卧龙湖湿地生态系统稳定性分析与评价研究
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摘要
沈阳卧龙湖湿地地处辽宁、吉林、内蒙古三省区的交界,位于辽河以西,科尔沁沙地西南缘,沈阳市最北面的康平县康平镇西郊,东西长16.5km,南北宽5.3km,总面积87.45km2。近年来的人类开发活动加之频繁的自然灾害,导致卧龙湖湿地生态环境破坏严重。湿地水域面积逐年下降,生物种群急剧减少,湿地生态功能衰退,使卧龙湖湿地生态系统的稳定性受到严重的威胁。严重制约着该地区可持续发展战略的实施。同时也严重的影响了沈阳地区的生态环境。研究卧龙湖湿地生态系统稳定性对恢复和保护湿地功能具有重要的现实意义。
生态稳定性是生态系统结构及功能中的一个决定系统兴亡的重要特性,在生态学研究中一直是被关注的焦点。其研究内容主要包括生态系统对外界干扰的抵抗力和干扰去除后生态系统恢复到初始状态的能力。生态稳定性评价是依据一定的判断标准对生态系统各组织的环境状况和作用与变化程度进行调查研究与分析论证,从而为评估生态系统总体的稳定性以及为制定生态系统基本的治理和修复措施提供科学依据。
论文首先分析了卧龙湖湿地生态系统己有的调查数据和有关统计资料,对其生态环境稳定性状况进行了详细研究。从时空变化和湿地类型结构程度的变化方面分析了卧龙湖湿地的动态变化趋势；建立了卧龙湖湿地生态系统水量平衡关系式模型分析湿地湖泊的调蓄能力和整个湿地地区的调蓄能力；从湿地的气温效应、降水效应、相对湿度效应和风速效应四个方面来分析卧龙湖湿地气候调节功能；根据物种统计资料说明湿地多样性维系功能；通过综合污染指数法分析了卧龙湖湿地生态系统水污染状况恶化趋势以及环境污染状况。
在对生态环境稳定性现状分析和充分考虑经济社会发展情况的基础上,参考国内外生态稳定性指标体系的研究成果,将现代生态学与环境系统工程的有关理论与方法相结合,建立了卧龙湖湿地生态系统稳定性评价指标体系,该指标由湿地整体功能指标、湿地生态特征指标、湿地社会影响三部分和气候调节、水文调节、侵蚀调控、栖息地、物质生产、净化能力、调蓄能力、生物多样性维系能力、景观多样性指数、土壤性状、优势性植被覆盖率、湿地受胁状况、区域微地貌条件、湿地水质、湿地类型面积变化、人类活动强度、区域经济发展水平、物质生活指数、化肥利用状况、农药利用状况、湿地保护意识、政策法规贯彻力度、湿地管理水平、环保投资指数和有害“三废”排放强度共25项指标组成。应用层次分析法(AHP)和德尔斐法(Delphi)通过专家评议,确定各指标的权重值,并进行一致性检验,确保确定权重的有效性。
借助于集对分析理论(SPA),建立卧龙湖湿地生态稳定性稳态评价模型,提出了卧龙湖湿地生态系统稳定性评价新方法,为卧龙湖湿地生态系统稳定性评价提供了新的途径。提出了基于联系数的卧龙湖湿地生态系统稳定性等级划分方法。该方法将一个确定不确定湿地生态系统做了相对确定性处理,此过程反映了卧龙湖湿地生态系统稳定性的变化,其结果体现了卧龙湖湿地生态系统的稳定性状况。通过对卧龙湖湿地生态系统稳定性的评价结果可知,卧龙湖湿地系统目前为“不稳定”状态,集对势属于弱反势,系统以对立的趋势存在,但是比较弱。如果加强卧龙湖湿地生态系统的环境管理水平,卧龙湖湿地生态系统的稳定性有向好的方向发展的趋势。
提出了一种集状态评价和趋势分析为一体的卧龙湖湿地生态系统稳定性的动态评价方法,将动态变量与稳态参数相结合,利用基于SPA和马尔可夫链(Maekov)理论,建立卧龙湖湿地生态稳定性的预测模型,从发展的角度,评价和预测卧龙湖湿地生态系统稳定性的发展趋势,实现了卧龙湖湿地生态系统稳定性动态评价。通过对卧龙湖湿地生态系统稳定性动态评价可以预测出2008年卧龙湖湿地生态系统稳定性的状况应处于“一般不稳定”状态,同时通过集对态势图可以反映出该湿地生态系统稳定性状况稳中有升。若继续坚持定期对该湿地生态系统稳定性评价,加强环境治理,预测出该湿地生态系统稳态时系统处于“一般稳定”状态。
根据综合分析和生态稳定性评价结果,分析了影响卧龙湖湿地稳定性状态的影响主要因素,并在此基础上提出了维护卧龙湖湿地生态稳定性的具体对策与综合对策。建议组建卧龙湖水环境稳定性管理体系,体系包括生态稳定性的监测、评价与预警系统、组织规划投资与建设管理系统、法律与政策配套系统、资金保障系统等等。
Wolonghu wetland locates in west part of Kangping County, the far north of Shenyang city and the border of Liaoning, Jilin and Inner Mongolian provinces. The wetland is16.5km long and53km wide, and112km2of area. During recent years, the wetland experienced a great degradation of loss in biodiversity, reduction of ecological functions and so on owing to the disturbance from mankind and natural environments, which limits the sustainable development of local economy and impacts the natural environments of Shenyang city, which would surely threat the ecological stability of the wetland. And therefore, the study on the ecological stability of Wolonghu wetland is to be significant help the restoration of ecological functions of the wetland.
