滨海植被生态修复工程效果评价研究

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  摘要从生态状况、环境压力、工程管理和社会影响4个方面分析、筛选滨海植被生态修复工程的评价指标,建立评价指标体系。评价结果表明,滨海植被生态修复工程效果非常理想。该评价结果可为滨海植被生态修复工程效果评价的进一步完善提供依据,为今后建立相关修复工程评价体系提供建议。
  关键词滨海植被;生态修复;效果评价;指标体系
  中图分类号S181.3;X826文献标识码
  A文章编号0517-6611(2015)07-279-03
  Research of Evaluating System for Coastal Vegetation Ecological Restoration Project——A Case Study of Shijiao, Guangxi
  NING Qiu-yun, QIN Lu-yan, LI Ying-hua et al (Guangxi Academy of Oceanography, Nanning, Guangxi 530022)
  Abstract The evaluation indexes of coastal vegetation ecological restoration project are analyzed and selected from ecological condition, environment stress, project management and social impact. These evaluation indexes are thus selected to construct an index system. The evaluation results show that the coastal vegetation ecological restoration effect is very ideal. Result from the evaluation can provide further improvement in the evaluation of coastal vegetation ecological restoration project effect and a reference to similar research works.
  Key words Coastal vegetation; Ecological restoration; Effect evaluation; Index system
  基金项目广西壮族自治区海洋局科研专项(GXHYJ2014100);广西壮族自治区国土资源厅项目(GXZC2014-G3-0371-KLZB);广西壮族自治区海洋局项目(GXZC2014-G3-0621-KLZB)。
  作者简介宁秋云(1988- ),女,广西桂林人,助理工程师,硕士,从事海洋生态学研究。
  收稿日期2015-01-23
  滨海植被是陆海生态过渡带的重要生态系统[1],对防御台风暴雨的袭击、防止水土流失、保护海岸带工农业生产和居民生命财产安全有着重要作用[2]。随着沿海地区经济的快速发展和人口的增多,海岸地区的植被生境受到了破坏。海岸带乡土植被的生物多样性因生境的消失和破碎化而急剧下降,其生态系统不断退化,不少乡土种群面临灭绝的危险[3]。截至目前,广西沿海陆地及海岛已呈现了“桉树化”趋势[4],植被单调、景观均一化日趋严重。而且由于修复目标的不确定,使得滨海植被生态修复工程设计游移于“园林”与“生态”之间[5]。为了减轻人类活动对滨海植被生态系统造成的破坏,使其重新回归到自然演替的轨迹上,我国和广西壮族自治区已经批准并实施了一大批滨海植被生态修复工程[6]。但是由于滨海植被生态修复是一个长期、动态的过程,随着生态修复技术的逐步实施,滨海植被生态系统状况及发展方向在不断的发生变化,就需要一个科学准确的评价体系来评判其修复效果并监测修复工作情况[7]。
  如何通过从滨海植被生态修复工程具体项目展开,从工程技术和工程对环境的影响调查分析,建立滨海植被生态修复工程效果的评价体系,
  给出滨海植被生态修复工程效果科学全面的评价结果,对科学规范管理滨海植被生态修复工程有重要意义。笔者采用德尔菲专家法和层次分析法,建立评价模型、评价指标体系和评价等级标准,对广西石角开展的滨海植被生态修复工程效果进行评价,以期为相关管理部门加强海洋生态工程的监管与监测评价提供技术手段。
  1研究区域及工程概况
