流域生态风险评估方法研究.pdf

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1、中国环境科学2 0 1 2，3 2(9)：1 6 9 3-1 7 0 1 C h i n a E n v i r o n me n t a l S c i e n c e 流域生态风险评估方法研究 以太湖流域为例 许 妍，马明辉，高俊峰(1 国家海洋环境监测中心，辽宁 大连 1 1 6 0 2 3；2 中国科学院南京地理与湖泊研究 所，江苏 南京 2 1 0 0 0 8)摘要：在分析流域生态风险发生机理的基础上，根据风险评估框架，从风险评估三要素风险源 生境一 受体出发，构建了危险度 脆弱度一 损失 度流域生态风险评估技术体系，主要包括综合模型的构建、指标体系选取、等级体系划分与评估单元确定等

2、内容，并以太湖流域为例进行 实证分析，结果表明：太湖流域生态风险整体以中等风险为主，呈升高趋势，与 2 0 0 0年相 比，2 0 0 8年高、较高生态风险所占面积比分别增加 了 0 3 9 和 5 实证分析基本验证了模型及方法的科学性和可操作性 关键词：生态风险；评估方法：太湖流域 中图分类号：X1 7 1 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 0 6 9 2 3(2 0 1 2)0 9 1 6 9 3 0 9 The e va l ua t i on m e t ho d o f e c o l o gi c al r i s k a s s e s s m e nt ba s e d o

3、 n wa t er s he d s c a l 争 ke t he Ta i hu wa t e r s he d a s e x a mp l e X U Y an，MA Mi n g-h u i ，G AO J u n f e n g 2 (1 Na t i o n a l Ma r i n e E n v i r o n me n t Mo n i t o r i n g C e n t e r,D a l i a n 1 1 6 0 2 3，C h i n a；2 Na n j i n g I n s t i t u t e o f Ge o g r a p h y a n d L

4、 i mn o l o g y,C h i n e s e Ac a d e my o f S c i e n c e s，Na n j i n g 2 1 0 0 0 8，C h i n a)C h i n a E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e，2 0 1 2，3 2(9)：1 6 9 3 1 7 0 1 Ab s t r a c t：Re f e r e n c e t o t h e p r e v i o u s r e s e arc h r e s u l t s a b o u t e c o l o g i c a l r i s

5、k a s s e s s me n t，t h e p a p e r fi r s t l y c o n s i d e r e d t h e i n t e r a c t i o n me c h a n i s m a n d t h e r e l a t i o n s h i p a mo n g e a c h e c o s y s t e m f r o m t h e wa t e r s h e d e c o s y s t e m p e r s p e c t i v e，a n d t h e n s tud i e d t h e c o n t e n

6、 t an d f e a t u r e s o f e c o l o g i c a l r i s k a s s e s s me n t a b o u t t y p i c a l wa t e r s h e d S e c o n d l y,a c c o r d i n g t o the b a s i c e l e me n t s(r i s k S O L l r c e s，h a b i m t and e ff e c t)a ff e c t e d o n t h e e c o l o g i c a l r i s k a s s e s s m

7、e n t，b a s e o n a n o v e r a l l c o n s i d e r a t i o n o f ma n y r i s k s o u r c e s，r i s k f a c t o r s，mu l t i-e n d p o i n t a n d e c o l o g i c a l r e c e p t o r s c o e x i s t e n c e，we h a d c o n s t r u c t e d a n t e c h n o l o g y s y s t e m wh i c h i n c l u d e s

8、t h e h a z ard i n d i c a t o r s o f r i s k s o urc e s，t h e v u l n e r a b i l i ty i n d i c a t o r s o f h a b i t a t s as we l l a s t h e p o t e n t i a l l o s s o f r i s k r e c e p t o r s T h e ma i n p a r t s o f s y s t e m i n c l u d e d c o mp r e h e n s i v e mo d e l b u

9、i l d i n g，i n d e x s y s t e m s e l e c t i o n，l e v e l d i v i s i o n a n d a s s e s s me n t u n i t d e t e r m i n a t i o n F i n a l l y,u s i n g t h e Ar c GI S t e c h n o l o g y an d as s e s s me n t mo d e l，we e v a l u a t e d t h e t i me-s p a t i a l e v o l u t i o n c h a

