摘要:" 采取实地踏勘法和地理信息技术对下渚湖国家湿地公园进行全面调查,结合相关资料文献获取生物多样性评价指标数据。利用层次分析法和PSR模型确定湿地面积、湿地类型、植物物种丰富度、动物物种丰富度、稀有物种、外来物种入侵度、保护管理水平、科普教育水平、人类威胁9项指标,通过德尔菲法确定指标权重,构建湿地公园生物多样性评价指标体系,对下渚湖国家湿地公园进行评价。经计算,下渚湖国家湿地公园生物多样性指数(BI)为50.8744,状况等级为中等。结果表明:1)植物物种丰富度是下渚湖国家湿地公园生物多样性的首要限制因子;2)外来物种入侵对生物安全造成威胁。3)人类活动一定程度上干扰公园生态环境。4)评价区内科普教育水平指标值较低。根据评价结果,为下渚湖国家湿地公园生物多样性提供保护建议。
关键词:" 湿地公园;" 生物多样性;" 评价;" 下渚湖国家湿地公园
中图分类号:" "S 759. 9" " " " " " " "文献标识码:" "A" " " " " " " " 文章编号:1001 - 9499(2025)01 - 0038 - 07
Research on Biodiversity Evaluation of XiazhuLake National Wetland Park
HONG Jingying ZHENG Guoquan*
(College of Landscape Architecture," Zhejiang Aamp;F University," Zhejiang Hangzhou 311300)
Abstract A comprehensive investigation was conducted on the Xiazhu Lake National Wetland Park using field survey method and geographic information technology, and biodiversity evaluation index data was obtained by combining relevant literature and materials. Using the Analytic Hierarchy Process (AHP) and PSR model, nine indicators were determined, including wetland area, wetland type, plant species richness, animal species richness, rare species, invasive alien species, protection and management level, science education level, and human threat. The weights of the indicators were determined using the Delphi method, and a wetland park biodiversity evaluation index system was constructed to evaluate the Xiazhu Lake National Wetland Park. After calculation, the biodiversity index (BI) of Xiazhu Lake National Wetland Park is 50.8744, indicating a moderate level of condition. The results indicate that: 1) Plant species richness is the primary limiting factor for biodiversity in Xiazhu Lake National Wetland Park; 2) Invasion of alien species poses a threat to biological security. 3) Human activities to some extent interfere with the ecological environment of the park. 4) The indicator value of science popularization education level in the evaluation area is relatively low. Based on the evaluation results, provide protection suggestions for the biodiversity of Xiazhu Lake National Wetland Park.
Key words wetland park; biological diversity; evaluate; Xiazhu Lake National Wetland Park
