生態環境評估
A. 濕地生態環境效益評估
南水北調中線一期工程受水區主要的濕地包括:天津的八門城、爾王莊、大黃堡、七裏海、團泊窪、北大港等共計 50207hm2,河北的永年窪、文安窪、白洋淀、南大港、衡水湖、楊埕共計56518hm2,河南的豫北黃河故道、花園口黃河河灘共計4530hm2,三者合計111255hm2。近年來由於這些地區城市和工業用水大量擠占生態環境用水,上述濕地面積迅速萎縮,造成其生態系統服務損失嚴重。南水北調中線一期工程可以減少城市和工業用水對受水區濕地水源的擠占,遏制其萎縮趨勢,恢復其生態系統健康狀況。基於上述事實,本研究假定如果不實施南水北調中線一期工程,受水區的濕地生態系統將迅速萎縮、消失,而南水北調中線一期工程的實施可以阻止這種情況出現。據南水北調中線工程規劃報告及其一期工程可研報告,南水北調中線一期工程實施後,受水區濕地可增加的面積共計為7787.85 hm2,據此推測出河南受水區濕地可增加的面積共計為317.1hm2。根據式(6.21),則南水北調中線一期工程能夠給河南受水區在濕地生態系統方面帶來的年度生態環境效益價值為3891.31萬元(表7.8)。
表7.8 南水北調中線一期工程濕地生態系統生態環境效益
B. 城市綠地生態系統生態環境效益評估
在生態水文分區的基礎上,推算受水區各城市生態環境的配水量,這是進行生態環境影響效益評估的重要一環。根據7.1.1中河南省各縣(市)綠地用水量比例及表7.1可以知道北調水用於保育城市綠地生態系統的水量(表7.4)。
表7.4 中線一期工程北調水中用於保育河南受水區城市綠地生態系統的水量
據此,結合南水北調河南受水區生態水文分區結果,可以得出各分區的綠地用水量。需要指出的是,由於南水北調中線工程可研報告中北調水量的分配僅具體到地市級,而本研究分區是以縣為分區單元的,所以,當同屬某個地市的縣分別位於不同生態水文區時,本研究綜合考慮該縣(市)的人口、經濟等因素,將該地區的分水量進行了細分。單位面積城市綠地年用水量,本研究取值為 2000m3/hm2。根據綠地用水量以及單位面積用水量可得出北調水可保育的各城市綠地面積(表7.5)。
表7.5 河南受水區北調水可保育綠地面積
根據式(6.5)~式(6.20)可計算出南水北調中線一期工程通過保育河南受水區城市綠地生態系統能夠產生的生態環境效益物質量和價值量(表7.6,表 7.7),則南水北調中線一期工程能夠給受水區城市綠地生態系統帶來的年度生態環境效益價值為301627.76萬元。
表7.6 南水北調中線一期工程河南受水區受保育城市綠地生態系統的生態環境效益物質量
表7.7 南水北調中線一期工程河南受水區受保育城市綠地生態系統的生態環境效益價值量
C. 生態風險評估是什麼
生態風險評價的概念、目的
美國於70年代開始生態風險評價工作的研究。EPA在1992年對生態風險評價作了定義,即生態風險評價是評估由於一種或多種外界因素導致可能發生或正在發生的不利生態影響的過程。其目的是幫助環境管理部門了解和預測外界生態影響因素和生態後果之間的關系,有利於環境決策的制定。生態風險評價被認為能夠用來預測未來的生態不利影響或評估因過去某種因素導致生態變化的可能性。
生態風險評價基於兩種因素:後果特徵以及暴露特徵。主要進行三個階段的風險評價:問題的提出、問題分析和風險表徵。美國在1992年就形成了生態風險評價框架,1998年進行了修改。
生態風險評價與環境管理存在以下聯系,能夠有效地用於環境決策的制定:
(1)生態風險評價的計劃和執行是給環保部門提供關於不同的管理決策所產生的潛在不利後果。風險評價首先考慮環境管理的目標,因此生態風險評價的計劃有助於評價的結果用於風險的管理。
(2)生態風險評價有利於環境保護決策的制定。在EPA,生態風險評價被用於支持多類型的環境管理行為,包括危險廢物、工業化學物質、農葯的控制以及流域或其他生態系統由於多種非化學或化學因素產生影響的管理。
(3)生態風險評價過程中,需要不斷利用新的資料信息,能夠促進環境決策的制定。
(4)生態風險評價的結果可以表達成生態影響後果的變化作為暴露因素變化的函數,對於決策制定者——環境保護部門非常有用,通過評估選擇不同的計劃方案以及生態影響的程度,確定控制生態影響因素,並採取必要的措施。