10、ra c t e r o f Ta i h u L a k e wate r s h e d a n d d e t e r mi n e d t h e s t a t u s a n d e n d s o f e c o l o g i c a l r i s k d e v e l o p me n t b as e d o n t h e ass e s s me n t r e s u l t s T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t mo s t e c o l o g i c a l r i s k o f T a i h

11、u wate r s h e d we r e me d i u m l e v e l a n d i n c r e ase d g r a d u a l l y As c o mp a r e d wi t h 2 0 0 0 y e a r,t h e p e r c e n t a g e o f h i g h a n d h i g h e r r i s k r e g i o n h a d i n c r e a s e d b y 0 3 9 and 5 s e p a r a t e ly i n 2 0 0 8 y e a r s Th e e mp i r i c

12、 a l a n a l y s i s v e r i fie d t h e s c i e n t i fic a n d f e a s i b i l i ty o f t h e mo d e l s an d me t h o d s Ke y wo r d s：e c o l o g i c a l r i s k：a s s e s s me n t m e t h o d；T a i h u wa t e r s h e d 为 了抑制生态环境的恶化，改善人类 的生存 环境，世界各国已开展 了大量有关生态环境 的研 究，在环境评估方面也不断深化 】特别是随着 环 境 管理

13、目标 和 观 念 的转 变，生 态 风 险 评 估(E R A)作 为一种重要的生态环境管理手段，逐渐 成为 国内外学术界研 究的热 点问题之一 J 近 年来，国内外学者及研究机构从理论与方法上对 生态风 险进行 了研 究，风险源从单一风险源扩展 到多风险源，风险受体从单一受体发展到多受体，评估范围也从种群、生态系统扩展到流域区域水 平【与局地生态风险相比，目前大尺度 的生态 风险评估研究还处于探讨阶段，流域生态风险评 估研 究较为薄弱，在理论方法与评估体系上还存 收稿 日期：2 0 1 2 0 2 0 8 基金项 目：我 国海洋环境监测评价体系优化与综合服务平台开发(2 0 1 0 0 5

14、0 1 4)；国 家 水 体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项(2 0 0 8 Z X 0 7 1 0 1 0 1 4)责任作者，研究员，g a o j u n f n i g l a s a c c n 1 6 9 4 中国环境科学 3 2 卷 在很多不足，由于资料、技术和工具 的局 限以及 流域生态系统空间异质性特征，流域生态风险评 估至今尚未形成统一的评估体系 同时，针对复合 生态系统的评估指标体系亦不够完整，各指标的 基准值和参考数据还有待进一步补充 加】本文在 分析流域生态风险发生机理基础上，首次从生态 风险的影响因素出发，针对不同类型生态系统构 建能够定量表征生态

15、风险整体状况的评估指标 体系与评估准则，旨在丰富流域尺度生态风险理 论与方法研究 1 流域生态风险发生机理分析 流域生态风险系统是一个 复杂的巨系统，由 风险源(R)、生境(E)、风险受体(s)复合组成了流 域生态风险的结构体系，这一结构体系与 以往的 研究 1 1 1 2 有一定的相似性，但不同的是本研究所 提 出的生态风险结构体系，强调把生境与风 险受 体分开，系统内的各要素具有同等重要性，R是风 险产生的充分条件，S是放大或缩小风险的必要 条件，E是影响 R和 s的背景条件，任何一个区域 的生态风险都是 R、E、S综合作用 的结果 相应 的由风险源危险度(I 讯)、生态环境脆弱度(E、，

16、)及风 险受体损失度(s L)共同构成 了生态风险的 功 能体系 系统 内生态风 险各要 素之间相互影 响、相互联系、相互制约，是一个不断释放一 传递 一危害一 响应一 控制 的复合高阶演变过程 流域 生 态风险发生过程可简化为不 同风险源 向生境释 放各类型的胁迫因子，从而对存在生境中的多种 受体造成诸 多负面效应 的过程(图 1)危险度指 数、脆弱度指数及损失度指数是流域生态风险评 估 的 3大影响因素，也是生态风险评估的 3个基 本 目标，与 目标 函数(生态风险)呈现 正相关关系，即风险源危险度越大，生态环境越脆弱，风险受体 损失度越大，生态风险就越大 2 流域生态风险评估流程与方法

