基于信息熵的自然保护区定量评价.pdfVIP

第45卷第6期 中山大学学报(自然科学版) V01．45No．6 1 ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSlTATISSUNYATSENINOV． 2006 2006年1月 基于信息熵的自然保护区定量评价+ 王本洋1，罗富和1’2，余世孝3 (1．华南农业大学林学院，广东广州510642；2．广东省农业科学研究院， 广东广州510640；3．中山大学生命科学学院，广东广州510275) 摘 要：针对自然保护区评价因指标众多、标准不一且难以定量化表达而存在实际操作上的困难，提出利用信 息熵量化评价指标的新方法，定义自然保护区综合熵指数GEI(GrossIndex)的计算模型为GEl= Entropy 1．—k— Entropy)为第i个指标的熵，毗为第i个指标的权重，p。= ÷∑cE和cE=一wiP。logpi，其中CE。(Criterion n五i 气／X为第i个指标的概率值，k为选取的指标个数。自然保护区的GEI值越大，则其不确定度越大，生态复杂性 程度越高，其自然保护的价值也越大，因而越需要得到有效的保护。对海南省3处典型自然保护区进行的实例 研究表明，基于信息熵的保护区定量评价方法，充分利用了保护区的本底数据资料，能较好地解决指标众多且 标准不一、难以定量化表达的问题，分析结果具有较好的可比性，是保护区综合定量评价的一种有效方法。 关键词：自然保护区；生态评价；信息熵；海南省 中图分类号：X826；Q149文献标识码：A 文章编号：0529-6579(2006)06-0083-04 自然保护区是指将具有典型代表性的景观地理 本文将在前人工作基础上利用信息熵实现有关评价 单元以及其它为科研、教育、文化娱乐目的而划分 指标的定量化表达，得到保护区综合评价指数，并 出的保护地域的总称¨J。建立自然保护区对稀有 利用该方法进行保护区综合评价的实例研究，以期 濒危动植物种类的就地保护具有特别重要的意 为保护区的规划和管理提供相关理论参考。 义旧1，是保护自然生态系统和野生动植物物种多 1 基于信息熵的保护区定量评价指数 样性的主要方法和重要手段。 自然保护区建立之后，应该及时进行评价以估 1．1 自然保护区评价的不确定性 计现有状况【31；而保护区生态评价的关键是在统 Sutter¨¨把生态学分析中不确定性的来源分为 一的评价原则的基础上，对不同区域尺度上同一类 内在随机性或变异性、知识不完备和评价活动中的 型生态系统，建立生态评价的指标体系，确定各指 谬误三类。Rowe【12]认为，不确定性源于或可纠正 标的重要性并使之数量化M。5j。然而，由于评价标 的信息缺乏；并把不确定性分为过去或将来状态的 准的多样化、相对性及其难以定量化的表达，根据 不确定(或时间不确定性)、复杂性带来的不确定 自然保护的观点很难确定保护区的优劣∞]。 性和测度不确定性三类。类似地，保护区生态评价 国内外相关研究报道【3。8o表明，尽管自然保护 也表现出一定程度的不确定性。 区评价指标的标准不一，但使用频次较高的包括多 信息论是解决不确定性问题的有效工具。根据 样性、自然性、稀有性、代表性、面积适宜性、稳 信息论，熵用于定量描述事件的不确定性，熵越大 定性和人类干扰等指标；而且普遍使用基于专家打 表示不确定性越大。因此，基于信息论的分析方法 分的层次分析(AnalyticHierarchyProcess，AHP)在生态学中获得广泛应用，如Shannon的信息测度 方法对其作数量化处理H。，8J。尽管AHP方法是大公式由Marglef首次引入生态学用于测度多样性以 家普遍接受和认可的一