  广西北仑河口国家级自然保护区(以下简称保护区)位于我国广西壮族自治区防城港市东兴市西南沿海地带,近年来,不合理的开发活动使得保护区滨海植被面临着生态系统功能退化的巨大压力。2010年保护区开展了“广西北仑河口国家级自然保护区生物多样性生态恢复工程”项目,滨海植被生态修复工程是其中的一部分,位于保护区石角管理站,主要开展滨海植被调查和造林恢复作业区本底调查,植物苗圃及数控温室建设,野生植物树种筛选、繁育,生境改造及造林定植、幼林抚育等工作,以实现保护区的滨海植被的生态恢复。
  滨海植被生态修复工程完成滨海植被恢复造林工程4.03 hm2,造林树种为膝柄木、银叶树、红鳞蒲桃、海南蒲桃、海芒果、红椎、幌伞枫、格木、假萍婆等11个乡土树种,种植规格为2 m×1 m;在石角管理站建设1个面积240 m2的数控快繁温室,主要培育种类有红鳞蒲桃、山蒲桃、酒饼簕、竹节树、紫荆木、黑嘴蒲桃、打铁树等,共计育苗12.07万株;建设1个44.1 m2砖混结构的管理用房。
  2评价原则与体系
  2.1评价原则
  影响滨海植被生态修复工程效果评价结果是否科学与实用的重要因素是指标选取是否准确、科学。笔者在进行滨海植被生态修复工程效果评价时,遵循以下评价原则:①科学性。评价体系建立要有科学依据,选择客观存在的指标,概念必须明确且有一定的独立内涵,能够在空间、时间上反映工程的修复效果;②整体性。评价工程修复效果需要从整体上考虑,必须将单个指标联系起来才能从各个方面反映工程实施区域的修复后整体特征;③全面性。效果评价不仅要考虑工程技术,还要考虑到工程与社会经济和环境的联系,完善评价指标体系使评价结果更加有说服力;④可操作性。要保证对生态修复工程效果评价的全面性,就需要建立庞大的指标体系,其中有的指标难以通过数量来衡量,这就需要根据实际情况考虑指标的现实性和易获得程度使指标具有可操作性;⑤动态性。实施修复措施后,生态系统的结构可以在很短时间内得到修复,但生态系统的功能得以修复可能需要几十年的时间。由于生态修复长期性的特点,在评价时要设定能够动态监测的指标,积累长期监测数据,以保证对工程效果的可持续评价。   2.2评价体系
  笔者综合考虑滨海植被生态修复工程,认为其效果评价主要是针对工程的具体项目展开,从工程采用的技术和工程对环境的影响出发。结合海洋工程学、生态学、环境科学、社会学、经济学等学科特点,建立的评价体系包括了生态状况、环境压力、工程管护和社会影响4个方面。在生态状况方面,主要考虑了植被面积、植株种类、植被保存率、植被覆盖率等反映滨海植被生长、保存因素。在环境压力方面,主要考虑了对植被环境有直接影响的水质和沉积物因素。在工程管护方面,主要考虑了工程技术和配套管理措施对工程效果的因素。在社会影响方面,主要考虑了工程对周边居民以及涉及科研影响的因素。根据上述评价原则和指标分析,笔者将4个方面18个因素建立成3个层次的滨海植被生态修复工程效果评价体系,其中第一层为目标层,第二层为要素层,第三层为指标层,如图1所示。
  图1滨海植被生态修复工程效果评价体系
  3评价模型与方法
  3.1评价模型
  笔者参照文献[8],利用综合指数法建立滨海植被生态修复工程效果评价模型:
  H=W′iIi。其中,H为滨海植被生态修复工程效果评价得分;W′i为指标i的权重值;Ii为指标i的归一化数值。
  在评价中,水质和沉积物是综合指标,受到许多生态因子的影响,这些生态因子的值有一定的适宜区间,过高或过低均可能对评价结果造成不良影响,因而需要探讨各生态因子在参与计算时的取值。①取正值因子:因子值越高对滨海植被生态修复工程效果越有利。
  ②取负值因子:因子值越低对滨海植被生态修复工程效果越有利。
  ③对于溶解氧、pH等因子,其值过高或过低对评价结果均不利,因而,采用一定的处理方法,溶解氧、pH均采用标准指数参与运算,将标准指数归负值参与综合评价。通过查阅相关文献及资料,笔者将滨海植被生态修复工程效果分为4个等级:0.75  3.2评价指标权重分配
  滨海植被生态修复工程效果受到诸多因素的影响,对滨海植被生态修复工程的效果评价是不同种类、多因素的综合评价,确定评价体系中指标的权重是尤为重要的。目前,常用的确定指标权重的方法有相对系数法、专家评估法、层次分析法、频数统计分析法、等效益替代法、指标值法、因子分析法等[9]。为了确保评价指标权重的科学性和准确性,笔者采用德尔菲专家法和层次分析法确定各层指标的权重。
  笔者首先采用德尔菲专家法,邀请10位不同研究领域的专家按照该研究设计的表格两两判断指标相对重要性,进过3轮征询和反馈,使专家的意见趋于一致并得到最终的判断结果,再利用层次分析法将各层次指标的相对重要性一一比较。按照1~9比率标度法,对专家最终判断结果进行求解,构建相对重要性矩阵,求得最大特征向量对应的特征向量。如果通过一致性检验,则求得的特征向量可作为评价指标的权重向量即各指标的权重。各评价指标的权重值如表1所示。
