區域生態風險評價方法研究

摘 要：闡述了區域生態風險評價的內容和步驟，確定了區域生態風險評價框架，提出區域生態風險評價方法。針對物理和化學風險壓力特點，構建區域生態風險評價指標，探討了生態風險表征方法，并分析了評價過程中可能存在的不確定性。

關鍵詞：區域；生態風險評價；不確定性

區域生態風險評價方法與污染物的生態風險評價相似，也大致包括暴露評價、危害評價和風險表征等內容[1]。暴露評價、生態效應評價分別與風險表征直接聯系，風險表征需要暴露評價、生態效應評價的支持，暴露評價、生態效應評價是風險評價的基礎。目前，生態風險研究主要是對水生生態系統的風險評價，對于陸地生態系統的評價也只是集中在幾種典型有毒有害物質方面，比如對農藥、重金屬等的研究。盡管對于風險壓力的分類有物理壓力、化學壓力和生物壓力（如轉基因植物）等，但目前風險評價幾乎都集中在有毒有害化學物品方面，對物理性脅迫的生態風險評價研究較少，尤其是對于陸地生態系統。論文將地質災害風險評價方法與（景觀）生態學、環境科學、生態毒理學等理論相結合，提出了區域生態風險評價方法。

1 區域風險評價框架體系

1.1 評價范圍的確定

區域中人類活動規模、風險源數目及影響范圍較大，評價具有綜合性與整體性特點，確定區域生態風險評價范圍是決定評價工作量的重要因素之一。進行區域生態風險評價范圍的確定應該重點考慮區域社會和自然環境的完整性，必須對研究區域有所了解，如對社會、經濟和自然環境條件進行分析。確定評價范圍時盡可能考慮周圍地區的敏感性因素或者重要的保護對象，如自然保護區、珍稀動物植物物種保護區、水源、自然災害多發區（如泥石流、洪澇災害等）、文物保護區以及人口密集區等。根據評價目的和可能出現的風險壓力以及壓力對環境影響的范圍，恰當地確定研究區的邊界，為了保持區域生態風險的完整性，一般應該延長至主要道路、河流或者行政邊界。

1.2 風險源分析

風險源分析可以分為風險識別和風險源描述。根據評價目的或者野外觀測到的生態效應找出具有風險的因素，就是風險識別。風險源描述就是指對各種風險源進行定性、定量分析，確定風險發生的概率、強度、時間和地點。比如對水污染源分析包括污水來源、排水量、排水水質、排水規律等，通過這些分析來確定污染因子；對大氣污染源如煙囪的分析包括煙囪高度、排氣量、排氣溫度和排放規律等；對于汽車尾氣污染源主要分析車流量，在此基礎上估算尾氣污染物排放量；對于固體廢棄物分析的主要內容為識別區域中固體廢物的來源以及產量，分析固廢特性，特別是有毒有害特性；對于自然災害如洪澇、干旱、地震等的描述只能從歷史資料中統計它們發生的頻率、強度及作用范圍，對于崩塌-滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害可從它們的歷史紀錄、基礎條件和激發條件進行分析，評價其發生的危險性和可能性。

區域生態風險評價中，受體受到多個風險壓力的作用，可采用風險度指標來度量風險源的特征：P=∑βj·Pj+∑ζi·Pi，其中：P為風險度，Pj為j類風險的發生概率/速率（比如滑坡、沉降、干旱、洪澇以及人類開發干擾等），βj為j類風險的權重；Pi為i類風險強度（比如農藥、重金屬等有毒有害物質），通過毒理試驗確定有害物的危險程度，為有害物質濃度與確定安全閥值的濃度之比，ζi為i類風險的權重。

1.3 暴露評價

暴露被定義為生物與某化學物質或物理因子的暴露，暴露評價研究各風險壓力在區域中與風險受體之間的接觸暴露關系，分析環境中壓力的時-空分布和壓力與受體之間的接觸方式和范圍。區域生態風險評價的暴露評價相對難以進行，因為風險源與受體都具有空間分異的特點，不同種類和級別的影響會復合疊加，從而使風險源與受體之間的關系更加復雜。

1.4 危害評價

危害評價是生態風險評價的核心，其目的是確定風險源對風險受體及區域生態系統的損害程度。對生物體來說，危害評價就是毒性評價，研究風險壓力如有害物質濃度與受體響應之間的關系，多大濃度在多長時間下受體有多大危害程度。當受體擴展到高層次如群落、生態系統時，根據實際情況評價風險壓力的影響。

1.5 評價終點

評價終點與生態風險評價的關聯取決于它們對敏感的生態完整性反映的程度。它是環境脅迫因子對某一受體的特殊典型危害或潛在危害表現。根據評價環境的特征選擇出適當的指標作為評價終點，要能夠體現出要保護環境的價值，因此應該選擇具有社會價值、生物學價值、對危險因子比較敏感、可操作性又易于預測和測量的指標作為評價終點。

1.6 風險表征

風險表征是生態風險評價的綜合階段，是指風險壓力對生態系統或其中的生物個體、種群、群落等組成部分有無潛在的不利影響，或這種潛在的不利影響大小的判斷和表達式。

1.7 生態風險管理

生態風險評價的最終目的在于生態風險決策管理，生態風險管理（ERM）是整個生態風險評價的最后一個環節，是指根據生態風險評價的結果，確定可接受風險度和可接受損害水平，綜合社會、經濟、效益分析選用適當的技術，將生態風險減少到目前公認的可接受水平。生態風險管理的具體目標是做出相應的管理決策，對于生態風險管理的結果可返回進入下一輪的風險評價以不斷改進管理政策。

