齊雪艷，郭瑞麗，馬振勇，李紅亮

（1.黃委會(huì)河南水文水資源局，河南鄭州450004；2.黃河流域水資源保護(hù)局，河南鄭州450004）

東居延海濕地發(fā)展水平的能值分析

齊雪艷1，郭瑞麗2，馬振勇1，李紅亮2

（1.黃委會(huì)河南水文水資源局，河南鄭州450004；2.黃河流域水資源保護(hù)局，河南鄭州450004）

文中建立基于能值理論的濕地綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)模型，模型依據(jù)濕地生態(tài)系統(tǒng)功能特征及表現(xiàn)效果構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，利用集對(duì)分析法估量濕地綜合發(fā)展水平，并以東居延海濕地為例進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。結(jié)果表明東居延海濕地綜合發(fā)展水平整體呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)。但縱向來(lái)看，濕地綜合發(fā)展水平總體偏低，這與東居延海濕地理論研究及系統(tǒng)功能價(jià)值變化具有高度一致性，評(píng)價(jià)結(jié)果具有可靠性。

東居延海；能值評(píng)價(jià)；熵權(quán)法；綜合發(fā)展水平

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，濕地資源對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)日益凸顯，人們對(duì)濕地資源的合理開(kāi)發(fā)及可持續(xù)利用程度也越來(lái)越重視，濕地相關(guān)研究成果也隨之增多。但總體來(lái)說(shuō)濕地領(lǐng)域僅主要集中于濕地生態(tài)功能價(jià)值的評(píng)價(jià)[1]、濕地生態(tài)景觀格局動(dòng)態(tài)分析[2]、濕地生態(tài)脆弱性的研究[3]及濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)等方面[4]，評(píng)價(jià)手段也多是按照已有的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)分析不同濕地的發(fā)展?fàn)顩r，可以說(shuō)，有關(guān)濕地領(lǐng)域的研究范圍目前較為局限，模型構(gòu)建也不具有針對(duì)性。濕地資源對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中逐漸加大，但濕地發(fā)展?fàn)顩r不僅受濕地自身系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，而且還受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、濕地的規(guī)模、地理位置及濕地所處的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式等各方面因素的影響[5]。因此需要尋找一種能夠針對(duì)濕地特征“量身打造”一套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并能從生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)角度綜合反映濕地發(fā)展水平的評(píng)價(jià)模型。

能值理論是從生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析系統(tǒng)能量流動(dòng)、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化特征的一種分析方法。能值轉(zhuǎn)換率和能值貨幣比是能夠?qū)⑽镔|(zhì)、能量、貨幣進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的工具，是鏈接社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的橋梁[6]，是進(jìn)行生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的理想工具。文中以能值理論為量化手段，以東居延海為應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合東居延海濕地自身特性建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上利用集對(duì)分析法構(gòu)建濕地綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)模型，以期彌補(bǔ)濕地研究中的不足，加深人們對(duì)東居延海濕地的認(rèn)識(shí)和了解。

1 濕地概況

1．1 濕地簡(jiǎn)介

東居延海濕地位于內(nèi)蒙古高原西部地區(qū)阿拉善盟額濟(jì)納旗境內(nèi)，是我國(guó)第二大內(nèi)陸河——黑河的尾閭湖。歷史上，東居延海生物多樣、物產(chǎn)豐富、水清草美、鳥(niǎo)飛魚(yú)游、與西居延海共享“大漠明珠”之贊譽(yù)；后黑河中游農(nóng)業(yè)低質(zhì)高速發(fā)展，黑河下泄量減少，東居延海在幾經(jīng)干涸后于1992年徹底消亡；2002年，國(guó)務(wù)院進(jìn)行黑河水資源統(tǒng)一管理，并制定讓東居延海重現(xiàn)碧波蕩漾的目標(biāo)，于當(dāng)年7月首次輸水進(jìn)入東居延海。2010年，經(jīng)連年調(diào)水，東居延海濕地持水量4 150.85萬(wàn)m3，保持水域面積37.06 km2，草地增加14.49 km2，戈壁灘、沙化地分別減少7.06 km2、12.92 km2[7]，地下水埋深回升1.60 m，被評(píng)為國(guó)家水利風(fēng)景區(qū)。

1.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的能值評(píng)價(jià)

利用能值理論從社會(huì)-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度，量化研究濕地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化特征，分析東居延海濕地自50年代至今系統(tǒng)功能價(jià)值變化趨勢(shì)，為進(jìn)一步分析濕地綜合發(fā)展水平提供數(shù)據(jù)支撐。運(yùn)用能值計(jì)算公式，結(jié)合濕地各項(xiàng)功能表現(xiàn)效果，分析濕地各功能價(jià)值的能值，結(jié)果見(jiàn)表1。

