基于FAHP的半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境評價指標(biāo)體系構(gòu)建

陳 星，張林源，劉艷菊，白加德，張樹苗，程志斌，楊 崢

（北京麋鹿生態(tài)實驗中心，北京 100076）

麋鹿是我國特有的大型鹿科動物，國家一級保護動物，又稱“四不像”，曾在中國的東部平原廣泛分布.由于戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害以及自然環(huán)境發(fā)生變化等因素，適合麋鹿野生的生態(tài)條件逐漸喪失，以致麋鹿種群最終于1900年在北京南海子地區(qū)消亡.1865年，傳教士阿芒·大衛(wèi)對麋鹿的科學(xué)發(fā)現(xiàn)使得歐洲各國爭相從中國獲取麋鹿個體運送回國，客觀上促使該物種在歐洲得以保存，特別是在英國烏邦寺莊園得到發(fā)展.1985年重新引進國內(nèi)，由北京麋鹿生態(tài)實驗中心以半散養(yǎng)的形式圈養(yǎng)在麋鹿的最后滅絕地——南海子[1].此后北京麋鹿生態(tài)實驗中心向河北、天津、河南、安徽、湖北、湖南、海南等地輸出并成功建立了45個麋鹿種群，數(shù)量超過3 700只.

目前，除了在湖北石首部分區(qū)域由于1997年的洪水等原因造成麋鹿自然逃逸、形成自然環(huán)境條件下的野生種群外[3]，大部分種群仍然生活在有明顯界限的自然保護區(qū)、野生動物園、動物園、繁殖基地、林場等圈養(yǎng)或半散養(yǎng)的人工環(huán)境中.野生環(huán)境下，麋鹿種群的生存繁衍不需要人工補飼；圈養(yǎng)環(huán)境下，麋鹿的生存繁衍則幾乎完全依賴人工；半散養(yǎng)（半圈養(yǎng)）環(huán)境下的麋鹿則處于二者之間.總的來看，中國麋鹿生活地域緯度跨度大，飼養(yǎng)模式、圈養(yǎng)面積、景觀配置等人工條件不同，其生活環(huán)境及棲息地與野生環(huán)境相比存在較大差異，導(dǎo)致麋鹿在形態(tài)、生物節(jié)律以及行為等生物學(xué)特性上發(fā)生變化，特別是許多圈養(yǎng)麋鹿種群繁育困難.因此需要對麋鹿不同棲息環(huán)境的關(guān)鍵影響因子進行研究，全面分析麋鹿對不同棲息環(huán)境的適應(yīng)情況.

模糊層次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，簡稱FAHP）是將Saaty教授提出的層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）擴展到模糊環(huán)境下的一種改進的系統(tǒng)分析方法.FAHP與AHP的計算方法基本相同，區(qū)別在于FAHP所構(gòu)造的是模糊判斷矩陣，并由此計算出比較因素的排序權(quán)值[4].FAHP在構(gòu)建自然保護區(qū)評價體系、環(huán)境風(fēng)險評估、生態(tài)環(huán)境評價、優(yōu)先保護區(qū)域分析及生態(tài)資源評估[5-8]等方面得到了廣泛的應(yīng)用，并取得良好的評價效果.

本項研究通過應(yīng)用模糊層次分析法構(gòu)建半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿種群的棲息環(huán)境評價指標(biāo)體系，對今后麋鹿等瀕危動物的保護、管理和人工養(yǎng)殖具有重要意義，可以為指導(dǎo)麋鹿的遷地保護與野外放歸，為制定麋鹿保護計劃提供理論依據(jù).

1 半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價指標(biāo)體系的建立

1.1 指標(biāo)篩選及其權(quán)重的確定

通過查閱文獻，參考前人研究鹿科動物及其他野生動物生境評價時所選用指標(biāo)的實踐經(jīng)驗[9-11]，結(jié)合實地考察及相關(guān)性統(tǒng)計分析，本研究確定了半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價指標(biāo)體系的主要指標(biāo)，并建立了半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價指標(biāo)框架.據(jù)此運用模糊層次法（FAHP）確定此評價體系中各個層次的各個指標(biāo)的權(quán)重.矩陣構(gòu)建及計算方法參考文獻[4，6，12].

1.2 生境評價體系模型的建立

（1）在體系框架表的基礎(chǔ)上建立優(yōu)先關(guān)系矩陣，第1層與第2層之間的矩陣F-S，第2層與第3層之間的矩陣S1-T、S2-T、S3-T，共計4個矩陣；并按模糊層次法算法步驟把各優(yōu)先關(guān)系矩陣改造成模糊一致矩陣.

（2）算出各模糊一致矩陣中的各個因素的權(quán)重值.

（3）通過指標(biāo)篩選、評價指標(biāo)框架的建立以及指標(biāo)權(quán)重的確定，最終得到散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價體系模型.

半散養(yǎng)與圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價體系的模型如表1所示.

