生态风险评价进展

２００６年２月　第１期（总第１９期）　安阳工学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｆｅｂ．２００６　Ｎｏ．１（Ｇｅｎ．Ｎｏ．１９）　生态风险评价进展　侯绍刚　张晏卿　（安阳／－学院化学工程系，安阳，河南，４５５０００）　摘要：生态风险评价是环境风险评价的重要组成部分。在我国，生态风险评价还处于起步阶段。本文阐述了有关生态　风险评价的有关概念，探讨了生态风险评价的方法，概述了我国在生态风险评价领域的研究成果。　关键词：生态风险评价；环境风险评价；评价方法　中图分类号：ｘ４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—２９２８（２００６）Ｏ１—０００５—０４　ｌ　前言　境生态风险评价程序”中将生态风险评价过程分为　５个基本部分：源分析、受体评价、暴露评价、危害评　生态风险评价（Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｒｉｓｋ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，　ＥＲＡ）是近十几年来逐渐兴起并得到发展的一个研　价和风险表征。Ｂａｒｎｔｈｏｕｓｅ　１卜　等概述了生态风险　评价的一般程序中主要包括以下步骤：选择终点、　究领域，源于风险管理这一环境政策，是一门处于　发展中的技术。在我国，生态风险评价仍处于起步　阶段，有待于进一步发展和应用。　生态风险是指在一个特定的生态系统中，一个　或多个不良的生态影响发生或正在发生的概率及　定性和定量描述风险源、鉴别和描述环境效应、采　用适宜的环境迁移模型、评估暴露的时空模式、定　量计算生物暴露水平和效应之间的相关性和综合　以上步骤而得到的最终风险评价。　３　生态风险分类及其评价方法　其严重后果（损失）　Ｊ。生态风险产生的原因包　括自然的、社会经济的与人们的生产实践等诸种因　３．１　按风险产生原因而言，可将生态风险分为三　类　引：　３．１．１生物工程引起的生态风险　一素，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；社会经济方面的包　括市场因素、资金的投入产出因素、流通与营销、产　业结构布局因素等；人类生产实践包括传统经营方　式和技术产生的生态风险，资源开发利用方面的风　险因素等　Ｊ。生态风险函数可定量的表示为Ｒ：ｆ　般将生物工程分为基因工程、细胞工程、酶　工程、发酵工程和生化工程。国际上把一切经过遗　传操作，其基因得到修饰的生物称为遗传修饰生物　体。　对于生物技术引起的生态风险主要用分子生　物学和生化技术进行评价。进行生态风险评价的　影响分析应从物种水平、种群水平、生态系统水平　来分析。现在常用的方法是微宇宙法¨　，即是建立　实验系统，利用受控环境设施控制实验系统环境的　改变，来模拟实际环境，作为植物或微生物生命活　动观察和测试的场所。转基因生物在小规模田间　实验之前先要在微宇宙中评价其存活状况、基因转　移潜力以及生态效应。　（Ｐ，Ｃ），式中，ｆ：［０，１］×Ｒ—Ｒ；Ｐ为不良事件发生　的概率；ｃ为不良事件可能造成的损失　Ｊ。　生态风险具有不确定性、危害性、内在价值性、　客观性等特点。　２生态风险评价的内容　生态风险评价要利用生物学、毒理学、生态学、　环境学、地理学等多学科的综合知识，采用数学、概　率论等风险分析的技术手段来预测、评价具有不确　定性的灾害或事故对生态系统及其组分可能造成　的损伤。　３．１．２生态入侵引起的生态风险　生态入侵是指将外源生物引入本地区，种群迅　速蔓延失控，造成其它土著种类濒临灭绝，并伴生　生态风险评价包括４个部分：危害评价、暴露　评价、受体分析和风险表征　Ｊ。殷浩文　叫在“水环　收稿日期：２００５—１０一ｌ１　作者简介：侯绍刚（１９７３一），男，河南安阳人，博士，安阳工学院化学工程系讲师。研究方向：环境科学。　・５・　维普资讯 http://www.cqvip.com