2 區域風險評價表征方法與指標

2.1 風險表征方法

生態風險值是區域生態風險損失的統計分析，風險值包含風險源的強度、頻率，風險受體的特征、風險源對受體的危害等信息，風險值是這些信息指標的綜合。采用風險值來度量風險源的危險強度和受體的損失程度，即：

R=P·YS+Q，其中：R為受體的風險值，P為物理壓力的風險度，YS是生境系統受體的潛在生態損失度指數；Q是有害物質商值。區域生態風險評價研究中，每個斑塊受到不同種類、不同級別的風險源的疊加作用。

2.2 風險表征指標

受體就是風險承受者，在生態風險評價中指生態系統中已受到或可能受到某種污染物或其它脅迫因子有害影響的組成部分。區域中物理壓力主要是通過破壞、損毀目標生物的生境而造成生態損失，因此以生境生態系統為受體可對區域物理壓力所形成的風險進行評價。本研究采用生態指數、生態脆弱度指數和潛在生態損失度指數來計算不同類型斑塊生態風險值的大小。

2.2.1 潛在生態損失度指數（YS）

潛在生態損失度是指受體遭受風險壓力發生損毀的難易程度以及可能的生態損失程度。潛在生態損失度指數是指各斑塊內的生態指數和生態脆弱度指數的綜合，潛在生態損失性指數計算公式：YSi=Ei*CRi，其中YSi：i斑塊潛在生態損失度指數，Ei：i斑塊生態指數，CRi：i斑塊生態脆弱度指數。

2.2.2 生態指數（E）

生態指數反映各斑塊的生態完整性、生態重要性及自然性的大小。付在毅等對遼河三角洲濕地區域進行生態風險評價時采用了生態指數，較好地反映了濕地區域不同生態系統的生態意義和地位。區域生態風險評價中度量生態指數的指標有物種原生性指數、生物多樣性指數、自然度三個指數：物種原生性指數用區域某斑塊中本土物種數占斑塊總物種數的百分比表示：Oi=Ci/C，其中：Oi為i斑塊的物種原生性指數，Ci為i斑塊中本土物種數，C為斑塊中總物種數。

生物多樣性指數用某一斑塊中物種數占整個區域中物種數的比例來表示：Vi=Ni/N 其中：Vi為i斑塊的生物多樣性指數，Ni為i斑塊中物種數，N為整個區域物種數。

自然度與干擾強度呈負相關，干擾強度表示人類的干擾作用，可用單位面積斑塊內的廊道（公路、溝渠等）長度來表示：Di=Li/Si，其中：Di為受干擾強度，Li為i斑塊內廊道（公路、鐵路、溝渠）的總長度，Si為i斑塊總面積。則Zi=1/Di表示i斑塊的自然度。

根據以上公式計算出Oi、Vi和Zi三個指數后，進行歸一化處理，并加權合成各斑塊的生態指數：Ei=aOi+bVi+cZi，其中，Ei是i斑塊的生態指數，a、b、c是各指標的權重，a+b+c=1。

2.2.3 生態脆弱度指數（CR）

景觀或生態系統的脆弱性是各種環境因子相互作用相互影響的結果，一定的氣候條件下，區域各斑塊生態系統的脆弱性主要表現在地形地貌、植被退化、生物生產能力降低、水土流失、土壤質量降低等方面，一般通過調查植被狀況和土壤性質可以反映出生態脆弱度。生態脆弱度計算公式：

公式中CRi為i斑塊生態脆弱度，CRi值越大表明斑塊的生態脆弱度越大F（A）至F（E）：（A）項到（E）項無量綱化后的數值，F=1為最大值a1至a5為（A）到（E）項的權重。由物理事件風險的發生概率/速率（滑坡、干旱、洪澇以及人類開發干擾等）和事件風險強度可以計算出風險度，風險度與潛在生態損失度乘積可以得到風險值。

3 不確定性分析

生態風險評價過程中存在很大不確定性。比如評價終點的外推模型，從一種生物的毒性反應外推到另一種生物的毒性效應或由一種有害化合物毒性外推到另一種化合物毒性，其中就存在不確定性，這是因為評價過程中研究者對危害程度或所考慮系統的知識不完全而產生的風險組成部分。不確定性存在并不是說會使得風險評價無效或者不能進行風險決策，只有承認不確定性的存在，才可以使評價結果更可信。

4 結束語

區域生態風險評價研究利用環境學、生態學、生態毒理學、生物學等多學科的綜合知識，分析和評價區域污染物暴露危害發生的概率、不確定性的災害和事件對區域生態系統及其組分的損傷，在評價過程中要求對不確定性因素進行定性和定量化研究。與單一確定地點的生態風險評價相比，區域生態風險評價是在景觀空間異質性區域內對多風險源及受體的研究，建立區域風險分布圖，為各級政府部門、環境決策部門提供科學依據，在區域可持續發展中指導環境決策者進行環境風險管理，把風險減少到最小，促進區域環境-社會-經濟的協調發展。

參考文獻

[1]張學林，王金達，張博等.區域農業景觀生態風險評價初步構想[J].地球科學進展，2000，15（6）：712-716.

[2]許學工，林輝平，付在毅.黃河三角洲濕地區域生態風險評價[M].北京大學學報（自然科學版），2001，37（1）：111-120.

作者簡介：劉斌（1977-），男，漢族，江蘇淮安人，工程師，主要從事環境影響評價技術與環境管理研究。