17、2 1 流域生态风险评估流程 依据评估框架，结合流域特征，可将流域生态 风险评估分为 3阶段 7部分(图2)：问题形成是整 个生态风险评估的依托，主要是确定风险发生范 围，明确流域内存在的生态问题，并在此基础上建 立风险评估的 目标 这一阶段风险的评估者、管 理者 以及相关 的当事人会为了实现管理 目标和 评估 目标协调一致，制定规划以及提供有助于评 估工作的可用资源 第 2阶段为风险分析与表征阶段，是评估的 主体，包括风险综合评估、风险表征与区划 2部 分内容，主要是运用评估技术对流域生态风 险进 9期 许妍等：流域生态风险评估方法研究以太湖流域为例 1 6 9 5 行综合评估，并依据评估结

18、果表征风险大小、风 险空间分布等 问题，完成风险评估、风险表征及 风险制 图 问 题 形 成 风 险 分 析 与 管 理 与 反 范围确定 卜 I 管理范围、研究对象界定 I 生态系统的组成、结构和功能 问题诊断H：蠢 霎 雯 I l 自然灾害调查统计 !一 f 辨识生态风险易发区 设 定 H：藩 莲 罂 安 源 rl 与社会 I t-经济系统平衡发展 纂 l l 生态受体 生态受体潜在损失 l I 度评估 险 表 征 与 L 一 综 合 生 态 风 险 表 征 划 l 生态风险分区 !1 生态调控与生态系统管理 管 理 对 策H 土 地 利 用 优 化 调 控 I l 水文水质调控 J J

19、政策、相关利益者参与与政府 l【管制 反馈 调整 卜 叶 适 应性、恢复 性 调整 图 2 生态 风险评估 流程 F i g 2 Th e f l o w c h a r t o f wa t e r s h e d e c o l o g i c a l r i s k a s s e s s m e r l t 第 3阶段为风险管理与反馈，基于风险评估 结果，风险管理者会做出相应 的环境决策，并传递 给相关人员，同时对风险评估结果进行反馈，进一 步完善调整评估进程，使风险评估预测结果更为 准确 2 2 流域生态风险评估模型构建 目前，风险分析与表征部分 尚未形成统一的 评估体系 评估方法多

20、为运用概率型数学模型将 区域 内风险发生概率 尸及其风险损失度 D 的风 险复合表征模型具体化 对于生态系统而言，灾害性事件 的产生多为 外界胁 迫因素与系统 内部生态结构不稳定性 因 素共 同作用 的结果 夕 l 界胁迫作用于生态系统 的 外在表现 即为外界干扰，而生态系统是否稳定，主 要表现在抗外界干扰能力上，夕 界干扰强度越大，生态系统抗干扰能力越弱，发生风 险的概率也就 越大 本研究根据流域生态风险评估 内涵及发生 机理【1 们，综合考虑风险源一 生境一 影响等生态风险 因素之 间的相互作用关系，从危险度一 脆弱度一 损 失度 3个层次构建流域生态风险评估模型：流域生态风 险(E R)

21、=fl危险度，脆弱度(，损失度)该模 型从宏观角度综合考虑各种因素对流 域复合生态系统的影响，具有较强 的灵活性和实 用性 具体计算公式为：E R=V L (1)、i=1 式中：为风险源危险度；为生境脆弱度；为受 体潜在损失度；f为评估单元编号；，z为评估单元 数量 2 2 1 生态风险源危险度生态系统(风险受体)暴露于多重生态风险源之下，它们所受的风 险干 扰是多重风险源相互叠加的结果 不同类 型的风 险源对 生态系统 的潜在危险性存在一定差异，不 同风险受体所面临的风险强度、造成的生态损害 不尽相同 此外，受复合风险源作用的生态系统，其风险源强度可划分为多个类型、多个等级，同 一类型不同等