其它严重危害的现象。　由于生态入侵导致的危害往往发生于生态系　统水平、景观水平及区域水平上，故其风险评价应　是大范围的。但是，物种层次的生态风险评价是生　态系统风险评价的基础，所以引种前应先作详细的　调查分析，分析引入物种的表型或生理特征及入侵　能力、繁殖能力、竞争能力、生态学影响等，测定其　合适度、种群增加速度，还应该对本地环境有关方　面进行调查（包括栖息地类型、当地的动植物的生　物多样性、植被覆盖度、主要的相互作用过程、自然　或人为干扰情况以及气候和土壤条件等等）。将上　述各方面的资料与数据综合起来，用描述和图解或　模型的形式来表示判断风险度和或然率，也可以并　入一些主要参数来做模型用于包括随机成分在内　的危险程度的判断。　３．１．３人类活动引起的生态风险　人类活动对于生态的破坏造成的生态灾难或　生态报复，这方面的教训是深刻的。　评价方法是根据城市生态学原理，针对城镇化　过程的基本要素，采用变量相关方法，从原因到结　果或反之逐个加以回归分析或定量比较，在癌症发　病率与城镇水平（包括区域人口密度、城镇居住人　口、居民人口、年龄、性别和工业产值等）的关系，高　血压发病率与城镇人口聚集和交通发展的关系以　及城镇化水平与有害物浓度和循环量增加的关系　等三个方面对城镇化过程的生态风险作出定量评　价。　３．２生态风险评价指标　生态终点：生态终点定义为由于不良事件（通　常为人类活动或自然灾害）对生态系统的作用而导　致的结果。一般生态终点应具有现实的生态学意　义，并易于观测和度量。　Ｅ—Ｓｈ生态风险：在风险投资学中，通常将随机　事件的期望看成适宜值，而将其方差或标准差表征　为风险损失。　风险度：主要用来评价相对风险的大小。通常　定义为随机事件ｘ的标准差＆（Ｘ）与其均值Ｅ（Ｘ）　的比值，即Ｒ＝＆（Ｘ）／Ｅ（Ｘ）。　风险值：风险值用来表示生态系统在不良事件　影响下的整体损失。一般对于特定系统的生态风　险需要考虑各类风险的联合分布。　３．３生态风险评价的研究方法　生态风险评价研究，目前主要内容是关于方法　学的探讨、选择或创新研究，以发展成为系统的科　・６・　学评价体系。从生态风险评价的目的来看，其方法　研究可分为优先权，建立标准或指南，为管理进行　风险评价三类；从生态风险评价的准确程度出发，　可分为定性和定量二类研究方法。应用较多的是　生态风险评价的定性和定量方法。　生态风险的定性研究，可用具有少量定量信息　的效应影响做出评价，为决策过程的调查研究获取　多层次的信息资料，通常建立优先权时，无论是筛　选过程或是排序过程，均可利用定性方法。　定量研究可分为商值法和暴露一反应法两　种　卜　。　最常用的是商值法（比率法），可确定某一特定　的环境污染水平是否有生态学相关性。商值法依　据较易获得的ＬＣ５０、ＬＤ５０指标，因此适于建立优先　权和发展建立标准，局限性是不能预测风险等级或　某一特定污染水平产生某种效应的定量数据。“模　型化的商值法’’试图解决这方面的不足，根据估测　的环境浓度与参照浓度的比例为＜０．１，＝０．１～１０，　＞１０，分别表示为“无关”，“可能有关”，“高度相　关”。估测的环境浓度还可与最大可接受毒性浓度　（ＭＡＴＣ）和ＬＣ５０两项指标比较，从而对污染效应定　量化。暴露一反应法用于估测某种污染物的暴露　浓度产生某种效应的数量。暴露一反应曲线可估　测风险，估测某种污染物的直接影响预期结果（如　引起鱼类数量减少１０％、２０％和１００％的暴露浓度　等）。暴露一反应研究很适用于估测风险发生的数　量，以支持建立某种标准或进行风险管理分析。此　种方法的优点是可适用于多种目的，缺点是在于难　于获得许多化学品和受体结合的暴露一反应数据　资料。　在评价群落和生态系统水平的效应方面，常用　的有两种研究途径，一种是直接评价群落和生态系　统的功能和结构变化，称为“由顶向下”；另一种是　“由底向上”，利用实验室获得的较低层的组织水平　效应的研究结果，推导群落或生态系统变化模型。　通过物理、统计以及数学的方法建立模型，借助实　验室实验手段建立的物理模型是某种过程或系统　的物质表达，可代表其它生态系统中类似的情况或　过程。总结实验结果和观测数据，通过回归、多元　变量分析及其它统计技术建立统计模型。　３．４生态风险评价的技术关键　生态风险的技术关键是确定受体和端点。受　体是生态系统中已受到或可能受到某种污染物或　其它胁迫因子有害影响的组成部分。端点是某种　维普资讯 http://www.cqvip.com

