基于景感生態學認知的生態環境損害問題辨析

呂晨璨,張雪琦,孫曉萌,李善麟,董仁才

1 中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085 2 中國科學院大學, 北京 100049 3 中國科學院文獻情報中心, 北京 100190

隨著政府對環境保護的重視以及公眾環境意識的覺醒,生態環境損害鑒定評估與賠償已經成為推進生態文明建設的重點任務之一[1]。2016年原環境保護部印發的《生態環境損害鑒定評估技術指南 總綱》(以下簡稱《總綱》)中規定了生態環境損害鑒定評估的一般性原則、程序、內容和方法,其中將生態環境損害定義為：指因污染環境、破壞生態造成大氣、地表水、地下水、土壤等環境要素和植物、動物、微生物等生物要素的不利改變,及上述要素構成的生態系統功能的退化[2]。由于生態系統的復雜性和完整性,生態系統的局部受損將導致生態系統的完整性和各類原生態功能的喪失。例如,農田生態系統既作為重要食物來源,也提供著氣候調節、生物多樣性等多種生態系統服務。觀光農業、池塘養殖等休閑娛樂活動的日漸興起也增加了農田生態系統的文化服務價值[3]。反之,化肥農藥等污染及其他損害行為會破壞農田生態系統的完整性,降低這一系列的生態系統服務價值。而礦山開采對山體景觀破壞帶來的視覺沖擊,黑臭水體散發的異味對居民嗅覺的影響,噪聲污染擾動了動物棲息地的寧靜等。生態系統服務退化具有不同層次的表現,始終是生態學研究的熱點。景感生態學從物理感知與心理認知的角度分析生態系統服務,是聯系生態系統服務與可持續發展的橋梁,對研究分析生態環境損害特征,進而為實現可持續發展做出貢獻[4- 5]。

本研究將從生態環境損害鑒定評估的角度出發,應用景感生態學的理論與方法,梳理生態系統服務的內涵與生態環境損害的特征；從生態環境損害典型案例解析生態系統美學價值受損對居民感官上的反應及其共性規律,進一步為生態環境損害鑒定評估工作提供理論支撐。

1 從景感生態學視角分析生態系統服務

生態系統服務是指人類從生態系統中獲得的惠益,包括生態系統對人類可以產生直接影響的供給服務(提供水資源、食物和能源等)、調節服務(固碳釋氧、調節氣候、污染物凈化、地下水補給、病蟲害控制等)、支持服務(土壤保持、生物多樣性等)和文化服務[6],是人類賴以生存和發展必不可少的自然環境條件與效用[7]。隨著社會經濟發展和人民生活水平提高,人們越來越注重生態系統提供的非物質惠益,即文化服務,包括休閑、旅游、文化遺產和美學價值。這些功能以人的主觀感知和需求為核心,從而影響人們的身心健康和精神文化水平[8]。其中,生態系統美學價值關注人與自然、人與環境、人與人之間的審美關系[9],生態系統的美學特征包括連貫性、干擾性、自然性、歷史性、復雜度、人工管理、視覺尺度、可辨識度以及動態變化九個方面,各個美學特征對景觀美學價值擁有不同的影響方式。例如：通常認為景觀自然性越高、自然景觀所占比重越大,所帶來的視覺美感度也越強烈；較為開闊的視覺尺度也會帶給人們良好的美學感受。生態系統的美學質量主要基于人類感受,不僅取決于視覺審美感受,也受環境、文化等因素的影響[10]。生態系統的美學質量可以直接影響人居環境,反之,人類面對生態環境受到破壞或污染時做出的應激性反應也可以反映出生態環境損害的程度。

景感生態學基于生態學的基本原理,從自然要素、物理感知、心理認知、社會經濟、過程與風險等相關方面,研究土地利用規劃、建設與管理[4- 5]。景感生態學理論中將人類的感知劃分成視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺、風感、方向感和心理反應等八個類型[11]。如惡臭物質污染、噪聲污染與光污染等生態環境損害將對人們的嗅覺、聽覺、視覺等產生不悅,降低人居環境質量或生態系統服務價值。

