規劃環評中區域生態風險評價框架研究

聶新艷，王文杰 ，秦建新，李甜甜，劉軍會，吳昊，馮宇

1.湖南師范大學，湖南 長沙 410012

2.中國環境科學研究院，北京 100012

3.湖南科技大學，湖南 湘潭 411201

隨著國家重點區域、重點產業和行業發展戰略的深入推進，由人類規劃開發所導致的生態風險加劇，部分地區正面臨環境污染、生境退化、生物多樣性減少等負面生態影響。如環渤海、海峽西岸、北部灣等沿海經濟區以其大量無序分布的石化、化工、鋼鐵、能源、造紙等“兩高一資”型產業，給有限的環境容量和生態安全帶來了巨大的壓力［1］;黃河中上游能源化工區以煤炭開采、電力、煤化工、冶金等重化工產業及其傳統式發展模式，給區域環境風險帶來了不容忽視的隱患［2］。可見，重化工業布局與生態安全格局之間、產業結構規模與資源環境承載力之間矛盾突出，而生態風險評價作為一種新型環境管理工具被提出，以完善現行的規劃環評體系，以期在規劃實施前，從決策源頭防范生態風險，協助人類在規劃產業發展與開發建設活動中不斷調整自身的行為，為地區生態環境質量改善、生態系統結構和功能的維護提供科學依據［3］。

目前國外關于區域生態風險的評價大多采用美國國家環境保護局(US EPA)提出的框架［4］，由于該框架最初設計時是服務于化學污染的，存在許多限制性因素及評價缺陷［5-6］，并不適用于我國規劃環評背景。而國內主流評價框架部分是由US EPA評價思路衍生而得，如許學工等［7］將其與景觀思想結合，用于評價多種生態景觀，后經改進用于評價總體規劃;其他評價框架則通過對傳統項目風險評價進行擴展而得，用于專項規劃，這些框架對于以“一地、三域、十個專項”為評價對象的規劃環評并不適合。針對我國規劃環評發展歷史較短、涉及范圍較窄、評價時空尺度大、評價方法尚不成熟等特點［8］，筆者通過回顧領域研究的發展歷程，總結并完善了現行主流框架，提出了適合我國規劃環評特點的生態風險評價體系，以期為區域生態系統管理提供支撐，推動區域規劃活動與環境保護的協調發展。

1 發展歷程

我國最初開展的環評以控污為目的的項目環評為主，隨著經濟的快速發展，由重點產業發展及資源開發所造成的區域、流域性生態問題突出，立足于宏觀層次，涉及廣泛領域，以“一地、三域、十個專項”為評價對象，以保護地區生態環境為目的的規劃環評得到了重視與發展。而其中的區域生態風險評價，主要評價了由產業布局及結構性問題所帶來的生態影響。目前雖缺乏適宜評價體系，但其具有從源頭上預防生態破壞的重要意義，可指導區域可持續發展。

(1)萌芽階段

我國自20世紀70年代起，逐步開展了環境影響評價研究，其中的風險評價主要是預測建設項目實施后可能存在的突發性環境風險及累積性環境效應，評價內容包括易燃、易爆和有毒物質，放射性物質失控狀態下的泄漏，大型技術系統(如橋梁、水壩等)故障等［9］。1995年我國正式引入了戰略環境影響評價(strategic environmental assessment，SEA) 概念，但受法律法規、環管體制、研究尺度的限制，目前SEA并未應用到國家政策層面，而多集中于規劃層次，即規劃環評是我國戰略環評的核心。而其中的風險研究，也隨著綜合工業體系的形成及人類開發建設活動的日益頻繁，逐漸擺脫建設項目風險評價框架的束縛，發展到區域、流域風險評價階段，并認為區域內各種危險因子并存且相互影響，大大誘發了新環境風險事故的可能性［10］。由此開始，建立在區域宏觀層次上的綜合生態風險評價進入萌芽階段。

