本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)，具體涉及一種紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、紅樹林是生長(zhǎng)在熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落，其生產(chǎn)力高效，生物多樣性豐富，是陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)的銜接帶，在生物保護(hù)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)、文旅教育等各個(gè)領(lǐng)域都扮演著重要角色。作為濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)之一，亦是沿海城市的生態(tài)屏障，被譽(yù)為“海岸衛(wèi)士”的紅樹林有助于改善水質(zhì)、防浪固堤。

2、由于全球氣候變暖的影響，存在中高緯度地區(qū)引種紅樹植物的可能性，因此紅樹林成功北移將對(duì)濱海海岸線的修復(fù)和保護(hù)起到重要的作用，是一個(gè)全新的突破。然而如今人為養(yǎng)殖圍墾和污水排放導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象頻發(fā)，威脅近岸水生態(tài)系統(tǒng)，使紅樹林自凈容量大幅降低，改變了本地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，威脅紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定的發(fā)展，因此亟需針對(duì)中高緯度紅樹林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能適應(yīng)性的研究。

3、目前關(guān)于紅樹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立及研究，都是著重于對(duì)紅樹植物自身的生理生態(tài)狀況、水體的氮磷含量及底棲生物量等進(jìn)行評(píng)價(jià)，未根據(jù)具體情況分類考慮紅樹植物與本土、入侵物種的不同競(jìng)爭(zhēng)模式，在指標(biāo)選取中也未考慮微塑料等新型污染物的監(jiān)測(cè)，缺乏指標(biāo)體系建設(shè)的綜合性和完整性。同時(shí)無法將紅樹林健康程度的指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)結(jié)果充分建立反饋機(jī)制，無法精確鎖定影響北移紅樹林生存率和適應(yīng)力的關(guān)鍵性指標(biāo)，因而無法在日后紅樹林的生態(tài)修復(fù)工程中開展有效針對(duì)性的建設(shè)，無法從根本上提高海岸生態(tài)屏障的效率。而且，目前的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系僅適用于低緯度熱帶紅樹林的健康程度評(píng)價(jià)，而對(duì)于全球氣候變暖和近岸水體污染雙重影響下的中高緯度人工引種的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)則不能一概而論，因此，構(gòu)建一套適用于北移紅樹林生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性的綜合評(píng)價(jià)體系尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有紅樹林評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的缺點(diǎn)，以及全球氣候變化和近海富營(yíng)養(yǎng)化問題對(duì)于北移紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性影響，本發(fā)明提供了一種紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，以調(diào)整優(yōu)化紅樹林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和濱海海岸線的生態(tài)服務(wù)功能，通過使用“目標(biāo)層+多級(jí)指標(biāo)”評(píng)價(jià)的方式，融合植物群落、水環(huán)境和沉積物環(huán)境的3層16個(gè)指標(biāo)，同時(shí)考慮不同情況的植被生境類型，運(yùn)用多種權(quán)重計(jì)算方法結(jié)合適應(yīng)度計(jì)算對(duì)中高緯度人工引種的紅樹林現(xiàn)狀進(jìn)行適應(yīng)程度評(píng)估，針對(duì)性的反饋樣地內(nèi)影響紅樹林適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)，用于對(duì)北移紅樹林的現(xiàn)狀修復(fù)提供專業(yè)建議，有助于推動(dòng)紅樹林向北定植并充分發(fā)揮生態(tài)潛能，為科學(xué)、合理地管控紅樹林資源提供可靠的評(píng)價(jià)依據(jù)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

3、一種紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，包括以下步驟：

4、s1.基礎(chǔ)調(diào)研：調(diào)查區(qū)域的自然條件狀況，對(duì)所在選區(qū)進(jìn)行氣候溫度、歷史地貌、水文條件、水淹環(huán)境因素的前期調(diào)研；并記錄植物種類及其優(yōu)勢(shì)度占比，包括紅樹植物、半紅樹植物、本土植物、入侵植物和其他引種植物，明確在自然情況下影響真紅樹和半紅樹植物生理生態(tài)狀況的關(guān)鍵因素；

5、s2.確立評(píng)價(jià)指標(biāo)：如下表所示，以適應(yīng)度為一級(jí)指標(biāo)；以植物群落、水環(huán)境、沉積物為二級(jí)指標(biāo)；在植物群落中以生物量、生長(zhǎng)時(shí)期、郁閉度、根莖葉數(shù)量、生物酶活性、碳氮磷組分為三級(jí)指標(biāo)，在水環(huán)境中以鹽度、ph值、溶解氧、綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)為三級(jí)指標(biāo)，在沉積物中以粒度、綜合污染指數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量、重金屬含量、微塑料含量、底棲生物量為三級(jí)指標(biāo)；

6、北移紅樹林適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)表

7、

8、

9、s3.測(cè)定指標(biāo)：取樣方，測(cè)定三級(jí)指標(biāo)中各指標(biāo)的具體值；

10、s4.計(jì)算權(quán)重：如下表所示，計(jì)算二級(jí)指標(biāo)和三級(jí)指標(biāo)中各指標(biāo)的權(quán)重；根據(jù)常規(guī)的權(quán)重計(jì)算方法，如層次分析法、模糊分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，選擇2-3種方法進(jìn)行綜合權(quán)重計(jì)算，以規(guī)避主觀選取單種權(quán)重方法帶來的誤差；

