莫莫格国家级自然保护区生态评价
浙江农林大学学报,2013,30(1):55—62
JournalofZhejiangA&FUniversity
莫莫格国家级自然保护区生态评价
孔洋阳1,韩海荣1,康峰峰1,王清春2
(1.北京林业大学林学院,北京100083;2.北京林业大学自然保护区学院,北京100083)
摘要:自然保护区作为保护具有代表性的生态系统及珍稀濒危物种而划定的特殊区域.目前正受到当地社会经济活动的严重影响。为衡量社会经济活动对自然保护区的影响程度,以吉林省莫莫格国家级自然保护区为例,运用层次分析法,结合实地调查及文献资料分析,从保护区内社会经济活动程度、湿地环境状况、保护对象状况3个方面的12个评价指标进行了综合评价。该保护区保护对象水鸟的状况良好,湿地状况受气候影响较大,并受到石油开采影响程度正逐渐减小,而畜牧业及种植业对其影响逐渐显现。自然保护区生态评价最终结果等级为较好。图2表5参15
关键词:森林经理学;莫莫格国家级自然保护区;层次分析法;生态评价
中图分类号:¥759.9文献标志码:A文章编号:2095—0756(2013)01—0055.08
EcologicalassessmentofMomogeNationalNatureReserve
KONGYangyan91,HANHairon91,KANGFengfen91,WANGQingchun2
(1.ForestyCollege,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China;2.CollegeofNatureConservation,Beijing
ForestryUniversity,Beijing100083,China)
Abstract:As
turereservesaspecialareatoprotecttherepresentativeecosystemandtherareandendangeredspecies,na—areseriouslyaffectedbythesoeio—economicactivitiesnow.Tomeasurethesocio—economicactivi—
reserves,thisresearchstudiedJilinMomogeNatureReserve.Basedontiesimpactonnaturethesurveydata
theexpertandstatisticalyearbooksetc,thisstudycombinedtheanalytichierarchyprocess
scoringmethod
natureas(AHP)withtheresearchmethod,comprehensivelyassessed12factorsofthethreeimportantsideofthisreserve:socio—economicactivitiesimpacts,factorswetlandenvironmentandtheobjectofprotectionstatus.Theprotectionobjectofthereserveisinagoodcondition,thestatusofthewetlandisgreataffectedbytheclimate,theinfluenceofminingisdecrease,buttheinfluencebytheanimalhusbandryandplantingisgraduallyrevealed.Finallytheresultofthisassessmentisbetter.[Ch,2fig.5tab.15ref.]
Keywords:forestmanagement;MomogeNationalNatureReserve;analytichierarchyprocess(AHP);eco—logicalassessment
