1、第 19 卷 第 1 期湿地科学与管理 Vol.19No.1 2023 年 2 月WETLAND sCiENCE&MANAGEMENT Feb.2023湿地是地球上重要的天然蓄水库和物种基因库,在维系流域或区域水量平衡、蓄洪防旱、改善水质和维护生物多样性等方面发挥着不可替代的作用,是支撑人类经济社会和生存环境可持续发展的重要生态系统(章光新等,2014;吴燕锋等,2018;Bullocketal.,2003)。生态系统完整性(EcosystemIntegrity)是指一个区域自然生境保持其自身平衡性、完整性和适宜性的能力。在此状况下,生态系统不仅能维持其自身平衡,保持其生物完整性,还能维持其对
2、人类社会提供的各种服务功能(Karretal.,1981)。目前,对河湖生态系统完整性的评价一般通过综合生态系统的物理、化学和生物 3 个方面来开展(张远等,2013;Bunnetal.,2010;黄琪等,2016)。降水、径流、补水等水文水资源的变化对湿地生态系统的完整性产生重要影响(高彦春等,2017;王凯霖等,2018),因此,水文水资源应作为湿地生态系统完整性评价重要的考虑因素。为提出符合本国或本地区实际的河湖健康概念和评价指标,推进河湖健康评价工作,20102016年,水利部组织有关科研单位在部分重点河湖(库)开展健康评估试点工作,提出河湖健康包含河湖的生态状况和功能状况。生态状况主
3、要涉及水文、物理结构、化学及生物完整性,功能状况包括防洪、供水、公众满意度等,评价结果分为病态、不健康、亚健康、健康、理想状况 5 个等级。之后各个省份也颁布了其各自的河湖健康评价标准,其中 辽宁省河湖(库)健康评价导则 提出从水文水资源、物理结构、水质、水生物、社会属性等方面评价河湖(库)健康状态Abstract The improvement and restoration of Baiyangdian Wetland in Xiongan New Districtis is the top priority of the district development,and the asse
4、ssment of the baseline condition of the wetland ecosystem is of great significance for the restoration and protection actions.The analytic hierarchy process method was used to build the Baiyangdian Wetland Ecosystem integrity Assessment indicators system,which covers 13 assessment indicators of 4 cr
5、iteria levels,including hydrology and water resources,physical structure,water quality and aquatic organisms.Based on the actual observation and satellite remote sensing data in 2018,the evaluation results of each single indicator were calculated,and the evaluation results of the integrity of Baiyan
6、gdian wetland ecosystem were obtained by calculating the weight of each indicator and the area weight of each monitoring station.According to the evaluation grading standards,the comprehensive score of the ecological integrity of Baiyangdian Wetland is 50.80,which is a sub-health level.The assessmen
7、t results reflect the health status of Baiyangdian Wetland,and provide a reference for the protection and restoration of the ecological environment of Baiyangdian Wetland.Key words Baiyangdian wetland;Ecosystem integrity;Wetland ecosystem;Evaluation indicators system雄安新区白洋淀湿地生态系统完整性评价研究汤勇生1张海龙1卢善龙2,
8、3李心如2,3(1水利部综合事业局,北京100053;2中国科学院空天信息创新研究院,北京100101;3中国科学院大学,北京100049)摘 要 白洋淀湿地治理与恢复是雄安新区建设的重中之重,湿地生态系统本底状况评价对于湿地恢复和保护具有重要意义。采用层次分析法构建了涵盖水文水资源、物理结构、水质和水生生物 4 个准则层 13 个评价指标的白洋淀湿地生态系统完整性评价指标体系。以 2018 年实际观测和卫星遥感数据为基础,计算了各单指标评价结果,并计算指标权重和各监测站点面积,获得了白洋淀湿地生态系统完整性评价结果。根据评价等级划分标准,白洋淀湿地的生态完整性综合得分为 50.80,为亚健康
