业大学森林资源与环境学院 江苏省林业生态工程重点实验室，南京 210037)
主要植物种类: 挺水植物主要是茭笋、芦苇，在湖 区分布很广; 浮水植物主要有芡实、菱、浮萍; 湖滩蔓 生莎草。动物种类: 鱼类 9 目 34 种; 两栖类 2 目四科 8 种; 爬行类 2 目 4 科 7 种; 兽类 3 目 3 科 6 种; 鸟类 7 目 18 科 65 种; 其中，属国家重点保护的有灰鹤、白 鹤、白琵鹭等。石臼湖湿地是南京自然条件较好，资 源较为丰富的湖泊湿地，也是大量珍惜鸟类过冬的栖 息地，极具保护意义。 1． 2 湿地资源保护与利用状况
70
是生态整合性。湿地生态系统健康是指湿地能够保 持特殊生态功能的能力和维持自身有机组织的能力。 湿地生态系统健康一般应具有以下特征: 不存在失 调症状，功 能 发 挥 稳 定，系 统 运 作 畅 通、方 式 多 样; 具 有 良 好 自 我 恢 复 与 维 持 能 力 ，具 有 最 小 的 外 部 补 贴; 对邻近的其他生态系统没有危害或破坏最小， 对社会经济的发展或人类的健康有支持推动的作 用［7］。
石臼湖湿地生态系统是一个复杂的生态系统，对 其健康状况的评价主要包括对系统生态特征、服务功 能以及湿地周边人类社会意识及政策贯彻、实施情况 等的分析评价。按照《水环境监测规范》、《土壤环境 监测技术规范》等相关技术规范，于 2010 年 3—11 月 期间，对石臼湖湿地生态系统的水质、土壤、植被、生 物多样性等生态特征分别进行了多样点、定期监测与 调查分析，积累了大量的实测资料，基本掌握了石臼 湖湿地的生态特征。统计数据取自 2010 年南京市统 计年鉴、南京市环境公报。
加和”方法，即:
[ ] 3
1 /2
E
=
∑(
i =1
Wi
×
Ei)
2
，
式中: E 为湿地生态系统总健康度的数值; Wi 为第 i 个分健康度的权重; Ei 为第 i 个分健康度的大小［10］。 3 石臼湖湿地生态系统健康评价
3． 1 模糊综合评价
3． 1． 1 指标体系的建立
本研究遵循目的性、整体性、可行性、动态与静态
2． 2 模糊综合评价法 模糊综合评价法是利用模糊数学法，在评价指标
体系、指标权重和评价标准确定的基础上，构造权矩
阵和隶属度矩阵，从而求得生态系统的健康矩阵。评
价模型为: H = W × R，式中: H 为生态系统健康矩阵;
W 为生态系统健康评价要素的权矩阵，W = ( w1 ，w2 ， …，wn) ; 为各生态系统健康评价要素对各级健康标 准的隶属度矩阵。北京、上海、广州等城市的生态系 统健康评价即应用了该方法［8］。
方法基本相同，而指标健康度的计算则首先确定每个
指标的标准值范围和模型中参数的值，再进行计算。
Байду номын сангаас
定性指标采用2． 2节中的方法进行处理，而定量
指标健康度计算模型选用对数模型: y = a + blogx，式 中: a 和 b 为模型中的参数［9］。该函数对于数值越大
越好的指标，dy / dx 是 x 的减函数，且关系比较简单，
收稿日期: 2010－11－10
修回日期: 2010－12－15
基金项目: 国家“948”项目( 编号: 2008－4 －40) 。
第一作者简介: 王荣娟( 1986 － ) ，女，硕士，研究方向水土保持与林业生
态工程。通讯作者: 张金池，男，教授。E-mail: nfujczhang@ sina． com
适于这种单纯指标的计算。解莉在研究衡水湖湿地 健康评价中也应用了此模型［10］。
分健康度的计算模型为:
m
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∑E
i =1
i
×
Wi，
式中: E 为分健康度的大小; Ei 为第 i 个指标的数值;
Wi 为第 i 个指标的权重; m 为指标的数目。湿地生
态系统健康 度 的 综 合 评 价 采 用 特 尔 斐 法 并 结 合“模
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成，经胭脂河与秦淮河相连，分属江苏省溧水、高淳和 安徽省当涂三县。湖泊面积214． 74 km2 ，东西向最长 约22 km，南 北 向 最 宽 约14 km，湖 岸 周 长 约80 km。 湖区位于北亚热带江南湿润区，季风气候明显，年均 气温15． 7℃ ，多 年 平 均 降 水 量1 046 mm，年 蒸 发 量 1 106． 1 mm。湖区范围内除石臼湖泊丰水季节常有 水外，其水资源主要靠降雨形成地表径流储积。水位 随长江水位波动，多年平均水位6． 97 m。湖泊面积 干旱季节最小为21 400 hm2 ，雨季最大为34 000 hm2 。
摘 要: 湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，对湿地生态系统健康评价，将为生态系统健康诊断和 生态修复提供决策依据。充分考虑石臼湖湿地的实际情况，从湿地生态特征，功能整合性和社会经济环境等三方 面共选取 24 项评价指标，建立评价指标体系; 分别对石臼湖湿地的生态特征( 湿地土壤、植被、水环境质量、生物多 样性等) 、生态功能( 物质生产与生物多样性维持功能、水调节及水质净化功能等) 进行了逐项具体分析与评价; 然 后运用模糊综合评价法及对数模型分别对石臼湖湿地生态系统健康状况进行了综合分析，并对两种评价方法进行 了比较分析。最后，在评价分析 的 基 础 上，针 对 石 臼 湖 湿 地 生 态 系 统 存 在 的 问 题 提 出 了 湿 地 恢 复 的 对 策 及 恢 复 方案。 