(5)生態風險評價提供對風險的比較、排序,其結果能夠用於費用—效益分析,從而對改變環境管理提供解釋和說明。
生態風險評價在美國和其他歐洲國家得到廣泛的應用,並有明顯的優點,這並不意味著它是惟一的管理決策的決定因素,環境保護部門還要考慮其他因素,如制定法律法規,社會、政治和經濟方面的因素也可以引導環境保護部門採取措施。
事實上,將風險減少到最低限度將會付出很大的代價,或者從技術上是不可行的,但是在環境決策制定的過程中,必須加以考慮。
3 生態風險評價過程
美國EPA對生態風險評價工作有較成熟的方法和資料庫,並且做了大量的生態風險評價工作。一般分為以下過程:(1)制訂計劃,根據評價內容的性質、生態現狀和環境要求提出評價的目標和評價重點;(2)風險的識別,判斷分析可能存在的危害及其范圍;(3)暴露評價和生態影響表徵,分析影響因素的特徵以及對生態環境中個要素的影響程度和范圍;(4)風險評價結果表徵,對評價過程得出結論,作為環保部門或規劃部門的參考,作為生態環境保護決策的依據。生態風險評價框架見圖1。
4 我國生態風險評價的調查研究
我國的風險評價工作起步較晚,在化工項目,易燃、易爆、有毒化學品等方面作過大量的工作,但是還沒有導則參照執行。生態風險評價我國已經作過一些研究工作,但是還難於系統的應用與環境影響評價當中,原因是生態風險評價不同於化學物質和物理變化能夠直觀的評價對環境的破壞。生態風險評價需要大量的基礎數據和生態調查,以及評價方法的研究,美國於1998年才頒布了生態風險評價的導則。根據我國目前的環境影響評價現狀,生態項目是我國環境影響評價的重點拓展領域。由於生態項目所在地的差別,使項目類型千差萬別,每個項目的環境影響有所不同。對我國西部地區大規模的區域開發建設、重大項目建設所造成的生態影響,生態風險評價的研究成果給環境保護部門提供決策依據。
生態風險評價工作的開展,不僅需要的大量的生態系統環境調查,還需要大量的試驗研究、評價模型的論證等。如毒性物質生態風險評價(整體模型見圖2),需要以下研究工作:
圖1 生態風險評價框架
(1)不同生物種類、生長階段、棲息地的調查;
(2)毒性物質在環境中遷移轉化的調查研究;
(3)暴露的毒性物質對不同生物種類的不同生長階段的影響。
D. 地表生態系統生態環境效益評估方法
6.2.1 地表生態系統總效益評估方法
6.2.1.1 地表生態系統總生態環境效益評估程序
根據前面的研究,地表生態系統總生態環境效益評估程序可用圖6.1表示:
圖6.1 生態系統服務價值評估程序
Fig.6.1 Ecosystem service value evaluation proceres
6.2.1.2 地表生態系統總效益分類與分析
本研究主要針對河南受水區的水土保持林生態系統、城市綠地生態系統和濕地生態系統進行生態環境影響效益評估。其中,水土保持林生態系統的生態環境效益主要包括土壤保持、固碳釋氧、凈化大氣環境等;城市綠地生態系統的生態環境效益主要包括土壤保持、固碳釋氧、凈化大氣環境、水源涵養、調節小氣候和殺菌等方面;濕地生態系統的生態環境效益主要包括水資源調節、水質凈化、大氣調節等方面。
6.2.1.3 地表生態系統生態環境總效益評估方法
根據已有研究,提出南水北調中線一期工程對受水區帶來的生態環境效益及其價值計算公式。本研究區生態環境影響效益總價值可用式(6.1)表示:
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B為區域生態環境影響效益總價值;Bij代表第i類典型生態系統第j項生態環境效益價值;Dij代表第i類典型生態系統第j項生態環境效益的單位價值;Ai代表第i類典型生態系統的面積;Cij為單位面積第i類典型生態系統每年產生的第j種生態環境效益的能力;Sij為在利用市場價值法或非市場價值法等計算第i類典型生態系統產生的第j種生態環境效益時,採用的替代價格或成本。式(6.1)是總體思路,具體到每種生態系統服務價值的計算時,因生態系統服務本身的特點,本書選取了多種具體計算方法。
地表生態系統主要針對受水區的水土保持林生態系統、城市綠地生態系統和濕地生態系統進行生態環境影響效益評估。將水土保持林生態系統、城市綠地生態系統和濕地生態系統生態環境效益分別表示為B1、B2、B3,則有如下公式:
