生态风险评价发展历程与评价方法
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生态风险评价兴起及发展趋势简介一、前言人类经历了19 世纪工业革命之后,在区域经济持续发展的同时,人类活动也引发了一系列生态环境问题,如大量物种灭绝、土地退化和全球变暖等,致使环境质量急剧下降,严重影响了人类的生活质量,并制约着社会和经济的可持续发展。
为了抑制区域生态环境的恶化,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,在环境评价方面也不断深化[12] 。
风险评价开始于1980 年代,经历了二十几年的发展,评价内容、评价范围、评价方法都有了很大的发展。
由单一化学污染物、单一受体发展到大的时空尺度[13] 。
1980 年代风险评价以单一化学污染物的毒理研究到人体健康的风险研究为主要内容;1990 年代,风险评价开始作为一种管理工具,风险受体扩展到种群、群落、生态系统、景观水平,风险源开始考虑多种化学污染物及各种可能造成生态风险的事件;20 世纪90 年代末至今,风险源范围进一步扩大,除了化学污染、生态事件外,开始考虑人类活动的影响(如城市化、土地覆被变化、渔业、气候变化等) ,评价范围也扩展到流域及景观区域尺度。
二、风险评价的兴起风险评价兴起于七十年代几个工业发达国家,尤以美国在这方面的研究独领风骚。
在短短20多年中,就环境风险评价技术而言,大体上经历了四个时期:1. 20 世纪80 年代以前的萌芽阶段七十年代至八十年代初,风险评价处于萌芽阶段,风险评价内涵不甚明确,最早的环境风险评价代表作是由美国原子能委员会提出的一份“大型核电站中重大事故的理论可能性和后果”的研究报告[14] ,其目的在于减少核电工程事故的风险损失,早期的环境风险评价(20 世纪70~80 年代初) ,风险源以意外事故发生的可能性分析为主,没有明确的风险受体,更没有明确的暴露评价和风险表征,整个评价过程以简单的定性分析为主,处于萌芽阶段仅仅采取毒性鉴定的方法。
2. 20 世纪80 年代的发展阶段——人体健康评价阶段八十年代中,风险评价得到很大的发展,为风险评价体系建立的技术准备阶段。
环境影响评价的生态环境风险评估为了保护环境并确保人类活动对生态系统的影响可控,环境影响评价(Environmental Impact Assessment, EIA)成为当今社会发展中不可或缺的一个环节。
而其中的生态环境风险评估,更是在评估活动对生物多样性、生态稳定性和生态系统功能的潜在危害性起到了重要作用。
一、生态环境风险评估的概念和意义生态环境风险评估是一种基于科学方法和数据分析的过程,旨在识别和量化环境因子引起的风险,从而评估特定活动对生态环境造成的潜在威胁。
其意义在于帮助规划者、决策者和管理者更好地认识和理解环境中的潜在风险,以便采取必要的措施来减少或防止其对生态系统的负面影响。
二、生态环境风险评估的基本原理生态环境风险评估的基本原理包括风险识别、风险评估和风险管理。
1. 风险识别:通过收集和分析大量的生态环境数据,了解潜在风险来源和环境敏感区域,识别出可能存在的生态环境风险。
2. 风险评估:基于识别的风险源,采用定量或定性方法,评估其对生态环境的影响程度和可能造成的后果。
3. 风险管理:根据评估结果,确定风险管控措施,制定合理的环境管理策略和措施,以降低生态环境风险对生态系统的危害。
三、生态环境风险评估的方法和指标1. 定量风险评估方法:包括敏感性分析、风险矩阵、风险指数等,通过数值分析或模型模拟等手段,量化风险源对生态环境的影响程度,提供准确的风险评估结果。
2. 定性风险评估方法:通过专家判断、经验论证等方式,根据风险源的特征和环境敏感性,对风险进行描述和评估,得出相对的风险权重。
3. 风险评估指标:包括潜在生态风险、生境质量改变指数、生境破坏指数、生物多样性指数等,通过对不同指标的综合分析,评估风险源对生态环境的综合影响。
四、生态环境风险评估的应用领域生态环境风险评估广泛应用于众多领域,主要包括工业项目评估、土地利用规划、自然保护区建设等。