表1 半散養(yǎng)與圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境評價體系及各指標(biāo)權(quán)重Tab.1 System on habitat suitability evaluation of Père David′s deer in captivity or sem i-free-range and the weight of indicators

從表1可知，準則層中生物環(huán)境因素評價的權(quán)重值最高，為0.416 7，高于非生物環(huán)境因素及干擾因素評價.生物環(huán)境因素評價中，地表植被豐富度和麋鹿自然取食物種多樣性的權(quán)重值同為最高（0.275 0），喬木層郁閉度高于灌木層郁閉度.非生物環(huán)境因素評價中，單位個體活動面積占有量（0.245 0）及水域面積占有量（0.230 0）分居前兩位，高于隱蔽度、冬季日均氣溫及夏季日均氣溫.干擾因素評價中，人為干擾及周邊環(huán)境影響的因素高于其他動物活動.

2 半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價指標(biāo)體系評分標(biāo)準

借鑒國內(nèi)外學(xué)者對野生動物生境評價和相關(guān)各領(lǐng)域的研究理論與實踐經(jīng)驗，可采用5個等級，按百分制計算并進行分析.5個等級對應(yīng)的分數(shù)分別為：＞90分為優(yōu)秀，且每個評價要素必須達到百分制的60分以上；70～90 分為良好；60～70 分為一般；50～60 分為合格；＜50分為不合格.良好以下等級對單項評價要素不做具體要求[5，12-13].

各評價指標(biāo)的評分標(biāo)準如表2所示.

表2 各評價指標(biāo)評分標(biāo)準Tab.2 Valueevaluation standardsof indicators

3 半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地環(huán)境評價體系評分

3.1 研究對象

選擇分布于國內(nèi)9個省級行政區(qū)域的13處具有代表性的麋鹿重新引進項目的所在地，以半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿種群的棲息地為對象，開展本項研究中評價體系的分析工作.所涉及的取樣位點涵蓋寒溫帶至熱帶地區(qū)，緯度跨度約 22°53′，經(jīng)度跨度約 11°23′，具體如表 3 所示.

表3 半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息地列表Tab.3 List of placesof Père David′s deer in sem i-free-range or captivity

3.2 評分結(jié)果

以選中的13個麋鹿種群分布地的棲息環(huán)境為對象，按照評分標(biāo)準對各項指標(biāo)進行百分制評分，各項指標(biāo)得分通過對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重值進行加權(quán)處理，最后將每項指標(biāo)的加權(quán)得分值相加，得到各個棲息環(huán)境評價的總得分，如表4所示.

表4 各麋鹿棲息環(huán)境評價體系的評分結(jié)果Tab.4 Resultsof habitat suitability evaluation on places of Père David′s deer

由表4可以看出，得分分值在90分以上，達到優(yōu)秀等級的種群分布地有2處，為湖北石首麋鹿國家級自然保護區(qū)和江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(qū)，占本次調(diào)查研究對象的15.38%；分值為60～70，達到一般等級的種群分布地有3處，為河北灤河上游國家級自然保護區(qū)、北京南海子麋鹿苑和海南省林業(yè)科學(xué)研究所楓木鹿場，占本次調(diào)查研究對象的23.08%；其余各種群分布地得分分值均在50分以下.

在所調(diào)查的麋鹿棲息地中，半散養(yǎng)式管理的棲息地分值較高，均在60分以上，屬一般以上等級，其中湖北石首和江蘇大豐2處麋鹿國家級自然保護區(qū)的分值均在90分以上，為優(yōu)秀；河北灤河上游國家級自然保護區(qū)受冬季氣候因素、活動水域面積及其他動物活動干擾等因素影響，較前2處分值低；北京南海子麋鹿苑受麋鹿數(shù)量多、單位個體棲息地面積小、地表植被豐富度低、自然取食物種多樣性較低等因素的限制，分值在4個同類中相對較低.

圈養(yǎng)式管理的棲息地中，海南省林業(yè)科學(xué)研究所楓木鹿場地處熱帶地區(qū)，物種豐富度較高，地表植被豐富度、自然取食物種多樣性2項因素評分較高，總的分值在60分以上，達到一般等級；而山東濟南動物園、濟南跑馬嶺野生動物園及青島動物園等處圈養(yǎng)式管理的麋鹿棲息地，因在建設(shè)管理中未充分考慮麋鹿喜水的生活習(xí)性特點，水域面積不足，缺乏圈舍豐容建設(shè)，因而分值最低.

4 結(jié)論

4.1 半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境評價體系構(gòu)建結(jié)果

（1）將定量因子和定性因子結(jié)合，引入模糊層次分析法，建立了半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境評價指標(biāo)體系.

（2）通過模糊一致矩陣計算出各指標(biāo)權(quán)重值，準則層中生物環(huán)境因素評價、非生物環(huán)境因素評價和干擾因素評價權(quán)重值分別為0.416 7、0.350 0和0.233 3，說明生物環(huán)境因素對于半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境影響最大.生物環(huán)境因素評價中，地表植被豐富度及麋鹿自然取食物種多樣性的權(quán)重值同為最高（0.275 0），說明這2個指標(biāo)對于麋鹿棲息環(huán)境有重要意義.非生物環(huán)境因素評價中，單位個體活動面積占有量（0.2450）及水域面積占有量（0.230 0）分居前2位，說明半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境建設(shè)中，應(yīng)首要考慮圈舍面積和水域面積是否能夠滿足麋鹿的生存需要.干擾因素評價中，人為干擾及周邊環(huán)境影響的因素高于其他動物活動，說明接近自然狀態(tài)、無人為干擾的環(huán)境才能夠為麋鹿提供更好的生存條件[14].