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
總的來說,生態環境效益物質量的評估方法比較一致,物質量評價方法在後面具體介紹;生態環境效益價值量的評估方法比較靈活,且結果具有可加、可比性。受水區生態環境效益的貨幣價值一律通過物價指數換算摺合為按 2005年價格標准價計算的價值。「5.1.6」中,對生態系統服務價值評估的方法作了介紹,本書根據這些方法的適用性結合研究區內生態系統特點,提出了對應的價值量評價方法。價值量評價方法主要運用了影子價格法、影子工程法、機會成本法和費用分析法,具體的價值量評價方法如下:
(1)影子價格法
如「5.1.6」所述,經濟學家利用替代市場技術,先尋找「環境商品」的替代市場,再以市場上與其相同的產品價格來估算該「環境商品」的價值,這種相同產品的價格被稱為「環境商品」的「影子價格」。影子價格法的數學表達式為:
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:V為生態系統某項服務的價值;Q為該項服務的量;SP為該項服務的影子價格。
例如,評價水土保持林提供氧氣的經濟價值時,先計算出水土保持林每年提供氧氣的總量並假設這些氧氣可用於市場交換,再以氧氣的市場價格作為「影子價格」,計算出水土保持林提供氧氣的經濟價值。碳稅法是將生態系統每年固定CO2的量乘以碳稅的影子價格,從而得出生態系統固定CO2價值的一種方法,也屬於影子價格法。另外,本研究在計算凈化空氣效益時也採用本方法進行評估。
(2)機會成本法
機會成本指的是在其他條件相同時,把一定的資源用於生產某種產品時所放棄生產另一種產品的價值,或利用一定的資源獲得某種收入時所放棄的另一種收入。本研究在林地或綠地固持土壤效益中採用了機會成本法。
(3)費用分析法
用恢復或防護一種資源不受污染所需的費用來作為環境資源破壞帶來的最低經濟損失,即恢復費用法和防護費用法。
本書運用了費用分析法中的恢復費用法來評估林地或綠地保持土壤肥力的能力。林地破壞的直接後果之一就是隨著水土流失,損失了土壤中的養分。為了恢復流失掉的土壤養分,可以通過施用化肥的辦法進行補償,則所施用的化肥的數量乘以化肥的市場價格之積,就可以作為林地或綠地保持土壤肥力的價值。
(4)影子工程法
又稱替代工程法,是恢復費用法的一種特殊形式。影子工程法是在生態系統遭受破壞後人工建造一個工程來代替原來的生態系統服務功能,用建造新工程的費用來估計環境污染或生態破壞所造成的經濟損失的一種方法。其數學表達式為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:V為生態系統某項服務的價值;G為替代工程的造價;Xi為替代工程中i項目的建設費用。
當生態系統生態效益的價值難以直接估算時,可藉助於能夠提供類似功能的替代工程或影子工程的費用,來替代該環境的生態價值。如綠地具有涵養水源的功能,這種生態系統服務功能很難直接進行價值量化。於是,可以尋找一個影子工程,如修建一座能儲存與綠地涵養水源量同樣水量的水庫,則修建此水庫的費用就是該綠地涵養水源的生態服務價值。另外,在綠地防止泥沙滯留和淤積的效益時也運用了此方法。
地表生態系統生態環境效益具體評估方法如下:
6.2.2 水土保持林生態環境效益評估方法
根據國家林業局頒布的《森林生態系統服務功能評估規范》(LY/T 1721—2008),森林生態系統服務功能主要包括森林在涵養水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養物質、凈化大氣環境、森林防護、生物多樣性保護和森林遊憩等方面提供的生態服務功能;森林生態系統服務功能評估即對森林服務功能開展的實物量與價值量的評估。