(2)興起階段

2003年《中華人民共和國環境影響評價法》正式確立了規劃環境影響評價制度，標志著我國SEA步入了法制化軌道。雖然規劃環評中區域生態風險評估處在初步摸索的階段，很多時候仍沿用項目風險評價的框架，但這一時期風險評價專家做了大量實例研究，如程建龍等［11］針對露天煤礦區開發展開了生態風險評價方法研究;其后，文軍等［12］對千島湖區域內旅游業、生物引種、工業發展、城鎮化、農業、畜牧養殖與水產養殖業、林業等多個風險源進行了綜合性風險評價;王志霞等［13］對上海楊浦區總體規劃展開了非突發性風險評價，針對區域產業布局所帶來的工業排放有毒污染物與交通規劃方案所帶來的交通排放有毒污染物進行了人體健康分析，部分污染物排放量的預測到規劃期末(2020年)，運用情景分析開展的累積性風險預測意義顯著。

(3)大發展階段

近年來，由中華人民共和國環境保護部組織，對我國宏觀經濟戰略重要指向區域——環渤海沿海地區、海峽西岸經濟區、北部灣沿海經濟區、成渝經濟區和黃河中上游能源化工區開展的五大區域重點產業發展戰略環境評價項目正式啟動，標志著我國規劃環評進入了大發展的時期。由全國50多名專家顧問、近百家科研單位參與的，跨15個省，覆蓋石化、能源、冶金、裝備制造等10多個行業的規劃環評，為環評中區域生態風險評價的研究提供了有力的科研支撐［14］。2010年3月，由中國環境科學學會與中國生態學學會主辦的戰略環境評價中的區域生態風險評價理論與方法國際研討會在京成功舉行，會上涌現出了大量以五大區域為研究范圍的區域生態風險評價文章，對經濟區水資源、海洋生態資源、水產養殖、區域土地利用變化、城市發展、農業污染物、港口項目溢油等［15-21］領域進行了區域生態風險評價研究，取得了顯著的研究進展。

可見，區域生態風險評價作為規劃環評的重要內容之一，其研究與實踐的發展，對于優化產業布局，調整產業結構，確定產業規模，降低或規避生態風險，保障生態安全和人群健康具有重要意義［22］。同時，作為規劃環評的難點之一，我國的研究還相對滯后，缺乏成形的評價框架，如何借鑒國外經驗，完善我國規劃風險評價體系，對接環境管理目標，是今后該領域研究的重點內容。

2 國內外主流評價框架

2.1 國外主流評價框架

生態風險評價在美國研究頗深且使用廣泛，美國生態風險評價最顯著的特點就是必須依附于法律，否則極少開展。由US EPA開展的生態風險評價主要應用于以下三個方面:以控制新型工業品生產為目的的風險評估〔受《有毒物質控制法》(Toxic Substances Control Act，TOSCA)管轄〕;以控制新型農藥使用為目的的風險評估〔受《聯邦殺蟲劑、殺真菌劑和滅鼠劑法》(Federal Insecticide，Fungicide，and Rodenticide Act，FIFRA)管轄〕;以保護和恢復生態資源為目的的點源污染風險評估〔受《資源保護及恢復法案》(Resource Conservation and Recovery Act，RCRA)管轄〕［23］。以此三項法律為依托，生態風險評價得到了大量運用。其代表模型為1998年US EPA“三步法”框架［4］，即問題形成(problem formulation)、分析階段(analysis phase)和風險表征(risk characterization)，該框架是目前國際上最常用的生態風險框架。

在歐盟國家，由新產品投入使用所帶來的風險成為了評價的主要內容，新品遵循指南93/67/EWG;舊品遵循指南1488/94/EWG，兩類指南均收納于《技術指南》文檔中［24-26］。風險評價也依據各指南中提出的評價框架開展工作，主要是通過暴露分析化學物釋放可能產生的危害;響應分析該類危害作用于生態系統結構和功能可能產生的影響。如英國已將評價框架應用于環境決策［27］，以控制產品使用所帶來的安全管理，英國環境署針對威爾遜州點源污染制訂了生態風險評價指南，已進入試行階段［28］。

澳大利亞國家環境保護委員會于1999年頒布了《國家環境保護標準》(NEPM)及評價點源污染影響的聲明［29］。NEPM對點源污染評價提出了一系列方法，該類方法最終被總結成各類評價指南，包括人體健康類和生態風險評價類方法體系。其中，有關生態風險評價類指南中描述了評價土壤-化學污染的框架，內容包括:問題識別、受體識別、暴露評價、毒理評價和風險表征，該指南同時提供了如何開始并實施評價的綜合技術指導、各類土壤的成因及生態意義、數據獲取方式，以及風險管理決策等內容。

