滨海红树林湿地生态系统健康的诊断方法和评价指标3郑耀辉1,2 王树功133 陈桂珠1(1中山大学环境科学与工程学院湿地研究中心,广州510275;2广州市天河区环境保护局,广州510665)摘 要 健康的红树林湿地生态系统是指系统组分之间及系统整体维持动态的平衡,在适度的自然与人为干扰下,红树林生态系统服务功能发挥正常。
本文筛选并评述了包括指示物种法、结构功能指标法、生态系统失调综合症诊断法、生态系统健康风险评估法、生态脆弱性和稳定性评价、生态功能评价法等6种可用于红树林湿地生态系统健康的诊断方法,分析了各自的应用前景。
以压力2状态2响应模型为主线,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系。
在未来研究中,需进一步加强指标的筛选、评价标准与权重的确定,将生态系统健康水平与其生态服务功能相关联,开展具体案例分析。
关键词 红树林湿地;生态系统健康;诊断方法;评价指标中图分类号 X17114 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2010)1-0111-06D i a gnosti c m ethods and a ssess m en t i n d i ctors for mangrove wetl and ecosyste m hea lth .Z HE NG Yao 2hui 1,2,WANG Shu 2gong 1,CHEN Gui 2zhu 1(1Center of W etland R esea rch,S chool of Environm ental Science and Engineering,Sun Yat 2S en U n iversity,Guangzhou,510275,China;2Tianhe D istrict Environm en tal P rotection B ureau,Guangzhou,510275,China ).Chinese Journa l of Ecology ,2010,29(1):111-116.Abstract:According t o the characteristics of mangr ove wetland ecosyste m ,the healthy mangr ove ecosyste m will keep a dyna m ic balance a mong the components and whole ecosyste m ,and its eco 2l ogical services functi on will work p r operly under moderate natural and /or artificial disturbances .This paper intr oduced six diagnostic methods suitable for mangr ove wetland ecosyste m health as 2sess ment,including indicat or s pecies method,structure and functi on method,ecosyste m i m bal 2anced sy mp t om diagnosis method,ecosyste m health risk evaluati on method,ecol ogical frangibility and stability assess ment method,and ecol ogical functi onal assess ment method,and analyzed the p r os pects of their app licati ons .On the basis of “Pressure 2State 2Res ponse ”model,the mangr ove health assess ment indicat or syste m was constructed according t o the related researches .The fur 2ther study should enhance the indicat or selecti on and corres ponding evaluati on criteri on and weight ascertaining,and make case study by co mbining the ecosyste m health level and ecol ogical service functi on .Key words:mangr ove wetland;ecosyste m health;diagnostic method;assess ment indicat or .3国家高技术研究发展计划项目(2007AA091703)和广东省自然科学基金资助项目(07300508)。
33通讯作者E 2mail:ess wsg@mail .sysu .edu .cn 收稿日期:2009206210 接受日期:2009209210 红树林是生物多样性保护和滨海湿地生态保护的重要对象。