以工业项目评估为例,通过对项目对周边环境的潜在风险进行评估,可以帮助决策者及时发现潜在的环境问题,并采取相应的环境保护措施,保障生态环境的可持续发展。
转基因生物的生态风险评价与管理转基因生物(Genetically Modified Organisms,简称GMO)指经过基因工程技术改造而产生新性状的生物,由于其具有高产、抗病、耐旱等优势,已经广泛应用于农业、医药、化工等领域。
然而,GMO也存在着一定的生态风险,因此生态风险评价和管理就变得非常重要。
一、GMO的生态风险从目前已经上市的GMO来看,其生态风险主要体现在以下几个方面:1.基因漂移基因漂移是指转基因生物的基因与野生近缘种或其他植物品种进行杂交而导致新一代后代的基因组发生变异的现象。
这种漂移可能会造成生物多样性的下降以及生态系统的破坏。
例如,转基因玉米在大规模种植过程中,与野生玉米发生了基因漂移,导致野生玉米产生了新的性状,从而影响了当地生态系统。
2.潜在的毒性GMO的潜在毒性包括直接和间接的毒性,前者是指转基因物质本身对生物体的毒性影响,后者则是指转基因物质通过环境中其他生物介质传输进入人类食品链,在前列腺癌、肠癌、前列腺增生等方面造成了负面影响。
3.自交亲缘加强效应转基因植物在自交过程中,由于自包装在一起的染色体数量减少,导致基因变异速度加快,形成一个自交亲缘加强效应。
这种效应可能会对如茄科、豆科等重大农作物品种的繁殖和替换产生负面影响。
4.生态系统影响GMO作物种植过程中,可能会对土壤微生物数量、动植物数量和种类造成不可逆转的影响。
特别是如转基因抗虫玉米、棉花等作物,对其种植区域的昆虫种群、影响会比较明显,从而可能导致生态系统失衡。
二、GMO的生态风险评价方法GMO生态风险的评价方法主要包括生物安全评估、组织和生态系统试验、对环境和的风险评价等。
在评估过程中,应该充分考虑风险的性质、概率和后果,以综合评估GMO的生态风险。
其中,生物安全评估是GMO生态风险评估最重要的一环,其通过对GMO本身、GMO与寄生生物的相互作用以及其在环境中转移和迁移行为的研究,评估GMO对生态系统的影响。
环境评价方法环境评价是对某一工程或项目在环境保护和可持续发展方面的影响进行评估和预测的过程。
在环境影响评价体系中,环境评价方法起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常用的环境评价方法,包括生态学评价方法、风险评价方法和社会影响评价方法。
一、生态学评价方法生态学评价方法主要针对工程或项目对生态系统的影响进行评估。
其中,一种常用的方法是生物多样性评价方法。
通过调查和研究目标区域的生物多样性情况,评估工程或项目对物种多样性、生物群落结构和生态系统功能等的影响。
此外,生态灵敏度评价也是一种常见的生态学评价方法。
通过对区域生态系统的特征和敏感性进行综合评估,确定工程或项目对环境的影响程度。
二、风险评价方法风险评价方法主要针对工程或项目可能产生的环境风险进行评估。
其中,一种常用的方法是定量风险评价方法。
通过收集和分析相关数据,定量评估工程或项目存在的风险,包括污染物的排放、事故的发生等。
另外,定性风险评价方法也是一种常见的评价方法。
通过对潜在风险的描述和分析,确定工程或项目的环境风险情况。
三、社会影响评价方法社会影响评价方法主要针对工程或项目对社会的影响进行评估。
其中,一种常用的方法是社会生态学评价方法。
通过调查和研究工程或项目对当地社区、居民和文化的影响,评估其对社会稳定和可持续发展的影响。
此外,可行性评价方法也是一种常见的社会影响评价方法。
通过对工程或项目产生的经济、社会和环境效益进行综合评估,确定其对当地和区域的整体发展是否具有可行性。
综上所述,环境评价方法是对工程或项目在环境保护和可持续发展方面影响进行评估的重要手段。
生态学评价方法、风险评价方法和社会影响评价方法是几种常用的环境评价方法。
通过科学合理地应用这些评价方法,可以更加全面地了解工程或项目对环境的影响,从而采取相应的环境保护措施,实现可持续发展。
生态风险评价发展历程与评价方法生态风险评价的发展可以追溯到20世纪70年代。
当时,人们逐渐意识到人类活动的不可持续性对自然环境的影响,开始关注生态系统的健康与可持续发展。