22、级 的风险源对 同一受体 的危险程 度亦不相同 本文针对复合风险源特点，引入相对 权重系数来区分风险源危 险度差异，采用风险源 危险度指数 日来表征风险源 的发生概率及强度，公式 如 下：H=E屈R H i=1，2，(2)i=1 式中：R H f 为第i 类风险源危险度；臃 示第i 类风 险源权重；f为生态风险源类 lJ；n为风 险源类型 总数 其中，R H，=i=1 2，2 1 2 (3)j=l 式中：如 为第 i 类第 级风险源危险度指数；f 为风 险源类别 为第 f 类风险源的等级数；为总级别 数；为第 i 类第 级风险源权重 l 6 9 6 中国环境科学 3 2卷 2 _ 2 2 生态

23、环境脆弱度不同生态环境在维护 生物多样性、保护物种、完善生态系统整体结构 和功能、促进景观结构 自然演替等方面的作用是 有差别的I 因此，生态脆弱度评估是反映相同 外界干扰条件下，生态系统产生生态失衡与生态 环境 问题 的可能性 1 4-1 5 ，是联系风险源与风险受 体 的桥梁，是生态风险评估的关键环节之一 生态 环境是由自然条件背景、人类开发利用活动和环 境管理共同作用形成 的结果，因此，评估时应充分 考虑生态环境各个组成部分 在参考 已有研究基 础上 1 6 1 9 ,从 自然、生态、社会等脆弱影响因素 出发，构建流域生态环境脆弱度评估指标体系及 评估模型，对生境脆弱程度进行定量化的表征

24、分 析，进而诊断流域生态环境脆弱度的时空分异特 征 具体计算公式为：V=Wn-N+WeE+W H(4)其中，N=2 ，E=，H=2 H i i=1 i=1 i=l 式中，表示生境脆弱度指数，其值越大说明生态 环境越脆弱，越不健康，潜在危险越大；反之，值越 小说明生态环境脆弱度越 小，越健康-f、置、凰 分别表示影响生态脆弱的 自然因素、生态因素及 社会因素 中第 i 种指标的归一化值；为指标权重 值：为评估指标的数 目N、E、H 分别为生态环 境的 自然因素、生态因素及社会因素得分 2 2 3 生态风 险受体损失度流域生态风险评 估另一重要组成部分 即风险受体损失度评估，即 自然灾害事件及人类

25、破坏活动等发生后的作用 效果对风险承受者具有 的负面影响 这些影响除 对社会经济具有直接 的扰动和打击外，还可能导 致生态系统结构和功能的损伤，如生态系统 内物 种的病变，植被演替过程的中断或改变，生物多样 性的减少等 经济学上的风险常用经济损失来表 示风 险损失大小。而生态风险不仅应体现社会经 济的损失情况，更应表征生态系统 自身的结构和 功能变化 因此。损失度主要包括 自然生态系统和 社会经济系统损失情况的估算 由于风险具有不 确定性，风 险导致 的损失也是不确定的，因而生态 系统绝对损害程度大小难 以定量化，一般采用相 对评估法，用生态风险潜在损失度表征生态系统 及其组分遭受外界干扰时可

26、能受到的损害程度 3 流域生态风险评估指标体系 依据评估模型、指标体系构建原则，基于 目 标层一 类别层一 要素层一 指标层多层次框架结构，从生态风险源危险度、生态环境脆弱度及风险受 体损失度 3方面考虑构建流域生态风险评估指 标体系 3 1 生态风险源危险度评估指标体系 危险度指数主要包括 自然灾害危险度和人 类破坏性活动危险度两方面，其中 自然灾害危险 度主要选取 了洪涝、干旱、极端气象(台风、风 雹、低温冷冻)及土壤侵蚀等风险源的发生强度、频率、范围等指标；人类破坏性活动主要选取污 染排放指标，见表 1 表 1 生态风 险源危 险度评估指标体系 T a b l e 1 I n d e x

27、 s y s t e m o f h a z a r d a s s e s s me n t o fe c o l o g i c a l r i s k s o u r c e 目标层 类别层 要素层 指标层 指 类 洪 涝 灾 害 强 度 喜 萎 差 正 向 一干 旱 灾 害 发 生 频 率 干 旱 灾 害 强 度辛 ；纂 主 磊 正 向 台风发生规模、频率 极端 害 飓灾、正向 厦 低温冷冻发生规模、塑室 土壤侵蚀强度土壤侵 数一与等 正 向 萎 污 染 排 放 强 度 ；蓑 蠢 葛 由于不同风险源发生概率、强度等与具体风 险源的形成机理和作用过程有关，不同类型风险 源危险度的量化方法