荷蘭也有其正式的生態風險評價框架［30-31］，服務于各類特殊的使用目的和法律背景［32］。內容涉及房屋、資產規劃等領域。評價過程通過設計半結構化問卷抽樣調查區域內群眾對風險的容忍度，最終輔佐風險決策，制定風險管理方案。

2.2 國內主流評價框架

目前我國還沒有相對成熟的生態風險評價框架，主要是在引入國外生態風險評價理論和方法的基礎上進行研究和應用。結合當前環評背景與關注領域，我國風險評價試圖融合生態與規劃的思想，以期運用生態風險評價理論解決規劃可能存在的風險問題。現行評價框架可歸納為以下兩類:基于US EPA評價思路的區域總體規劃中生態風險評價框架;基于項目風險評價思路的區域專項規劃中生態風險評價框架。

2.2.1 基于US EPA評價思路的區域總體規劃中生態風險評價框架

在US EPA評價思想引進之初，許學工等對該框架進行了改進，建立了基于景觀評價思想的區域生態風險評估框架，該類框架側重于景觀格局及自然風險，已成功運用于遼河及黃河三角洲濕地［7］、洞庭湖流域［33］、干旱區內陸湖［34］等區域;其后，陳輝等［35］就青藏公路鐵路這一具體的人為活動展開了風險評價，研究沿線主要自然災害對該地脆弱生態系統的影響;在與具體規劃結合的過程中，文軍等［12］將該模型運用于千島湖區域總體規劃的綜合風險評價。

服務于區域總體規劃生態風險評價的框架共分六部分:問題形成，風險源的識別與描述，構建概念模型與組織分析計劃，風險綜合評價，不確定性分析，區域生態風險管理(圖1)。內容綜合、豐富，側重評價各類人為風險。在風險管理目標制定、源識別、評價終點確定、風險管理等環節，從工、農、林、牧、漁、旅游等產業發展角度出發，評價規劃內容中由產業結構、布局、規模引起的生態風險問題，層次分明、條理清晰。但其生態受體部分未交待清楚，評價尺度參差不齊;由此直接導致了評價缺少風險源與受體之間的耦合性分析環節，生態效應含糊不清，表征描述多以定性為主。

圖1 基于US EPA評價思路的區域總體規劃中生態風險評價框架Fig.1 Framework of ecological risk assessment in regional master plans based on the assessment approach adopted by US EPA

2.2.2 基于項目風險評價思路的區域專項規劃中生態風險評價框架

由于規劃類型的不同，在生態風險評價與規劃環評具體結合過程中，并未形成統一的評價框架，大多是就規劃類型論風險問題，采用的框架多由傳統項目風險評價延伸而得。通過總結農業發展規劃、經濟區發展規劃、礦區規劃、工業開發規劃、旅游區規劃、能源化工區規劃等多個案例［36-39］，歸納出其中開展的生態風險評價框架主要服務于以下內容:1)區域生產排污引起的環境污染;2)開發建設活動引起的生境退化;3)種養殖業引種導致的生態多樣性減少。因此，在設計框架時，側重評價區域經濟開發中由主導產業布局、規模、結構所導致的人為風險。

如圖2所示，基于項目風險評價思路的區域專項規劃中生態風險評價框架共分五部分:規劃方案分析、風險識別、源項分析、風險后果估算、風險管理。大體思路是依據建設項目風險評價框架，因此，為大多數評價者熟悉，便于推廣，并可依托已有項目風險評價資料，削減工作量。綜合評價環節側重工業生產所帶來的風險，符合目前大量經濟發展區規劃對風險評價的需求;解決了工業布局、城市建設、企業選址等具體問題。但評價畢竟是由多個風險事故組合而成，對于區域中多種類的風險因素與復雜的生態影響過程考慮不足，缺乏區域綜合特性。目前，該框架已成功運用于平頂山化工城規劃［9］，用以評價有毒易燃的化學污染物所帶來的風險。

