区域生态风险评价方法研究

区域生态风险评价方法研究 阐述了区域生态风险评价的内容和步骤，确定了区域生态风险评价框架，提出区域生态风险评价方法。针对物理和化学风险压力特点，构建区域生态风险评价指标，探讨了生态风险表征方法，并分析了评价过程中可能存在的不确定性。

标签：区域；生态风险评价；不确定性 区域生态风险评价方法与污染物的生态风险评价相似，也大致包括暴露评价、危害评价和风险表征等内容[1]。暴露评价、生态效应评价分别与风险表征直接联系，风险表征需要暴露评价、生态效应评价的支持，暴露评价、生态效应评价是风险评价的基础。目前，生态风险研究主要是对水生生态系统的风险评价，对于陆地生态系统的评价也只是集中在几种典型有毒有害物质方面，比如对农药、重金属等的研究。尽管对于风险压力的分类有物理压力、化学压力和生物压力（如转基因植物）等，但目前风险评价几乎都集中在有毒有害化学物品方面，对物理性胁迫的生态风险评价研究较少，尤其是对于陆地生态系统。论文将地质灾害风险评价方法与（景观）生态学、环境科学、生态毒理学等理论相结合，提出了区域生态风险评价方法。

1 区域风险评价框架体系 1.1 评价范围的确定 区域中人类活动规模、风险源数目及影响范围较大，评价具有综合性与整体性特点，确定区域生态风险评价范围是决定评价工作量的重要因素之一。进行区域生态风险评价范围的确定应该重点考虑区域社会和自然环境的完整性，必须对研究区域有所了解，如对社会、经济和自然环境条件进行分析。确定评价范围时尽可能考虑周围地区的敏感性因素或者重要的保护对象，如自然保护区、珍稀动物植物物种保护区、水源、自然灾害多发区（如泥石流、洪涝灾害等）、文物保护区以及人口密集区等。根据评价目的和可能出现的风险压力以及压力对环境影响的范围，恰当地确定研究区的边界，为了保持区域生态风险的完整性，一般应该延长至主要道路、河流或者行政边界。

1.2 风险源分析 风险源分析可以分为风险识别和风险源描述。根据评价目的或者野外观测到的生态效应找出具有风险的因素，就是风险识别。风险源描述就是指对各种风险源进行定性、定量分析，确定风险发生的概率、强度、时间和地点。比如对水污染源分析包括污水来源、排水量、排水水质、排水规律等，通过这些分析来确定污染因子；对大气污染源如烟囱的分析包括烟囱高度、排气量、排气温度和排放规律等；对于汽车尾气污染源主要分析车流量，在此基础上估算尾气污染物排放量；对于固体废弃物分析的主要内容为识别区域中固体废物的来源以及产量，分析固废特性，特别是有毒有害特性；对于自然灾害如洪涝、干旱、地震等的描述 只能从历史资料中统计它们发生的频率、强度及作用范围，对于崩塌-滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害可从它们的历史纪录、基础条件和激发条件进行分析，评价其发生的危险性和可能性。

区域生态风险评价中，受体受到多个风险压力的作用，可采用风险度指标来度量风险源的特征：P=∑βj·Pj+∑ζi·Pi，其中：P为风险度，Pj为j类风险的发生概率/速率（比如滑坡、沉降、干旱、洪涝以及人类开发干扰等），βj为j类风险的权重；Pi为i类风险强度（比如农药、重金属等有毒有害物质），通过毒理试验确定有害物的危险程度，为有害物质浓度与确定安全阀值的浓度之比，ζi为i类风险的权重。

1.3 暴露评价 暴露被定义为生物与某化学物质或物理因子的暴露，暴露评价研究各风险压力在区域中与风险受体之间的接触暴露关系，分析环境中压力的时-空分布和压力与受体之间的接触方式和范围。区域生态风险评价的暴露评价相对难以进行，因为风险源与受体都具有空间分异的特点，不同种类和级别的影响会复合叠加，从而使风险源与受体之间的关系更加复杂。

1.4 危害评价 危害评价是生态风险评价的核心，其目的是确定风险源对风险受体及区域生态系统的损害程度。对生物体来说，危害评价就是毒性评价，研究风险压力如有害物质浓度与受体响应之间的关系，多大浓度在多长时间下受体有多大危害程度。当受体扩展到高层次如群落、生态系统时，根据实际情况评价风险压力的影响。

1.5 评价终点 评价终点与生态风险评价的关联取决于它们对敏感的生态完整性反映的程度。它是环境胁迫因子对某一受体的特殊典型危害或潜在危害表现。根据评价环境的特征选择出适当的指标作为评价终点，要能够体现出要保护环境的价值，因此应该选择具有社会价值、生物学价值、对危险因子比较敏感、可操作性又易于预测和测量的指标作为评价终点。

1.6 风险表征 风险表征是生态风险评价的综合阶段，是指风险压力对生态系统或其中的生物个体、种群、群落等组成部分有无潜在的不利影响，或这种潜在的不利影响大小的判断和表达式。