28、亦不相 同，因此，在进行风险 源危险度评估时应根据具体风 险源的特 点进行 选择 对于点状风险源可以按照点源 随距离衰减 原理量化其强度值：对于线状风险源可 以按照不 同距离的缓冲 区量化其值；面状风险源 的量化较 危 嚣 风 危 评 态 源 度 生 险 险 估 9期 许妍等：流域生态风险评估方法研究 以太湖流域为例 1 6 9 7 复杂，可 以按照评估单元统计风险源影响范 围、发生频率进行量化 本研 究中 自然灾害危险度评估主要从风险 源发生频率、发生面积及发生强度 3方面选取指 标，根据不 同风 险源 的危害程度进行赋值 其 中，洪涝、干旱、极端气象强度等主要根据历史记录、图片等资料记载，

29、统计其发生频率和规模范围；土 壤侵蚀指数主要依据土壤侵蚀面积与土壤侵蚀 等级，得到评估单元的土壤侵蚀强度 人类破坏性 活动危险度主要选择 了污染排放强度，包括工业 企业 以及生活污水等 点源污染排放和农 田、村 镇、养殖等面源污染排放，根据 C OD、T N、T P、NH3-N等污染物排放浓度高低进行指标量化 由 于不同风险源量化单元不 同，为进行统一表征，需 要将这些数据“投影”到 网格上，最终 以网格数据 结构为基础，实现各种代数和逻辑运算 3 2 生态环境脆弱度评估指标体系 生态脆弱度主要体现在生态系统结构和功 能的敏感性、易变性，以及抗干扰能力和恢复能 力下降等方面，其产生原因与生态系

30、统本身的特 性有关，也与生态系统受到的干扰有关 由于生态 系统 的脆弱性难 以预见，加之脆弱系统 的复杂性，不同区域 反映生态系统脆弱性变化 的指标纷繁 复杂L 2 本研究从 生态环境脆 弱性 内涵 出发 通 过查 阅大量 的文献资料，并与相关专家进行讨论 基础上，对影 响生态环境脆 弱度的可能因素进行 仔细 的辨识和梳理，主要从流域 自然 因素、生态 因素及社会因素 3方面选取适宜指标，建立生态 环境脆弱度评估指标体系(表 2)3 2 1 自然因素 自然因素奠定了地理过程发 生的基本空 间格局，是生态环境不稳定性的 自然 成因，包括基质、动能两大因素，基质因素主要 由 地质构造、地貌特征等因

31、子构成，是生态环境构 成的物质基础；动能因素主要 由气候水文 因子构 成，是生态系统组成要素的能量基础，其能量特征 及传输转化在空 间和时间上与其他 因素不协调 时，便会 导致生态退化 地质构造、地貌特征、气 象水文等 自然 因素随时问变化较为缓慢。对生态 环境 的影响是长期性和基础性的，是脆弱生态环 境 的内在 因素 3 2 2 生态因素 生态 因素主要表征生态系统 所处环境的质量与状态，综合反映了流域生态系 统结构和功能的完整性和稳定性，用于描述在外 界压力或干扰下，系统结构遭受破坏或恶化后，稳 定性变差，敏感性加强而显示 出来的脆弱性 主要 从生态系统的活力、组织结构、恢复力 3方面选

32、取能够反映生态系统当前状态，资源数量和质量 的指标 因子【2”本文主要选取净初级生产力、斑 块密度、生物多样性指数、综合弹性值等指标 3 2 3 社会因素 自然条件 的不利只决定了环 境脆弱存在 的潜在性，只有当人 为活动破坏生态 链中某一环境 因素后，生态系统逐步失去平衡，自 然因素的影响才明显呈现，并加速生态环境恶化 人为因素往往叠加于 自 然因素、生态因素之上，对生态脆弱恶化起着加速和主导作用，且其影响 是多方面的、深远 的和不确定的【2 引 土地利用 空间模式及社会保障措施、教育水平等社会因素 的不 断改变直接或 间接地改变生态系统 的结构 和功能【2 引，最终导致生物群落演替等生态过