本研究中的水土保持林是指南水北調中線一期工程實施過程中,為保護環境在乾渠沿線實施的水土保持措施中增加的水土保持林。由於南水北調中線一期工程的水土保持林是線性分布在供水線路兩側,沿線長度較長,但並未形成大片林地,涵養水源作用對於線形的防護林來說並不突出,故不考慮其涵養水源的效益。另外,根據研究目的,本研究探討的僅是南水北調中線一期工程實施後,對河南受水區帶來的生態環境方面的效益,故不考慮其積累營養物質、森林防護、生物多樣性保護和森林遊憩等方面的功能。經分析,本研究僅探討水土保持林的土壤保持、固碳釋氧、凈化大氣環境三方面的生態環境效益,其評估指標如圖6.2所示。評估即對水土保持林生態系統的實物量與價值量進行評估,評估方法和單位價值量參考《森林生態系統服務功能評估規范》(LY/T 1721—2008),不足部分結合國內相關區域研究成果進行補充。
圖6.2 水土保持林生態環境效益評估指標體系
Fig.6.2 Index system of ecological environment benefit evaluation of soil and water conservation forest
水土保持林生態環境效益(B1)主要包括土壤保持(B11)、固碳釋氧(B12)、凈化大氣環境(B13),用公式可表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
具體評估方法如下:
6.2.2.1 土壤保持效益
水土保持林土壤保持效益(B11)主要包括固持土壤效益、保肥效益及防止泥沙滯留和淤積效益,評估方法如下:
(1)固持土壤效益
A.固持土壤實物量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B11實為林分年固土量,t/a;A1為水土保持林面積,hm2;C11為單位面積林地每年防止土壤侵蝕的能力,取值為11.11t/hm2。
B.固持土壤價值量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B11價為固持土壤效益值,萬元/a;ρ為土壤容重,取1.39t/m3;B11實為林分年固土量,t/a;根據土壤侵蝕量和土壤耕作層的平均厚度來推算土地面積減少面積。以我國耕作土壤的平均厚度h=0.5m作為林地的土層厚度,則可計算出每年可能保持的土壤面積S,hm2。根據調查,我國林業生產的平均收益取S11=263.58元 /hm2/a,對林地採用其生產的機會成本,即可估算林地固持土壤的經濟價值。
(2)保肥效益
A.減少養分流失量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
B.保肥效益價值量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
(3)防止泥沙滯留和淤積的效益
A.防止滯留和淤積的泥沙量
據統計,全國土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積於水庫、河湖,則水土保持林防止滯留和淤積的泥沙量可用式(6.10)表示:
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
B.防止泥沙滯留和淤積的價值量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
6.2.2.2 固碳釋氧效益
固碳釋氧效益(B12)指水土保持林固定CO2和供給O2的經濟價值。
(1)固碳釋氧實物量
根據植物光合作用方程式,植物形成1t干物質需要1.63t CO2,放出1.2t O2。據測定,中國北方森林的CO2吸收率為l12=13.6t/hm2。用公式表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B12實為固碳釋氧實物量,t/a;A1為增加的水土保持林面積,hm2。
(2)固碳釋氧價值量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B12價為固碳釋氧效益值,萬元/a;S12為固碳價格,採用瑞典碳稅率,即S12=1200元/t;
6.2.2.3 凈化大氣環境效益
(1)吸收污染物和滯塵效益(
吸收污染物和滯塵效益主要包括吸收有害氣體SO2的效益(B131)、吸收氟化物的效益(B132)、吸收氮氧化物的效益(B133)和吸收粉塵的效益(B134)。
A.吸收污染物和滯塵的實物量(