随着环境保护意识的增强,生态风险评价逐渐成为一种重要的工具,用于指导政府决策、规划发展、环境管理等方面。
根据评价目的和评估对象的不同,生态风险评价可以分为四个阶段:前期评价、中期评价、后期评价和后续监测。
前期评价主要是对预期的生态风险进行预测和评估,通常采用模型模拟等定量分析方法,以确定潜在的生态环境问题。
中期评价是对已经发生的生态风险进行评估和分析,以了解其对生态系统的影响程度和恢复能力。
后期评价和后续监测则是对生态风险管理和控制措施的效果进行评估,以确定是否需要进一步调整或改进措施。
在生态风险评价中,常用的评价方法包括生态风险指数、风险矩阵、多属性评价等。
生态风险指数是一种综合评价方法,通过将不同环境因子的权重以及其对生态系统的影响程度综合起来计算出一个综合评价指数,以评估生态风险的大小。
风险矩阵则是一种将风险等级和风险概率相结合的评价方法,通过将不同风险等级与其发生的概率相乘得到具体的风险值。
多属性评价是一种综合考虑多种因素的评价方法,通常通过对不同因素的权重进行确定并对其进行评分求和,得到一个综合评价结果。
随着科学技术的不断进步,生态风险评价方法也在不断发展。
例如,进一步完善风险评估模型、优化评估指标体系、提高数据采集和分析技术等,都有助于提高生态风险评价的准确性和可信度。
此外,还需要注重社会参与和对风险评估结果的传播,以提高评估过程的透明度和接受度。
总的来说,生态风险评价是一个持续发展的领域,其发展历程和评价方法的不断完善和创新,有助于更好地保护生态环境、实现可持续发展。
生态风险评价是一项重要的科学研究,旨在识别和评估人类活动或自然事件可能对生态系统和生物多样性造成的风险。
其发展历程可以追溯到20世纪70年代,当时环境保护意识逐渐增强,人们开始意识到人类活动对生态系统的破坏和可持续发展的重要性。
生态风险评价研究现状(罗宗学云南大学生命科学学院环境科学专业昆明)摘要:生态风险评价是 20世纪90 年代以后兴起的新的研究领域,是环境风险评价的重要分支,也是环境治理和决策的科学基础。
简要评述了生态风险评价相关的差不多概念、价进展历程、评价方法和框架体系,重点讨论了三种常见生态风险评价及其评价方法,并对生态风险评价研究的进展趋势进行了分析讨论。
关键字:生态风险评价;进展历程;评价方法;框架体系;1. 生态风险评价研究中的差不多概念1.1风险风险(R)是指不幸事件发生的可能性及其发生后将要造成的损害。
那个地点“不幸事件发生的可能性”称为“风险概率”(P,也称风险度);不幸事件发生后所造成的损害称为“风险后果”(D)。
有关专家对风险定义为两者的积。
即风险=风险度×风险后果上述的“不幸事件”指能造成损害、损失、毁坏和痛苦的事件。
就风险自身而言.具有二重性。
第一.风险具有发生或出现人们不期望后果的可能性。
第二.风险具有不确定性或不确信性。
1.2生态风险生态风险(EcalRisk,ER)是指一个种群、生态系统或整个景观的正常功能受外界胁迫,从而在目前和今后减小该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的可能性。
1.3生态风险评价生态风险评价(EeoloiealRiskAssessment,ERA)是环境风险评价的重要组成部分。
它是指受一个或多个胁迫因素阻碍后,对不利的生态后果出现的可能性进行的评估。
2.生态风险评价进展历程2.1 20世纪80年代往常的萌芽时期早期的环境风险评价,风险源以意外事故发生的可能性分析为主,没有明确的风险受体,更没有明确的暴露评价和风险表征,整个评价过程以简单的定性分析为主,处于萌芽时期。
2.2 20世纪80年代的人体健康的评价时期20世纪80年代初,开始提出环境阻碍评价,并采纳毒理分析的范式进行化学污染物的生态阻碍研究。
期间,对人体健康的评价要紧集中在致癌风险方面,而不仅局限于毒理评价。
1981年,美国橡树岭国家实验室(ORNL)在受EPA托付进行综合燃料的风险评价中提出了一系列针对组织、种群、生态系统水平的生态风险评价方法,并将此方法类推到人体健康的致癌风险评价中,确定生态风险评价应该可能那些能够明确表述阻碍的可能性,并强调相应的组织水平。
