邵技新，張鳳太，3 ，蘇維詞 ，曹 歡

(1.貴州師范學院地理與旅游學院，貴陽550018;2.貴州師范學院 資源環(huán)境與災害研究所，貴陽550018;3.南京大學地理與海洋學院，南京210093;4.貴州省科學院山地資源研究所，貴陽550001;5.貴州大學資源與環(huán)境學院，貴陽55003)

景觀是指由地貌過程和各種干擾作用形成的，具有特定結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)特征的一種宏觀系統(tǒng)[1]。目前，關(guān)于生態(tài)景觀的研究主要集中在對農(nóng)業(yè)[2-3]、城市[4]、河流[5]、森林[6]等生態(tài)景觀的格局分析[7]、景觀的優(yōu)化與設(shè)計[8]、景觀的修復[9]等方面，對生態(tài)景觀的評價和診斷相對較少，研究較薄弱。當前對生態(tài)系統(tǒng)健康和安全等的評價較多[10-11]，研究也較成熟。但對生態(tài)景觀退化程度的診斷研究大多停留在初始階段，尤其是對喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀的退化研究文獻更少，已有研究主要是定性和單一因子評價[12]，缺乏科學定量的綜合評價指標體系及合適的評價方法。本研究在此嘗試性地從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境污染狀況上選擇指標，建立生態(tài)景觀退化的診斷指標體系，采用定量化(集對分析)的方法，對喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀退化程度進行診斷，為喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀的恢復和重建提供有益參考。

1 研究區(qū)域概況

畢節(jié)地區(qū)是典型的喀斯特山區(qū)，處在滇東高原向黔中山原丘陵過渡的傾斜地帶，境內(nèi)多山，高原山地占全區(qū)總面積的93.3%。大部分地方屬北亞熱帶溫涼濕潤季風氣候，水熱資源適中。畢節(jié)地區(qū)是貴州省石漠化集中分布區(qū)域，石漠化廣泛分布于全區(qū)，分布范圍廣、面積大。從無石漠化到極強度石漠化均有分布?？λ固厣鷳B(tài)景觀呈不同程度的退化狀態(tài)。

2 指標體系確定

根據(jù)喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的狀況及分析建模的要求，在指標確定上要依據(jù)如下原則:(1)指標要具有可比性。(2)指標的分辨意義和差異性顯著，以避免選用指標因地域差異過小給歸類帶來困難。(3)指標不能高度相關(guān);(4)指標數(shù)據(jù)收集的可行性。

依據(jù)以上原則，結(jié)合生態(tài)景觀退化的表現(xiàn)形式以及資料來源等情況，從生態(tài)景觀的結(jié)構(gòu)退化、功能退化和環(huán)境污染等3個方面選擇21個評價指標，組成喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀退化評價診斷指標體系(表1)。

另外，查閱貴州統(tǒng)計年鑒、貴州年鑒、畢節(jié)地區(qū)年鑒、畢節(jié)地區(qū)統(tǒng)計年鑒、貴州省水資源公報、畢節(jié)地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報、貴州省土地利用總體規(guī)劃資料和畢節(jié)地區(qū)環(huán)境質(zhì)量報告書等資料并結(jié)合已有文獻[13-14]得出指標體系各指標的數(shù)據(jù)(表1)。

決定評價是否成功的關(guān)鍵是如何選擇適宜的評價指標與評價標準。在生態(tài)景觀評價指標提出之后，評價標準就是生態(tài)景觀退化評價最困難的問題之一。

表1 喀斯特生態(tài)景觀退化診斷評價指標體系

目前，學術(shù)界尚沒有統(tǒng)一認可的喀斯特生態(tài)景觀退化診斷評價標準。本文參考喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化的評價標準[13-14]，將喀斯特生態(tài)景觀退化的評價標準分5個等級，即微退化、輕退化、中退化、強退化、極強退化。由于對于喀斯特生態(tài)景觀退化診斷評價的標準還沒有具體的研究，文獻很少，因此在退化診斷標準的制定上，主要參考的是各地區(qū)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)健康的評價標準[14-15]，在此基礎(chǔ)上再進行適當?shù)恼{(diào)整和修正。本標準的制定主要依據(jù)國家環(huán)?？偩种贫ǖ纳鷳B(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(修訂稿)、國家制定和頒布的有關(guān)環(huán)境標準、行業(yè)標準與設(shè)計標準，以及國內(nèi)外公認的生態(tài)系統(tǒng)健康地區(qū)、生態(tài)城市標準的建議值，做適當?shù)恼{(diào)整，作為喀斯特生態(tài)景觀退化診斷的標準值(表2)。

表2 喀斯特生態(tài)景觀退化診斷評價指標分級標準

3 喀斯特生態(tài)景觀退化程度綜合診斷流程

3.1 模式?jīng)Q策模型構(gòu)建

(2)建立評價指標的評價標準。標準的級數(shù)可以隨意設(shè)定，但不宜太多，本研究設(shè)評價標準為5級。對于一級標準，記為集合=(1 ，1，1，1，…，1);對于2級標準 ，記為集合 B2=(2，2，2，2，…，2);對于 3 級標準 ，記為=(3，3，3，3，…，3)，以此類推 。

(3)根據(jù)步驟 2的等級標準將集合 Ai=(xi，1，)中的元素進行符號化處理。如落入 1 級區(qū)間，該指標為第1級，則該指標量化為符號“1”;如落入第2級，則該指標量化為符號“2”，如落入第3級，則該指標量化為符號“3”，以此類推，于是得到符號量化的集合Ai