1.7 生态风险管理 生态风险评价的最终目的在于生态风险决策管理，生态风险管理（ERM） 是整个生态风险评价的最后一个环节，是指根据生态风险评价的结果，确定可接受风险度和可接受损害水平，综合社会、经济、效益分析选用适当的技术，将生态风险减少到目前公认的可接受水平。生态风险管理的具体目标是做出相应的管理决策，对于生态风险管理的结果可返回进入下一轮的风险评价以不断改进管理政策。

2 区域风险评价表征方法与指标 2.1 风险表征方法 生态风险值是区域生态风险损失的统计分析，风险值包含风险源的強度、频率，风险受体的特征、风险源对受体的危害等信息，风险值是这些信息指标的综合。采用风险值来度量风险源的危险强度和受体的损失程度，即：

R=P·YS+Q，其中：R为受体的风险值，P为物理压力的风险度，YS是生境系统受体的潜在生态损失度指数；Q是有害物质商值。区域生态风险评价研究中，每个斑块受到不同种类、不同级别的风险源的叠加作用。2.2 风险表征指标

受体就是风险承受者，在生态风险评价中指生态系统中已受到或可能受到某种污染物或其它胁迫因子有害影响的组成部分。区域中物理压力主要是通过破坏、损毁目标生物的生境而造成生态损失，因此以生境生态系统为受体可对区域物理压力所形成的风险进行评价。本研究采用生态指数、生态脆弱度指数和潜在生态损失度指数来计算不同类型斑块生态风险值的大小。

2.2.1 潜在生态损失度指数（YS） 潜在生态损失度是指受体遭受风险压力发生损毁的难易程度以及可能的生态损失程度。潜在生态损失度指数是指各斑块内的生态指数和生态脆弱度指数的综合，潜在生态损失性指数计算公式：YSi=Ei*CRi，其中YSi：i斑块潜在生态损失度指数，Ei：i斑块生态指数，CRi：i斑块生态脆弱度指数。

2.2.2 生态指数（E） 生态指数反映各斑块的生态完整性、生态重要性及自然性的大小。付在毅等对辽河三角洲湿地区域进行生态风险评价时采用了生态指数，较好地反映了湿地区域不同生态系统的生态意义和地位。区域生态风险评价中度量生态指数的指标有物种原生性指数、生物多样性指数、自然度三个指数：物种原生性指数用区域某斑块中本土物种数占斑块总物种数的百分比表示：Oi=Ci/C，其中：Oi为i斑块的物种原生性指数，Ci为i斑块中本土物种数，C为斑块中总物种数。

生物多样性指数用某一斑块中物种数占整个区域中物种数的比例来表示：Vi=Ni/N 其中：Vi为i斑块的生物多样性指数，Ni为i斑块中物种数，N为整个区域物种数。 自然度与干扰强度呈负相关，干扰强度表示人类的干扰作用，可用单位面积斑块内的廊道（公路、沟渠等）长度来表示：Di=Li/Si，其中：Di为受干扰强度，Li为i斑块内廊道（公路、铁路、沟渠）的总长度，Si为i斑块总面积。则Zi=1/Di表示i斑块的自然度。

根据以上公式计算出Oi、Vi和Zi三个指数后，进行归一化处理，并加权合成各斑块的生态指数：Ei=aOi+bVi+cZi，其中，Ei是i斑块的生态指数，a、b、c是各指标的权重，a+b+c=1。

2.2.3 生态脆弱度指数（CR） 景观或生态系统的脆弱性是各种环境因子相互作用相互影响的结果，一定的气候条件下，区域各斑块生态系统的脆弱性主要表现在地形地貌、植被退化、生物生产能力降低、水土流失、土壤质量降低等方面，一般通过调查植被状况和土壤性质可以反映出生态脆弱度。生态脆弱度计算公式：

公式中CRi为i斑块生态脆弱度，CRi值越大表明斑块的生态脆弱度越大F（A）至F（E）：（A）项到（E）项无量纲化后的数值，F=1为最大值a1至a5为（A）到（E）项的权重。由物理事件风险的发生概率/速率（滑坡、干旱、洪涝以及人类开发干扰等）和事件风险强度可以计算出风险度，风险度与潜在生态损失度乘积可以得到风险值。

3 不确定性分析 生态风险评价过程中存在很大不确定性。比如评价终点的外推模型，从一种生物的毒性反应外推到另一种生物的毒性效应或由一种有害化合物毒性外推到另一种化合物毒性，其中就存在不确定性，这是因为评价过程中研究者对危害程度或所考虑系统的知识不完全而产生的风险组成部分。不确定性存在并不是说会使得风险评价无效或者不能进行风险决策，只有承认不确定性的存在，才可以使评价结果更可信。

4 结束语 区域生态风險评价研究利用环境学、生态学、生态毒理学、生物学等多学科的综合知识，分析和评价区域污染物暴露危害发生的概率、不确定性的灾害和事件对区域生态系统及其组分的损伤，在评价过程中要求对不确定性因素进行定性和定量化研究。与单一确定地点的生态风险评价相比，区域生态风险评价是在景观空间异质性区域内对多风险源及受体的研究，建立区域风险分布图，为各级政府部门、环境决策部门提供科学依据，在区域可持续发展中指导环境决策者进行环境风险管理，把风险减少到最小，促进区域环境-社会-经济的协调发展。

参考文献 [1]张学林，王金达，张博等.区域农业景观生态风险评价初步构想[J].地球科