33、程 发生变化 表 2生态环境 脆弱度评估指标体 系 T a b l e 2 I n d e x s y s t e m o f e c o l o g i c a l v ul n e r a b i l i t y a s s e s s m e n t 目标层类别层 要素层 指标层 指标类型 中国环境科学 3 2 卷 3 3 生态风险受体损失度评估指标体系 流域尺度下的风险受体为生态系统 其 中，自 然生态系统损失度主要体现在生态系统服务功 能价值损失上 当面临相 同的风险发生概率，其生 态系统服务功能价值越大，风险受体损 失度就越 大；反之，生态系统服务功能价值越小，风 险受体损 失度就

34、越小 因此，主要选取生态服务功能价值及 生态系统面积 比例，运用公式进行定量估算 表 3 风险受体潜在损失度评估 T a b l e 3 I n d e x s y s t e m o f e c o l o g i c a l r e c e p t o r p o t e n t i a l l o s s 目标层类别层 要素层 指标层 指标类型 正向 正向 正向 正向 正向 正向 正向 区域应急保障 工业废水达标率 逆向 措施 每千人医疗床位数 逆向 由于 自然灾害及人类破坏性活动发生具有 随机性特点，造成损失统计指标值的年际波动较 大，因此，社会经济系统的损失不易利用某一时间 点的灾损

35、数据 一般认 为社会经济条件可 以定量 反映区域内社会经济系统的灾损敏度，即潜在损 失度 的高低【2 社会经济发达的地区，人 口、城镇 密集，产业活动频繁，社会经济价值较高 当遭遇 同样等级的风险时，该类地区的绝对损失度往往 比经济落后的地区大很多 此外，考虑到经济发达 地区，社会保障措施较 为完善，其承受风险的能力 相对较强 因此，本文主要从社会经济系统损失度 和应急保障措施 2方面考虑，选取人均 GD P、人 口密度等相关指标，运用综合评估法对社会经济 系统潜在损失进行评估(表 3)4 评估标准与等级划分 4 1 评估标准与阈值研究 评估标准是否合理直接影响评估结果的准确 性 目就 关于流

36、域生态风险评估研究尚无统一的标 准 综合来看，评估标准可 以通过 以下方法确定：(1)历史资料法；(2)实地考察；(3)参照对比法；(4)借鉴国 家标准与相关研究成果；(5)公众参与；f 6)专家评判 本文中评估标准的确定原则为有国家标准的，实行 国家标准，主要包括如国家或国际组织颁布执行的 环境质量标准、公共卫生标准、各行业发布的环境 安全评估规范和规定等；没有国家标准、有地方标 准的，实行地方标准，包括各地方政府颁布的规划区 目标、生态容量等；没有国家或地方标准的情况下，采用参考文献中使用的标准：国家或地方标准 以及 参考文献均没有的情况下，采用往年平均值或相似 区域的平均值作为基准值 如

37、河流湖泊水质标准等 采用国家标准；生态指标和社会经济指参考类似发 达地区的水平标准或采用科学研究 已判定的标准：土壤侵蚀等指标参考生态建设标准 4 2 等级体系划分 本文在定量指标标准时借鉴有关历史资料、相关研究成果与 国家适用标准及通过 多区域对 比分析确定，各具体指标评在公众参与基础上 由 专家评判完成 根据评估结果，运用 Ar c GI S聚类 分析功能，从高到低依次划分为“I 级、I I 级、I I I 级、级、V级”5个级别，用于分析各评估要素 的空间分布差异，度量研究范围内危险度、脆弱 度及损 失度相对大小及程度 不 同要素表达含义 不尽相同，详见表 4 4 3 评估单元选取 本文