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B13實′為吸收污染物和滯塵的實物量,kg/a;A1為增加的水土保持林面積,hm2;C131為單位面積林地吸收SO2 的能力,據《中國生物多樣性經濟價值評估》中的數據,闊葉林吸收SO2平均值為88.65kg/hm2,針葉林吸收SO2 平均值為215.60 kg/hm2,本書取其較小值88.65 kg/hm2;C132為單位面積林地吸收氟化物的能力,據北京市環境保護科學研究所測定,闊葉林和常綠樹吸收氟化物平均值分別為4.65kg/hm2、0.50 kg/hm2,本書取其較小值0.50 kg/hm2;C133為單位面積林地吸收氮氧化物的能力,據測定,當氮氧化物的發生量為1067000t時,森林的吸收量為6.0 kg/hm2;C134 為單位面積林地吸收粉塵的能力,據《中國生物多樣性經濟價值評估》中的數據,針葉林的滯塵能力為33.2t/hm2,闊葉林的滯塵能力為10.11t/hm2,本書取其較小值10.11t/hm2。
B.吸收污染物和滯塵的價值量(
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
(2)降低噪音效益(
目前對森林生態系統降低雜訊價值的估算方法是以造林成本的15%計,本研究也以此作為估算減弱雜訊效益的標准。用公式表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:
6.2.3 城市綠地生態環境效益評估方法
城市綠地生態系統的生態環境效益(B2)主要包括土壤保持(B21)、固碳釋氧(B22)、凈化大氣環境效益(B23)、水源涵養(B24)、調節小氣候(B25)、殺菌(B26)等方面。前3種生態環境效益評估方法與水土保持林生態系統類似,下面僅介紹後3種生態環境效益評估方法。
(1)水源涵養效益(B24)
A.水源涵養實物量
涵養水源的物質量可以由受水區城市綠地面積和單位林地的水源涵養能力得出:
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B24實為受水區城市綠地生態系統水源涵養量,m3/a;Ai為引江水可保育的某一城市的綠地面積,hm2;C24為單位面積城市綠地每年的水源涵養能力,據調查可以取值為1105m3/hm2。
B.水源涵養價值量
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B24價為受水區城市綠地生態系統水源涵養效益值,萬元/a;S24為影子工程成本,採用目前的單位庫容造價,根據 1993~1999年《中國水利年鑒》平均水庫庫容造價為 2.17 元/t,計算當年價格指數為 2.816,則單位庫容造價為6.11 元/t。
(2)調節小氣候效益(B25)
城市植被改善小氣候效應最明顯表現在降溫和增濕兩方面。綜合國內外研究情況,綠化能使局地氣溫降低3~5℃,最大可降低12℃,增加相對濕度3%~12%,最大可增加33%。用公式表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B25為調節小氣候效益值,萬元/a;Ai 為引江水可保育的某一城市的綠地面積,hm2;CS25為城市綠地生態系統每年調節氣溫的影子價格,取78019元/hm2。
(3)殺菌效益(B26)
殺菌效益的評估方法採用《北京市森林資源價值》一書中的估算方法,即北京市森林資源殺菌效益占總環境效益的1%。用公式表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
6.2.4 濕地生態環境效益評估方法
濕地生態系統的生態環境效益主要包括水資源調節、水質凈化、大氣調節等功能。用公式表示為
南水北調中線工程河南受水區生態環境效益評估
式中:B3為濕地生態系統效益值,萬元/a;A3為北調水可保育的濕地面積,hm2;CS3 為濕地每年能產生的公益價值。根據Costanza的研究並結合國內關於濕地生態服務功能的研究成果,同時考慮到研究區濕地生態系統的具體特徵,CS3 為122715.5元/hm2,這里以此作為研究區濕地生態系統的單位價值。
E. 地表生態系統生態環境效益評估概念與原則
6.1.1 概念界定
