基于生物多样性的三江平原湿地恢复潜力评估

In resent decades, wetland on Sanjiang Plain had experienced reduction and eco-function degradation which leading to a series of ecological environmental problems for large scale agricultural reclamation and water conservancy infrastructure construction. The serious threats made wetland restoration extremely urgent. Biodiversity is viewed as main reference of wetland conservation and restoration for its close relationship with ecosystem stability. Evaluation of wetland restoration value based on biodiversity and prioritization of restoration network deserve further research. In this study, we will first identify areas with high restoration potentiality by calculating irreplaceability that representing biodiversity restoration value in degraded wetlands; secondly, we will assess the restorability of degraded wetlands by information extraction, target assignment and normalization and multi-index assessment according to factors such as landuse, vegetation and river order; thirdly, integrated evaluation of restoration value and restorability will be used to identify the key areas of wetland restoring; finally, we will establish a biodiversity-based restoration network after connectivity and spatial pattern analysis and offer proposals for Sanjiang Plain’s wetland restoration.

近几十年来，人类对三江平原进行大规模农业开垦、水利基础设施建设等活动，使湿地面积减少，功能退化，引发了一系列的生态环境问题，严重威胁到全国的生态安全，湿地恢复迫在眉睫。生物多样性与生态系统稳定性密切相关，是湿地保护和恢复的主要依据。基于生物多样性评价湿地恢复价值，建立湿地优先恢复网络体系值得深入研究。本课题拟利用GIS空间技术，在系统保护规划(SCP)框架下，以不可替代性作为三江平原已退化湿地恢复价值的评价指标，确定具有恢复价值的潜在恢复区；根据湿地退化年限、土地利用/植被覆盖、河流等级、地形饱和指数等指标，通过信息提取、指标赋值及归一化、多指标综合进行湿地可恢复性评价；综合湿地恢复价值与可恢复性对潜在恢复区进行恢复潜力评估，确定湿地恢复关键区；分析湿地间的连通性和空间结构，建立基于生物多样性的三江平原湿地优先恢复网络体系，并提出恢复策略与建议，为三江平原湿地恢复提供科学参考。

城市建设、农业开垦等人类活动和气候变化的不利影响导致的湿地面积锐减和生态功能退化，严重威胁到区域可持续发展。生物多样性作为重要的可再生资源，与生态系统功能及其稳定性密切相关，是可持续发展规划的关键。基于生物多样性的规划研究目前大多集中于现存生物多样性热点地区的确定及其保护优先性分析，忽略了生物多样性对湿地恢复的重要意义，在区域尺度上，以湿地退化前生物多样性保护价值为主要指标评估湿地恢复价值，并根据自然与人类干扰因素评价其可恢复性，值得进一步深入研究。本研究针对以上问题，根据生物多样性保护价值确定已退化湿地的恢复价值（IRR），并结合可恢复性（RESI）评价进行恢复潜力评估，最终确定恢复关键区，建立三江平原湿地优先恢复网络体系，以期为三江平原生物多样性保护与恢复提供参考。湿地恢复价值结果表明，三江平原已经退化或消失的湿地中有57.56%具有相对较高的恢复价值，七台河市和友谊县是恢复紧迫性最高的县市。可恢复性结果显示，影响湿地恢复成功可能性的主要是地形和土壤等自然因素，同时也与粮食生产密度密切相关，但对于退化年限的影响程度表达不明显；三江平原消失的湿地中约38%具有非常高或较高的湿地可恢复性，即恢复成本较低。基于互补分析的三江平原湿地恢复成本效益综合评估表明，与仅考虑湿地恢复价值的情况相比，恢复总面积略微增加（约2%）能够显著提高具有较高恢复适宜性或较低恢复成本的规划单元的比例（由43%增加到了50%），且量化目标贡献率过量问题可以得到缓解，在所有退化或消失湿地中，约40%具有较高的恢复价值，同时也具有较高恢复适宜性。在三江平原区域尺度，以生物多样保护价值为主要指标对湿地的恢复价值进行空间量化评估，并结合可恢复性评价其恢复潜力，能够提高湿地整体空间结构的优化和湿地恢复成功几率，有利于从基因、物种、生态系统不同层面确保湿地生态系统服务功能的发挥，从而保证区域生态安全，促进可持续发展。