中国的自然保护区建设已经得到长足的发展。截至2010年底,中国已建成各级、各类自然保护区2588个,总面积14944.1万hm2,占辖区面积比重为14.9%c1I。然而随着中国经济的快速发展,自然保护区受到的社会经济的压力也13益增大。应用基于社会经济活动对自然保护区影响的生态评价,能为自然保护区的科学管理及自然资源的合理开发利用提供理论参考。自然保护区生态评价这一应用性的理论与技术问题一直是国内外研究热点,主要从自然保护区开展旅游、道路建设、矿产资源开采等对自然保护区造成的影响或土地利用变化对区域内单一环境因子(如土壤)的影响进行定性或定量的评价。从国外的研究来看,对于自然保护区生态评价的研究方法多使用实验、野外调查和问卷调查3种方法[2]。在现
收稿日期:2012—02.20;修回Et期:2012—04—24
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2008BADBOB06)
作者简介:孑L洋阳,从事自然保护区生态评价研究。E-mail:sheepkyy@163.COrn。通信作者:韩海荣,教授,博士生导师,从事森林生态学研究。E—mail:hanhr@bjfu.edu.cn
56浙f1=农林大学学报2013年2月20日实应用中,他们也多对自然保护区内影响较大的社会经济活动如旅游、矿业开采等进行生态评价[2圳。中国对于自然保护区评价的研究相对于国外来说起步较晚.始于20世纪80年代末,90年代开始重视。郑允文等≯3针对中国自然保护区的实际情况,筛选出在评价研究中使用频次较高的指标多样性、稀有性、自然性、面积适宜性以及人类威胁等指标,制定了一套较为完整而又易于操作的生态评价体系。近年来,基于层次分析法对自然保护区进行生态评价的研究较多,同时也有众多学者对自然保护区社会经济活动生态影响评价做了大量的研究探索硝j。本研究借鉴了以上自然保护区生态评价的研究成果,并结合莫莫格自然保护区的特有性状进行了研究,结合自然保护区内多个社会经济活动的影响,构建评价指标体系,利用基于群决策的层次分析法对该自然保护区进行评价。
1
1。1评价区概况基本概况
吉林省莫莫格国家级自然保护区在行政区划上位于吉林省镇赉县东部,东靠嫩江,南临洮儿河,西、北该和镇赉县的黑鱼泡、东屏、哈吐气、五棵树、丹岱等乡镇的部分地域接壤。地理坐标为45。42725”~46。18’N.123027’~124004’33.7”E.保护区面积为14.4×104hm2。属于北温带半干旱大陆性季风气候区,四季气候变化十分明显。平均气温为4.2℃。莫莫格保护区处于东亚阔叶林和欧亚草原的过渡带,植物区系地理区划共16个类型。核心区总面积52340hm2,占保护区总面积的36.3%,划分为嫩江一洮儿河沿岸和西北部碱草甸2个区域。其中,嫩江小叶章Calamagrostisangustifolia二薹草Carex沼泽及东方白鹳Ciconiaboyciana保护核心区草层高度90~100em,盖度90%以上;洮儿河芦苇沼泽与丹顶鹤保护核心区,孕育了近2万hm2的芦苇Phragmitescommunis沼泽.芦苇盖度85%以上,植株高90~120cm,是中国东北芦苇的主要分布区之一。莫莫格保护区是典型的湿地类型保护区,是中国东部候鸟迁徙通道上的重要停歇地,其中尤以重点保护动物白鹤Grusleucogeranus和东方白鹳种群数量大、停歇时间长而闻名。白鹤是湿地生态系统中具有典型代表性的物种,是国际上广为关注的世界性濒危鸟类。白鹤是该区鹤类的优势种群,在该区迁徙数量高峰期达2000余只。东方白鹳不仅在该区有繁殖的纪录,而且迁徙数量高峰期达800余只,是世界远东地区东方白鹳秋季南迁的重要集群地一]。
1.2保护区经济产业分析
经调查:莫莫格自然保护区内存在石油开采、畜牧、农业种植、养鱼捕鱼、芦苇收割、旅游、水利工程、工程建设等社会经济活动。保护区内除英台采油厂外无大中型企业,区内经济主要以种植业和牧业为主。石油开采对莫莫格自然保护区的影响一直倍受各界关注,油田生产对莫莫格保护区湿地生态环境,鹤、鹳类等水鸟的影响比较严重,如油田开采区地表水、地下水、土壤的污染,生产设施与人为活动对鸟类生存的干扰。莫莫格农田总面积约3.0x104~4.0×104km2,没有明显的增减趋势-l…。保护区内牛羊等牲畜数量的急剧增长,已经远远超出草原的负载能力。造成草场退化,生态环境的恶化导致大鸨Otistarda等珍稀濒危鸟类的生存受到威胁。