南水北調中線一期工程河南受水區地表生態系統生態環境效益指的是南水北調中線一期工程通水後,使河南受水區內各種地表生態系統在原有生態系統服務功能基礎上所產生的生態系統服務功能的增量。這里的地表生態系統主要是指南水北調中線一期工程通水後,河南受水區乾渠沿線人工水土保持林、受水區城市綠地和濕地生態系統。
6.1.2 評估原則
本研究根據生態學和經濟學等相關理論,結合南水北調中線一期工程河南受水區具體情況,開展對該地區的生態環境效益分析。評估應遵循以下原則:
6.1.2.1 生態環境影響效益值是預測值
需要指出的是,本研究進行評價的基礎數據是南水北調中線一期工程使河南受水區城市綠地、濕地和水土保持林等主要的典型生態系統所增加的水量和綠地面積,而所增加的水量和綠地面積主要來源於《南水北調工程總體規劃》和《南水北調中線一期工程可行性總體報告》,均是預測值,因此所計算出的生態環境效益評價值也是預測值,是潛在效益。這些潛在效益能否實現不僅依賴於南水北調工程的建設,而且依賴於南水北調工程的運營和相關地區的社會經濟發展狀況,尤其依賴於北調水的調配使用和受水區的生態環境管理。
6.1.2.2 生態環境影響效益取較小值
本研究只考慮北調水和河南受水區當地水源聯合調配的情況下,該受水區各種生態系統可獲得的水量和綠地面積增加後能使這些生態系統提供服務的能力各自增強多少,並不考慮系統間的連鎖反應。生態系統服務功能是多種多樣的,本研究主要討論生態環境方面的效益,根據具體情況,僅針對其中一些主要生態系統服務進行定量評估。另外,出於謹慎原則,在面對北調水在某些生態系統服務上可以產生一定范圍的效益時,均採用其中的較小值。
6.1.2.3 生態環境影響效益為年度效益
為了充分發揮價值量評估具有可加、可比性的特點,本研究所做的是年度效益評價,即北調水在南水北調中線一期工程實施後,每年可以為河南受水區帶來的年度生態環境效益。
F. 生態環境材料的生態環境材料的評價
目前通常採用生命周期評價(Life cycle assessment,LCA)的基本概念、原則和方法對材料或產品進行環境行為評估。國際標准化組織(IS014040:2005)對LCA的定義:對一個產品系統的生命周期輸入、輸出及其潛在環境影響的匯編和評價。生命周期是指產品系統中前後銜接的一系列階段,包括產品原材料的提取與加工、製造、運輸和銷售、使用、再使用、維持、循環回收,直至最終處理。在LCA研究中有四個階段:1)目標和范圍的確定;2)清單分析;3)影響評價;4)解釋。
G. 生態環境現狀評價
9.5.2.1 評價方法
一個群落中的種類多樣性是群落生態組織水平的獨特的、可測定的生物學特性,是反映群落功能的組織特性,種類的多樣性指數能夠反映水環境污染造成群落結構的明顯變化。藻類的污染指數是從藻類的生態學特性來指示水環境污染程度的,根據需要,這里採用了多樣性指數和硅藻指數法進行評價 (葉文虎等,1994; 金嵐等,1992) 。
Margalef 多樣性指數 (Karydis M et al.,1996) 為:
煤礦塌陷塘環境生態學研究
式中: S 為藻類種群數; N 為藻類總個體數; D 的取值以 2.5 為界,小於 2.5 者為環境受到嚴重干擾。
硅藻指數 (葉文虎等,1994) 為:
煤礦塌陷塘環境生態學研究
式中: A 為不耐有機污染的種類數; B 為對有機污染無特殊反應的種類數; C 為污染區內獨有生存的種類數。
9.5.2.2 評價結果及分析
由表3.2 可知,春、秋兩季大通塘、謝二塘和潘三塘水體的 pH = 7.01 ~ 8.72,表明水都略呈鹼性。葉綠素含量的次序為: 大通塘 < 潘三塘 < 謝二塘,這與水域中浮游植物的多少有關,3 個塌陷塘中的浮游植物生物量也證實了這一點。橫向比較可以看出,在溫度較高的 9 月份,謝二塘和潘三塘對應的浮游植物葉綠素 a 含量都較 4 月份高 2 倍多,大通塘 9 月份和 4 月份葉綠素 a 含量基本接近 (參見表3.6) ,說明浮游植物的生長受溫度的直接影響 (王振紅等,2005) 。
氮、磷是浮游植物生長所需的主要營養鹽,水體中富含磷、氮營養物質會造成水體中浮游植物的異常繁殖,帶來的後果就是水體的富營養化 (蔣因梅等,2004) 。