38、根据行政单元与网格单元各 自的优缺点，采用二者相结合的划分方法，使指标因子数据载体 与分析评估单元分开，即用网格单元作为指标因子 的数据载体和基本评估分析单元，用行政单元作为 综合评估分析单元或数据载体(社会经济数据)，二 者之间用模型予以关联，这样既能更好的表达流域 内生态风险空间分布 的规律性及差异性，又便于各 行政单元内的生态保护与风险管理 通过A r c G I S 软件中多边形空间叠置分析法将 行政区、自 然分区的指标要素转化到网格单元，并 以面积比重作为分值，跨越不同等级但同种要素的 网格，该要素分值等于该网格内不同等级要素占网 格面积比重与等级加权之和，转换公式如下 2 8 2

39、9 ：P=(5)功 功 功一 重 节 化 持一 度 比 呻 一 调 文 支一 密 地 a 统 统 统一 口 用 均 系 系 系一 人 设 几 一 一 一一一 一 一 一 一 一 一 一 9 期 许 妍等：流域生态风险 评估方法研究 以 太湖流域为 例 !式中，为第 f 个行政单元在 网格 中的面积 D 为 第 f 个行政单元单位面积上指标值，n为网格 中包 含行政单元的个数 运用 Ar c GI S 等地理信息软 件，建立拓扑关系，通过U n i o n 等操作，完成叠加、赋值等工作，最终实现将行政单元数据 向网格单 元转化 表 4 生态风险及组成要素等级划分 T a b l e 4 Gr a

40、 d e d i v i s i o n o f e c o l o g i c a l r i s k a n d c o mp o n e n t e l e me n t s 5 实例分析 5。1 研究区域 太湖流域地处长江三角洲核心区域，人 口密 集、工业集 中、城市化水平高，是我国经济最发 达 地区之 一。也是灾害频发的区域 近 年来，随着 城镇 的急剧扩张和经济的快速增长，流域 内生态 环境遭到极大冲击和破坏，致使生态系统 出现 资 源退化、环境恶化与灾害加剧的趋势，高水平 的 生态风险与 日俱增，从而危及生态系统及其 内部 组分健康，影 响区域生态环境安全，进而制约整个 区域的可

41、持续发展 5 2 数据来源 本文所需数据众多，来源较 为广泛 风险源数 据主要通过查阅历史灾害记录，统计各站位历年 监测数据获得；土壤侵蚀数据来 自全国土壤侵蚀 数据库；污染排放数据来 自流域污染普查数据及 查 阅各县市环境统计公报、环境质量报告书等资 料 水面率、森林覆盖率等来 自于 L a n d s a t 遥感影 像解译数据：坡度 2 0。面积 比、景观格局指数则 通过 DE M、F RA GS T A T S软件间接获得 人 口密 度、每千人医疗床位数等指标主要通过城市统计 年鉴、县(市)社会经济统计年鉴及中国民政统计 年鉴查 阅获得 5 3 结果分析(a】网格单元(b)行政单元 图

42、3 2 0 0 8 年流域生态风险时空分布 Fi g-3 Th e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f e c o l o g i c a l ris k i n 20 08 ye a r 1 7 0 0 中国环境科学 3 2卷 根据危险度、脆弱度及损失度的分析结果计 算得到太湖流域生态风险的时空分布情况 从空 间分布可见(图3)，研究区 内生态风险空间差异显 著，具有明显的空间集聚特征 高、较高生态风险 区域主要位于北部常州市区、江阴市大部分地区 以及无锡市区、苏州市区北部区域，约 占流域的 2 4 4 7 中等生态风险区约 占 3 2 1 1

43、，包括湖西 平原的丹阳市、金坛市等农业灌溉区及东南部的 杭嘉湖平原；流域南部的苕溪流域属于低和较低 生态风险区，约 占流域 的 4 3 4 2 对 2 0 0 0年、2 0 0 8年各评估单元生态风 险 等级及其所 占面积进行统计(表 5)得到，较低生 态风 险区 的范 围缩 小，中等风 险和 较高风 险区 的分布范围扩大 2 0 0 0年太湖流域 内以较低生 态风险为主，面积为 9 8 2 5 4 6 k in2,约 占总面积 的 3 1 2 5 至 2 0 0 8年，较低生态风险面积缩减至 91 01 8l k m 2,所 占比例 降低至 2 8 9 5：中等生态 风 险面积 不 断 扩大