2 生態環境損害與感官體驗下降

2.1 生態系統服務下降的感官體驗

造成生態環境損害的原因復雜多樣,但大體上可以劃分為環境污染與生態破壞兩種類型。與其他損害不同,生態環境損害一般持續時間長、影響范圍廣[12],會對許多物種、棲息地、生態系統服務及人類使用和非使用價值帶來不利影響[13]。由于生態系統服務的受益者是人類,許多服務價值也就具有了主觀色彩,強調美學價值的損失[14]。文化服務是人們從生態系統中獲得的精神和娛樂利益,如知識系統、社會關系和審美價值[15]。人類的情感變化、活動強度等都能夠直接反映文化服務的損害與否及其強弱。

人類運用感官感受外部事物的方式不同,對生態系統服務損害情況的感受也就可以從多個方面反映出來。例如：PM2.5對老年人的智力有嚴重影響,包括單詞回憶、語言能力和方向感等[16]；空難事件中飛機墜毀導致的航油泄漏、機上其他污染物或爆炸產生的次生污染物的擴散等對公眾的心理與行為產生負面影響[17]；在噪聲污染事件中,住宅樓內持續發出的噪聲干擾了居民的正常生活,會影響到居民的聽覺與心理反應。正如生態系統作為一個整體是不可拆分的,人們的視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等物理感知功能作為一個系統是也是無法拆分的,而且常常是相互影響的。比如古樹名木、傳統民居、歷史街區被拆除,城市記憶最終消失,這類情況屬于城市生態系統文化服務的損害甚至喪失。城市景觀缺乏地域和民族特色,喪失個性和創造性,也缺少藝術感召力和審美的魅力,會導致人們在心理上產生疏離與厭倦的情感[18]。下面分別從惡臭物質污染、噪聲污染與光污染三種不同的生態環境損害類型對應人的嗅覺、聽覺與視覺等三個基本的感覺進行舉例論證。

2.2 惡臭物質污染環境空氣

惡臭物質種類繁多,來源廣泛。迄今為止,憑人的嗅覺即能感覺到的惡臭物質有4000多種,對人體呼吸、消化、心血管、內分泌及神經系統都會造成不同程度的危害,其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等還能使人體產生畸變、癌變,影響人群感受、人體健康和環境安全[19- 21]。除此之外,惡臭物質十分影響人的精神狀態和大腦的思維活動,使人煩燥不安,思想不集中,工作效率降低,判斷力和記憶力下降。我國惡臭強度分為6個等級,從0級表示無臭至5級表示劇臭逐級遞增[22]。

近年來,我國因惡臭污染導致的城市生態環境損害案例不斷增多。由于制藥、皮革加工、廢油回收加工等企業的有機溶劑的使用和消耗強度很大,其異味和惡臭污染問題十分突出。例如,江蘇省湟里鎮的廢油回收加工廠產生的含油濾渣污染了周邊水域,臭氣熏天,周邊的居民區、學校、醫院深受其害,嚴重影響居民的正常生活[23]；天津某知名生物制藥企業由于制藥原料的成分復雜,在生產過程中,產生的惡臭污染較為嚴重[24]；杭州市天子嶺垃圾填埋場周邊人口密集,周邊五公里范圍內有多個環境敏感點(居民小區、農田、村莊等)居民反應強烈。臭氣問題的關注度不斷提升,企業和工廠需嚴格執行惡臭污染物排放標準,加強對惡臭的監測與治理。

2.3 噪聲污染居民區與動物棲息地

隨著工業生產、交通運輸、城市建筑的發展,以及人口密度的增加,家庭電器設施的增多,環境噪聲也日益嚴重,對居民生活的影響也逐漸加重[25]。生態環境部發布的2019年《中國環境噪聲污染防治報告》的統計數據表示,噪聲擾民問題舉報占全部舉報的35.3%,僅次于大氣污染,排第2位[26]。2019年6月,生態環境部公布了5月全國“12369”環保舉報的辦理情況,其中噪聲污染舉報占比41.4%。

