內蒙古自治區濕地生態系統特征及驅動力分析*

包翠榮

(河套學院經濟管理系，內蒙古巴彥淖爾 015000)

0 引言

濕地是自然界重要的自然資源，是具有多種獨特功能的生態系統[1]，其在調節氣候、涵養水源、洪水分流、環境凈化及生物多樣性保護等方面具有重要作用[2]。自Costanza等[3]和MEA(Millennium Ecosystem Assessment，MEA)[4]發表關于濕地生態系統服務的研究以來，人們逐漸意識到維持濕地生態系統平衡對人類生存和社會經濟可持續發展的重要意義[5]。內蒙古境內不僅有天然河流，也有人工水庫和水田，既有達賚湖和黃河，也有國內鮮有的蘚類沼澤，是我國主要的濕地大省之一。其濕地總面積為424.504 8萬hm2，占全區國土總面積的3.7%。然而隨著經濟的持續快速增長、各種自然原因和人為因素的干擾，使得內蒙古地區濕地資源遭到破壞，濕地面積萎縮、生態系統退化。

內蒙古自治區濕地分布廣泛，類型多樣，資源總量大，總面積僅次于西藏和黑龍江，居全國第三位。但該地區濕地分布極不均衡，且各類型濕地分布特點不一，如河流濕地集中分布于東部四盟市，湖泊濕地則東多西少、東淡西咸，沼澤濕地則表現為東部為草本沼澤、西部為鹽沼。研究發現，影響濕地生態系統的主要因素為植物群落組成和種群數量、濕地水文、生物地球化學過程、水質與水循環等，由于各種自然因素的干擾和人類活動的加劇，對濕地能量平衡和濕地生態功能造成了負面影響[6-8]。近年來，黨中央國務院已經把濕地保護列為國家生態保護建設的重要內容，且于2017年內蒙古自治區人民政府辦公廳印發了關于《內蒙古自治區濕地保護修復制度實施方案》的通知，并于2018年1月1日起正式實施《巴彥淖爾市烏梁素海自治區濕地水禽自然保護區條例》，旨在加強該區域的保護與管理。由此可見，加強濕地生態系統保護對生態系統建設具有重要意義。文章對內蒙古自治區相關濕地資源進行了調查，利用相關調查數據分析了內蒙古濕地生態系統特征的相關影響因素，并參考國內外濕地系統評價指標標準，結合層次分析方法，旨在篩選出濕地生態系統功能的主要影響因子，為濕地生態系統保護及維持生態系統平衡提供理論依據。

1 研究區域

1.1 區域概況

內蒙古自治區100hm2以上濕地為2 634塊，其中沼澤濕地面積最大(309.814 9萬hm2)、個數最多(1 923塊)，占全區濕地總面積的73%； 庫塘濕地面積最小(4.425 0萬hm2)且個數最少(34)占全區濕地總面積的10%(表1)。內蒙古自治區內濕地類型多樣、分布廣泛，但不均衡，主要是由于特殊的地理地貌、變化多樣的氣候條件以及眾多的河流湖泊造成的。相當一部分濕地為鳥類遷徙的重要驛站和繁殖地； 區內并擁有全國罕見的醉類沼澤，即為大的河湖周圍分布著許多城市。全區濕地生物多樣性資源豐富，植物物種密度達0.006 8株/km2，是我國植物物種密度(0.002 8株/km2)的2.4倍[9]。以濕地為主要生境的水禽類等野生動物資源豐富。但是由于干旱等自然因素、圍墾湖沼、上游截流、濕地生物資源不合理利用和過度開發及鹽湖礦產資源開發規模較小、綜合利用率低等因素影響，全區濕地面積在不同程度上呈逐漸降低的趨勢。

表1 內蒙古濕地類型、面積及分布

分類面積(萬hm2)占全區濕地面積比例(%)個數(塊)分布河流濕地60.745 914.3179分布于東部的呼倫貝爾市、額爾古納水系、松嫩水系; 中東部西遼河水系及中西部區的黃河水系及灌區湖泊濕地49.519 011.7482分布于呼倫貝爾高原、西遼河平原、錫林郭勒高原、烏蘭察布高原和丘陵區、河套平原和鄂爾多斯高原等地區沼澤濕地309.814 9731 923內陸鹽沼主要分布于阿拉善盟、錫林郭勒盟、部爾多斯市和巴彥淖爾市等地區; 沼澤濕地的其他類型多分布于呼倫貝爾市、興安盟、赤峰市、通遼市和錫林郭勒盟庫塘濕地 4.425 0134分布于通遼市、赤峰市的西遼河流域和部爾多斯市、巴彥淖爾市、呼和浩特市的黃河流域全區濕地 424.504 81002 634