Ecological stability is one of the highlight features which indicate the status of the structures and functions of an ecosystem, which includes the ability of resistance to the disturbance from outside and renewable ability from degradation state. The estimation of ecological stability is a kind of mean to investigate, analyze and judge the status of an ecosystem basing on some criteria, which is to be great help the restoration and management activities.
Firstly, some historical data and documents about Wolonghu wetland have been analyzed. Secondly, the dynamic change trend of the wetland has been analyzed, especially the adjusting ability of water storage, from the spatial and temporal angles. And finally, the current status such as biodiversity and water quality driven by climate changes has been analyzed.
Basing on sufficient consideration and analysis of eco-status and social and economic state of around the wetland, combining referring to the results worldwide ecological stability and some new theories of modern ecology and environmental engineering, the estimation index system has been set up. The system can be classified into three categories such as functional, ecological and social-economic index, which including25items, such as hydrological adjusting, soil property, wetland management level and etc. And in this paper, the data from the index have been treated by means of AHP method to make sure the validity of the corresponding data.
By using the SPA theory, a new estimation method of ecological stability of Wolonghu wetland has been put forward. And a method of partition the grade of the ecological stability of Wolonghu wetland basing on the relative number was utilized to make sure the ecological stability. And the estimation results showed that the potential of SPA belonged to weak reverse one. The status of stability of the wetland can be meliorated by reinforcing the environmental management level.
A new dynamic estimation method combining the state and trend analysis has been proposed, by which the trend of Wolonghu wetland ecological stability has been estimated and forecasted from the angle of development. And especially, the state of2008of the wetland was forecasted to be "not stable of first class". And from the state chart we can concluded that the stability of the wetland is to be better by strengthen management.
The main factors which impact the ecological stability of Wolonghu wetland have been analyzed basing on the collective estimation results. And consequently, some corresponding countermeasures have been put forward, including setting up water environmental management systems, as ecological stability monitoring, state estimation, investment and management systems, laws and regulations systems and etc.
生态稳定性是生态系统结构及功能中的一个决定系统兴亡的重要特性,在生态学研究中一直是被关注的焦点。其研究内容主要包括生态系统对外界干扰的抵抗力和干扰去除后生态系统恢复到初始状态的能力。生态稳定性评价是依据一定的判断标准对生态系统各组织的环境状况和作用与变化程度进行调查研究与分析论证,从而为评估生态系统总体的稳定性以及为制定生态系统基本的治理和修复措施提供科学依据。
论文首先分析了卧龙湖湿地生态系统己有的调查数据和有关统计资料,对其生态环境稳定性状况进行了详细研究。从时空变化和湿地类型结构程度的变化方面分析了卧龙湖湿地的动态变化趋势；建立了卧龙湖湿地生态系统水量平衡关系式模型分析湿地湖泊的调蓄能力和整个湿地地区的调蓄能力；从湿地的气温效应、降水效应、相对湿度效应和风速效应四个方面来分析卧龙湖湿地气候调节功能；根据物种统计资料说明湿地多样性维系功能；通过综合污染指数法分析了卧龙湖湿地生态系统水污染状况恶化趋势以及环境污染状况。
在对生态环境稳定性现状分析和充分考虑经济社会发展情况的基础上,参考国内外生态稳定性指标体系的研究成果,将现代生态学与环境系统工程的有关理论与方法相结合,建立了卧龙湖湿地生态系统稳定性评价指标体系,该指标由湿地整体功能指标、湿地生态特征指标、湿地社会影响三部分和气候调节、水文调节、侵蚀调控、栖息地、物质生产、净化能力、调蓄能力、生物多样性维系能力、景观多样性指数、土壤性状、优势性植被覆盖率、湿地受胁状况、区域微地貌条件、湿地水质、湿地类型面积变化、人类活动强度、区域经济发展水平、物质生活指数、化肥利用状况、农药利用状况、湿地保护意识、政策法规贯彻力度、湿地管理水平、环保投资指数和有害“三废”排放强度共25项指标组成。应用层次分析法(AHP)和德尔斐法(Delphi)通过专家评议,确定各指标的权重值,并进行一致性检验,确保确定权重的有效性。
借助于集对分析理论(SPA),建立卧龙湖湿地生态稳定性稳态评价模型,提出了卧龙湖湿地生态系统稳定性评价新方法,为卧龙湖湿地生态系统稳定性评价提供了新的途径。提出了基于联系数的卧龙湖湿地生态系统稳定性等级划分方法。该方法将一个确定不确定湿地生态系统做了相对确定性处理,此过程反映了卧龙湖湿地生态系统稳定性的变化,其结果体现了卧龙湖湿地生态系统的稳定性状况。通过对卧龙湖湿地生态系统稳定性的评价结果可知,卧龙湖湿地系统目前为“不稳定”状态,集对势属于弱反势,系统以对立的趋势存在,但是比较弱。如果加强卧龙湖湿地生态系统的环境管理水平,卧龙湖湿地生态系统的稳定性有向好的方向发展的趋势。