美国国家研究委员会(NRC,1983)提出的风险评价框架,其核心内容也是围绕人体健康与安全的,它指出生态风险评价不但要有能够明确表述阻碍的可能性,而且要有一个包含标准方法途径的明确框架。
此后,美国EPA制定和颁布了一系列技术性文件、准则或指南,但大多是人体健康风险评价方面的。
这一时期的风险评价方法已由定性分析转向定量评价;评价过程系统化,提出风险评价四步法:危害鉴不、剂量效应关系,暴露评价和风险表征;进一步明确了风险源和风险受体,特不是针对不同组织水平的评价方法的提出为生态风险评价奠定了基础。
2.3 20世纪90年代的生态风险评价时期20世纪80年代末到20世纪90年代初这一时期,ORNL的风险评价研究人员发表一系列文章,阐明化学毒理对生态过程和动态的阻碍,为从环境风险评价到生态风险评价的转变奠定了基础。
Johnson通过微观实验,对比受到化学毒害和没受化学毒害的系统动态,采纳状态空间的方法,解决了风险阻碍结果的表达问题。
CarolynHunsakertffu发表文章阐述如何将生态风险评价应用到区域景观上去,这是一篇具有里程碑意义的文章,它阐明了区域生态风险评价的差不多概念和以后进展方向。
20世纪90年代,风险评价的热点差不多从人体健康评价转入生态风险评价,风险压力因子也从单一的化学因子,扩展到多种化学因子及可能造成生态风险的事件,风险受体也从人体,进展到种群、群落、生态系统、流域景观水平。
比较完善的生态风险评价框架差不多形成。
2.4 20世纪90年代末-21世纪初的区域生态风险评价时期区域生态风险评价强调区域性,是在区域水平上描述和评估环境污染、人为活动或自然灾难对生态系统及其组分产生不利作用的可能性和大小的过程。
区域生态风险评价所涉及的环境问题的成因及结果都具有区域性。
付在毅等将区域生态风险的评价方法步骤概括为研究区的界定和分析、受体分析、风险识不与风险源分析、暴露与危害分析,及风险综合评价几个部分。
强调区域生态风险评价中区域社会、经济、自然环境状况的分析是区域风险评价的基础,并详细阐述了如何针对区域特点进行风险源、风险受体的判定,及暴露与危害分析和风险综合评价。
3. 要紧生态风险及其评价方法3.1 生物技术带来的生态风险评价生物技术生态风险要紧指现代转基因作物对人类健康和环境的潜在阻碍和危害。
生物技术对人类健康作出了巨大贡献,如人类利用转基因的大肠杆菌生产人工胰岛素用于治疗糖尿病,基因工程药物和基因治疗业为人类完全医治各种疑难病症带来了希望。
然而,转基因植物对人体的副作用也是存在的,如抗杀虫剂转基因大豆中含有一种类似雌激素的化学物质,人食用后会对人体荷尔蒙有一定阻碍,导致生殖器官异常,免疫系统发生障碍。
转基因作物对环境的阻碍是因为转基因作物本身或其野生近缘具有转变为杂草的可能性,同时也具有产生新病毒甚至超病毒的可能性。
假如转基因生物有专门高的适合度和竞争能力,就有可能引起种群爆发,破坏生物多样性,从而改变生物群落的构,阻碍生态系统的能量流淌和物质循环,使潜在生态风险爆发。
关于生物技术引起的生态风险要紧用分子生物学和生化技术进行评价。
进行生态风险评价的阻碍分析应从物种水平、种群水平、生态系统水平上来分析。
现在常用的方法是微宇宙法(Mesocosm)。
即建立实验系统,利用受控环境设施操纵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看和测试的场所。
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。
3.2 生态入侵引起的生态风险评价生态入侵生态风险是指生态入侵物种种群迅速蔓延失控,造成其它土著种类濒临灭绝,并伴生其它严峻危害。
侵人物种通过改变环境条件和资源的可利用性而对本地物种产生致命阻碍,不仅使生物多样性减少,而且使系统的能量流淌、物质循环等功能受到阻碍,严峻者会导致整个生态系统的崩溃。
对生态入侵引起的生态风险评价以物种层次作为生态系统风险评价的基础。
在引种前先作详细的调查分析,明确引入物种的表型或生理特征及入侵能力、生殖能力、竞争能力、生态学阻碍等,测定其合适度、种群增加速度,并对本地环境有关方面进行描述(包括栖息地类型、当地的动植物的生物多样性、植被覆盖度、要紧的相互作用过程、自然或人为干扰情况以及气候和土壤条件等等)。
