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生态系统的风险评估 评价终点的选择 生态系统水平上的外界压力带来的生态风险体现在生态系统的各个方面,即生态系统作为一个系统化的整体成为了生态风险评价的“受体对象”.因此,本文以“生态系统服务”(以下简称生态服务)作为评价终点来表征生态系统水平的生态风险评价结果.目前有关生态服务指标的讨论较多.本文以联合国“千年生态系统评估”报告中构建的生态服务分类为基础,结合相关文献调研,筛选了10项具体的河流生态服务指标作为评价终点.这些指标分别为营养元素循环、初级生产、食物供给、淡水供给、基因资源、气候调节、水调节、水净化、娱乐价值和美学价值. 系统水平的“压力-响应”模式分析与量化 本文将生态风险评价涉及的源、受体、终点等评价要素通过内部与相互间复杂多样的联系而产生生态风险的全过程称之为“压力-响应”过程.外界压力通过“压力源”(Source)和“胁迫因子”(Stressor)来描述.压力源指各种自然和人为的活动,这些活动从生态系统外部施加一种或多种胁迫因子;胁迫因子指那些化学、物理或生物作用,这些因子会给特定的生态系统成分带来扰动.外界压力对评价终点(即生态服务)的影响过程可用如图2所示的“影响链”来表示.由于生态系统水平的生态风险评价涉及的压力源种类、影响方式及效应的多样化,采用单一的类似毒理学数据作为风险的量化方式无法实现.为此,本文对涉及的生态风险量化采用如下方式：把各项压力源的影响力(类似于“剂量”)按照其在不同区域(河段)的绝对数值的大小转化为压力源排序指数;把各项生态系统指标对应的生态系统要素对外界压力的抵抗力按照其在不同区域(河段)的绝对数值转化为弹性指数;把各风险组分之间的影响根据其方式、强度、效果等特征转化为统一的影响指数.前两者分别用压力源排序矩阵和生态系统弹性指数矩阵来表示;后者则用4项关系矩阵来表示. 对于一河流,可综合水体生态功能与相应压力源区域的关系,将其划分为若干河段(区域).压力源排序矩阵SRM由r行(表示r种压力源)和1列构成.元素iksr反映了在河段(区域)i中的压力源k的排序指数.生态系统弹性指数矩阵HRM由e行(表示e种生态系统指标)和1列构成,其中元素ieei反映了特定的生态系统指标e在相应河段i的弹性指数.借鉴“相对风险模型”中的赋值方法,这两个矩阵中的元素取值可分别用2、4、6这三个指数值来量化,数值越低,说明该河段(区域)对应的压力源作用越小,或者对应的生态系统指标的弹性越大(弹性越强则相同压力下的影响程度越弱,在数值上表现越低).SRM中的元素赋值采用排序法获得;HRM中的元素则结合相应的研究给出的好、中、差的定性结果,或结合实地调查或者实验的方法获的分级标准来赋值.四项关系矩阵分别为“压力源-胁迫因子关系矩阵”SSM、“胁迫因子-生态系统指标关系矩阵”SEM、“生态系统指标相互关系矩阵”AEM和“生态系统指标与生态服务关系矩阵”EEM.这四类矩阵采用层次打分法进行赋值.考虑到不同的风险组分之间的影响方式各异,因此各矩阵赋值所采用的判定标准存在差异.其评价过程如图3所示. 在对相应风险组分及其相互间关系量化基础上,即可进行压力源对河流生态系统的生态服务的影响程度量化表征.某一河段压力源产生的胁迫因子程度为：式中：i表示河段,j表示压力源,k表示胁迫因子SRMij表示i河段的压力源j的排序指数,CSSik表示i河段所有的压力源产生的第k类胁迫因子的累积影响评价得分.而胁迫因子对于生态系统指标的影响有：式中：h表示生态系统指标.SEMkh表示胁迫因子k对生态系统指标h的影响指数,CESik表示i河段所有的胁迫因子对第h类生态系统指标的累积影响评价得分. 对于生态系统的不同弹性,即对相同的外界压力所具有的不同响应程度,有：式中：HRMih表示i河段的生态系统指标h的弹性指数;ECESih为考虑了生态系统指标弹性之后的i河段所有的胁迫因子对第h类生态系统指标的有效累积影响得分.由于生态系统内部存在相互关系,某些生态系统指标受影响后会对其他指标产生间接影响.这种关系可表示为：式中：TCESih为考虑了生态系统指标弹性以及生态系统指标之间相互关联的情况下,i河段所有的胁迫因子对第h类生态系统指标的完全有效累积影响得分式中：Impacti为i河段所有的胁迫因子对所有的生态服务的影响总和,即i河段总的生态风险得分.同时,上式可以拆解为针对压力源、胁迫因子、生态系统指标和生态服务这四类风险组分对总的风险得分贡献.通过对这些风险组分的得分贡献排序,可以识别出压力源和生态效果的优先序及其需要关注的问题. 案例研究选择黄河为例来说明所构建的评价框架模型的应用. 1评价过程 综合考虑各生态亚区在气候、地貌、水文、水生生物和社会经济活动要素上的差异性和关联性,并结合已有的水系划分和数据可得性原