基于模糊物元的三江平原沼泽湿地生态弹性度空间分析

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1、基于模糊物元的三江平原沼泽湿地生态弹性度空间分析摘要：针对三江平原沼泽湿地存在的生态不稳定问题，利用调查资料和相关数据，在GIS支持下，通过模糊物元模型对湿地生态环境弹性度进行综合评价，明确了湿地生态稳定度分布规律，在此基础上提出湿地存在的生态稳定进行分区，为后续湿地生态环境建设和保护规划方案的制定提供依据。研究结果表明，同抚地区的生态弹性度最大，说明该地区生态系统稳定程度较高、植被情况良好，沼泽湿地保护措施得当，生态系统在抵御外界干扰能力和自我恢复能力比较强，基本上处于稳定状态。但对于安邦河和倭肯河两个地区，弹性度比较低，虽处于较稳定状态，但已接近不稳定状态

2、，尤其是安邦河地区生态弹性度最低。说明如再对安邦河地区进行盲目开发，那么生态系统将遭到进一步破坏，其后果将不堪设想，应该引起足够重视。关键词：GIS；模糊物元；生态弹性度；三江平原0引言生态弹性度是指生态在自然和人为干扰下表现出的响应，用来反映生态稳定性与生态环境问题的可能性大小。在自然状况下，各种生态过程维持着一种相对稳定的耦合关系，保证着生态系统的相对稳定，而当外界干扰超过一定限度时，这种耦合关系将被打破，适度干扰可增加其异质性；而严重干扰往往使异质性迅速降低。所以，生态弹性度评价实质上是对现状自然环境背景下潜在的生态稳定进行明确的辨识，并将其落实到具体的

3、空间区域，而目前将湿地作为研究对象的生态弹性度并不多见。三江平原是国家重要的商量粮基地，大面积开荒、垦建脱节、重用轻养，使人类活动对其自然环境的干扰强度日益增大，导致生态环境的退化[1]。因此，开展湿地生态弹性度的评价是非常必要的。本文根据国内外已有研究成果及三江平原湿地的调研数据，尝试利用模糊物元方法对其进行评价，并在GIS支持下，与其分析属性功能结合，对湿地生态弹性度进行区划，研究生态稳定性的分布规律及其地域差异，以期为流域生态环境建设和保护规划方案的制定提供依据。1研究区概况三江平原位于黑龙江省东北部，地理坐标位于43°49′55〞～48°27ˊ40〞N

4、，129°11′20〞～135°05′26〞E，其范围东起乌苏里江、西接汤旺河及牡丹江分水岭，南至大兴凯湖及绥芬河分水岭，北界黑龙江，包括黑龙江、松花江与乌苏里江汇流的三角地带以及倭肯河与穆棱河流域和兴凯湖平原。南北长500km，东西宽430km，全区总控制面积10.88km2，其中山区面积为3.4万km2，占总面积的34.4%；丘陵面积为0.94万km2，占总面积的8.6%；平原面积为6.2万km2，占总面积的57%。该区西南高东北低，除西部和西南部边界的小兴安岭、老爷岭、张广才岭和横亘中部的完达山为森林覆盖的山区外，广阔的冲积低平原和河流形成的阶地、河漫滩

5、上广泛发育着沼泽和沼泽化草甸区。三江平原现有河流、湖泊、库塘、沼泽和沼泽化草甸类型湿地，总面积为151.78万hm2，占三江平原地区的总面积的13.95%，其中可划分为萝北地区、同抚地区、挠力河地区、安邦河地区、倭肯河地区、穆棱河地区（见图1）。2研究方法2.1模糊物元模型2.1.1模糊物元和复合模糊物元[2-3]给定事物的名称N，它关于特征c的量值为v，以有序三元6组作为描述事物的基本元，简称物元。事物名称N，特征c和量值v称为物元的三要素。如果其中量值具有模糊性，便称为模糊物元。如果事物N有n个特征和相应的模糊量值，称R为n维模糊物元，简记为。如果m个事物

6、的n维物元组合在一起，便构成m个事物n维复合物元，记作。若将式（2-1）的量值改为模糊物元量值，称为m个事物n维复合模糊物元，记作，见式（2-2）。图1三江平原湿地划分区（2-1）（2-2）式中：为m个事物n维复合物元；为m个事物n维复合模糊物元；为第i个事物，；为第k项特征，；为第i个事物第k6项特征对应的量值，，；为第i个事物第k项特征对应的模糊量值，，。本文采用从优隶属度原则对进行标准化，即采用以下指标：越大越优型：（2-3）越小越优型：（2-4）式中：为第i个事物第k项特征对应的模糊量值，，；为第i个事物第k项特征对应的量值，，；、各事物中每一项特征所

7、有量值中的最大值和最小值。2.1.2标准模糊物元与差平方复合模糊物元由式（2-2）可以构成标准方案的n维模糊物元，其中各项由中各方案从优隶属度中的最大值或最小值确定，则得到（2-5）若以表示标准模糊物元与复合模糊物元中各项差的平方，则组成差平方复合模糊物元，即（2-6）其中。2.1.3权重的确定本文采用熵权系数法来确定各评价指标间的相对重要性次序，从而得到各评价指标的权重，具体方法如下：（1）计算第个评价指标下第个待评价监测点评价指标特征值比重：6（2-7）（2）计算第个评价指标的熵：（2-8）（3）计算第个评价指标的权重：（2-9）2.1.4欧氏贴近度由于本

8、文具有综合评价的意义，采用Ｍ（·，+）