将方面的调查资料与分析数据综合起来,用描述和图解或模型的形式来表示推断风险度和或然率。
另外,也能够并人一些要紧参数来做模型用于包括随机成分在内的危险程度的推断。
3.3 人类活动造成的生态风险评价人类活动造成的生态风险指人类不合理的开发利用自然资源或其他经济活动,造成生态的破坏引起生态灾难或生态报复。
例如美国的黑风暴、我国西部和北部地区的沙尘暴差不多上人类活动造成的生态风险。
近年来,我国东南沿海地区小城镇进展极为迅速,也出现了许多的生态后果。
原有的农业生态系统迅速被城镇生态系统所替代,造成局部气候变化,生物多样性指数下降和城镇生态系统中有害物种类与浓度增加,以及由此导致的癌症、高血压和肥胖症等文明病的发病率上升。
对人类活动造成的生态风险进行评价,要紧依照都市生态学原理,针对城镇化过程的差不多要素,采纳变量相关方法,从缘故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化水平(包括区域人口密度城镇居住人口、居民人口、年龄、性不和工业产值等)的关系,高血压发病率与城镇人口聚拢和交通进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3个方面对城镇化过程的生态风险作出定量评价。
4. 几个国内外具有代表性的生态风险评价框架4.1 美国1998年美国国家环保局正式颁布了《生态风险评价指南》,提出生态风险评价“三步法”,即问题形成、分析和风险表征,同时要求在正式的科学评价之前,首先制定一个总体规划,以明确评价目的。
美国生态风险评价详细框架如图1所示。
4.2 英国1995年英国环境部要求所有环境风险评价和风险治理行为必须遵循国家可持续进展战略,其创新点在于应用了“预防为主”的原则。
它强调假如存在重大环境风险,即使目前的科学证据并不充分,也必须采取行动预防和减缓潜在的危害行为。
英国风险评价与治理流程如图2所示。
年提出,其关键是应用阈值(决策标准)来推断特定的风险水平是否能同意。
该框架的创新之处在于利用不同生命组建水平的风险指标,如死亡率或其他临界响应值,用数值明确表达最大可同意或可忽略的风险水平。
如图3所示。
4.3 荷兰荷兰风险治理框架是荷兰房屋、自然规划和环境部于19894.4 中国中国生态风险评价起步较晚,目前还没有国家权威机构公布的诸如生态风险评价技术导则等技术性文件。
从 20世纪 90年以来,我国学者在介绍和引入国外生态风险评价研究成果的同时,对水环境生态风险评价和区域生态风险评价等领域的基础理论和技术方法进行了探讨殷浩文提出水环境生态风险评价的程序差不多可分为 5 部分:源分析、受体评价、暴露评价、危害评价和风险表征。
这也是目前国际上生态风险评价研究最集中、成果最丰富的领域。
其中,危害评价是水环境生态风险评价的核心,重点是建立污染物浓度与生物效应之间的关联,目前常用的研究方法包括急性毒性试验、慢性毒性试验、全废水监测、群落及系统毒性试验等。
5. 结论与展望生态风险评价经历了20多年的进展, 评价范围差不多扩展到景观和区域尺度; 评价内容也更加全面: 多风险因子( 化学污染、生态事件、人类活动等) , 多风险受体、多评价端点成为大尺度风险评价的一个特点; 评价过程中注重对复杂生态系统特征的了解, 同时将其贯穿于区域生态风险评价的各个环节; 景观、区域尺度的风险评价模型框架差不多搭建起来; 用于大尺度评价的数学方法差不多进展起来, 并在专门多区域得到应用。
区域生态风险评价涉及环境科学、生态学、环境和生态毒理学、地理学、灾难学等多个学科。
其进展有赖于这些学科的共同进展。
为使评价结果更准确地反映实际情况, 需要在以下领域进行深入研究:( 1) 在模型构建上, 要弄清人类活动变化、环境过程与重要社会环境资源之间的关系, 阐明生态系统的复杂性。
(2) 区域生态风险评价的一个难点确实是尺度推移问题。
风险评价结果通常要落实在生态系统或景观水平, 但风险的直同意体可能是个体、种群、群落水平, 较小尺度的阻碍要外推到较大尺度, 能够通过加强野外观测和实验的方法, 建立数学模型, 通过模型拓展或因果分析的方法逐步实现尺度推移问题。