1.2 主要問題分析

該區域內圍墾湖沼現象較為普遍，濕地水資源減少，可調蓄容積減少，洪澇災害加重，如烏梁素海由湖面400km2縮小至247km2，且由于大量營養物質入湖，導致水上植物面積不斷擴大，水下形成草原，湖底上部淤泥厚度增加； 土壤水分減少，有機質分解速度加快，孔隙度降低，土壤質量退化嚴重[10]。濕地生物資源開發利用過度或利用不合理，輝河濕地、達賚湖、圖牧吉、毛林郭勒和烏拉蓋等地區蘆葦因過渡刈割而退化，岱海南岸及西南岸淺水區蒲草、聚草及眼子菜等因草魚投放過多而大幅度減少甚至絕跡[11]； 濕地流域工農業的發展加劇了湖水富營養化，降低了水生生物量，致使水鳥種類和數量減少，同時因滅殺葦塘、紅蜘蛛和跳蚤大量施用農藥，致使湖水水質質量下降、理化性質突變，水生生物種類和數量降低，鳥類數量銳減； 內蒙古區域內黃河段水污染加重，在長期引黃灌溉農業過程中，導致農田鹽漬化、土壤板結程度逐漸嚴重，農作物生物學功能降低、產量下降，導致植物大量死亡，鹽漬化程度加重，沼澤消失[12-13]。內蒙古高原是中國鹽湖帶的重要組成部分，然而，該區域內尚存大量的未被開發鹽湖資源，而已經開發的鹽湖資源存在生產規模較小、產品品種單一以及綜合利用程度低等缺陷。現已開發產品多為原礦或初級產品，除產量較大的食鹽外，其他產品產量、種類及質量等尚不能滿足國民經濟發展的需求，如吉蘭泰鹽湖和雅布賴鹽湖的開發雖具備了一定的經營規模，但開發產品的品種及種類單一，還有待深入開發。

2 研究方法

2.1 評價指標體系

濕地生態系統評價研究涉及指標較多，該文將內蒙古濕地生態系統作為一個有機組成部分，即由自然—社會—經濟復合生態系統組成，從整體上選取相關評價指標測度內蒙古濕地生態系統影響因子，并參考相關濕地生態評價方法、按照系統性、客觀性和可行性原則[14-16]，圍繞影響內蒙古濕地生態功能和人類活動狀況的主要因素，從濕地自然屬性和社會環境兩個方面，篩選出反映濕地景觀指標、生物多樣性、水環境、人為干擾指標及威脅干擾5類共18個指標(表2)，從而構建內蒙古自治區內濕地生態系統健康的評價指標體系。

表2 濕地生態系統綜合評價指標體系

一級指標二級指標三級指標指標數據來源或計算方法自然指標A1景觀指標B1天然濕地率C1天然濕地面積/濕地總面積濕地斑塊密度C2濕地斑塊數/濕地總面積景觀均勻度指數C3TM解譯景觀多樣性指數C4TM解譯生物多樣性指標B2單位面積物種多度C5物種數量/濕地面積植被覆蓋度C6植被面積/濕地面積物質生產水平狀況C7統計數據水環境指標B3水質級別C8Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,共5級富營養化程度C9貧、中和富,共3級污染物C10有或無凈化能力狀況C11弱、中和強,共3級社會環境指標A2人為干擾指標B4人口密度C12人口數量/重點調查面積利用狀況C13工業(旅游)、農林牧業、水源地、未利用,共4級濕地管理水平C14Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,共5級威脅指標B5人類活動強度C15Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,共5級農藥和化肥施用強度C16弱、中和強,共3級威脅因子數量C17Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,共5級威脅程度C18安全、輕度和重度威脅,共3級

2.2 評價指標權重賦值

采用層次分析法對各評價指標進行分級和確定指標權重。采用專家咨詢方法，對各指標進行賦值，其中：(1)根據調查數據值，將天然濕地率、濕地斑塊密度、景觀均勻度指數、景觀多樣性指數、單位面積物種多度、植被覆蓋度、物質生產水平狀況、水質級別、富營養化程度、污染物、凈化能力狀況、人口密度、利用狀況、濕地管理水平、人類活動強度、農藥和化肥施用強度、威脅因子數量及威脅程度等11個指標分為5級，采用極差變換法方法，對量級相差懸殊的數據進行標準化處理然后進行分級，分別賦值1分、3分、5分、7分和9分，分值越高表示濕地生態系統狀況越好；(2)將富營養化程度、凈化能力狀況、人類活動強度、農藥化肥施用強度和威脅程度等5個指標分為3級，分別賦值3分、6分和9分，分值越高表示對濕地生態系統狀況的影響越大；(3)將污染物分為2個等級，其中“有”賦值3分，“無”賦值7分；(4)將濕地利用狀況分為4個等級，其中工業(旅游)賦值2分、農牧林業賦值4分、水源地賦值6分、未利用濕地賦值8分。

