作者简介:寇俊卿( ),女,河南洛阳人,硕士研究生收稿日期:文章编号: ( )生态风险分析及研究进展寇俊卿 , ,张海涛 ,杨德五 ,王跃明( 河南科技大学数理系,河南洛阳 ; 兰州大学数学系,甘肃兰州 )摘要:介绍了生态风险辨识、风险评估和风险管理的研究方法和目的,综述了生态风险分析在促进生态系统和环境的良性循环,保持人与自然的持续共生和社会、经济与环境的协调发展等方面的研究进展。
关键词:生态风险分析;生态系统;持续发展中图分类号: 文献标识码:风险分析是通过对不确定事件的识别、衡量和处理,以最小的成本将各种不确定因素引起的损失减小到最低的科学管理方法[ ]。
生态风险分析( )是生态学与金融数学相交叉的新兴边缘学科,它主要利用风险管理决策的理论和方法,结合生态学的机理和机制,对区域生态系统特别是脆弱生态系统中存在的风险进行评价,并做出相应的管理决策[ ]。
生态风险分析研究是用数学的方法进行系统分析研究的一个分支,其基本研究内容包括生态风险辨识、风险评估和风险管理[ ]。
生态风险的内涵与成因生态风险指一个种群、生态系统或整个景观的生态功能受到外界胁迫,从而在目前和将来对该系统健康、生产力、遗传结构、经济价植和美学价值产生不良影响的一种状况。
生态风险可定义为在生态实践活动中引起的不利于人们生活及生物生长繁衍的可能性,即在一个特定生态系统中所发生的不理想事件的概率及其后果的严重性,定量可表示为上述事件发生的概率及其后果的风险函数[ ]:! "(#,$)其中#为事件发生的概率;$为事件产生的后果。
生态风险的成因包括自然的、社会经济的和人们生产实践的诸种因素[ ],其中自然的因素如全球气候变化引起的水资源危机、土地沙漠化与盐渍化等;社会经济方面的因素包括市场、资金的投入产出、流通与营销、产业结构布局等;人类生产实践的因素包括传统经营方式和技术产出的生态风险、资源开发利用方面的风险等。
当前,生态风险问题在自然资源综合开发中尤为突出,如自然资源的保护性利用中,资源贮量耗损率、资源利用方式与对策、资源价格和投资形式等的确定,都是在信息不完全的基础上进行决策,因而需要进行风险决策分析。
生态风险分析的研究内容 生态风险的辨识生态风险的辨识着重分析人们在行动中可能产生的问题对生态系统的负作用或影响,研究以下问题:在实践活动中会产生哪些风险?引起这些风险的主要因素是什么?这些风险引起后果的严重程度如何?在自然资源的开发利用中,由于缺乏环境保护意识和先进管理技术,一些地区盲目垦殖、资源过度利用产生一系列的风险问题,如:水土流失、草场退化、风沙淹没农田、环境污染严重,随之引起酸雨的危害,使得生态系统功能衰退,这种影响不仅限于生态领域和宏观生态的失衡,还会影响到宏观经济的失衡。
第 卷第 期年 月河南科技大学学报(农学版) ( )由于生态风险辨识旨在找出各种潜在的危险源,并做出对其后果的定性而非定量的估计,又由于一些危险的滞后性,很难在短时间内用统计的方法、实验的方法或因果关系论证得到证实(如:污染对癌症发病率的影响,自然灾害带来的经济损失等),因此,风险辨识一般通过专家征询的调查方法(德尔菲法)[ ]来研究有关问题,简单的风险辨识也可用概率树分析、故障树分析等方法。
!"!生态风险评估图#生态风险评估框图生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识,定量地确定危害对人类和生物的负效应的概率及其强度的过程,也即是对风险进行测度,给出某一危害发生的概率及其后果的性质。
因而,这一阶段的主要任务是确定其特定事件发生的概率,受时间影响的范围及危害的人群和生物种群,根据事件的特征分析影响的持续性、可测性、可控性及风险的调控机理,明确一定时间段内可能发生的一系列不同强度的事件所造成的后果,如:经济损失,人体健康的危害,生物种群的减少甚至灭绝等。
生态风险评估的目的在于通过对某种危害导致的负效应的科学评价,对生态环境保护和管理工作做出贡献。
生态风险评估过程包括图 所示 个主要步骤,即问题的形成、分析过程和风险特征化。
( )问题的形成问题的形成是确定生态风险评估的范围和目的的过程。
评估首先要有明确的研究目的,即定义或选择评估的生态终点( )。
生态终点是风险源引起的非愿望效应。
如:杀虫剂引起的鸟类死亡,酸雨引起的鱼类死亡。
( )分析过程图!暴露量评估步骤有了明确的生态终点后,接下来需要确定分析方法及收集有关的数据。
分析方法主要是根据研究目的确定所用模型或建模方法。
分析过程包括风险源评估和生态效应评估。
前者是对灾难本身的特征评估,常采用图 所示的暴露量评估,它是确定或估算暴露量大小、频度、持续时间和暴露途径的方法。
有许多已建立起来的模型可以选用[ ],可根据具体情况选取合适的模型,确定模型中的参数,对风险源的特征进行描述估测。