红树林湿地生态系统作为海岸生态关键区,具有维持生物多样性和物质生产、防风消浪护岸、净化污染物等强大的生态服务功能(Kathiresan &B ingha m ,2001;王伯荪等,2002;Salif,2003;卢昌义和叶勇,2006;王文卿和王瑁,2007),是连续的滨海湿地生态系统(6m 等深线以内浅海2潮间带滩涂2红树林2养殖塘2水田生境序列)的重要组成部分,红树林生态系统的健康将影响整个滨海生态系统的健康,对海岸线的保护具有直接影响。
湿地生态系统健康评价已成为湿地研究与湿地管理的热点问题。
作为分析生态系统结构、功能特征的新方法,生态系统健康评价已逐渐成为全球生生态学杂志Chinese Journal of Ecol ogy 2010,29(1):111-116 态系统管理的新目标,并成为被学术界所广泛重视的一个前沿领域(Cairns&N iederlehner,1995)。
近年来,国内外学者相继开展了湿地生态系统健康评价研究,对多数湿地类型开展了生态系统健康评价研究。
将生态系统健康评价应用于红树林湿地生态系统中,有利于相关管理人员把握红树林湿地生态系统健康情况,为制定调控方案和决策提供科学依据,提高红树林湿地生态系统的管理水平,促进红树林以至滨海湿地的可持续发展。
1 红树林湿地生态系统健康内涵生态系统健康的概念涉及众多学科,对其进行精确的定义有很大难度。
生态系统健康概念自提出以来,诸多学者给出了不同的概念和解释。
其中较为公认的概念是Costanza(1992)提出的:如果一个生态系统是活跃的并且能保持自己的结构,在一段时间内保持自主状态,对外来压力有恢复的能力,那么此生态系统就是健康的。
目前生态系统健康评估的指标被概括为活力、组织性以及恢复力(W hitf ord et al.,1999)。
此外,有研究指出,生态学家不应局限于从各种生物物理指标的角度去评价一个生态系统的健康,而应加上人类的价值观(Rapport et a l.,1998)。
由于受到人类干扰和管理,红树林湿地生态系统属于社会2经济2自然的复合生态系统。
在目前情况下,红树林湿地生态系统健康的研究,很大程度上是看其生态系统满足人类需求和愿望的程度,即考虑在人类需求角度下的红树林湿地生态系统服务功能。
基于对生态系统健康的理解和借鉴,本文将生态系统健康的理念引入到红树林湿地生态系统中,认为红树林湿地生态系统健康的内涵包括:红树林湿地生态系统本身的健康,包括构成红树林生态系统的水质、土壤、红树植物、无脊椎动物、底栖动物、浮游动植物、鸟类等生态要素的保持活力,稳定且可持续发展,进而维持系统组分之间及系统整体的动态的平衡;在适度的人类干扰下,红树林生态系统服务功能发挥正常,即对人类干扰的自我调节能力,以及维持人类社会发展需求的如防风消浪护堤、净化污染物、保持生物多样性、生态旅游等生态服务功能没有退化。
2 红树林湿地生态系统健康评价目前国内外对红树林湿地生态系统健康的研究,多侧重单一方面研究其对红树林生态系统健康的影响,涉及领域包括:气候变化和海平面上升(张乔民等,1997;Ellis on,2000;张乔民等,2001;A l ongi, 2008)、油类污染(Umechuruba,2005;O tit ol oju et al., 2007;Essien&Antai,2009)、人类活动(Set o& Fragkias,2007;Aguilar2Perera et al.,2008;Aburt o2 O r opeza et al.,2008)等对红树林健康的影响;污水(李玫等,2002;陈桂葵等,2003)、重金属(何斌源等,1996;陈荣华和林鹏,1998)与红树植物健康的关系对红树林生境的干扰。
单一要素的研究,有利于研究某个要素对红树林生态系统健康的影响作用,为红树林湿地生态系统健康综合评价提供基础。
目前综合评价红树林湿地生态系统健康的研究较少。
国内外研究中出现红树林的生态系统健康综合评价多是关于河口、滨海湿地、海湾、珊瑚礁等湿地生态系统的健康评价研究的一部分。
比如,Xu等(2004)对香港吐露港的生态系统健康评价中采用了物理、化学、生态等的指标,包括红树林生物量指标,还提出了生态缓冲力、潜能和结构潜能、生态服务功能等指标;Laura等(2005)在建立对佛罗里达州河口的健康评价模型时,红树林是其中考虑因素之一;Holguin等(2006)探讨了城市扩展条件下红树林的健康问题;刘剑秋等(2006)对闽江河口红树林湿地进行了生态系统质量评价;吴筠等(2007)构建了福建沿海红树林可持续经营评价指标体系;An2 dre w等(2007)对澳大利亚Port Curtis的健康评价中有关于水质、沉积物、底栖动物等的指标;Pars ons等(2008)对珊瑚礁湿地生态系统的多变量健康评价。
这些研究为红树林湿地生态系统健康评价提供了研究基础。
但由于红树林生态系统是一类特殊的生态系统,以上湿地生态系统健康研究对红树林生态系统不能直接适用,其健康评价还有许多问题有待研究。
因此,需要建立专门对红树林湿地生态系统健康综合评价的诊断方法和评价指标等进行研究,进而加大对红树林这一特殊生态系统的保护和合理利用。
3 红树林生态系统健康诊断方法311 指示物种法指示物种法主要是依据生态系统的关键物种、特有物种、指示物种、濒危物种、长寿物种和环境敏感物种等的数量、生物量、生产力、结构指标、功能指标及其一些生理生态指标来描述生态系统的健康状况,包括单物种生态系统健康评价和多物种生态系211 生态学杂志 第29卷 第1期 统健康评价(孔红梅等,2002)。