2.3 評價分值計算

濕地生態狀況得分為所有指標賦分累計求和乘以權重，并根據綜合得分對內蒙古自治區內濕地生態系統特征的主要影響因素進行篩選。在匯總相關專家評價意見和評價結果后，按照層次分析法的原理構造判斷矩陣，計算各指標權重并檢驗其一致性。具體計算過程及方法如下：

設一級指標為A，與二級指標B1，B2，…，Bn有聯系，構造判斷矩陣M=P(A-B)，

(1)

式(1)中，Bij>0，Bji=1/Bij，Bi表示比Bj的重要程度，比值越大說明對濕地生態系統特征的影響越重要。通常Bij的取值為1～9及它們的倒數，其標度及對應含義見表3。

(1)判斷矩陣的計算

表3 判斷矩陣標度及對應含義

標度含義1兩個因素同等重要3i因素比j因素略微重要5i因素比j因素非常重要7i因素比j因素顯著重要9i因素比j因素極顯著重要3, 6, 9中間態度標度值2, 4, 6, 8中間態度標度值

(2)

(2)計算Ni的n次方根

(3)

(4)

(4)計算最大特征值λmax

(5)

通過以上計算和檢驗過程最終確定各指標的權重。

3 結果與分析

3.1 評價指標賦值分析

根據6位相關濕地生態學研究領域的專家經驗和專業知識對內蒙古濕地生態系統影響因素進行評分，其評分結果具有一定的科學性； 結合層次分析法計算結果，得出表4中各指標權重值。結果顯示，二級指標中，人為干擾指標權重最高(0.60)，其次是生物多樣性指標、水環境指標和威脅指標，權重賦值均為0.40。在景觀指標中，天然濕地率權重最高(0.025)，其次為景觀多樣性指數(0.015)； 在生物多樣性指標中，單位面積物種多度權重最高為(0.108)，其次為植被覆蓋度(0.106)； 在水環境指標中，水質級別權重最高為0.160，富營養化程度次之為0.090； 在人為干擾指標中，人類活動強度權重最高(0.058)，其次為人口密度(0.040)，濕地管理水平則權重最低(0.016)； 在威脅指標中，威脅程度權重最高為0.089，而威脅因子數量僅次于威脅程度，為0.076。

表4 濕地生態系統狀況綜合評價指標及其權重

一級指標權重二級指標權重三級指標權重自然指標A10.60景觀指標B10.20天然濕地率C10.025濕地斑塊密度C20.010景觀均勻度指數C30.010景觀多樣性指數C40.015生物多樣性指標B20.40單位面積物種多度C50.108植被覆蓋度C60.106物質生產水平狀況C70.028水環境指標B30.40水質級別C80.160富營養化程度C90.090污染物C100.050凈化能力狀況C110.070社會環境指標A20.40人為干擾指標B40.60人口密度C120.040利用狀況C130.024濕地管理水平C140.016威脅指標B50.40人類活動強度C150.058農藥和化肥施用強度C160.025威脅因子數量C170.076威脅程度C180.089

3.2 驅動力分析

內蒙古自治區地處黃河流域上游階段，擁有比較豐富的濕地資源，該文基于濕地生態分布的區域完整性，選擇該區域內部分重要濕地作為表征濕地生態系統特征的典型。利用上文構建的18個評價指標以及指標標準和指標權重，采用層次分析法與專家評價賦值相結合，綜合評估內蒙古自治區內濕地生態系統狀況，并對影響生態系統平衡的主要驅動因素進行重要性排序。通過測度濕地生態系統健康的18個指標發現(表5)，水質級別、單位面積物種多度、植被覆蓋度、威脅程度及水體富營養化程度是影響濕地生態系統健康排名前5位的主要因素，且與人類活動關系較密切，但與濕地生態健康呈負相關，其重要值越大，則對濕地生態系統結構影響越明顯[17]； 同時，謝佰承等[18]通過對洞庭湖濕地生態環境調查發現，水質污染和水體富營養化加劇是濕地生態質量下降、功能衰退的主要影響因子。而濕地斑塊密度、景觀均勻度指數、景觀多樣性指數及濕地管理水平等對其影響較小。研究發現，濕地生態系統健康與生物物種多度及覆蓋度關系密切，同時社會環境對生物多樣性有直接影響，因此，恢復、維持濕地生態系統多樣性是實現濕地生態系統格局穩定的重要管理目標。