提出了一种集状态评价和趋势分析为一体的卧龙湖湿地生态系统稳定性的动态评价方法,将动态变量与稳态参数相结合,利用基于SPA和马尔可夫链(Maekov)理论,建立卧龙湖湿地生态稳定性的预测模型,从发展的角度,评价和预测卧龙湖湿地生态系统稳定性的发展趋势,实现了卧龙湖湿地生态系统稳定性动态评价。通过对卧龙湖湿地生态系统稳定性动态评价可以预测出2008年卧龙湖湿地生态系统稳定性的状况应处于“一般不稳定”状态,同时通过集对态势图可以反映出该湿地生态系统稳定性状况稳中有升。若继续坚持定期对该湿地生态系统稳定性评价,加强环境治理,预测出该湿地生态系统稳态时系统处于“一般稳定”状态。
根据综合分析和生态稳定性评价结果,分析了影响卧龙湖湿地稳定性状态的影响主要因素,并在此基础上提出了维护卧龙湖湿地生态稳定性的具体对策与综合对策。建议组建卧龙湖水环境稳定性管理体系,体系包括生态稳定性的监测、评价与预警系统、组织规划投资与建设管理系统、法律与政策配套系统、资金保障系统等等。
Wolonghu wetland locates in west part of Kangping County, the far north of Shenyang city and the border of Liaoning, Jilin and Inner Mongolian provinces. The wetland is16.5km long and53km wide, and112km2of area. During recent years, the wetland experienced a great degradation of loss in biodiversity, reduction of ecological functions and so on owing to the disturbance from mankind and natural environments, which limits the sustainable development of local economy and impacts the natural environments of Shenyang city, which would surely threat the ecological stability of the wetland. And therefore, the study on the ecological stability of Wolonghu wetland is to be significant help the restoration of ecological functions of the wetland.
Ecological stability is one of the highlight features which indicate the status of the structures and functions of an ecosystem, which includes the ability of resistance to the disturbance from outside and renewable ability from degradation state. The estimation of ecological stability is a kind of mean to investigate, analyze and judge the status of an ecosystem basing on some criteria, which is to be great help the restoration and management activities.
Firstly, some historical data and documents about Wolonghu wetland have been analyzed. Secondly, the dynamic change trend of the wetland has been analyzed, especially the adjusting ability of water storage, from the spatial and temporal angles. And finally, the current status such as biodiversity and water quality driven by climate changes has been analyzed.
Basing on sufficient consideration and analysis of eco-status and social and economic state of around the wetland, combining referring to the results worldwide ecological stability and some new theories of modern ecology and environmental engineering, the estimation index system has been set up. The system can be classified into three categories such as functional, ecological and social-economic index, which including25items, such as hydrological adjusting, soil property, wetland management level and etc. And in this paper, the data from the index have been treated by means of AHP method to make sure the validity of the corresponding data.
By using the SPA theory, a new estimation method of ecological stability of Wolonghu wetland has been put forward. And a method of partition the grade of the ecological stability of Wolonghu wetland basing on the relative number was utilized to make sure the ecological stability. And the estimation results showed that the potential of SPA belonged to weak reverse one. The status of stability of the wetland can be meliorated by reinforcing the environmental management level.
A new dynamic estimation method combining the state and trend analysis has been proposed, by which the trend of Wolonghu wetland ecological stability has been estimated and forecasted from the angle of development. And especially, the state of2008of the wetland was forecasted to be "not stable of first class". And from the state chart we can concluded that the stability of the wetland is to be better by strengthen management.
The main factors which impact the ecological stability of Wolonghu wetland have been analyzed basing on the collective estimation results. And consequently, some corresponding countermeasures have been put forward, including setting up water environmental management systems, as ecological stability monitoring, state estimation, investment and management systems, laws and regulations systems and etc.
引文
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