  3.3评价指标等级划分标准
  由于各指标量纲不统一,因而各指标原始数据缺乏可比性[9]。因此在利用上述指标时,需要通过指标评价标准将指标进行归一化处理,将各个指标的赋值归一化到[0,1]区间内。笔者根据对评价指标的现场调查数据和工程验收报告,通过查阅相关国家标准、行业标准、权威文献,为建立的评价体系中的每个指标设定归一化等级和赋值标准,将各项指标进行归一化,结果见表1。
  4评价结果与分析
  4.1指标权重计算结果及归一化分值
  指标权重计算结果及归一化分值见表1。从表1可知,要素层对目标层的权重大小排序为“生态状况”=“环境压力”>“工程管护”=“社会影响”,可以认为“生态状况”和“环境压力”这2个要素对滨海植被生态修复工程效果起着更关键的作用。指标层中不同指标对上层要素层的贡献是不同的,“植被面积”和“植被覆盖度”指标所占权重是“生态状况”要素中最大的,“水质”指标和“沉积物”指标在“环境压力”要素中的权重是相同的;“管护经费有效性”和“病虫害处置有效性”这2项指标所占权重是在“工程管护”要素中最大的;“宣传”指标所占权重是“社会影响”要素中最大的。说明上述指标的权重对滨海植被生态修复工程效果的贡献是较大的。
  表1滨海植被生态修复工程效果评价指标权重及归一化分值
  目标层要素层权重指标层权重归一化分值
  滨海植被生态修复工程效果评价生态状况0.333 3 植被面积0.333 3 1.00
  植株种类0.166 7 1.00
  植被保存率0.166 7 1.00
  植被覆盖度0.333 3 1.00
  环境压力0.333 3 水质0.500 0 0.65
  沉积物0.500 0 1.00
  工程管护0.166 7 温室保障有效性0.112 8 1.00
  育苗技术有效性0.112 8 1.00
  管护制度有效性0.061 2 1.00
  管护人员有效性0.112 8 1.00
  管护经费有效性0.216 5 1.00
  病虫害处置有效性0.216 5 1.00
  监测反馈有效性0.167 6 1.00
  社会影响0.166 7 环保意识水平0.109 4 1.00
  宣传0.368 2 1.00
  人口密度0.206 5 0.75
  人均收入0.206 5 0.50
  科研水平0.109 4 0.75
  4.2滨海植被生态修复工程效果评价结果
  通过评价模型计算滨海植被生态修复工程效果评价的综合指数H为0.91,修复效果处于“非常理想”等级。这一结果表明,滨海植被生态修复工程区域滨海植被整体上所承受外界压力很小,滨海植被生态系统结构功能较优、活力较大,对外界干扰有较大的抵抗力和恢复力,生态系统稳定性较强。   5结论与讨论
  (1)笔者在对北仑河口保护区的滨海植被生态修复工程调查的基础上,采用德尔菲专家法和层次分析法相结合的方法评价滨海植被生态修复工程效果,从不同领域选取指标建立评价体系,包括了生态状况、环境压力、工程管理和社会影响4个方面。指标数据获取方法简单易行,指标权重及滨海植被生态修复工程修复效果评价模型应用简便。将工程的实地调研、工程实施方案和工程验收材料结合,得到的评价效果较好,符合工程实际情况。限于研究积累、认识不足的原因,以及修复滨海植被的特殊性和复杂性,笔者提出的评价体系还有待进一步完善。
  (2)滨海植被生态修复工程效果评价结果显示,目前该工程的修复效果是处在4个评价等级(非常理想、理想、基本理想、不理想)中的“非常理想”等级,但还存在“工程管护”、“社会影响”等方面的问题。滨海植被修复是一个复杂的课题,涉及的因素很多,在后期的工作中,加强科学监测和评估,监测内容可以涉及滨海植物幼苗形态、高度、成活率、保存率、光和作用、病虫害、滨海植物生境的气象要素、土壤、生态恢复工程维护与管理等,通过对滨海植被修复和管理措施有效实施,进一步提高工程修复效果。
  (3)依据整体性、科学性、简明性和可操作性的原则,笔者建立的滨海植被生态修复工程效果评价体系选择了18项指标,侧重于评价滨海植被生态修复工程的工程技术和工程对环境的影响。由此及广,不同类型的修复工程修复重点不同,评价方向、评价指标选取也不尽一致。在分析调查数据和进行评价指标归一化处理时,虽然采取了德尔菲专家法,但是仍存在着一定主观判断性,这对评价结果是有一定影响的,这方面研究还有待进一步的深入。
  43卷7期
  宁秋云等滨海植被生态修复工程效果评价研究
  参考文献
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