2研究方法
层次分析法(analytichierarchyprocess,AHP)是美国运筹学家匹兹堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,提出的一种层次权重决策分析方法。该方法是将与决策相关的元素分解成目标、准则、方案等层次,并在此基础上进行定性和定量分析的决策方法…;。层次分析法在评价活动中得到了广泛的应用,它能够处理评价中那些不能完全用定量的方法所确定的指标。本研究采用的是基于群决策的层次分析法及专家打分法相结合的评价方法。
层次分析法首先把待解决的问题层次化,建立层次结构,按问题性质和总目标将此问题分解成不同层次,构成一个多层次的分析结构模型,分为目标层、准则层和方案层,上层受下层影响,而层内各因素基本上相对独立。然后,计算判断矩阵的特征向量并进行标准化处理以及一致性检验,检验合格的标准化特征向量即为相应矩阵的指标要素对其上一层的权重值。考虑到自然保护区生态评价指标体系所涉及指标因素的复杂性,在确定比较矩阵时,采用专家群组决策方法,专家组成员控制在20~25人。
第30卷第l期孑L洋阳等:莫莫格国家级自然保护区生态评价573结果与分析
3.1评价指标体系的建立及权重的确定
建立基于社会经济活动影响的自然保护区生态评价指标体系的基本原则是代表性、相互独立性、可操作性及坚持定性与定量相结合的方法。国内外在自然保护区生态评价指标方面做了大量的研究14,12-13。当前的生态评价中采用频次较高的评价指标有多样性、自然性、代表性、稀有性、面积适宜性稳定性及人类干扰等。本次评价是基于社会经济活动影响的自然保护区生态评价,评价指标体系融入了自然保护区内对保护区影响较为重要的3个社会经济活动影响指标。由于莫莫格自然保护区为湿地类型的自然保护区,且其保护对象为水鸟,故评价指标体系更加注重湿地环境状况及保护对象即水鸟的状况。湿地环境状况评价又分为水环境状况及植被状况2个部分,分别选取了能够反映湿地水环境状况的水质与水量2个指标及反映植被状况的植被覆盖率和植物多样性2个指标。保护对象方面依然采用了使用频次较高的多样性、稀有性及种群数量等3个指标来反映保护对象水鸟的状况。
如图1所示:评价的目标层为自然保护区社会经济活动影响评价(A);准则层为社会经济活动影响指标(B。)、湿地环境状况(B:)及保护对象(鼠);而后又将准则层分为12个目标层指标(D。~D.:)。
基于社会经济活动影响的莫莫格自然保护区生态评价
社会经济活动影响保护对象状况
石畜农鸟鸟
油牧业类类鸟
类
开业影多种稀
采响样群有
性数目性
里
产』i
展豢lI!薹萋II鬟ll裴
图1莫莫格国家级自然保护区生态评价指标的层次结构
Figure1Structureofecologit’alevaluationindexes0nMomogeNationalNatureReserve
评价指标确立后,依据莫莫格自然保护区及其所在区域特点,将每项指标都划分为4个等级,并依次赋以0~25.25~50,50~75,75~100的分值。具体见表1。
表1莫莫格国家级自然保护区生态评价指标赋分标准
Table1IndexeseriterionofeeologiealevaluationonMomogeNationalNatureReserve
58浙江农林大学学报2013年2月20日放牧强度D3保护区内牛羊等牲畜数量适度.对保护区内草原不会造成破坏及不良影响。
保护区内牛羊牲畜数量较多,但是已得到控制,对保护区内草地造成轻微的破坏影响。
保护区内牛羊等牲畜较多,对保护区保护对象造成消极影响,造成草地一定程度的破坏。
保护区内牛羊牲畜过多,且持续大量增长,严重超过该地载畜量,造成保草地严重退化。蜊扔铷给∞巧。瑙
给毒;耕地面积D4耕地面积小于保护区面积的20%,且相对稳定,对水鸟栖息地影响较小。
耕地面积为保护区面积的20%~30%,水鸟栖息环境受到中度破坏。
耕地面积为保护区面积的30%~35%,且每年有一定的增加,水鸟栖息环境受到严重破坏。