噪聲不僅會干擾人的正常作息、影響其工作效率,從而損傷人的聽覺器官,導致人體不同程度的生理和心理上的危害,也會對人體的中樞神經系統、心血管、神經系統和內分泌系統產生不利影響。除此之外,噪音對動物,尤其是鳥類的正常生活也會產生嚴重影響,許多水鳥比人類對噪聲更敏感[27],輕則使鳥類受驚飛走,重則使其喪失通訊能力,影響其中群間的交流,使得鳥類的群落結構失衡。1989年Reijnen R.學者對荷蘭主要道路的交通對草原鳥類繁殖密度的影響研究表明,12種鳥類中有7種密度降低,并且密集的高速公路網絡對鳥類的總密度也有很大的影響[28]。

社會生活噪聲污染經常引起諸如與鄰居的人際關系緊張等問題,因此應該主要集中在提高居民意識的舉措上,如提高居民對鄰里噪聲的認識和關注,并采取預防措施。如今迅速發展的“森林療養”活動的好處之一便是森林中密集的林木能夠消除自然環境中的一些有礙人類健康的噪音,使人們在身體和心理上都可以得到休息和調整[29]。

2.4 光污染植被和景觀

光污染一般是指現代城市建筑和夜間照明產生的溢散光、反射光和眩光等對人、動物、植物造成干擾或負面影響的現象。國際上一般將光污染分為三類：白亮污染、人工白晝和彩光污染[30]。城市化越明顯,光污染越嚴重。美國《科學進展》雜志2016年的刊文研究發現：光污染導致目前地球上已有三分之一的人口看不到夜空中的銀河[31]。光污染危害人的健康,也會造成生態危機：人工白晝的高溫會傷害昆蟲和鳥類,破壞夜間活動昆蟲的正常繁殖過程；破壞植物體內的生物鐘節律、礙其生長、影響休眠,導致其莖或葉變色,甚至枯死。此外,星空不僅代表著極致的美,更是一種珍貴的自然資源和文化遺產,光污染導致星空逝去、天文臺一遷再遷。由此可知,空中、陸地甚至水中的生態系統都會受到光污染的影響[32]。光污染影響生態平衡,會導致生態系統的供給服務、調節服務、支持服務與文化服務都受到負面影響,從人的感官表現上來說,八種類型的感官也都會受到負面影響[11],可見光污染的影響范圍之廣。但與其他環境污染不同,光害停止時污染也會隨即消失,所以無法定量化評估光污染造成的生態系統服務下降[33]。因此在城市建設的過程中應高度重視從生態角度考慮光污染問題,控制照明設施的使用[34]。

3 生態環境損害案例中的感官影響

3.1 生態系統服務受損對感官的沖擊

污染環境和破壞生態行為造成的生態系統服務下降直接或間接降低了人的視覺、聽覺、嗅覺等感受,并給心理感受形成一定負面影響。表 1統計了不同類型的生態環境損害的案例,并將其涉及的感官影響按景感生態學的中的人類感知類型進行劃分。

3.2 生態系統服務損害對物理感知與心理認知的影響

根據表 1的典型生態環境損害案例的統計,影響視覺的事件有14起、聽覺8起、味覺1起、嗅覺5起、觸覺0起、風感4起、方向感0起、心理反應14起。其中最能影響到人類感官的生態環境損害有違規捕撈、非法破壞植被等行為,這些行為直接造成生態系統美學價值的喪失,并主要表現在對人類視覺的影響。此外,在表 1的生態環境損害案例中,除常規生態環境監測數據外,居民的感覺也能夠表征不同生態系統服務損害的狀態,大部分的生態系統服務的損害都會引起居民的不同程度的心理反應與視覺水平上的反應。包頭南海子空難事件中,飛機撞擊、爆炸、航油泄露產生了一系列的污染物與次生污染物,對水質、底泥和生物都造成了嚴重污染,進而對整個南海子的水生態系統產生影響,導致生物多樣性、氣候調節、水源涵養、美學價值等生態系統服務下降或喪失。人們能夠從視覺上直觀地感知水質、生物多樣性與美學價值的損害,產生的噪聲影響人的聽覺,污染物擴散過程中產生的氣味影響人的嗅覺。在對公眾意見的調查中,污染嚴重、生態恢復成本高、缺失休閑娛樂的去處等對公眾的心理反應也產生了負面影響。景田郵政樓玻璃幕墻光污染事件中,大面積的玻璃幕墻反射的強烈光線帶來光污染,使本來正常生活的人目眩、視線模糊,進而影響人們的工作學習效率、損害身心健康,對群眾的視覺與心理產生了負面影響。東洞庭湖投毒獵殺候鳥案中,涉案人員多次非法投放農藥對國家保護的候鳥進行毒殺,嚴重損害了濕地生態系統的生物多樣性、物種貯存、美學價值、科研價值等服務,公眾能夠從視覺上直接感知生物多樣性與美學價值的下降。此外,嚴重的后果使公眾對保護野生動物的態度更加慎重,影響了公眾的心理反應。