圖2 基于項目風險評價思路的區域專項規劃中生態風險評價框架Fig.2 Framework of ecological risk assessment in regional special plans based on the approach of project risk assessment

2.3 框架體系研究的局限性

通過總結國內外多個生態風險評價框架發現，由于發展歷程、政治背景、關注領域，以及在風險評價者、管理者及利益相關體參與關系上的不同，導致各國評價框架存在較大差異，如美國以評價化學污染為主，歐盟側重產品投入使用的安全風險，澳大利亞評價土壤化學污染風險，荷蘭評價資產規劃風險。這些框架專項特征明顯，難以滿足我國規劃風險評價的需求。

我國規劃環評中開展生態風險評價，雖借鑒了國外先進的評價思想，并結合規劃風險特點進行了改進，但在具體實施時仍存在以下不足:

(1)評估框架理論基礎不足。我國規劃環評的歷史相對較短，范圍多集中在煤炭礦區、開發區、軌道交通、港口及流域開發等領域，風險評價側重項目建設帶來的環境污染，對于以預防生態破壞為目的的生態風險防范重視不足，研究缺乏生態理論基礎，導致評估框架對于區域生態的整體性、風險效應的累積性、關鍵生態組分的敏感性等問題考慮不足。

(2)技術方法尚不成熟。縱觀我國研究歷程，傳統的風險評價已不能滿足時代發展的要求，研究內容亟待擴大，風險源除化學污染、生態事件外，需要考慮人類活動的影響;風險受體除人體健康外，需要拓展到生態系統中各組織層次，風險源與受體之間產生的龐雜生態效應亟待理清。而面對這樣一個復雜且綜合的區域生態風險評價，當前并不具備成熟的技術方法與體系可供借鑒。

(3)評價缺乏法律與科研支撐。由于得不到法律法規的確認，導致評價框架極少涉及風險管理者與利益相關體;另外，由于缺少有關生態系統的長期試驗與監測數據，導致對于源與受體之間的生態響應以定性描述為主，降低了評價的準確性。與西方相比，我國開展的研究較晚，缺少統一的評價標準與規范。怎樣的框架是適用區域規劃、關注產業影響、對接風險管理的，這都是亟待解決的問題。

3 框架體系

目前我國規劃環評尚處于初級階段，發展歷史較短，法規制度及管理體系不健全，評價方法尚不成熟，但其具有立足宏觀層次、涉及廣泛領域的特點，這就對其中的區域生態風險評價提出了更高的要求，只有以優化產業布局和國土空間開發結構為目的，強調區域環境演變趨勢及環境問題成因、區域資源環境承載能力、經濟發展過程和產業發展態勢等方面來開展風險評價，才能滿足當前規劃環評對于布局性和結構性環境風險的評價要求。基于此，筆者在US EPA框架的基礎上，建立了適用當前規劃環評發展需求的區域生態風險評價框架(圖3)。該框架共分為風險問題形成、“壓力-狀態-響應”分析、區域生態風險綜合評價、風險管理四個部分。

(1)風險問題形成

在風險問題形成階段，主要開展四方面內容:確定研究區范圍、分析規劃產業發展特征、分析生態現狀特征及識別重要生態系統組分、選擇生態風險受體及評價終點。其中，范圍界定主要依據擬評定的規劃，以地區行政邊界為劃分依據;規劃產業特征分析是在充分考慮管理者及利益相關體介入的情況下，識別重點產業的布局、規模及今后發展速率，界定出具有潛在風險及累積性風險的壓力因子，及該因子的實施者;生態現狀分析及組分識別包括調查區域生態系統特征、分析區域生態面臨的環境問題、識別重要生態系統組分及環境敏感目標等主要內容;最后，整合有用信息，選擇合適生態受體及評價終點，組織分析思路，準備后續評價。