44、，其所 占 比例 也 由之 前 的 2 6 9 7 上升至 3 2 1 1，成为流域 内主要生态风 险等级 高、较高生态风险所 占面积逐渐扩 大，已由 2 0 0 0年 的 5 6 6、1 3 4 2 增加至 2 0 0 8年 的 6 0 5、l 8 4 2，增加面积共计 1 6 9 6 1 3 k m 从 结果分析可知，实证分 析基本验证 了模 型及 方法 的科学性和可操 作性，由于流域 生态 风险 的影响因子众多，生态风 险评估指标体系 的建 立涉及众 多学科且 需要对 评估系 统有足够 的 认识，不 同生态系统、不同尺度的生态风险分析 应 具有不 同的指标要 素，评估指标 的建立 十分

45、复杂，因此，所建指标体系尚需在更多区域、多 方面进行验证和探索 表 5 流域内不同等级生态风险分布情况 T a b l e 5 T h e d i s t rib u t i o n o f e c o l o g i c a l r i s k a t d i ffe r e n t l e v e l 6结语 本文从流域生态风险发生机理入手，分析流 域 内各生态风险影响要素之间的相互影响与作 用机制，并从风险源危险度、生境脆弱度及风险 受体损失度 3方面构建了流域生态风险评估技 术体系，综合考虑 了多风险源、风险因子、风险 受体共存情况下的生态风险空间分布，并以太湖 流域为例，分析判断 了

46、流域生态风险发展状态与 趋势，结果表 明太湖流域生态风险整体呈升 高趋 势，与 2 0 0 0年相 比，2 0 0 8年高、较高生态风 险所 占面积 比分别增加 了 0 3 9、5 参考文献：【l 1 郑炳辉，郅永宽，郑凡东，等 滇池流域生态环境动态变化研究 J 环境科学研究，2 0 0 2，1 5(2)：1 6 1 8 2】谢花林 基于景观结构的土地利用生态风险空间特征分析 以江西兴国县为例 J】中国环境科学，2 0 1 1,3 1(4)：6 8 8 6 9 5 3】G l e n n S u t e r G W I I E n d p o i n t s f o r r e g i o n

47、 a l e c o l o g i c a l r i s k a s s e s s m e n t J】E n v i r o n me n ta l Ma n a g e m e n t，1 9 9 0，1 4(1)：9 2 3 4 沈英娃，曹洪法 生态风险评估方法简述【J _中国环境科学，1 9 9 1，1 1(6)：4 6 4 4 6 8 5】V i c t o r BAp p ly i n g e c o l o g i c a l r i s k p r in c i p l e s t o w a te r s h e d a s s e s s me n t a n d m

48、ana g e me n t【J】_ E n v i r o n me n t a l Mana g e m e n t，2 0 0 2，2 9(2)：1 4 5 1 5 4 6】H a y e s E H，L a n d i s W G R e g i o n a l r i s k a s s e s s me n t o f a n e a r s h o r e ma r i n e e n v i r o n me n t：C h e r r y P o i n t，W A J Hu m a n a n d E c o lo g i c a l Ri s kA s s e s s m

49、e n t,2 0 0 4，1 0(2)：2 9 9 3 2 5 【7】许学工，林辉平，付在毅，等 黄河三角洲湿地区域生态风险评价【J 北京大学学报(自然科学版)，2 0 0 1，3 7(1)：1 l 1 1 2 0 【8】D o me n e X，l a mi r e z W，Ma t t a n a S，e t a 1 E c o l o g i c a l r i s k a s s e s s me n t o f o r g an i c wa s te a me n d me nts u s i n g t h e s p e c ie s s e n s iti v it y d

50、 i s t r i b u t i o n f r o m a s o i l o r g a n i s ms t e s t b a t t e r y J】E n v i r o n me n ta l P o l l u t i o n，2 0 0 8，1 5 5(2)：2 2 7 2 3 6 9 期 许妍等：流域生态风险评估方法研究以太湖流域为例 1 7 0 1 9】李景刚，何春 阳，李晓兵 快速城市化地区 自然 半 自然景观空间 生态 风 险评 价研 究 以北京 为例【J 1 自然 资源 学报，2 0 0 8，2 3(1)：3 3-4 7 1 0】许妍，高俊峰，赵家虎，等流域生态