（3）對13處半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿種群的棲息環(huán)境進行評價，2處麋鹿國家級自然保護區(qū)得分最高，達到優(yōu)秀級，其余2處半散養(yǎng)管理的麋鹿種群棲息環(huán)境評價得分均高于圈養(yǎng)管理的麋鹿種群棲息環(huán)境；而在圈養(yǎng)管理的麋鹿種群棲息環(huán)境評價中，海南楓木鹿場位于熱帶地區(qū)，圈舍地表物種豐富度較高，并充分滿足麋鹿喜水的生活需求，得分遠高于其他圈養(yǎng)環(huán)境的麋鹿種群棲息地.本評價體系對于半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿種群棲息環(huán)境的評價具有實際意義.

4.2 關(guān)于半散養(yǎng)及圈養(yǎng)麋鹿棲息環(huán)境建設(shè)的建議

目前我國的麋鹿種群是其在野生環(huán)境中滅絕幾百年后再恢復(fù)形成的，如何保持現(xiàn)有麋鹿種群的長期自我維持和繁殖是麋鹿保護的關(guān)鍵問題.根據(jù)本研究結(jié)果建議：在營造麋鹿棲息環(huán)境時應(yīng)考慮對圈舍加以適當(dāng)改造，以散放地、半散放地為主，創(chuàng)造良好的生境和完善的生態(tài)系統(tǒng)，形成類型多樣的棲息環(huán)境；營造豐富的水生環(huán)境，為麋鹿泥浴、公鹿角飾等發(fā)情行為創(chuàng)造有利條件；根據(jù)野生、半散養(yǎng)麋鹿的取食習(xí)性，增加飼草的多樣性，提高麋鹿的健康水平；在麋鹿發(fā)情期注意控制人為干擾因素，適當(dāng)減少參觀者的數(shù)量.致謝：本研究受北京市科學(xué)技術(shù)研究院海外、人才專項資助項目（OTP-2013-003）和北京市科學(xué)技術(shù)研究院市級財政項目（PXM2013_178218_000003）資助.

[1]JIANG Z，YU C，F(xiàn)ENG Z，et al.Reintroduction and recovery of Père David′s deer in China[J].Wildlife Society Bulletin，2000，28（3）：681-687.

[2]蔣志剛，張林源，楊戎生，等.中國麋鹿種群密度制約現(xiàn)象與發(fā)展策略[J].動物學(xué)報，2001，47（1）：53-58.

[3]楊道德，蔣志剛，馬建章，等.洞庭湖流域麋鹿等哺乳動物瀕危滅絕原因的分析及其對麋鹿重引入的啟示[J].生物多樣性，2005，13（5）：451-461.

[4]張吉軍.模糊層次分析法（FAHP）[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2000，14（2）：80-88.

[5]鄧立斌，陳端呂，鄧麗群.基于層次分析法的自然保護區(qū)模糊綜合評價研究——以海南霸王嶺國家級自然保護區(qū)為例[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（29）：118-125.

[6]YINGX，ZENGGM，CHEN GQ，et al.Combining AHPwith GIS in synthetic evaluation of eco-environment quality：a case study of Hunan Province，China[J].Ecological Modelling，2007，209（2）：97-109.

[7]王前，蒲凌奎，姚愛靜，等.北京八達嶺國家森林公園森林健康評價[J].福建林業(yè)科技，2014，41（4）：83-88.

[8]鄧立斌，鄧麗群，陳端呂.基于FAHP模型的自然保護區(qū)生態(tài)旅游資源定量評價——以西藏雅魯藏布大峽谷國家級自然保護區(qū)為例[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30（22）：16-21.

[9]JIANGZG，ZHANG LY，YANGRS，et al.Density dependent growth and population management strategy for Père David’s deer in China[J].Acta Zoologica Sinica，2001，47（1）：53-58.

[10]李軍鋒，李天文，金學(xué)林.基于層次分析法的秦嶺地區(qū)大熊貓棲息地質(zhì)量評價[J].山地學(xué)報，2005，23（6）：694-701.

[11]李果，吳曉莆，羅遵蘭，等.構(gòu)建我國生物多樣性評價的指標(biāo)體系[J].生物多樣性，2011，19（5）：497-504.

[12]張明海，張宇.模糊層次法為基礎(chǔ)的東北馬鹿冬季生境的評價體系——以長白山國家級自然保護區(qū)為例[J].經(jīng)濟動物學(xué)報，2010，14（1）：1-4.

[13]李丹，戴巍，閆志剛，等.基于模糊層次分析法的落葉松人工林生境評價系統(tǒng)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，36（4）：75-81.

[14]陳星，張林源，鐘震宇，等.湖北麋鹿保護區(qū)麋鹿產(chǎn)仔期植被分布及種群概況[J].四川動物，2011，30（5）：820-824.