表1 典型生態環境損害在感官上的表現案例統計

空氣質量狀況、垃圾處理、綠化率等能夠影響居民的幸福感。表 1的案例中可以看出,人們能直觀地從視覺上感知空氣污染、地表水污染、垃圾堆放、綠地景觀破壞等生態環境的損害,因此公眾的感覺與意愿,也可以作為環保工作開展的依據[35],有助于制定出相應的生態恢復策略。此外,這些動態數據表征著大量生態系統狀態信息,也隱喻著各類生態系統中的成分以及關系的復雜性,進一步反映了人類活動和環境響應之間密切的關系[36]。

公眾對生態系統具有多樣化的感知渠道和表達方式,公眾參與對于生態文明建設至關重要。對生態系統美學的評估可參考景觀美學評價的常用方法,即心理物理學方法,建立環境刺激和人們感覺、知覺和判斷之間的關系,通過測量公眾對風景的審美態度,獲得美景度量值,然后將景觀進行要素分解并測定各要素量值并建立美景度與各要素之間的關系模型[37- 38],從而得到環境受到損害的程度、影響范圍等結果。此外,還可采用社會調查法,即入戶調查和網絡問卷等方式。這些評估方法都是對人們心理感知的應用。

4 討論與建議

4.1 生態環境損害鑒定評估應關注感官影響

生態環境損害鑒定評估的工作中,由于環境污染和生態破壞行為的性質和持續時間不同、受損生態環境的復雜多樣化,其損害價值量化的內容與方法也較為復雜[39]。景感生態學強調關注人的物理感知及心理認知,從景感生態學的視角分析多樣化的生態環境損害,能夠更有效地幫助人們理解生態系統本身的服務,并且對于生態系統文化服務尤其是美學價值能夠得出針對不同的感官感知的認識,進而研究生態環境損害的特征并對其進行評價。從多角度出發提高人們對生態環境損害的認識,可減少人類對生態環境的損害,進而降低其對人類生產生活的影響,保持和改善生態系統服務,更好地進行生態文明建設,最終實現可持續發展[40]。此外,在生態環境損害鑒定評估的過程中,應該首先考慮不同地區和不同群體的傳統、偏好及文化的差異性,并將其放在特別重要的位置加以關注。

4.2 利用動態感知捕捉生態環境損害信息

隨著科學技術的持續進步,生態環境信息數據的產生與收集逐漸加快,人們不僅能夠通過自身的感知獲得生態信息,也能利用環境物聯網技術獲取社會生活中以及野外自然保護區中的環境質量信息數據和動態變化[11,41]。在運用景感生態學原理研究生態環境損害的問題時,需要利用更多的數據收集和分析方法。大氣、土壤、聲音、風以及其他環境元素的動態數據,對于遠程、實時監測城市生態環境損害、預測并量化損害程度十分重要[11]。此外也應該充分利用居民的感覺數據,這些數據蘊含人類活動信息和生活質量信息,居民對生態環境質量下降后的感受也可以作為判定生態環境損害的依據,進一步為生態環境損害鑒定評估提供數據支撐。

景感生態學的理論與研究方法可以幫助人們理解生態環境損害鑒定評估工作中生態系統服務的損失與量化,從人們的物理感知與心理認知的角度出發,通過收集和分析城市環境動態數據及居民感官感知的相關數據,能為管理者和規劃者提供更全面的信息數據,從而制訂實施合理的生態恢復策略,提高人們保護生態環境的意識,更好地進行生態文明建設,實現可持續發展。