內蒙古呼倫貝爾、巴彥淖爾、烏蘭察布以及錫林郭勒等盟市人口密度較大，人類活動干擾較顯著，其中以水田為主的濕地利用強度較大，農藥以及化肥施用量增多，對水質級別影響較明顯，從而導致濕地物質生產能力下降； 同時人為活動干擾造成威脅因子數量越多，對濕地生態系統健康影響越顯著，這表明了濕地生態系統易受社會環境影響的脆弱性。在鄂爾多斯、呼和浩特、赤峰以及通遼等地區，由于圍墾湖泊、水利工程建設、濕地生物資源的開采和利用以及鹽湖礦區開采和產品開發[19-20]等人類活動頻繁程度加劇，致使其對濕地生態水體質量、植被覆蓋度以及景觀多樣性干擾性較強，加之濕地管理水平參差不齊等原因，致使濕地空間格局顯著變化。同時研究發現，該區域內濕地生態結構完整、具有一定的系統活力，可穩定發揮濕地生態功能； 但是濕地生態系統敏感性較強，由于人類活動加劇及經濟發展，部分濕地生態環境出現異常。

表5 內蒙古自治區生態系統影響因素指標重要性排序

指標因素權重值打分值重要值權重排序天然濕地率0.0258.50.21312濕地斑塊密度0.018.20.08217景觀均勻度指數0.018.00.08018景觀多樣性指數0.0158.10.12216單位面積物種多度0.1088.60.9292植被覆蓋度0.1068.60.9123物質生產水平狀況0.0288.20.23011水質級別0.168.81.4081富營養化程度0.097.80.7025污染物0.056.60.33010凈化能力狀況0.077.80.5467人口密度0.048.50.3409利用狀況0.0247.20.17314濕地管理水平0.0168.30.13315人類活動強度0.0588.40.4888農藥和化肥施用強度0.0258.00.20013威脅因子數量0.0768.40.6386威脅程度0.0898.50.7574

4 討論

濕地生態系統的驅動要素一般可分為兩類：自然驅動因子和人為驅動因子。其中自然驅動因子在時空尺度上作用于濕地生態景觀，它可以較大范圍內引起氣候、水文、地質、土壤、植被等景觀變化。人口、政治、經濟、文化等人為驅動因子對濕地健康的影響日趨增大，且由于社會經濟的快速發展、人口數量的增多及人類活動強度的加大，人為干擾因素對于濕地生態系統格局和功能的影響越來越嚴重。同時自然環境因素和人為干擾因素在不同時空尺度上產生相互作用，這不僅影響濕地生態結構，同時也濕地生態功能[21]。該文通過對分析內蒙古自治區重要濕地的調查數據，選取對濕地生態結構和功能構成影響的自然指標和社會環境指標兩個方面共18個影響因子，采用層次分析法確定評價指標權重，評估濕地生態健康，發現，社會環境因素為驅動濕地生態系統格局變化的主要因子。經濟的快速發展、人口數量的急劇增加以及濕地利用方式的改變，加劇了對水資源的占用，改變了內蒙古地區濕地生態系統維持自身結構完整性所需的水資源，致使濕地生態系統內威脅因子數量的增加及威脅程度的加重，從而影響植被的豐富度、物種多樣性格局和景觀生態結構，造成單位面積物種多度和植被覆蓋度降低、污染物種類增多以及水質污染[22]。且隨著濕地內工農業生產、旅游業的發展以及城市規模的擴大，致使水資源過度開發利用，驅使水質級別成為影響濕地生態系統健康的重要因子。由于人類活動強度增大、農藥化肥過量施用以及濕地管理水平不一等造成濕地水體富營養化程度加重，嚴重影響濕地內水質安全，造成濕地生態功能紊亂，加劇了濕地生態系統的脆弱性[23-24]。由此可見，區域經濟的發展不僅加劇了人類活動對濕地生態平衡的影響，而且加劇了濕地生態系統的脆弱性，同時反映了濕地生態系統格局社會經濟發展制約下的演變規律。通過對濕地生態系統格局主要驅動因子重要性進行分析，以期制定濕地開發的合理方案，采取相關管理措施加強濕地生態保護，對濕地生態環境出現異常的濕地制定合理的修復措施。

5 結論

該文論述了濕地生態系統特征的評價指標體系，運用層次分析方法和專家咨詢評價方法對內蒙古濕地生態結構和功能進行綜合評價，發現水質級別、水體富營養化程度、威脅因子數量和威脅因子程度等因子與人類活動強度成正相關關系，其權重賦值越高、重要性越大，則對濕地景觀結構影響越大。由于人口密度增加導致污染物種類增多，同時對濕地的利用程度加大，加之濕地管理水平和管理體制不完善以及濕地本身凈化水平限制，導致濕地物質生產能力降低，從而影響濕地系統健康。因此，該文通過探討濕地生態環境影響因子之間的相關性分析，以分析驅動濕地生態格局變化的社會經濟因素，對加強濕地生態系統平衡、協調濕地生態與經濟和社會之間的關系具有重要意義。