耕地面积大于保护区面积的35%,且每年面积增幅较大,水鸟栖息环境受到剧烈破坏。扔铷∞巧m协
当地化肥使用量D,当地每公顷施肥量很少,大量低于所属行政省份平均每公顷施肥量。
当地每公顷施肥量较少,少量低于所属行政省份平均每公顷施肥量。
当地每公顷施肥量与所属行政省份平均每公顷施肥量持平。
当地每公顷施肥量特别高,严重高出所属行政省份每公顷施肥量。~堋州扔撕珈咄彩
水量D。湿地水量丰富,使保护区内湿地面积维持在较高的水平。
湿地水量较多,使保护区内湿地面积维持在一定水平。
湿地水量较少,使保护区内湿地面积逐渐缩小。
湿地水量很少,造成湿地面积严重缩小。~毒i书舯;苫铷瞅瑙
水质D,水质很好,无超标现象。
水质良好,有个别指标轻微超标。
水质一般,有多个指标有超标现象。
水质较差,有多个指标严重超标。堋~舢硒酗铷瞅甾
75~100
50~75植被覆盖度D。保护区核心区植被盖度为80%。保护区核心区植被盖度为60%一80%。
保护区核心区植被盖度为40%~60%。
保护区核心区植被盖度为40%。
物种丰富度极高,区域内物种数目占其所在生物地理区或其所属行政省内物种数目的50%以25~500-25
植物多样性D。
上,或高等植物l000种。
物种丰富度较高,区域内物种数目占其所在生物地理区或其所属行政省内物种数目的30%~75~100
50~75
50%,或高等植物500~999种。
物种丰富度一般,区域内物种数目占其所在生物地理区或其所属行政省内物种数目的lO%~
25~50
30%,或高等植物300~499种。
物种丰富度较低,区域内物种数目占其所在生物地理区或其所属行政省内物种数目的10%以
0~25
下,或高等植物小于300种。
鸟类多样性D.o鸟类种类丰富多样性极高,种数占全国鸟类种数的20%以上或所属行政省鸟类种数的60%p2上。
鸟类种类多样性较大,种数占全国鸟类种数的15%~20%或所属行政省鸟类种数的40%~60%。
鸟类种类多样性较大,种数占全国鸟类种数的10%~15%或所属行政省鸟类种数的25%~40%。
鸟类种类多样性较大,种数占全国鸟类种数的10%以下或所属行政省鸟类种数的25%以下。
鸟类种群数量Dtt75-10050-7525—500~25最大柙群甄重大于最大种群数量大于10—0—00只。Uo只。75~100
第30卷第l期孑L洋阳等:莫莫格国家级自然保护区生态评价593.2评价指标权重的确定
在进行综合定量评价时,与确定科学的评价指标体系同样重要的是各指标权重的确定。采用Saaty提出的1-9及其倒数标度法对指标体系中的各指标进行两两比较构造判断矩阵。由于自然保护区生态评价的复杂性、科学发展的相互依赖性以及个人处理问题存在的主观局限性等原因.这样复杂的决策问题适合采用群组决策。判断矩阵的各元素值是依据专家对各指标因素重要性的认识的反映。得出判断矩阵后,要对该矩阵的一致性进行检验,考察其是否合理。一致性检验的方法是将一致性指数(consistency
、——n
index,/c)和平均随机一致性指标(randomindex,/R)进行比较。一致性指数,c:,c=竺竿。其中:入MAx
n—l
为判断矩阵的最大特征根,n为矩阵的阶数。一致性比率(consistencyratio,R。):Rc=,c/,R。以0.10作为矩阵最大一致性比率,当尺,=0时,判断矩阵具有完全一致性;当R,<0.10时,判断矩阵具有可以接受的一致性;当R。/>0.10时,判断矩阵不具一致性,需要进行修改调整。采用加权几何平均综合判断矩阵法,进行专家群组综合,最终得出各指标权重总排序结果如表2。
表2层次总排序
Table2Generalsequenceofalllevels
B2(0.2052)B3(0.2290)
因子
C1(0.3525)
0.2870
0.7130C2(O.1335)C3(0.0799)c4(O.1187)C5(0.0865)各因子最后权重0.1012cdo.229O)0.2513
0.1335
0.6157
0.3843
0.4167
0.58330.04920.03070.04940.0692
0.5278
0.4722
0.5653