化学品或其它环境胁迫因子对某一受体的特殊典　型危害或潜在危害表现。选择特殊典型的受体与　端点，即选择敏感种类和敏感效应。表一给出了生　态风险评价选择的可能端点　。　表一、生态风险评价的可能端点　４生态风险评价实例研究　李自珍等人　通过建立数学模型，对河西地区　土地盐渍化作出风险评价，对该地区石羊河流域水　资源管理作出风险决策分析；并就单个风险源给出　了一种实用的风险评价方法一盐渍化土壤的盐渍　风险评价建立了数学模型，将灰色系统理论应用于　风险评价，构建了实用的生态风险评价模型　ｊ。何　云峰等人　利用潜在生态风险指数的方法对运河　（杭州段）沉积物中重金属污染进行了生态风险研　究。研究并表明运河（杭州段）沉积物中重金属的　生态风险由大到小的顺序为：Ｃｄ＞Ｈｇ＞Ｃｕ＞Ｐｂ＞　Ａｓ＞Ｚｎ＞Ｃｒ，潜在生态风险评价法较地质积累指数　法能更好地反映出沉积物中重金属的环境污染特　征。周启星等人¨　选择我国小城镇发展较为迅速　的浙中地区，采用变量相关的生态学方法，对其城　镇化过程的生态风险评价作了尝试。李辉霞等　人¨　根据生态风险评价原理，结合太湖流域的自然　特点，提出成因分析法的指标模型，并通过分析太　湖流域八个大中城市的汛期降雨量和地形地貌因　子对洪涝灾害生态风险的影响度，得出各个城市的　洪涝灾害的生态风险度。欧晓明等人¨　将生态风　险评价应用于农药半衰期的测定，提出了测定农药　最大允许半衰期的模型方程，并以克百威为例对该　模型的运用性进行了验证。钱迎倩等人¨　对转基　因植物对农田生态系统和自然生态系统可能带来　的危害以及从基因、基因组、个体、种群以至生态系　统等各级水平上危害的测试的方法，并对风险的判　断作了详细的论述。张学林等¨　提出了区域农业　景观生态风险评价的初步构想，提出了区域农业景　观生态风险评价框架和方法，即：确定生态风险评　价区域尺度一风险识别一剂量一效益关系评价一　暴露评价一风险表征。许学工等人　以黄河三角　洲为例进行了区域生态风险评价理论和方法的探　讨，针对黄河三角洲主要生态风险源洪涝、干旱、风　暴潮灾害、油田污染事故以及黄河断流的概率进行　了分级评价，提出了度量生态损失与生态风险的指　标和公式，分析了风险源的危害作用。评价方法　是：研究区的界定与分析一分析受体分析一风险源　分析一暴露和危害分析一区域生态风险综合评价。　付在毅等人　以辽河三角洲湿地为研究范围进行　了区域生态风险评价理论和方法的探讨，针对辽河　三角洲主要生态风险源进行了分级评价，提出了度　量生态环境重要性和脆弱性的指标，分析了风险源　的危害作用，并运用遥感资料和地理信息系统技　术。王子健等人　测定了ｌ３种取代苯类污染物、　阿特拉精和乙草胺在淮河４个监测断面水、水体沉　积物、鲤鱼中的浓度，计算了上述有机污染物的生　物富集因子（ＢＡＦ）和生物沉积物浓缩因子　（ＢＳＡＦ），通过在现场放置的三油酸酯半透膜采样　器（ＳＰＭＤ）研究，发现用上述污染物在ＳＰＭＤ得到　的三油酸酯沉积物富集因子（ＴＳＡＰ）来代替ＢＳＡＦ，　用于沉积物污染生态风险评价。马德毅等　采用　单因子指数法和Ｈａｋａｎｓｏｎ生态风险指数法，通过分　析长江口珠江口鸭绿江口和辽河口沉积物中典型　污染要素ＰＣＢ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｐｂ和Ａｓ的含量，评价了上　述河口沉积物的质量现状，定量确定了诸河口的潜　在生态风险程度。