11、北移紅樹林適宜度評(píng)價(jià)權(quán)重表

12、

13、s5.計(jì)算適應(yīng)度：通過專家評(píng)分對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦值，再將各指標(biāo)綜合權(quán)重與賦值相乘后加權(quán)，按照式(5)計(jì)算北移紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)度(通過適應(yīng)度來評(píng)估北移紅樹林的適應(yīng)性，適應(yīng)度越高，適應(yīng)性越好)：

14、

15、式中：n為評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)數(shù)，n為正整數(shù)；pij為第i指標(biāo)層第j指標(biāo)賦值；wij為第i指標(biāo)層第j指標(biāo)的綜合權(quán)重。

16、優(yōu)選的，所述紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法還包括：步驟s6.反推追溯：結(jié)合前期基礎(chǔ)信息調(diào)研和各分層指標(biāo)權(quán)重反向推導(dǎo)，追溯影響樣地內(nèi)紅樹林適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)項(xiàng)，對(duì)北移紅樹林的現(xiàn)狀修復(fù)提供專業(yè)建議。

17、優(yōu)選的，步驟s1中，若調(diào)研到樣地內(nèi)不止一種紅樹植物，則二級(jí)指標(biāo)植物群落及其三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值需要針對(duì)不同的植物種類進(jìn)行計(jì)算。具體的，植物群落權(quán)重值進(jìn)一步分為aa、ab……；三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)一步分為wa11～wa16、wb11～wb16……。

18、優(yōu)選的，步驟s4中，計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重為綜合權(quán)重，是將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重相結(jié)合得到，所述綜合權(quán)重的計(jì)算方法如下：

19、s41.以主觀權(quán)重、客觀權(quán)重與組合權(quán)重兩者偏差平方和最小為目的建立如式(3)所示的函數(shù)：

20、

21、式中：w綜i為第i個(gè)指標(biāo)的綜合權(quán)重；w主i為該指標(biāo)的主觀權(quán)重值；w客i為該指標(biāo)的客觀權(quán)重值；

22、s42.式(3)結(jié)合式(4)，得到綜合權(quán)重w綜i：

23、w綜i＝θw主i+(1-θ)w客i???(4)

24、式中：θ為主觀偏好系數(shù)，即主觀值在綜合權(quán)重中所占的比例。

25、優(yōu)選的，所述主觀權(quán)重采用層次分析法得到，所述客觀權(quán)重采用熵值法得到。

26、優(yōu)選的，步驟s5中，以至少三個(gè)樣方的適應(yīng)度均值為結(jié)果。

27、本發(fā)明聚焦全球氣候變暖的背景下中高緯度紅樹林人工引種現(xiàn)狀，以植物群落、水環(huán)境和沉積物環(huán)境的3層16個(gè)指標(biāo)，通過適應(yīng)度計(jì)算評(píng)估紅樹林北移適應(yīng)程度，并結(jié)合基礎(chǔ)信息和模型權(quán)重反推，追溯影響樣地內(nèi)紅樹林適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)北移紅樹林生態(tài)系統(tǒng)資源的保護(hù)與管控提出建議。一方面可有效評(píng)估紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的健康水平，進(jìn)一步提高紅樹植物在中高緯度地區(qū)的存活率和適應(yīng)能力；一方面有助于科學(xué)、合理地管控紅樹林資源，便于企業(yè)根據(jù)此評(píng)估結(jié)果和建議開展后續(xù)的治理工程。

技術(shù)特征：

1.一種紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：還包括步驟s6.反推追溯：結(jié)合前期基礎(chǔ)信息調(diào)研和各分層指標(biāo)權(quán)重反向推導(dǎo)，追溯影響樣地內(nèi)紅樹林適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)項(xiàng)，對(duì)北移紅樹林的現(xiàn)狀修復(fù)提供專業(yè)建議。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：步驟s1中，若調(diào)研到樣地內(nèi)不止一種紅樹植物，則二級(jí)指標(biāo)植物群落及其三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值需要針對(duì)不同的植物種類進(jìn)行計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：步驟s4中，計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重為綜合權(quán)重，是將主觀權(quán)重和客觀權(quán)重相結(jié)合得到，所述綜合權(quán)重的計(jì)算方法如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：所述主觀權(quán)重采用層次分析法得到，所述客觀權(quán)重采用熵值法得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，其特征在于：步驟s5中，以至少三個(gè)樣方的適應(yīng)度均值為結(jié)果。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種紅樹林北移適應(yīng)性的評(píng)估方法，包括基礎(chǔ)調(diào)研、確立評(píng)價(jià)指標(biāo)、測(cè)定指標(biāo)、計(jì)算權(quán)重、計(jì)算適應(yīng)度、反推追溯步驟。本發(fā)明通過使用“目標(biāo)層+多級(jí)指標(biāo)”評(píng)價(jià)的方式，融合植物群落、水環(huán)境和沉積物環(huán)境的3層16個(gè)指標(biāo)，同時(shí)考慮不同情況的植被生境類型，運(yùn)用多種權(quán)重計(jì)算方法結(jié)合適應(yīng)度計(jì)算對(duì)中高緯度人工引種的紅樹林現(xiàn)狀進(jìn)行適應(yīng)程度評(píng)估，針對(duì)性的反饋樣地內(nèi)影響紅樹林適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)，用于對(duì)北移紅樹林的現(xiàn)狀修復(fù)提供專業(yè)建議，有助于推動(dòng)紅樹林向北定植并充分發(fā)揮生態(tài)潛能，為科學(xué)、合理地管控紅樹林資源提供可靠的評(píng)價(jià)依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙志淼,張飲江,高雪晴,焦妍言,劉雁秋,魯仙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海海洋大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6