(2)“壓力-狀態-響應”分析

通過研究規劃中潛在風險源在區域內分布、流動及其與生態受體間的接觸關系，達到理清各種干擾對生態系統作用機理的目的，該階段由壓力、狀態、響應分析三部分組成。其中壓力分析針對風險源進行識別、歸納與表征，構建風險源指標體系，并以危害事件概率、速率、強度定量描述建設項目、產業發展、附屬設施所引起的污染、占地、引種等人為風險，完成單風險源制圖;狀態分析針對風險受體從生態系統地位、功能及抵御風險能力角度出發構建風險受體指標體系，著重考慮區域景觀、保護物種、自然度、植被蓋度等評價內容，完成生態指數、脆弱度指數、系統損失度等指標的測算;響應分析是針對源與受體之間的接觸開展生態耦合性分析，完成生態影響矩陣。

(3)區域生態風險綜合評價

結合“壓力-狀態-響應”分析階段指標表征結果，綜合評價區域內生態風險值大小，運用遙感、地理信息系統等技術手段，將評價單元內自然與社會經濟數據加以整合，實現評價的定性、定量和可視化表達。風險綜合評價共包含三大主體評價內容，分別是區域生態風險表征與分級制圖、地區累積性風險評價、重要生態系統組分聚焦分析。其中，區域綜合生態風險評價主要是基于景觀評價思想與空間疊加分析方法，表征風險的地理位置;累積性風險評價針對綜合評價結果，篩選至規劃期末可導致生態系統嚴重損傷的壓力因子，以時間年限為橫軸，生態系統受損組分為縱軸，分析受損組分隨時間變化的趨勢，以期在惡損情況發生之前，制定相關措施，控制危害發生;聚焦分析針對區域內居民點、文物保護遺址、水源地及水庫、特殊生境等環境敏感點進行風險分析，預測源對受迫環境保護目標的影響程度，設立保護緩沖區，嚴控干擾活動。

圖3 規劃環評中區域生態風險評價框架Fig.3 Framework of regional ecological risk assessment in planning environmental impact assessment

(4)風險管理

風險評價的最終目的是服務于管理，為科學決策提供堅實的技術支撐。該階段通過設計半結構化調查問卷，確定群眾對周邊環境的容忍度;通過實驗觀測，確定地區生態系統對于風險的容忍度，并結合綜合評價結果，將以上信息反饋至管理層，依據相關法律，執行風險決策，對可接受風險，通過規劃方案;對不可接受風險，督令方案修改，實施風險減緩措施，經再次評估后，決定是否可實施。

可見，該框架對于評價我國區域和行業發展規劃帶來的大尺度、中長期生態風險具有一定優勢，表現在:1)在風險問題的形成階段，通過分析規劃發展特征，加強評價者、管理者和利益相關者之間的交流，允許更多輸入作用于風險問題的形成，以保證最終的評價結果不因考慮不足而導致評價無效。2)在“壓力-狀態-響應”分析階段，風險源除自然風險外，更加關注規劃風險，并將其歸納為化學污染、建設占地、物種入侵三類，便于評價者以此為基礎系統考慮區域風險問題。此外，借鑒地學的“壓力-狀態-響應”模式對US EPA中的“暴露-響應”模式進行了替換，以規劃為壓力，生態系統為狀態，二者耦合關系為響應，對于評價區域生態風險更為恰當。3)在綜合評價階段，通過補充地區累積性風險和環境敏感點聚焦分析，完善了原有僅以景觀評價進行疊加分析的風險表征。

4 結語

展望該領域的發展，來自科技進步、政策及公眾期望等方面的壓力正從各個方向推動區域生態風險評價的前進。評價對象趨于多重風險源、多重壓力因子、多種生境、綜合生態影響效應;評價內容涉及自然災害、化學品污染、土地利用變更、地區主導產業發展等;評價尺度趨于大空間尺度與長時間尺度的研究;評價技術與方法趨于多元化。雖然在與我國規劃環評制度的結合過程中，還存在較多難點，但也恰恰反映了未來進一步的提升空間，包括:1)更成熟的評價框架與技術方法能為評估區域規劃提供清晰的研究思路與多元數據，以提高結果的準確性，保障建議的采納與決策的實行;2)對于不確定性評價、風險累積性效應及生態閾值等瓶頸問題，期望數學、計算機及應用統計等學科的介入及“3S”空間分析技術的使用，以推動領域發展;3)提高區域生態風險評價在國家環境保護中的地位，并在法律上予以確認，通過風險決策者及利益相關者的參與，實現評價結果與管理目標的有效對接。

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