湿地被称为“物种基因库”,其在保护生物多样性,加强生态文明建设和维护国家生态安全等方面具有重要意义[ 1 ]。我国于20世纪90年代对生物多样性评价进行初步探索。张峥[ 2 ]等借鉴区域生态系统评价理论,选取六个指标,提出并初步建立了一套湿地生态评价指标体系。万本太[ 3 ]等从国家生物多样性保护与管理的需求出发,研究了我国生物多样性综合评价指标与方法,并以全国31个省(市、区)为单元,开展了全国生物多样性综合评价,为我国生物多样性评价研究奠定基础。贾久满[ 4 ]等(2010)从物种多样性、生态系统与景观多样性出发,确定六项指标,建立了一套较为完善的湿地生物多样性评价体系。杨杰峰[ 5 ]等(2015)选取了九项指标建立湿地生物多样性评价体系,为各项指标确定了科学、准确的评分标准及权重,并将该评价体系运用于湖北省典型湖泊湿地生物多样性评价研究,成为我国湿地生物多样性的评价、保护、恢复等工作开展的可靠依据。徐浩田[ 6 ]等(2017)运用PSR模型选取10个评价指标构建河口湿地生态系统健康评价指标体系,对河口湿地提出保护和管理对策。随着我国工业化进程加快,人类盲目开发污染破坏湿地资源导致生物多样性减少,现有生物多样性评价对象集中在大尺度县域或森林、自然保护区、海洋等区域,针对湿地公园的生物多样性评价较少。湿地公园不仅具有调节生态的功能,还具有一定的科普教育价值,并提供休闲娱乐的场所[ 7 ],因此对湿地公园生物多样性的准确评价有重要意义。
本文借鉴前人研究成果,结合湿地公园的特点,运用层次分析法、德尔菲法和PSR模型构建湿地公园生物多样性评价指标体系。以下渚湖国家湿地公园为研究对象,对下渚湖国家湿地公园生物多样性进行评价,根据评价结果,为下渚湖国家湿地公园生物多样性提供保护建议,并为国家层面开展湿地公园生物多样性保护提供思路。
1 研究区概况
下渚湖国家湿地公园(图1)位于长江三角洲杭嘉湖平原西部,德清县城东南部,是长三角地区生态系统多样性高、原生状态保持较为完整的天然湿地之一。浙江德清下渚湖国家湿地公园总面积约36 km2,水域面积约3.4 km2,中心湖泊面积约1.26 km2。湖区内有大小土墩600余处,湖中有墩(岛),墩(岛)中有湖,港汊纵横,水网交错形态各异,集河流型、沼泽型、湖泊型等多种湿地类型为一身,是江南平原水网湿地的典型代表。公园地处亚热带季风气候区,温和湿润,四季分明,冬夏稍长,春秋略短。温暖湿润,气温变幅小,年平均气温16.0 ℃,湖区平均水深1.5~2 m,主体水质符合国家Ⅲ类标准。
2 下渚湖国家湿地公园生物多样性评价体系构建
2. 1 评价指标体系的构建
PSR模型(压力-状态-响应模型)用于研究自然环境所处压力、状态与响应之间的联系,被广泛应用于区域环境问题研究[ 8 - 12 ]。下渚湖国家湿地公园生物多样性评价研究中压力、状态与响应三者的联系可以解释为:P(压力)表示人类活动和外来物种对湿地公园生物多样性施加一定的压力,导致湿地生态系统状态发生改变;S(状态)表示湿地生态系统自然环境和生物多样性的现状;R(响应)表示应对湿地生态系统状态的改变,人类所采取的保护管理措施和生态系统的自我调节功能。
根据贾久满等[ 4 ]建立的湿地生物多样性评价指标体系,在实地勘察法和资料收集法的基础上运用国内学者提出的PSR湿地生物多样性评估体系,从压力、状态、响应角度构建了表1所示的评价指标体系,对德清下渚湖湿地公园进行生物多样性调查。该评价指标体系包含1个目标层,3个准则层和9个指标层。
2. 2 评价指标的选取
在中国环境保护部发布的《区域生物多样性评价标准(2012)》基础上,结合贾久满(2010)[ 4 ]、杨杰峰[ 13 ](2015)、万本太(2007)等[ 3 ]文献中构建的湿地生物多样性评价体系,选取湿地面积、湿地类型、植物物种丰富度、动物物种丰富度、稀有物种、外来物种入侵度、人类威胁、保护管理水平、科普教育水平9项指标构建湿地公园生物多样性评价指标体系。
2. 2. 1 湿地面积
种-面积曲线S=Az表现取样面积(S)与数量(A)成幂函数关系,描述了物种随取样面积的增加而变化的规律[ 14 ],即取样面积越大,生物物种越多,生物多样性越高。
2. 2. 2 湿地类型
湿地类型分沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、浅海滩涂湿地、人工湿地五种。评价区域内含除人工湿地外任一项湿地类型赋30分,每多包含一项湿地类型增20分;人工湿地分值为10分。
WT=30i+20(j-1)+10k
式中,WT为湿地类型;i为沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、浅海滩涂湿地任一种,i=1或0;j为区域内含沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、浅海滩涂湿地四种类型的数目,j={1,2,3,4};k为区域内是否含人工湿地,k=1或0。
2. 2. 3 植物物种丰富度
指被评价区域内野生维管束植物的种数,用于表征野生植物的多样性。
2. 2. 4 动物物种丰富度
指被评价区域内野生动物的种数(包括野生哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、淡水鱼类、蝶类),用于表征野生动物的多样性。
2. 2. 5 稀有物种
人类活动的干扰导致生物多样性面临严重威胁。稀有物种是生物多样性的重要组成部分,其消失会引发生态系统不平衡,生物多样性减少等一系列问题。因此,保护稀有物种对维护生物多样性具有重要意义。