縱向比較可以發現,謝二塘的總磷和總氮都遠遠超過營養化指標值,處於富營養化水平,而潘三塘總磷和總氮濃度基本在營養化指標以下,大通塘則只有總氮超過營養化指標,並且潘三塘和謝二塘都是中心的總磷和總氮高於邊緣的,這是水深不同的緣故。只有大通塘的東岸邊采樣點的磷和氮的含量高於中心采樣點,這是由於附近有小型煤窯、塑料廠等在東岸邊排放工業污水的緣故。
對照表9.15 可以看出,大通塘中藻類種類與個數均為中等,浮游植物中硅藻和綠藻較多,還有相當數量的甲藻,浮游動物中常見針棘匣殼蟲 C.aculeata,都表現出寡污帶的生物學特點。謝二塘中藻類的種類和數量均較多,說明該水域中營養物質豐富,含量較多,水中浮游植物以藍藻、綠藻和硅藻居多,浮游動物中缺刺秀體溞 D.aspinosum、螺形龜甲輪蟲 K.cochlearis 常出現,該水域屬於中污帶—寡污帶。潘三塘中藻類種類和數量均較多,綠藻和藍藻占相當大的比例,浮游動物中萼花臂尾輪蟲 B.calyciflorus 較多,呈現出中污帶—寡污帶的特點。
依據 《地表水環境質量標准》 (GB3838—2002) 中幾個指標的標准限值 (表9.16) ,結合 3 個塌陷塘的理化指標數據對評價區進行水質分級: 大通塘和謝二塘屬於Ⅴ類水質標准,適用於農業用水區及一般景觀要求水域; 潘三塘達到Ⅳ類水質標准,主要適用於一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區。
表9.16 湖泊水庫特定項目標准值
Margalef 多樣性指數是衡量種類多樣性的基於藻類種群數與藻類個體總數的對數之間線性關系的一個指標 (式 9.30) 。從塌陷塘藻類多樣性指數 (表9.17) 可以看出,大通塘、潘三塘的藻類多樣性指數無顯著性差異,均屬輕度污染水域。謝二塘中藻類多樣性指數相對偏低,表明此水域污染較重,屬於中度污染。根據硅藻指數劃分污染帶的標准(表9.18) ,結合表9.17 中塌陷塘的藻類硅藻指數,可以將 3 個塌陷塘水體大體劃分為兩個污染帶: 潘三塘和謝二塘屬於β - ms (乙型中污帶) ,大通塘屬於 os (寡污帶) 。
表9.17 3 個塌陷塘中藻類多樣性指數與硅藻指數
(據辛曉雲等,2000)
表9.18 硅藻指數劃分污染帶標准
葉綠素 a 是水體中浮游植物生物量的綜合指標,是富營養化水體監測中一個重要的生物學參數。分析其含量則可以了解水域中生物量的狀況及其富營養化程度,是治理水體富營養化的基礎,對有效地管理和利用水體具有重要的作用。參照 OECD 湖泊營養狀態的chla 的劃分 (Environment Assessment Report NO.4,1999) 和選用標准,再結合 3 個塌陷塘中葉綠素 a 的含量 (參見表3.6) ,分析得出: 大通塘屬於貧營養化; 謝二塘富營養化狀態; 潘三塘屬於中度營養型。這與灰色局勢決策法對 3 個塌陷塘營養狀態評價結果是一致的。
通過對 3 個塌陷塘測定指標的縱橫向比較分析,得出評價區的水質特徵:
(1) 各塌陷塘中葉綠素 a 含量: 大通塘 < 潘三塘 < 謝二塘,葉綠素 a 含量與溫度成正比關系,說明適宜的溫度是浮游植物生長的重要因素。
(2) 3 個塌陷塘的水質分級: 大通塘和謝二塘屬於Ⅴ類水質標准,潘三塘達到Ⅳ類水質標准。
(3) 塌陷塘的污染狀況: 大通塘屬於輕度污染,謝二塘屬於中度污染,潘三塘屬於中輕度污染。
(4) 水質生物學評價結果: 大通塌塘屬於 os (寡污帶) ,潘三塘和謝二塘屬於β - ms(乙型中污帶) 。
(5) 富營養化程度劃分: 大通塘是貧營養型,謝二塘是富營養型,潘三塘是中營養型。
塌陷區水域的水質狀況是自然因素與人為因素共同作用的結果,在礦井報廢後的塌陷區水域 (如大通塘) ,受外界的干擾逐漸減少,內含的有機物由於水體的自凈作用將有所減少,水體中浮游生物的種類與數量也將隨之減少。而正在受煤礦開采影響的塌陷區水域(如謝二塘、潘三塘) ,由於有生產、生活廢水的排入和塌陷前的農田作物腐爛,水中營養物質比較豐富,浮游生物種類和數量均較多。塌陷區水域中的浮游生物的種類和數量還同塌陷區水域的面積、深度有關。塌陷區水域已經受到不同程度的污染,為能有效地治理和利用這一特殊水體,加強對水體的監管勢在必行。
H. 河流域生態環境調查與評估 是寫什麼有個樣子嗎