9、等级。评估结果反映了白洋淀湿地的健康状况,为保护和恢复白洋淀湿地的生态环境提供了参考。关键词 白洋淀湿地;生态系统完整性;湿地生态系统;评价指标体系中图分类号:X171.1文献标识码:A文章编号:1673-3290(2023)01-0050-05Ecosystem integrity Evaluation of Baiyangdian Wetland in Xiongan New DistrictTANG Yong-sheng1*ZHANG Hai-long1 Lu shan-long2,3 Li Xin-ru2,3(1 General Affairs Bureau of the Minist
10、ry of Water Resources of the Peoples Republic of China,Beijing 100053,China;2 Areospace InformationResearch institute,Chinese Academy of sciences,Beijing 100101,China;3 university Of Chinese Academy Of sciences,Beijing 100049,China)收稿日期:2022-10-25基金项目:中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA19090120;XDA19030104)作者简介:汤勇
11、生(1980),高级工程师,主要从事水利风景区建设管理、水生态等研究。E-mail:DOi:10.3969/j.issn.1673-3290.2023.01.1051 第 1 期第 19 卷 第 1 期湿地科学与管理 Vol.19No.1 2023 年 2 月WETLAND sCiENCE&MANAGEMENT Feb.2023(刘六宴等,2020)。在这些指标的监测方法和手段方面,卫星遥感技术因其监测得到的信息具有空间和时间上的相对连续性,在大范围、动态、快速监测与监管方面得到了广泛应用(朱利等,2019)。近年来,随着区域内社会经济发展速度较快,白洋淀生态系统受到当地人类活动的严重影响,入
12、淀水量逐年减少、淀内居民人口的增加、水产养殖规模的扩大,大量污水排放导致大部分水域处于草型富营养化状态。大型水生植物过量生长加速了沼泽化进程,这对湖泊生态系统健康、当地的可持续发展与管理产生了严重的负面影响(徐菲等,2013),白洋淀作为雄安新区的核心水体,掌握和了解其生态环境状况对于开展科学的整治和保护具有重要意义。本文参照水利部颁布的河湖健康评价指南(试行),构建了适用于白洋淀湿地生态系统特点的指标体系,并通过站点布设、资料收集、现场调查、实验室检测、遥感解译等数据分析方法,完成了白洋淀湿地生态系统完整性评价,以期为了解白洋淀湿地的生态系统状况以及保护和修复湿地生态环境提供参考。1 材料与
13、方法1.1 研究区概况白洋淀湿地(3843 3902 N,11538 116 07 E)是中国华北地区典型的草型浅水湖泊,是雄安新区内的核心水体,淀区由大小不等且相互联系的 143 个淀泊组成,总面积 366 km2,占大清河流域面积的 72.5%,是华北地区最大的湿地(任宪韶等,2008)。从南、西、北三向接纳 8 条入淀河流,分别为潴龙河、孝义河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白沟引河,出泄河流为赵王新河(图1)。1.2 监测站点布设监测站点的布设需与水生生物生长及分布特点相结合,能够反映调查与监测水域范围内不同水域的水生生物状况以及人类活动对水体生态状况的影响。根据全国湖泊地理分区确定的
14、水生态类型,按照科学性、代表性和完整性相结合的原则,本研究共布设监测站点8个,各站点在湿地中的位置、地理坐标及代表面积如图 1 所示。1.3指标体系构建湿地生态系统完整性评价是对湿地生态系统的结构和功能整体状况的全面评价,不仅是湿地管理的基础和主要目标,更重要的是可作为湿地管理的一种有效手段。湿地生态系统完整性的内涵及其特征是湿地生态系统完整性评价指标体系构建的依据和理论基础。按照科学性、相关性和可获取性等原则,结合白洋淀湿地实际情况,本研究选择水文水资源、物理结构、水质和水生生物 4 个准则层共计 13 个评价指标,采用层次分析法构建白洋淀湿地生态系统完整性评价指标体系。参照 湖泊健康评估指
15、标、标准与方法(水利部河湖健康评估全国技术工作组,2011)确表1白洋淀湿地生态系统完整性评价指标体系Table 1 Evaluation index system of Baiyangdian wetland ecosystem integrity目标层(T)准则层(C)权重指标层(I)及权重权重白洋淀湿地生态系统完整性T水文水资源C10.2湿地最低生态水位满足程度I10.7流量变异程度I20.3物理结构C20.2湿地岸带状况I30.4河湖联通状况I40.3湿地萎缩状况I50.3水质C30.2溶解氧状况I60.4耗氧有机物污染状况I70.3富营养状况I80.3水生生物C40.4浮游植物污生指
16、数I90.2浮游动物多样性指数I100.2大型水生植物覆盖度I110.2大型底栖动物生物指数(BI)I120.2鱼类损失度指数I130.2图1白洋淀湿地水系及监测站点示意图Fig.1 Baiyangdian wetland water system and monitoring station汤勇生等:雄安新区白洋淀湿地生态系统完整性评价研究52湿地科学与管理 第 19 卷定了各指标的评估尺度、权重及赋分方法(表 1)。1.4 数据获取及指标计算方法1.4.1 水文水资源准则层水文水资源准则层(C1)数据均为湿地整体尺度,其中湿地最低生态水位满足程度(I1)分别计算淀干水位、最低补水水位、湖泊形态法计算的最低生态水位、水生生物法确定的最低生态水位,其中淀干水位和最低补水水位参照刘国强(2013)的研究成果,各水位中的最大值作为湿地最低生态水位。湿地 1 年中满足该水位的天数比例作为湿地最低生态水位满足程度。流量变异程度(I2):计算白洋淀湿地主要入淀河流逐月实测径流量之和与天然月径流量的平均偏离程度,流量数据主要来源于代表性水文站天然径流数据系列,采用Tennant法(Tennante