(4)構(gòu)造集對 H(Ai，Bl)(l=1 ，2，3，4 ，5;i=1，2 ，…，n)。將集對中的Ai與Bl對應的元素進行對照，統(tǒng)計符號相同的個數(shù)，記為S;相差1級的，如1和 2，2和3，記為F1;統(tǒng)計相差2級的個數(shù)，如1和3，記為;以此類推，統(tǒng)計相差K-2級的個數(shù)，如2與K，記為;統(tǒng)計相差K-1級的個數(shù)，如1與K，記為P。得到K元聯(lián)系度[16]:

式中:S+F1+F2+…+FK-2+P=m，本研究K=5，即是具有5級聯(lián)系度。

(4)確定I1，I2…，IK-2和J的值，在本文中即是 I1和J。采用經(jīng)驗取值法[16]，得到 I1=0.5和J=-1。

(5)模式優(yōu)選。將第3級標準(好)設(shè)為最優(yōu)標準集合 ，即 B3，將 I1=0.5和J=-1。

帶入公式(1)得到綜合評價聯(lián)系數(shù)，根據(jù)聯(lián)系數(shù)的大小對待選模式進行排序，聯(lián)系數(shù)越大，對應的方案就越優(yōu)越[16]。

3.2 數(shù)據(jù)符號化

依據(jù)上面的計算步驟，首先將數(shù)據(jù)符號化，見表3。

表3 符號化數(shù)據(jù)

3.3 聯(lián)系數(shù)的計算

將符號化的數(shù)據(jù)，帶入步驟4的公式(1)中進行計算，得出以下5元聯(lián)系度公式:

由均勻取值法[16]得出 ，I1=0.5，I2=0，I3=-0.5 ，J=-1，帶入聯(lián)系度公式，得出2003年:

同理得出2004年、2005年和2006年的聯(lián)系度如下:

2004年:

2005年:

2006年:

4 喀斯特生態(tài)景觀綜合診斷結(jié)果及分析

根據(jù)大數(shù)原則[16]，2003-2006年聯(lián)系數(shù)分別取η(A2003-B3)=0.333;η(A2004-B3)=0.3095;η(A2005-)=0.286;η()=0.309 。

依據(jù)以上計算的聯(lián)系數(shù)，僅從數(shù)值歸類，2003-2006年畢節(jié)地區(qū)生態(tài)景觀處于中度退化、中度退化、輕退化、中度退化 4個階段。從圖 1看出，2003-2006年各年畢節(jié)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化狀態(tài)基本上都處于第3階段和第4階段的過渡區(qū)域，即處于中度退化和輕度退化的過渡階段，強退化、中退化和輕退化的總趨勢遠遠大于微退化的比率，整體不容樂觀。但從圖1看出，2003-2005年極強退化、強退化、中退化3個階段都存在緩慢減少趨勢，輕退化和微退化的比例在緩慢增加。說明前期畢節(jié)地區(qū)生態(tài)治理(石漠化治理)的成效開始顯現(xiàn)，畢節(jié)地區(qū)的生態(tài)效益向著好的方向發(fā)展。2005-2006年在極強退化、強退化、中退化階段出現(xiàn)明顯的增加趨勢，其主要原因是2005-2006年，貴州省出現(xiàn)干旱災害(2005年秋季至2006年冬季，西南大部分地區(qū)持續(xù)少雨，一度出現(xiàn)了較嚴重的秋冬連旱，2006年夏季，重慶、四川，貴州部分地區(qū)降水持續(xù)偏少，并遭受罕見高溫熱浪襲擊，出現(xiàn)特大伏旱)，加劇了喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀的退化。

圖1 畢節(jié)地區(qū)生態(tài)景觀退化診斷

5 結(jié)論

(1)從生態(tài)景觀的結(jié)構(gòu)退化、功能退化和環(huán)境污染等3個方面選擇了21個評價指標，組成喀斯特地區(qū)生態(tài)景觀退化評價診斷指標體系。

(2)依據(jù)已有標準，結(jié)合喀斯特地區(qū)的特點，制訂了喀斯特地區(qū)的生態(tài)景觀退化診斷的分級標準。

(3)依據(jù)診斷指標體系和評價標準，借助集對分析方法，以畢節(jié)試驗區(qū)為例，分析得出畢節(jié)地區(qū)2003-2006年的各年畢節(jié)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化狀態(tài)基本上都處于第3階段和第4階段的過渡區(qū)域，即處于中度退化和輕度退化的過渡階段。

(4)由以上確定的喀斯特生態(tài)景觀退化診斷指標體系和診斷標準，借助集對分析方法得出的畢節(jié)試驗區(qū)喀斯特景觀退化狀況，與該地區(qū)已有的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究[14-15]，可以相互印證。因此，本研究確定的生態(tài)景觀退化診斷指標體系、診斷標準以及診斷方法具有一定的科學意義。

由于收集數(shù)據(jù)和經(jīng)費有限原因，本研究在研究退化生態(tài)景觀退化診斷評價時是以縣為單位劃分的，尺度相對較大，但也具有一定的參考和借鑒以及研究價值，以后應進一步以此為基礎(chǔ)，進行研究，將喀斯特退化生態(tài)系統(tǒng)的評價范圍進一步縮小，以群落、小流域為單位，或者是借助遙感和GIS的圖像疊加合成技術(shù)，以各生態(tài)景觀退化指標的柵格數(shù)據(jù)圖(如石漠化分布圖、植被類型分布圖等)，通過疊加分析，來確定貴州省喀斯特退化生態(tài)景觀的等級類型和范圍，將會是具有重要的科研和生態(tài)修復實踐的指導意義。

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