深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

畢忠野 黨二莎 包吉明 宮云飛 蘭冬東 鮑晨光

摘要：為切實(shí)保護(hù)珍貴的紅樹林資源，保持紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康，文章構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，對(duì)深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：根據(jù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康的影響因素，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括環(huán)境和生態(tài)2個(gè)一級(jí)指標(biāo)，海水質(zhì)量、生物棲息地質(zhì)量和生物質(zhì)量3個(gè)二級(jí)指標(biāo)以及海水pH值和鹽度等15個(gè)三級(jí)指標(biāo);根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、量化分級(jí)和賦值，計(jì)算深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)4個(gè)季節(jié)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評(píng)價(jià)值;紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康隨季節(jié)變化不明顯，其中春季、夏季和冬季為亞健康，秋季為健康，主要原因是秋季的海水鹽度較低。

關(guān)鍵詞：生態(tài)評(píng)價(jià);生態(tài)環(huán)境;紅樹植物;生物海岸;生物多樣性

中圖分類號(hào)：P76;X826? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1005-9857（2019）06-0028-05

Health Assessment of Mangrove Ecosystem in Futian

National Mangrove Nature Reserve，Shenzhen

BI Zhongye1，DANG Ersha2，BAO Jiming1，GONG Yunfei1，LAN Dongdong1，BAO Chenguang1

（1.National Marine Environmental Monitoring Center，Dalian 116023，China;

2.Shenzhen Yuanqing Environmental Technology Service Co.，Ltd.，Shenzhen 518057，China）

Abstract：In order to protect precious mangrove resources and maintain the health of mangrove ecosystem，this paper established the corresponding assessment index system and evaluated the mangrove ecosystem health of Futian National Mangrove Nature Reserve in Shenzhen by using scientific assessment methods.The results showed that： the assessment index system included 2 first-level indicators of environment and ecology，3 second-level indicators of seawater quality，habitat quality and biological quality and 15 third-level indications of pH，salinity and so on.Furthermore，the health status of mangroves in 4 seasons of Futian in Shenzhen was assessed according to the monitoring data，quantitative classification and valuation of each index.The health of mangrove ecosystem does not change obviously with seasons，among which spring，summer and winter are sub-healthy and autumn is healthy and the main reason is the lower salinity of sea water in autumn.

Key words：Ecological assessment，Ecological environment，Mangrove plant，Biogenic coast，Biodiversity

0 引言

紅樹林被稱為“海底森林”，是可再生的海洋生物資源，具有生產(chǎn)率高、分解率高和歸還率高的特性，是生物海岸的基本類型之一[1-3]。紅樹林也是重要的濱海濕地資源，是陸地生態(tài)系統(tǒng)向海洋生態(tài)系統(tǒng)過渡的生態(tài)屏障，在凈化海水、抵抗風(fēng)浪、保護(hù)海岸、改善生態(tài)環(huán)境和保持生物多樣性等方面具有巨大價(jià)值以及陸地森林不可替代的作用。

生態(tài)系統(tǒng)健康一詞最先由加拿大學(xué)者Schaeffer[4]于20世紀(jì)80年代后期提出，即生態(tài)系統(tǒng)健康為生態(tài)系統(tǒng)缺乏疾病（未受損害），但未明確其定義。Rapport等[5-6]首次論述生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵。此后許多學(xué)者開始關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)健康，同時(shí)探索其評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)[7-9]。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）于90年代后期提出PSR模型，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境有機(jī)統(tǒng)一的觀點(diǎn)出發(fā)，準(zhǔn)確地反映生態(tài)系統(tǒng)健康的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素之間的關(guān)系，為生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)提供邏輯基礎(chǔ)，被廣泛承認(rèn)和應(yīng)用[10-11]。

受圍填海工程、圍塘養(yǎng)殖和工業(yè)污染等不合理開發(fā)利用活動(dòng)的影響，我國紅樹林面積銳減，生態(tài)系統(tǒng)不斷退化。紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康是整個(gè)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的根本保證，是紅樹林保護(hù)工作的關(guān)鍵，科學(xué)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)是重要保障。

1 紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

紅樹林生態(tài)系統(tǒng)由紅樹植物、其他陸地植被、鳥類、兩棲爬行動(dòng)物、底棲動(dòng)物和浮游生物等生物要素及其賴以生存的土壤、大氣和海水等環(huán)境要素共同組成，在海岸帶生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。參考已有研究成果，本研究建立紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