关键词: 石臼湖; 湿地; 生态系统健康评价 Assessment of wetland ecosystem health in Shijiu lake∥WANG Rong-juan，ZHANG Jin-chi Abstract: Wetland，a unique ecosystem on Earth，is the most import ecological environment for the survival of human beings． The wetland eco-health assessment provides a decision-making basis for ecosystem health diagnosis and ecological restoration． Fully considering the basic status of Shijiu lake wetland，the 24 indices were selected to assess the health of the wetland ecosystem from the ecological character，unitary function and the society-economy environment of the wetland in this paper． The weight for each index was calculated by referring to the opinion of experts． By the model of fuzzy comprehensive evaluation and the model of log-linear，the status of wetland ecosystem health in Shijiu Lake was analyzed respectively and the two models were compared． Finally，the renewal measures of Shijiu lake wetland were put forward according to the evaluation results． Key words: Shijiu Lake; wetland; eco-health assessment Author’s address: Jiangsu Key Laboratory of Forestry Ecological Engineering，College of Forest Resources and Environmental Science，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
湿地生态系统健康研究是湿地研究领域的新概 念、新领域，也 是 生 态 系 统 健 康 研 究 领 域 的 新 方 向。 国内学者崔保山等［6］指出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 有机组织被完整保存，且无疾病，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、活力和相应的生产率，其发展终极
湿地是自然界重要的自然资源和生态系统，它在 维持生态平衡方面起 着 重 要 作 用，被 誉 为“地 球 之 肾”［1 －2］。然而由 于 人 类 活 动 的 过 分 干 扰，湿 地 这 个 脆弱的生态系统遭受破坏的现象日益严峻，同时保护 与恢复措施不到位致使湿地生态系统向人类提供的 福利减少，直接威胁到人类自身的可持续发展［3－5］。
相结合、定性与定量相结合等原则，并结合石臼湖湿
地的实际情况，从湿地生态特征、湿地功能和社会环
境等 3 个方面共筛选出 24 项指标，构成了石臼湖湿 地生态系统健康评价指标体系( 表 1) 。 ［10－11］
林业科技开发 2011 年第 25 卷第 2 期
71
应 用 研 究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
目标层
石臼湖湿地生态 系统健康 A
表 1 石臼湖湿地生态系统健康评价指标体系
子系统层
生态特征指标 B1
指标层
湿地植被 C1、补水保证率 C2、水质类别 C3、富营养化程度 C4、土壤性状 C5、优势植被覆盖度 C6、 初级生产力水平 C7、物种多样性 C8、湿地受胁迫程度 C9、湖泊淤积度 C10
本研究运用两种评价模型进行对比分析研究，比 较两种方法的评价结果，并分析其实用性。研究目的 在于揭示石臼湖湿地生态系统目前的健康状况，为合 理开发石臼湖湿地，保护湿地生态环境，实现湿地区 域可持续发展提供科学依据。 1 研究区概况 1． 1 自然地理概况
石 臼 湖 位 于 江 苏 和 安 徽 两 省 交 界 处，南 京 以 南 55 km，当 涂 县 东 部，又 名 北 湖，由 古 丹 阳 湖 分 化 而
20 世纪 70 年代初，由于围湖造田、沿湖兴办工 厂、酷渔滥捕和拦河筑坝，致使石臼湖的生态环境受 到一定程度的破坏。1981 年之后，沿湖相继建立了 6 个渔场，加 强 对 石 臼 湖 水 产 资 源 的 开 发 管 理。1982 年 12 月，石臼湖管理委员会成立，并制定了《石臼湖 水产资源繁殖保护实施细则》，对石臼湖实行放养与 捕捞相结合，有效促进了水产资源的再生。1990 年 3 月，世界粮食 计 划 署 在 溧 水 县 援 建“2814 ”淡 水 养 殖 工程项目，石臼湖沿岸建成高标准、规格化的精养鱼 池 400 hm2 ，成为溧水县商品鱼基地的重点。至 2004 年，石臼湖沿岸水产养殖面积近5 300 hm2 ，其中精养 鱼池面积1 000 hm2 。多年来，石臼湖水产养殖业迅 猛发展，同时湿地生态系统的破坏也日益严峻。 2 研究及评价方法 2． 1 研究方法
2． 3 引入对数模型的评价方法
在此方法中，将湿地生态系统健康度按照 3 个子
系统分解成生态特征健康度、功能整合性健康度和社
会经济环境健康度 3 个分健康度，并分别选取相应的
指标及标准计算各个指标的健康度，再加权计算出 3
个分健康度的值，然后再根据分健康度的权重，进行
湿地生态系统健康的综合评价。其中前两者与上种