肖风劲等　提出了森林生态风　险评价的概念并以我国森林生态系统为例，探讨了　森林健康生态风险评价的研究方法，对我国森林健　康的风险进行了综合评价，提出了不同森林风险区　的管理策略。朱琳等　综合了一些生态风险评价　实例，提出一些问题和建议并对生态风险评价理论　研究和环境管理进行了探讨。　５　结束语　随着社会经济的发展，人口的不断增长，环境　问题日益突出，有毒有害物质对于生态系统的危害　是人类不得不面临的问题。生态风险评价的思想　和概念引人生态环境影响评价中，它是评价具有不　确定性的事件在未来发生的概率、强度以及由此而　可能对生态环境造成的损害程度的过程和方法。　应加强生态风险评价的基础理论和技术方法　的研究及法制管理，加强对群落和生态系统水平风　险评价预测模型的建立，并逐步建立、完善生态风　险评价标准方法和指南，发挥生态风险评价在环境　保护和管理中的重要作用，实现可持续发展。　・７・　维普资讯 http://www.cqvip.com

参考文献：　［１３］张尚通，许崇任．转基因微生物生态学及大田释放风　１］付在毅，许学工．区域生态风险评价［Ｊ］．地球科学进　险评价研究　Ｊ　．应用生态学报，１９９７，５（３）：３２５—　展，２００１，１６（２）：２６１—２７１．　３３０．　２］曹洪法，沈英娃．生态风险概述［Ｊ］．环境化学，１９９１，　［１４］何云峰，朱广伟等．运河（杭州段）沉积物中重金属的　ｌ０（３）：２６—２９．　潜在生态风险研究［Ｊ］．浙江大学学报（农业与生命科　［３］Ｍｃｄａｎｉｅｌ　Ｔ　Ｌ，Ａｘｗｌｒｏｄ　Ｌ　Ｊ，Ｓｔｏｖｉｅ　Ｐ．１９９７．Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ　ｏｆ　学版），２００２，２８（６）：６６９—６７４．　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｉｓｋ　ｔｏ　ｗａｔｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ『Ｊ］．Ｒｉｓｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　１　７　［１５］周启星，王如松．城镇化过程生态风险评价案例研究　（３）：２９１—２９８．　［Ｊ　．生态学报，１９８８，１８（４）：３３７—３４２．　［４］Ｓａｎｔｏｍｅｒｏ　Ｍ．Ａ．，１９９５．Ｆｉｎａｎｃｉａｌ　ｒｉｓｋ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ｔｈｅ　［１６　李辉霞，蔡永立．太湖流域主要城市洪涝灾害生态风　ｗｈｙｓ　ａｎｄ　ｈｏｗｓ［Ｊ］．Ｆｉｎａｎｃｉａｌ　Ｍａｒｋｅｔｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ＆Ｉｎ—　险评价［Ｊ］．灾害学，２００２，１７（３）：９ｌ一９６．　ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　４（５）：１—１３．　［１７］欧晓明，雷满香等．生态风险评价及其在农药半衰期　［５］韩丽，戴志军．生态风险评价研究［Ｊ］．环境科学动态，　测定中的应用［Ｊ］．现代农药，２００３，４：７—８．　２００１．３：７一ｌ０．　［１８］钱迎倩，田彦等．转基因植物的生态风险评价［Ｊｊ．植　［６］徐镜波，王咏．生态风险评价［Ｊ］．松辽学刊（自然科学　物生态学报，１９９８，２２（４）：２８９—２９９．　版），１９９９，２：１０—１３．　［１９］张学林，张博．区域农业景观生态风险评价初步构想　［７］李自珍，何俊红．生态风险评价与风险决策模型及其应　［Ｊ］．地球科学进展，２０００，１５（６）：７１２—７ｌ６．　用一以河西走廊荒漠绿洲开发为例［Ｊ］．兰州大学学报　［２０］许学工，布仁：仓等．黄河三角洲湿地区域生态风险评　（自然科学版），１９９９，３５（３）：１４９—１５５．　价［Ｊ］．