天津濱海濕地生態系統健康評價

摘 要:本文基于“壓力—狀態—響應(Pressure-State-Response，PSR)”模型構建了一個濱海濕地生態系統健康評價指標體系，并利用2009年的各項監測及調查數據，對天津濱海濕地生態系統健康狀況進行了評價。結果表明，天津濱海濕地生態系統處于“亞健康”狀況，面臨的負面壓力仍在進一步加劇;與此同時，天津市為應對環境保護壓力也從污染控制、生態保護與建設和環境保護相關法律、法規等方面采取了諸多措施遏制天津濱海濕地生態系統健康狀況的進一步惡化。

關鍵詞:濱海濕地生態系統健康評價壓力—狀態—響應

中圖分類號:X171文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(c)-0123-02

濱海濕地(Coastal wetlands)處于海洋和陸地交匯的地區。陸健健[1]將我國濱海濕地定義為:濱海濕地是陸地、海洋、大氣三方相互作用，活動最為劇烈的地帶;同時也是人類主要的居住地區，具有很高的經濟和社會價值。隨著城市化進程的不斷提速，沿海地區開發活動逐漸加劇，濱海濕地人類社會與生態環境之間的矛盾日益突出，生態系統健康面臨嚴重威脅。陸緣含60%以上濕生植被區、水緣海平面以下6m的近海區域，包括陸上與外流江河流域中自然或人工、咸水或淡水的所有富水區域(枯水期水深為2m以上的水域除外)。濱海濕地生態系統介于陸地和海洋生態系統之間，是生物多樣性最豐富、生產力最高、最具價值的濕地生態系統之一[2]。由于濱海濕地處于自然和人類活動最為劇烈的地方，生態平衡極易受到破壞，受到破壞后很難得到恢復[3]。近年來，我國沿海地區大規模開發開放，城市化進程持續加速，濱海濕地生態系統健康問題也越來越受到人們的關注和重視。

天津濱海濕地處于天津沿海地區，瀕臨渤海灣，是海河水系諸多河流入海的地方。近年來，天津濱海新區加快了經濟建設步伐。受水產養殖、港口建設、濱海旅游和圍海造陸等人類經濟活動的影響，天津濱海濕地生態系統產生了較大變化。通過對濱海濕地生態系統進行健康評價的研究，可以為天津市保護天津濱海濕地生態系統，合理利用濱海濕地資源提供科學依據，具有重要的意義。

1 基于PSR模型的評價框架構建

1.1 基于PSR的濱海濕地生態系統評價框架

1979年，加拿大統計學家Rapport和Friend提出了“壓力—狀態—響應(Pressure-State-Response，PSR)”模型[4]。經濟合作與發展組織(OECD)和聯合國環境規劃署(UNEP)將該模型體系發展完善，并應用于研究環境問題[5]。PSR模型為綜合、有效地反映生態系統的內涵、基本要素、系統內外部關系等復雜問題提供了一個簡潔的研究思路[6]。在該模型中，“壓力”是指人類活動和自然變化等影響生態系統健康發展的的因素;“狀態”是指生態環境惡化或改善的程度;“響應”是指人們為了改善環境而做出的政策及制度方面的措施。

基于PSR模型的濱海濕地生態系統健康評價指標體系結構包含三個層次，第一層是指標體系的總目標，即濱海濕地生態系統健康;第二層包含了壓力(Pressure)、狀態(State)和響應(Response)三部分;第三層是指標層，包含了若干個具體指標項，這些指標是指標體系中最小的組成單位。

1.2 指標選取與量化

PSR模型中的具體指標可以是定量數值或者定性的描述性文字。

1.2.1 壓力層指標的選取

壓力是指廣泛、間接影響濱海濕地生態系統的因素，可分為自然和社會經濟兩種因素。本文初步選取了氣候條件、海流、赤潮發生次數作為自然因素指標;國內生產總值(GDP)、GDP年增長率和人口密度作為社會經濟指標。

1.2.2 狀態層指標的選取

狀態指濱海濕地生態系統的現狀或者變化趨勢，是壓力作用的結果，與壓力構成了最直接的因果關系，同時也是響應的最終目標。本文從環境質量和生物兩個方面考慮，初步選取了評價指標(表1)。

1.2.3 響應層指標的選取

響應是人們為預防或改善環境狀態變化而采取的對策，與壓力構成了因果關系，通過改變響應手段來減輕壓力的影響，進而改善生態系統狀態。本文以改善濱海濕地生態環境健康狀況為出發點，從污染控制、生態環境管理和生態保護與建設三個方面，選取了工業廢水達標排放率、工業污染治理投資占GDP的比重和環保法規實施項數作為響應層的評價指標。

2 濱海濕地生態系統健康評價模型

2.1 利用層次分析法的指標權重的確定

層次分析法(The Analytic Hierarchy Process，AHP)屬于系統分析法之一，是一種對復雜現象的決策思維過程進行系統化、模型化、數量化的方法，又稱多層次權重分析決策法[7]。該方法是一種定量與定性相結合，將人的主觀判斷用數量形式表達和處理的方法。

在本次天津濱海濕地生態系統健康評價中，通過經驗判斷確定層次中各指標的相對重要性，進而通過AHP法量化計算出各項指標權重。

2.2 濱海濕地生態系統健康評價模型

本文采用了一個0～1連續尺度的濱海濕地生態系統健康指數(Coastal wetlands Ecosystem Health Index，CEHI)來表示生態系統健康狀況。首先對非生物環境和生物環境指數的各分指標進行規一化處理，再按照確定的權重進行綜合，最終形成非生物環境綜合指數和生物環境綜合指數兩項。