Ed=Ed植物+Ed动物 (具体赋分见表2)
2. 2. 6 外来物种入侵度
入侵物种往往会对本地物种造成威胁,破坏生态系统功能,导致部分本地物种数量减少甚至灭绝,局部生物多样性减少。外来入侵物种包括外来入侵动物和外来入侵植物。外来入侵物种(EI)计算公式
EI=NI/(Nv+Np)
式中,EI为区域内外来入侵物种数;Nv为区域内野生动物种数;Np为区域内野生维管束植物种数
2. 2. 7 保护管理水平
指评价区域湿地保护区管理水平。中国湿地自然保护区分为国际重要湿地、国家级湿地自然保护区、国家湿地公园、国家城市湿地公园四类[ 15 ]。设立专门的保护管理机构对湿地生物多样性具有重要意义。详细赋分标准见表3。
2. 2. 8 科普教育水平
湿地公园的“四大职能”中,科普宣传教育活动对湿地生物多样性保护作用最大,通过科普教育馆、科普导示牌、举行相关科普活动等多种方式能够有效的向游客、周围居民和湿地公园职工普及湿地的相关知识,提高对湿地保护的关注度,有利于保护湿地公园生物多样性。具体赋分标准如下:
2. 2. 9 人类威胁
人类活动会对湿地公园生态环境有一定的破坏和干扰,如游客乱扔垃圾、随意采摘,或者是周围居民大量捕捞,商户投放生产垃圾等可能会导致生态环境改变,生物多样性下降[ 16 ]。具体赋分标准如下:
2. 3 评价指标权重确立
通过德尔菲法与层级分析法确定各评价指标的权重(表6),其中湿地面积占0.10、湿地类型占0.06、植物物种丰富度占0.20、动物物种丰富度占0.20、稀有物种占0.12、外来物种入侵度占0.06、人类威胁占0.12、科普教育水平占0.07、保护管理水平占0.07。
2. 4 指数计算及状况分级
2. 4. 1 评价指标归一化
利用归一化方法,对德清下渚湖湿地公园的各项生物多样性评价指标进行归一化处理。归一化处理后的评价指标=归一化前的评价指标X归一化系数,其中归一化系数=100/A最大值。各指标参考最大值见表7。
2. 4. 2 生物多样性指数计算
生物多样性指数计算方法:
BI=WS×0.10+WT×0.06+RV×0.20+BP×0.20+
ED×0.12+EI×0.06+WP×0.07+WL×0.07+WH×0.12
式中,BI为生物多样性指数;WS为归一化后的湿地面积指标值;WT为归一化后的湿地类型指标值;RV为归一化后的植物物种丰富度指标值;RP为归一化后的动物物种丰富度指标值;ED为归一化后的稀有物种指标值;EI为归一化后的外来物种入侵度指标值;WP为归一化后的保护管理水平指标值;WL为归一化后的科普教育水平指标值;WH为归一化后的人类威胁指标值。
2. 4. 3 生物多样性状况分级
参照《区域生物多样性评价标准》(中华人民共和国环境保护部,2011) ,根据本评价指标体系中指标选取和赋分原则,将湖泊湿地生物多样性等级划分为6级,具体划分标准见表8。
3 结果与分析
3. 1 湿地面积与类型
本湿地公园土地面积1 241.00 hm2,其中湿地面积742.89 hm2,湿地率59.86%。湿地公园内有四种湿地类型,分别为:河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地。
湿地面积中,自然湿地580.64 hm2,占湿地面积的78.16%;人工湿地162.25 hm2,占湿地面积的21.84%。自然湿地面积中,河流湿地(永久性河流)227.84 hm2,占湿地面积的30.67%;湖泊湿地(永久性淡水湖)73.80 hm2,占湿地面积的9.93%;沼泽湿地(草本沼泽、灌丛沼泽)279.00 hm2,占湿地面积的37.56%。人工湿地面积中,水产养殖场162.25 hm2,占湿地面积的21.84%。
经计算,湿地面积指标值为0.598 6,归一化后的指标值为59.86;湿地类型指标值为80,归一化后的指标值为80。
3. 2 下渚湖湿地公园动植物资源多样性
3. 2. 1 植物资源多样性
据调查,下渚湖国家湿地公园内有野生及常见栽培维管束植物126科,354属535种。其中,被子植物101科320属493种,裸子植物7科14属18种,蕨类植物18科20属24种[ 17 ]。优势科有禾本科、菊科、豆科和蔷薇科,其中包含芦苇、菰、黄花水龙、野菱等湿地特色植物。
经计算,植物物种丰富度的指标值为535,归一化后的指标值为14.609 5。
3. 2. 2 动物资源多样性
据调查,下渚湖国家湿地公园中,大型水生无脊椎动物(贝类、虾类、蟹类)25种,分属10科。脊椎动物242种,其中,哺乳动物共有14科、21种;鸟类共有49科、137种;爬行动物共有8科、19种;两栖动物有6科、14种;鱼类有17科、51种,动物资源丰富。
经计算,动物物种丰富度的指标值为267,归一化后的指标值为42.047 2。
3. 3 稀有物种
植物中,湿地公园内栽培的国家Ⅰ级重点保护植物有苏铁、银杏、水杉等3种;国家Ⅱ级重点保护植物有金钱松、榉树、厚朴、凹叶厚朴、香樟等5种;省重点保护植物有蜡梅;野生的国家Ⅱ级重点保护植物有水蕨、野荞麦、野大豆、野菱4种;省重点保护植物有睡莲、芡实、水蕹、水车前、薏苡等5种。
动物中,属于国家一级重点保护动物有朱鹮1种;国家二级重点保护的鸟类有8种:小鸦鹃、灰脸