汾河流域是中國黃河的第二大支 流,作為山西母親河的汾河流域,如今的水資源依然十分有限,隨著流域內農業、工業的快速發展,使得流域內環境承載壓力更大,並且引起了日益嚴重的流域生態 環境質量問題。對流域生態環境質量進行評價,分析其變化規律,能夠更好的保護和治理汾河流域生態環境。 本文在對汾河流域自然資源、地理位置、人類活動等信息進行分析之後,選擇參考環境保護總局發布的《生態環境狀況評價技術規范》進行生態環境質量的評價;一 方面,選擇70年代、1993年和2009年三個時間段進行汾河流域生態環境質量的評價,通過進行時序分析,以獲得汾河流域生態環境質量變化趨勢;另一方 面,在進行生態環境質量評價時選擇了不同的尺度:上中下流域、行政地區、小流域,從三個不同尺度去揭示汾河流域生態環境質量,以獲得汾河流域不同尺度下生 態環境質量的狀況,為流域保護和治理提供指導。同時,為了確保生態環境質量評價的精度,本文在利用遙感數據提取流域信息和生態環境質量評價指標時,根據影 像的光譜特性和地物特徵,在提取不同地物信息時選擇不同的方法,如歸一化植被指數、歸一化差異水體指數、閾值法、譜間關系法、監督分類與非監督分類相結 合,以及在提取出一種地類信息後製作掩膜對影像進行裁剪以達到減少「同物異譜、同譜異物」現象的方法,最後,結合以上方法提取的信息,進行人機交互解譯, 以提高信息提取的精度。此外,本文還探討了流域生態環境質量的垂直地帶性及與地貌類型的關系,從多角度研究生態環境質量的分布規律。最後對流域生態環境質 量變化進行了自然驅動力和人為驅動力分析,並對汾河流域的治理提出建議。 研究結果證明,通過遙感與GIS技術,選取不同方法對流域信息進行提取,從多尺度進行生態環境質量評價,選擇多時期數據進行生態環境質量的時序分析是可行 的,對流域生態環境的保護和治理具有重要的指導意義。
I. arcgis中生態環境評價重分類了四類,優良中差,如怎麼統計平原地區生態環境為差的面積
北 京 交通大 學 碩士 學位論 文 中 文摘 要 中文摘要 目前,北京市生態安全狀態雖然處於穩定狀態,但急需加強調控措施,維護
並提高城市生態安全總體狀況。城市生態建設中,生態安全評估預警對保護及建
設起到了宏觀監控及輔助作用,但傳統評估建立在數據分散、依靠人工計算及統
計分析的基礎上,存在較多局限和缺陷。基於GIS信息進行生態環境建設的分
析、輔助指導及相關應用已經成為GIS應用的熱點。結合GIS信息,建立城市
生態評估預警系統,使得生態評價信息可讀性較高、直觀全面並且提升評價效率,
以及預警功能為生態建設決策
J. 生態環境影響效益評估體系
南水北調工程是我國跨流域和跨省市的基礎性與戰略性的重大水資源配置工程,工程的實施將對調水區和受水區的生態環境產生深遠影響。目前有關南水北調工程對調水區生態環境影響的研究已取得大量有益成果,然而有關南水北調工程對受水區生態環境影響的定量研究卻很少,並且評估的理論與方法也遠不夠完善。根據南水北調中線工程可行性研究報告和規劃,南水北調中線一期工程通水後,北調水除用於必需的生產、生活和工業外,也將用於生態環境方面。南水北調中線一期工程以及用於生態環境方面的北調水給受水區,特別是河南受水區,帶來的生態環境效益即是我們要研究的對象。
南水北調中線一期工程河南受水區生態環境效益即指的是南水北調中線一期工程通水後,使河南受水區各種地表生態系統在原有生態系統服務功能基礎上所產生的生態系統服務功能的增量。
本研究在前人研究的基礎上,根據生態學、生態經濟學、環境經濟學、環境水利學、生態環境影響評價理論及生態系統生態服務價值等基本理論,以受水區生態水文分區為基礎,從物質量與價值量兩個層面定量研究南水北調中線一期工程通水後對河南受水區帶來的生態環境效益,旨在為制定南水北調中線一期工程河南受水區生態環境保護規劃和水資源管理策略以及為進行南水北調中線一期工程的總體評估提供科技支撐。
本書探討的河南受水區生態環境效益主要指的是該研究區的地表生態系統生態環境效益,包括工程實施過程中,通過水土保持措施而增加的水土保持林生態系統,北調水可保育的城市綠地生態系統,以及北調水補給的濕地生態系統(值得指出的是,由於北調水對河流增加的供水量缺乏數據支撐,故地表生態系統中的河流生態系統未列入本研究的范圍之內)。