CEHI(T)代表T時期的生態系統健康評價指數，Ienv代表非生物環境綜合指數，Ibio代表生物環境綜合指數，Wi為權重。

定義當CEHI(T)為0時，生態系統已經完全惡化，當CEHI(T)為1時生態系統處于最佳狀態。采用等間距法將CEHI劃分為5個等級，將0～1間隔0.2由小到大分為五段:0～0.2，0.2～0.4，0.4～0.6，0.6～0.8和0.8～1.0，分別對應于生態系統健康的病態、不健康、亞健康、健康、健壯五種狀態。

3 天津濱海濕地生態系統健康評價

3.1 指標值的獲取

本文中自然和社會經濟指標數據來源于天津統計年鑒、天津濱海新區統計年鑒[8，9]，赤潮發生次數來源于1987～2010年的中國海洋年鑒[10]。污染源也來源于天津統計年鑒，圍填海面積來源于相關報道[11]，入海河流水環境質量為、海水質量、沉積物質量、生物質量、生境質量、潮間帶生物、近海生物數據為2009年監測數據。污染物控制數據來源于天津市統計年鑒，生態保護與建設來源于紀大偉的相關研究[12]，環境保護相關法律法規來源于相關文獻統計。

3.2 指標權重的確定

利用AHP法進行各指標權重的計算，結果見表2。

判斷矩陣一致性比例:0.0000;對總目標的權重:1.0000。

3.3 2009年天津濱海濕地生態系統健康評價

根據濱海濕地生態系統健康評價模型，利用2009年度指標數據和經AHP法計算出的各指標權重分析得出2009年天津濱海濕地生態系統健康指數(CEHI)分值為0.58，處于“亞健康”狀況。

4 結論

本文利用“壓力—狀態—響應(Pressure-State-Response，PSR)”模型構建了一套完整、可操作性強的濱海濕地生態系統健康評價的指標體系和評價方法。通過對天津濱海濕地生態系壓力、狀態、響應的分別評價及三者間相互作用機制的分析，揭示了天津濱海濕地生態系統健康狀況。結果表明，天津濱海濕地生態系統健康處于“亞健康”狀況。

導致天津濱海濕地生態系統健康惡化的主要原因為:

(1)赤潮災害頻發。天津近岸海域記載的第一次赤潮發生在1977年8月。進入21世紀以來，天津海域年年發生赤潮，近年來更有加劇的趨勢，赤潮持續時間加長，影響面積增大。

(2)城市化進程加速，人口增加。天津濱海新區的開發開放加速了濱海地區城市化進程，伴隨著經濟的發展，新區人口聚集明顯提速。截至2008年底，濱海新區常住人口達到202.88萬人，比上年同期增加30.64萬人，增長17.8%，新增人口占全市人口增量的50.2%[14]。

(3)大型圍填海工程的建設。截至2009年2月，臨港工業區、臨港產業區、南港工業區、濱海旅游區新增圍海造陸面積80km2，約占潮間帶(總面積335.99km2)面積的23.8%;天津濱海新區有仍多個圍填海工程在抓緊施工建設。

針對天津濱海濕地生態系統健康狀況不斷惡化的情況，天津市在污染控制、生態系統保護與建設和立法方面做出了大量努力。在1990年～2009年的20年間，天津市制定、修訂的涉及環保的法律、法規有45項之多。其中《天津古海岸與濕地國家級自然保護區管理辦法》和《天津市海域使用管理辦法》是最重要的兩部涉及天津濱海濕地保護的法規，目前天津市正在抓緊制定《天津市海洋環境保護條例》。

參考文獻

[1]陸健健.中國濱海濕地的分類[J].環境導報，1996(1):1-2.

[2]WERG(Wetland Ecosystems Research Group).Wetland functional analysis research programme[M].London: College Hill Press，1999.

[3]何勇田，熊先哲.試論濕地生態系統的特點[J].農業環境保護，1994，13(16):275-278.

[4]FAO Proceedings. Land Quality Indicators and Their Use in Sustainable Agriculture and Rural Development[R].Proceedings of the Workshop organized by the land and Water Development Division FAO Agriculture Department，1997，(2):5.

[5]Rainer WALZ. Development of Environmental Indicator Systems: Experiences from Germany[J].Environmental Management，2000，25(6):613-623.

[6]楊一鵬，蔣衛國，何福紅.基于PSR模型的松嫩平原西部濕地生態環境評價[J].生態環境，2004，13(4):597-600.

[7]許樹柏.層次分析法原理[M].天津:天津大學出版社，1988.

[8]天津市濱海新區統計局.天津濱海新區統計年鑒[M].中國統計出版社，2008-2010.

[9]天津市統計局.天津市統計年鑒[M].中國統計出版社，1988-2010.

[10]國家海洋局.中國海洋統計年鑒[M].北京:海洋出版社，1995-2009.

[11]搜狐焦點，天津地產.圍海造地拉動投資2萬億天津全面出擊當急先鋒[EB/OL].[2011-4-1]. http://tj.focus.cn/news/2009-02-21/624288.html.

[12]紀大偉，鄧紅.天津古海岸與濕地國家級自然保護區的管理現狀及保護對策[J].濕地科學與管理，2009，5(4):23-26.