0.18860.04560.04080.12950.0432
O.0564肪仉风历眈胁取肪踟肌3.3准则层初步评价0_2462
根据在莫莫格自然保护区的调查资料,该自然保护区各项评价指标的评价结果如表3所示。
3.3.1湿地环境状况评价湿地环境状况选取了湿地水环境及保护区内植被状况2个方面进行评价。从评价结果来看:4个指标得分均为50~70分。湿地水量得分最低为50分,这是由于1998年过后,处于枯水期,降水较少,部分河段已经干涸,湿地面积逐渐减少(表4),这使湿地生态恶化较为严重。湿地
浙江农林大学学报2013年2月20日
具有多种生态服务功能.湿地生态恶化直接影
响栖息于湿地的物种的生存状况.是亟待解决
的问题。2008年的水质监测资料统计分析表表3莫莫格国家级自然保护区生态评价各指标得分Table3ScoresofecologicalevaluationindexesNatureRescrveonMomogeNational
明.莫莫格周边水域——嫩江的年平均水质为
地面水Ⅳ类水质,超标污染物为氨氮,主要体
现在封冻期的11一12月,l一2月氨氮超标,化
学需氧量、五日生化需氧量个别月份也有超标
现象,总体评价嫩江水质尚可:洮儿河年平均
水质类别为地面水Ⅲ类水质,氨氮、化学需氧指标D.得分6560指标D5D。得分8050指标D9DloD】l得分609585D2D)D。5070D,6070D8D1290
量、五日生态需氧量在l一3月有超标现象,总体评价IIIL河水质较好:月亮湖年均水质类别为地面水V类水质,主要超标污染物为化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸钾指数、氟化物,月亮湖水质较差¨4。。莫莫格保护区所处区域的地带性植被为草原植被.主要植被群落类型为沙地疏林、沙地灌丛、草原、草甸、沼泽、水生及田问、路边、撂荒地杂草等。根据2009年该自然保护区野生动植物及水文本底调查报告得出,本地区共记录高等植物600余种…,维管束植物469种,分属于78科,271属,植物种类较为丰富。
表4莫莫格国家级自然保护区湿地面积调查统计
Table4WetlandareastatisticsofMomogeNationalNatureReserve
3.3.2保护对象状况评价自然保护区的是为保护特定保护对象而划定的区域.故对保护对象状况的维持与改善是保护区设立的直接目标,保护对象的状况直接反映自然保护区内生态状况。莫莫格自然保护区的保护对象是水鸟,故该地区水鸟及重点保护水鸟的种数、种群数量及水鸟稀有性,可以直接反映该自然保护区的生态状况。结合历史资料和走访群众,共调查到保护区鸟类298种,隶属17目50科,种数占全国鸟类种数的25.56%,占吉林省的91.69%,非雀形目鸟类占57.72%,其中国家一级保护动物9种(表5)。
表5莫莫格国家级自然保护区鸟类资源汇总表
Table5SummaryofthebirdresourcesinMomogeNationalNatureReserve
项目类型
水域沼泽
草甸种数15l所占比例/%50.67项目类型古北种种数23320
45所占比例/%78.196.7l15.105012216.78区系东洋种广布种生态分布林地
农田40.94248.05I93.02
13.76夏侯鸟
冬候鸟
迁徙状况
旅鸟
留鸟9531.88保护类型Ⅱ4l416335.3711.0722073.83调查资料来源记载
访问12040.2759.060.6715451.681762
说明:。表示列为闻家保护的有益或者有重要经济、科学研究价值的鸟类
第30卷第l期孑L洋阳等:莫莫格国家级自然保护区生态评价61另外,从已获得的莫莫格自然保护区重点保护对3000
象白鹤的历年监测数据(图2)来看,白鹤的种群数量啦500
籁
不但没有下降,反而是逐年递增的。以上数据均表明芯000
了保护区对象的种数、种群数量及稀有性状况很好,壬H}500
K\
故D…D。,和D。:指标得分较高。蟠000
3.3.3社会经济活动影响评价从指标得分情况来500
看,对莫莫格自然保护区影响较大的3项社会经济活