可以看出，東居延海濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各階段能值價(jià)值分別為6.11E+21sej、1.13E+21sej、2.48E+18sej和1.84E+20sej。從系統(tǒng)功能價(jià)值角度來(lái)看，能值量按萎縮期→干涸期→生態(tài)恢復(fù)期的發(fā)展歷程，呈先減小后增加的趨勢(shì)進(jìn)行波動(dòng)。從橫向來(lái)看，東居延海濕地生態(tài)價(jià)值在50-80年代期間，濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷萎縮，功能不斷退化，生態(tài)價(jià)值由6.11E+21sej降至1.12E+21sej，減幅明顯；在干涸期，濕地幾近完全消亡，僅剩下?tīng)I(yíng)養(yǎng)不良的蘆葦和幾近枯死的水草，生態(tài)價(jià)值僅為1.69E+18sej；調(diào)水后，濕地生態(tài)價(jià)值增為1.72E+20sej，并成為濕地系統(tǒng)價(jià)值的主要表現(xiàn)，占總價(jià)值的93.47%。東居延海濕地經(jīng)濟(jì)價(jià)值也呈現(xiàn)相同的先減小后增大的變化趨勢(shì)。東居延海濕地社會(huì)價(jià)值呈遞增趨勢(shì)，該部分價(jià)值主要受科研水平及旅游業(yè)發(fā)展情況的影響。濕地旅游業(yè)始于90年代，發(fā)展起步較晚，在歷史時(shí)期雖已有頗多人旅游至此，但旅游資源尚未產(chǎn)業(yè)化；東居延海濕地干涸后，為進(jìn)一步加深對(duì)東居延海濕地的認(rèn)識(shí)和了解，制定具有針對(duì)性的挽救措施，濕地相關(guān)研究活動(dòng)相對(duì)干涸前有明顯增加，科研成果也相應(yīng)增多，濕地社會(huì)價(jià)值逐漸顯現(xiàn)。

表1 東居延海濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各階段的功能價(jià)值 sej

2 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

濕地綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)模型主要是以研究區(qū)的功能特征為標(biāo)準(zhǔn)，建立模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以能值理論為量化工具評(píng)估濕地功能價(jià)值量，以關(guān)聯(lián)度為指標(biāo)表征研究對(duì)象相對(duì)我國(guó)濕地綜合發(fā)展?fàn)顩r的綜合水平。以東居延海為例說(shuō)明濕地綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)模型及其構(gòu)建過(guò)程。

為綜合反映東居延海濕地各發(fā)展階段實(shí)際狀況，以東居延海濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為準(zhǔn)則，以能值價(jià)值系數(shù)為評(píng)價(jià)因素，根據(jù)洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、白洋淀、西溪、黃河三角洲、太湖、三汊河、扎龍濕地、雙臺(tái)子河口、洪澤湖、盤(pán)錦蘆葦、拉魯、烏梁素海、博斯騰湖、青海湖、艾比湖共16個(gè)處于干旱區(qū)、濕潤(rùn)區(qū)、寒區(qū)等不同氣候背景條件下各具特色的濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r構(gòu)建最優(yōu)集和最劣集，利用集對(duì)分析法對(duì)東居延海濕地綜合發(fā)展水平進(jìn)行系統(tǒng)分析。具體步驟如下：

1）集合的構(gòu)建。搜集并整理洞庭湖、鄱陽(yáng)湖等16個(gè)濕地相關(guān)的物質(zhì)產(chǎn)量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值等信息，按照東居延海濕地各功能能值量化方法進(jìn)行能值核算。為減小濕地規(guī)模、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等因素帶來(lái)的不確定性，以能值價(jià)值系數(shù)為量化單位，依據(jù)東居延海濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取16個(gè)濕地中各指標(biāo)值的最小值作為集對(duì)分析的最劣集，各指標(biāo)值的最大值為最優(yōu)集，并以此作為集對(duì)分析的評(píng)價(jià)指標(biāo)集，詳見(jiàn)表2。

對(duì)于濕地美學(xué)價(jià)值的評(píng)價(jià)，不同濕地有不同評(píng)價(jià)方法，但多采用影子工程法、旅游費(fèi)用法或成果參照法，這幾種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果均易受當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、濕地所處的地理位置、交通發(fā)展情況等外部因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果往往不能真實(shí)客觀反映濕地美學(xué)價(jià)值；對(duì)于東居延海的防風(fēng)固沙功能，很多濕地不具備或功能效果表現(xiàn)不明顯，在評(píng)價(jià)中多給予忽略，致使該方面資料難以收集。鑒于這兩點(diǎn)原因，為降低評(píng)價(jià)因素的不確定性，在對(duì)東居延海濕地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，濕地美學(xué)價(jià)值和防風(fēng)固沙價(jià)值不予分析。

表2 最優(yōu)集和最劣集統(tǒng)計(jì)表 sej/km2

2）同一度和差異度的計(jì)算。利用集對(duì)分析中關(guān)于集對(duì)的同一度和差異度計(jì)算公式，計(jì)算東居延海濕地各實(shí)測(cè)值的同一度和差異度，結(jié)果見(jiàn)表3。

