福田红树林自然保护区湿地生态系统模型框架的构建

[摘 要]随着深圳经济建设的高速发展，过度的开发占用了本属于保护区的土地，不断压缩湿地动植物的生存空间，使得福田红树林湿地的生态环境呈现退化趋势。本文结合实际，应用层次分析法模型针对福田红树林自然保护区湿地生态系统建立了一体化生态系统模型框架，并通过MATLAB、Excel等软件求解模型，实现了对保护区的健康评估、动态监测及预警的功能。本文最后对文章中所使用的层次分析法模型和灰色预测模型均进行了参差检验和关联度检验，检验结果证明模型的合理性和结果的精确性，模型具有相当的实际意义。

[关键词]健康评估；层次分析法；MATLAB

中图分类号：S68 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0397-01

一、模型假设

1.假设该生态系统在未来一段时间内不发生大规模的迁入、迁出。

2.用一个代表性指标来概括相关因素，如用API（空气污染指数）来表示空气质量。

3.不考虑空间分布的影响，假设整个福田红树林湿地的生态环境在空间上是均匀的。

4.该生态系统未来一段时间内不会发生重大自然灾害。

二、符号说明

进行次累加生成序列

三、模型建立与求解

1.健康评价体系的构建

本文根据指标的蹄选原则，运用系统分析思路将生态系统复杂的问题分解成若干相互联系的、不同次序的层次，再结合实际情况，将体系分解成四个层次：即目标层、准则层、因素层和指标层。

目标层：指标体系的最高层次，这里是指红树林湿地生态系统评价研究的总体。

准则层：指保证目标实现的主要系统层次，也是体现红树林生态系统的两大方面，分别为生态环境和生态功能。

因素层：即组成准则层的各个因素，因素层应结合深圳福田红树林湿地实际情况并考虑操作可行性，对指标进行归类和简化。

指标层：指标体系的最基本层面，根据因素层个组成要素的特征和意义进行筛选，由可直接度量或间接度量的指标构成。

2.定性分析人类活动对生态环境的影响

层次分析模型：

第一层（目标层）：环境状况受人类行为正/负面的影响

第二层（准则层）：极端温度、风暴与雾霾、赤潮、物种消失

第三层（方案层）：分为正面影响和负面影响两个部分

正面：建设与管理、污染治理、法规政策、公众意识

负面：旅游开发、工业污染、生活污染、交通量

5.1.3两两比较，建立判断矩阵，求解权向量

为了使各个标准，或在某一标准下各方案两两比较以求得其相对权重，这里引入了相对重要性的标度，如下表：

我们进行组合一致性检验，经计算有CR.=0.0527，CR’.=0.0616，组合一致性检验通过，前面的组合权向量W（4），W（4）’可以作为最终决策的依据。

由组合权向量W（4），W（4）’得出的结果可知：0.5329>0.2480>0.1322>0.0869和0.0982>0.4245>0.1609>0.3163 所以环境状况受人类活动正面影响程度大小为 建设管理>污染治理>法规政策>公众意识， 负面影响程度大小为工业污染>生活污染>旅游开发>交通量 。

所以为了更好地保护红树林，政府与人民应该着重从建设管理，工业污染等途径进行重点管理，提高管理效率。

参考文献

[1].姜启源 谢金星 叶俊主编.数学模型（第四版）249-269页.北京：高等教育出版社，2011年1月.

[2].卓金武主编.MATLAB在数学建模中的应用（第2版）.北京：北京航空航天大学出版社.2014年9月.

[5].李跃林.深圳湾福田保护区红树林生态系统服务功能价值评估.中南林业科技大学学报.2011年2月第31卷第2期.

[6].胡涛.深圳湾福田红树林保护区生态系统健康评价.湿地科学与管理.2015年3月第11卷第1期.