其中，紅樹林土壤通常是初生土壤，海水pH值過高或過低都不利于紅樹林生長;高鹽度明顯阻礙紅樹林的光合作用、蛋白質(zhì)合成和能量代謝等主要生理過程，同時(shí)明顯降低其根、莖和葉的干（鮮）質(zhì)量;石油類對(duì)不同種類紅樹林的影響差異較大，但總體來說水體污染不利于紅樹林生長;紅樹林對(duì)無機(jī)氮和活性磷酸鹽等營養(yǎng)鹽具有吸收功能，但吸收是有限度的，泰國某河流上游過多排放富營養(yǎng)化廢水導(dǎo)致沿岸紅樹林密度減小;灘涂養(yǎng)殖侵占紅樹林生長區(qū)域，限制紅樹林的自然延展，灘涂養(yǎng)殖面積越大，越不利于紅樹林生長;紅樹林面積減少導(dǎo)致其易受外界因素干擾，不利于其生態(tài)系統(tǒng)健康;生物質(zhì)量越高，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)越健康。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 海水質(zhì)量海水質(zhì)量以水環(huán)境健康指數(shù)衡量，計(jì)算公式為：

式中：Wq為評(píng)價(jià)指標(biāo)q的賦值;m為評(píng)價(jià)指標(biāo)總數(shù)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值的計(jì)算公式為：

式中：Wi為評(píng)價(jià)指標(biāo)q在監(jiān)測站位i的賦值;n為監(jiān)測站位總數(shù)。

2.2 生物棲息地質(zhì)量

生物棲息地質(zhì)量以生物棲息地健康指數(shù)衡量。其中，灘涂養(yǎng)殖面積占比為灘涂養(yǎng)殖面積與紅樹林面積之比;5年內(nèi)紅樹林減少面積占比為第五年比第一年減少的面積與第一年面積之比。生物棲息地健康指數(shù)的計(jì)算公式為：

式中：Ei為評(píng)價(jià)指標(biāo)q在監(jiān)測樣方i的監(jiān)測值。

2.3 生物質(zhì)量

生物質(zhì)量以生物健康指數(shù)衡量，計(jì)算公式為：

式中：Bi為評(píng)價(jià)指標(biāo)q在監(jiān)測樣方i的監(jiān)測值。

2.4 綜合評(píng)價(jià)值

根據(jù)海水質(zhì)量、生物棲息地質(zhì)量和生物質(zhì)量，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評(píng)價(jià)值的計(jì)算方法為：

H=a1Windx+a2Eindx+a3Bindx

式中：a1、a2和a3分別為二級(jí)指標(biāo)權(quán)重。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)量化分級(jí)和賦值

深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)位于深圳灣北岸，總面積3.68 km2，是我國面積最小的國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，也是我國唯一位于城市腹地的紅樹林保護(hù)區(qū)和國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。該保護(hù)區(qū)是重要的鳥類棲息地，共有鳥類約200種，其中23種為國家重點(diǎn)保護(hù)鳥類。

根據(jù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，收集各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)。其中，海水質(zhì)量采用2017年3月、5月、8月和10月的監(jiān)測數(shù)據(jù);灘涂養(yǎng)殖面積采用2015年遙感影像解譯數(shù)據(jù)，紅樹林減少面積采用保護(hù)區(qū)提供的數(shù)據(jù);鳥類多樣性采用2015年1—10月深圳灣7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)及其周邊濕地的鳥類和重點(diǎn)關(guān)注鳥類的日常監(jiān)測數(shù)據(jù)，其他指標(biāo)采用2016年的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

根據(jù)相關(guān)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測結(jié)果，對(duì)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化分級(jí)（表2）。

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化分級(jí)結(jié)果，對(duì)Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)分別賦值為15、10和5。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法以及評(píng)價(jià)指標(biāo)量化分級(jí)和賦值，分別對(duì)深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)春季、夏季、秋季和冬季的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)值分別為8.95、9.33、10.45和9.70。

紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

由表3可以看出，該保護(hù)區(qū)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康隨季節(jié)變化不明顯，其中春季、夏季和冬季為亞健康，秋季為健康。

從海水質(zhì)量看，各季節(jié)的pH值差異不大，且均在適宜紅樹林生長的范圍內(nèi);由于保護(hù)區(qū)內(nèi)紅樹林的優(yōu)勢種為秋茄、白骨壤、海桑、無瓣海桑和桐花樹，鹽度較低的秋季更適宜紅樹林生長;石油類和營養(yǎng)鹽的含量均為相同海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)紅樹林生長的影響較小。從生物棲息地質(zhì)量看，灘涂養(yǎng)殖面積和紅樹林減少面積的占比與季節(jié)無關(guān)。從生物質(zhì)量看，秋季的浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)較高以及潮間帶生物種數(shù)最多，其他指標(biāo)無明顯的季節(jié)差異。

5 結(jié)語

本研究根據(jù)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康的影響因素，構(gòu)建相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和指標(biāo)量化模型，對(duì)深圳市福田國家級(jí)紅樹林自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。該保護(hù)區(qū)的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康隨季節(jié)變化不明顯，其中秋季較好，主要原因是海水鹽度較低。目前紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚有不確定性，未來的研究將重點(diǎn)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)與紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康之間的定量化表征關(guān)系。

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