3）權(quán)重的確定。運(yùn)用熵值法確定各指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的離散程度客觀計(jì)量指標(biāo)權(quán)重，離散程度越大對(duì)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的影響就越大。熵值法是較層次分析法更為客觀的賦權(quán)法，在統(tǒng)計(jì)學(xué)中具有廣泛應(yīng)用[8]。根據(jù)東居延海濕地不同發(fā)展階段的各功能價(jià)值的能值量，利用熵值法計(jì)算

表3 東居延海濕地各指標(biāo)值的同一度和差異度統(tǒng)計(jì)表

公式確定各指標(biāo)權(quán)重，見(jiàn)表4。

表4 東居延海濕地各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值統(tǒng)計(jì)表

4）關(guān)聯(lián)度計(jì)算。按照集對(duì)分析中關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式，分析東居延海濕地各階段發(fā)展?fàn)顩r。關(guān)聯(lián)度是指評(píng)價(jià)指標(biāo)值與最優(yōu)集的相對(duì)接近程度，關(guān)聯(lián)度越大說(shuō)明濕地綜合發(fā)展水平越高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 濕地各發(fā)展階段相關(guān)度數(shù)據(jù)表

5）結(jié)果分析。根據(jù)東居延海濕地各期綜合發(fā)展水平變化情況可以看出：歷史上，東居延海風(fēng)景優(yōu)美，物產(chǎn)豐富。但自50年代以來(lái)，隨入湖水量減少，人們過(guò)度放牧，邊境戰(zhàn)亂，軍民圍湖造田，肆意開(kāi)發(fā)濕地資源，濕地植被開(kāi)始受到破壞，導(dǎo)致濕地面積逐年萎縮，物質(zhì)產(chǎn)量下降，濕地功能逐漸消退。由表4可見(jiàn)，50年代至80年代東居延海濕地關(guān)聯(lián)度由0.169 3減至0.038 2，濕地綜合發(fā)展水平明顯下降。進(jìn)入80年代，黑河中上游農(nóng)業(yè)發(fā)展趨于穩(wěn)定，黑河水資源攔截量減少，但東居延海濕地初級(jí)生產(chǎn)力已遭到嚴(yán)重破壞，物種多樣性減少，水質(zhì)鹽堿化，濕地破壞程度已超出濕地系統(tǒng)自我修復(fù)能力，造成濕地綜合發(fā)展水平下降，關(guān)聯(lián)度僅為0.0382。東居延海濕地面積的減少，進(jìn)一步加劇了土壤流失量，加速了沙漠化進(jìn)程?！吧称痤~濟(jì)納”。2002年?yáng)|居延海首次輸水后，東居延海濕地的相關(guān)度為上升至0.034，說(shuō)明調(diào)水計(jì)劃的實(shí)施恢復(fù)一定濕地面積，濕地狀況有所改善，但與我國(guó)其他濕地比較而言，東居延海綜合水平依然較低，說(shuō)明濕地結(jié)構(gòu)未完全修復(fù)，生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，脆弱性強(qiáng)烈。由于生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)自身修復(fù)功能具有滯后性，建議強(qiáng)化人工輔助措施，結(jié)合合理、科學(xué)的高效管理手段，早日實(shí)現(xiàn)東居延海的碧波蕩漾。

3 結(jié)論

實(shí)踐表明，用以上方法對(duì)東居延海濕地綜合發(fā)展水平進(jìn)行比較全面、客觀的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果比較符合研究區(qū)動(dòng)態(tài)變化的實(shí)際，評(píng)價(jià)方法具有科學(xué)性和可行性。該研究為認(rèn)識(shí)濕地綜合發(fā)展水平提供了一種定量評(píng)價(jià)方法，使人們更加直觀的認(rèn)識(shí)濕地發(fā)展實(shí)際，了解區(qū)域濕地生態(tài)資源系統(tǒng)的現(xiàn)狀及變化特征。

東居延海濕地在50—80年代期間，濕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生嚴(yán)重退化，系統(tǒng)功能價(jià)值明顯下降。在黑河調(diào)水計(jì)劃影響下，綜合發(fā)展水平提高，可以看出，外調(diào)水是東居延海濕地生死存亡的關(guān)鍵。但目前東居延海濕地尚處于恢復(fù)階段，雖然綜合發(fā)展水平和系統(tǒng)功能有明顯改善趨勢(shì)，但若不加強(qiáng)保護(hù)和開(kāi)展有效的治理措施，將面臨再次消亡的可能。因此，建議在保障東居延海濕地需水量的基本前提下，加大濕地投資力度，加強(qiáng)人工輔助措施，針對(duì)東居延海濕地主導(dǎo)性影響因子對(duì)濕地進(jìn)行更有效的保護(hù)。

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2016-07-20