北京大学学报（自然科学版），２００１，３７（１）：　［８］李自珍，李维德等．生态风险灰色评价模型及其在绿洲　ｌｌｌ—ｌ２０．　盐碱化农田生态系统中的应用［Ｊ］．中国沙漠，２００２，２２　［２１］付在毅，许学工等．辽河三角洲湿地区域生态风险评　（６）：６１７—６２２．　价［Ｊ］．生态学报，２００１，２１（３）：３６５—３７３．　［９］Ｌｏｕｋｓ　Ｏ．Ｌ．，１９８５．Ｌｏｏｋｉｎｇ　ｆｏｒ　ｓｕｒｐｒｉｓｅ　ｉｎ　ｍａｎａｇｉｎｇ　［２２］王子健，吕怡兵等．淮河水体取代苯类污染及其生态　ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ．，３５：４２８—４３２．　风险［Ｊ］．环境科学学报，２００２，２２（５）：３００—３０４．　［１０］殷浩文，水环境生态风险评价程序［Ｊ］．上海环境科　［２３］马德毅，王菊英．中国主要河口沉积物污染及潜在生　学，１９９５，１４（１１）：１１—１４．　态风险评价［Ｊ］．中国环境科学，２００３，２３（５）：５２１—　［１　１］Ｂａｒｎｔｈｏｕｓｅ　Ｌ．Ｗ．，Ｓｕｔｅｒｌｌ　Ｇ．Ｗ．，ｅｔｃ．，１９８８．Ｑｕａｎｔｉ￣　５２５．　ｙｉｎｇ　ｒｉｓｋｓ　ｏｆ　ｔｏｘｉｃ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｏｎ　ａｑｕａｔｉｃ　ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｅｏ—　［２４］肖风劲，欧阳华等．中国森林健康生态风险评价　Ｊ］．　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ　．Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ　１７：１４８７—１４９２．　应用生态学报，２００４，１５（２）：３４９—３５３．　ｌ２］Ａｒｎｔｈｏｕｓｅ　Ｉ　．Ｗ．，Ｓｕｔｅｒｌｌ　Ｇ．Ｗ．，１９８８．Ｕｓｅ　Ｍａｎｕａｌ　ｆｏｒ　［２５］朱琳，佟玉洁．中国生态风险评价应用探讨［Ｊｊ．安全　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｃ］．ＯＲＮＬ，６２５　１．　与环境科学，２００３，２３（３）：２２—２４．　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｅｅｏｌｏｇｉｅａｌ　Ｒｉｓｋ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ＨＯＵ　Ｓｈａｏ——ｇａｎｇ　ＺＨＡＮＧ　Ｙａｎ——ｑｉｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎ　Ｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｙａｎｇ　４５５０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ（ＥＲＡ）ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒｔ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｉｎ　ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ＥＲＡ，ｔ￣ｋｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｕ＇　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ａｓｓｅｓｓｉｎｇ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｉｓｋ　（责任编辑郝安林）　・８・