动的各个指标得分为50~80分,其中.石油及畜牧业
得分较低。备受关注的石油开采活动近年来逐渐减少
年开采量,由2000年开采高峰的100×104t・a~,减少
到现在的不足30x104t・a一,且废水排放均已达标。但开采机械对保护对象的干扰、开采中对植被的破坏等使石油开采活动仍对保护区有很大的影响。从调查情况看.畜牧业对保护区的影响正逐步凸显,保护区内牛羊等牲畜数量急剧增长,已远超出其负载能力,草场荒漠化、盐碱化的进程加速,草场退化导致草原面积不断缩小,从而威胁鸟类生存,另外牲畜也会对鸟类的营巢造成践踏干扰15『,应尽快研究该地区的畜载量,严格控制,防止其造成草场退化。
3.4综合评价结果
综合评价指数是反映评价目标好坏的依据。在此评价中,综合评价指数的值越大,说明评价区域的生态质量越好。综合评价指数可作如下等级划分:80<S≤100,生态质量很好;60<S≤80,生态质量较好;40<5≤60,生态质量一般;20<S≤40,生态质量较差;Js≤20,生态质量很差。综合评价指数:
,?
1.1
s=乞LxW,。
f-l
其中:厶表示第i个指标的得分,形。表示第i个指标的权重。经计算,最终莫莫格自然保护区得分.s=67.54。说明莫莫格自然保护区生态质量较好。
4讨论
从评价结果分析来看,该保护区主要问题及解决对策:①由于人为干扰因素的逐年扩大,如过度放牧、开垦湿地和油田开采等,保护区内局部环境受到严重破坏,风沙干旱造成草场退化。一方面应采取封闭管理,实行封沙育林和育草,自然恢复生境。另一方面采取人工促进的方式,在油田开发受损湿地移植苔草和小叶章,尽快恢复原始植被。②由于开采量及开采规模的减小,石油开采对保护区的影响有所减小,而畜牧业对自然保护区的影响逐渐凸显,由于目前尚无有关畜载量的科学指导.部分地区出现了因畜牧养殖而造成的草场退化现象。建议保护区管理部门加强与科研部门的交流合作,对保护区的建设及保护区内资源利用开发进行科学的规划与指导,并加强牧业管理,建立人工围栏,实施封闭保护,在保护区外其他放牧区域,要改变传统的牲畜散放饲养方式,建立牧草繁育场,并给予牧民一定的经济补助;③湿地环境状况方面,最主要的问题是受目前气候变化影响较大,湿地面积近几年逐年减小,这严重影响该自然保护区的生态状况,由于嫩江水资源较为丰富,莫莫格自然保护区具有恢复湿地的外部条件.目前莫莫格保护区管理局已实施“引嫩人区”水利工程。以确保湿地供水。
综合上述,基于社会经济活动影响的莫莫格自然保护区生态评价采用的评价方法、建立的指标体系能够较能准确反映莫莫格自然保护区目前的状况,可为莫莫格自然保护区的发展提供必要的管理措施和有效的参考依据。但因为保护区内反映影响生态状况的生态因子众多,所选取的指标不能全面反映莫莫格自然保护区的整体状况,指标合理优化选取还值得深入探讨;其次,涉及个别指标的定量化有一定的主观性。评价方法有待进一步深人的研究。
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BUNanlongYUGuohai.SUNXiaowei.et以.Diversityanalysis
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莫莫格国家级自然保护区生态评价
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年,卷(期):孔洋阳, 韩海荣, 康峰峰, 王清春, KONG Yangyang, HAN Hairong, KANG Fengfeng, WANG Qingchun 孔洋阳,韩海荣,康峰峰,KONG Yangyang,HAN Hairong,KANG Fengfeng(北京林业大学 林学院,北京,100083), 王清春,WANG Qingchun(北京林业大学 自然保护区学院,北京,100083)浙江农林大学学报Journal of Zhejiang A&F University2013,30(1)
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