生态效应评估是定量地确定增加某种危害物的暴露强度而引起的生态效应的强度及频度加强的过程,也称为剂量———反应评估或毒理学评估[ ]。
效应评估确定了危害物的暴露强度与生态终点间的关系,先要进行毒理试验以确定不同暴露浓度和各种持续时间的组合对所考虑的生物指标(如死亡率,生长速度等)的影响,再根据试验结果建立统计模型或数学模型,最后用得到的模型模拟图$效应评估过程示意图生态终点对风险源暴露强度的效应水平[ ],如图 所示。
( )风险特征化风险特征化是将风险源评估与效应评估综合起来,总结危害物导致的生态危机的过程。
具体包括:!总结对风险源评估的结果。
"对风险定量化。
若风险源由多个组分组成,则先对每一组成的研究对象的风险定量化,再综合各种风险源组成对同一研究对象的风险,即总的效应风险。
・ ・河南科技大学学报(农学版) 年!对生态评估的不确定性评估。
风险表征常用的方法有商值法、外推法和空间分析法[]。
商值法要首先为保护某一特殊受体设立参照浓度指标,然后与估计的环境浓度()进行比较,超过参照浓度的被认为具有潜在风险。
一般可以选择基准值、现行(或拟定)的环境质量标准或毒理学指标作为参照浓度的指标,也可以人为地按经济利益或自然保护价值确定浓度值。
为了安全起见,常在参照浓度指标的基础上引入一个修正系数,如评价系数、非确定性系数或安全系数。
外推法[]常用于三个方面:根据结构的相似性或分类地位的亲属性,从一种化合物或生物外推到多种化合物或生物;从实验结果外推到野外实际状同;从种群水平等较低层次外推到生态系统的较高层次。
空间分析法[]是综合生态风险的空间分析研究,利用统计学的方法完成的,该方法是在生态风险系统采样的基础上,计算得出试验半变异函数,然后进行试验半变异函数的拟合,在理论半变异函数拟合中,由于球状模型拟合结果比较理想,因而生态风险空间结构分析主要是基于球状模型求得的计算结果。
生态风险管理生态风险管理是指对生态风险评估的结果应采取何种对策与行动,是一个决策过程,管理者或决策者需要考虑如何在不影响其他社会价值的情况下减小这种风险。
美国科学院给风险管理下的定义是:“风险管理是选择各种管理法规并进行实施的过程。
它是管理部门在立法机构的委托下,在综合考虑政治、社会、经济和工程等方面因素之后,制定、分析并比较各种管理方案的合理性和可行性,然后对某种管理因素做出管理决策的过程,在对方案进行选择时,要同时对风险的可接受性和控制费用的合理性进行效益———代价分析。
”图是确定某一风险是否可接受的风险管理过程。
管理者或决策者要决定这种风险是否可接受,还是需要减小或阻止,要考虑最可能的生态效应及其分布,以及最严重的效应。
在决定这种风险是否可接受的过程中,决策者除了考虑来自生态风险评估及人类健康风险评估的结果外,还需要考虑社会、法律、技术及经济等方面的因素[]。
由于生态风险评估中的生态终点可能各种各样,对风险的可接受与不可接受的界限也没有统一的标准,因而人为因素在最后的决策过程起更大的作用[]。
目前逐渐建立的一些生物(如濒危种、稀有种等)保护法,以及环境保护法,将对生态风险管理提供可依赖的标准[]。
生态风险分析研究的发展方向生态风险分析的目的在于通过对某种危害导致的负效应的科学评价,对生态环境保护和管理做出贡献,对生态系统的保护和发展也有重大意义,并且对促进社会—经济—自然复合生态系统的持续发展有积极的作用。
今后生态分析方法的发展重点将继续强调对非确定性的处理,加强对群落和生态系统水平风险评价预测模型的建立和改进,建立在定量概率论基础上的生态风险分析方法[],在区域或景观水平上寻求有限的生态调控方法[]。
图是一个完整的风险定量分析或评价程序。
图风险管理图示图风险定量分析通用程序・・第期寇俊卿等:生态风险分析及研究进展参考文献:[ ]胡三邦 环境风险评价[ ] 北京:中国环境科学出版社,[ ]沈英娃,曹洪法 生态风险评价方法简述[ ] 中国环境科学, , ( ):[ ]曾辉,刘国军 基于景观结构的区域生态风险分析[ ] 中国环境科学, , ( ):[ ]李自珍,何俊红 生态风险评价与风险决策模型及应用[ ] 兰州大学学报(自然科学版), , ( ): [ ]李国旗,安树青 生态风险研究述评[ ] 生态学杂志, , ( ):[ ] ! [ ] , ,( ):[ ][ ] , , ( ):[ ] , ,[ ] , , ( ):[ ] ,[ ] , , ( ):[ ] , , ,[ ] , ,( ):[ ] , [ ], , ( ):[ ] , , , , [ ], , :[ ] , , , : [ ], , :[ ] [ ], ,( ):[ ] [ ] , , ( ):, , , ,( , , ,; , , , ): , , : ; ; ・・河南科技大学学报(农学版) 年。