【正文】 1 雅安水環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究 信息與工程技術(shù)學(xué)院 農(nóng)業(yè)水利工程 專業(yè) 譚堯升 （ 指導(dǎo)教師 ： 倪福全 職稱：教授） 摘要： 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要組成部分。本文應(yīng)用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的 基本原理 和 方法 ，針對(duì)雅安水環(huán)境的具體情況， 構(gòu)建 了該區(qū) 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 的評(píng)價(jià) 模型，并 利 用層次分析法和模糊綜合評(píng)判兩種方法 分別 對(duì)模型進(jìn)行 計(jì)算。評(píng)判過(guò)程 利 用 MATLAB工具進(jìn)行編程， 避免了繁雜的 人工 計(jì)算 ， 而 快速、準(zhǔn)確的得到各個(gè)區(qū)縣的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 。 最后 借助于 GIS 的 相關(guān)功能 ，作出 研究區(qū) 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 的 專題地圖。 結(jié)果表明： 寶興縣的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 Ⅰ 級(jí)，屬較輕風(fēng)險(xiǎn)； 漢源縣、廬山縣、滎經(jīng)縣的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 Ⅱ 級(jí)，屬輕度風(fēng)險(xiǎn)；石棉縣、天全縣、名山縣的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 Ⅲ 級(jí)，屬中度風(fēng)險(xiǎn)； 雨城區(qū) 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為 Ⅴ 級(jí)，屬重度風(fēng)險(xiǎn) ，建議重點(diǎn)研究和治理該區(qū)的水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。 研究 結(jié)論揭示了研究區(qū) 內(nèi) 不同區(qū)縣水 生態(tài) 環(huán)境 問(wèn)題 的 嚴(yán)重 程度，為 應(yīng)用者和決策者改善本區(qū)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量 ， 提供了 理論 依據(jù)和技術(shù)支持。 關(guān)鍵詞： 雅安 ；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；層次分析法；模糊綜合評(píng)價(jià)； MATLAB； GIS Ya’an Ecological Risk Assessment for Water Environment College of Information amp。 Engineering, Agriculture Hydraulic Engineering: TAN Yaosheng Tutor:NI Fuquan Abstract： Ecological risk assessment is an important area of ecological science research and a significant ponent of environmental risk assessment. Based on basic principles and methods of ecological risk assessment, for specific situation of water environment in Ya’an, the paper builds ecological risk assessment model of this area and applies AHP and fuzzy prehensive evaluation to calculate the model. MATLAB is used to conduct programming in evaluation process, avoiding the plicated manual calculation, thus, ecological risk levels of all districts and counties are obtained quickly and accurately. Finally, GISrelated functions are used to make thematic maps of ecological risk level in study area. The results show: ecological risk level of Baoxing is Ⅰ , belonging to relatively slight risk。 ecological risk level of Hanyuan, Lushan, Yingjing is Ⅱ , belonging to slight risk。 ecological risk level in Shimian, Tianquan, Mingshan is Ⅲ , belonging to moderate risk。 ecological risk level in Yucheng is Ⅴ , belonging to severe risk, with focus on 2 research and management of aquatic ecosystem problems remend. Research conclusion reveals the degree of aquatic ecosystem problems in different districts and counties of the study area, furthermore, providing theoretical basis and technical support for decisionmakers to improve the ecological environment of this area. Keywords： Ya’an； Ecological Risk Assessment； AHP； Fuzzy Comprehensive Evaluation； MATLAB； GIS 1 引言 研究背景 我國(guó)是一個(gè)生態(tài)比較脆弱，資源相對(duì)短缺，環(huán)境壓力突出的國(guó)家。從早期的黃土高原水土流失到東北的黑土層減少，從黃河的斷流到湖泊的水體大面積的污染，從污灌引起的重金屬污染到食品農(nóng)藥殘留等，特別是 20 世紀(jì) 90 年代發(fā)生了淮河全流域污染，黃河斷流，長(zhǎng)江、嫩江、松花江的三江大水等一系列的水事件，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。全球氣候變暖，生物多樣性喪失，土地沙化和水土流失迅速加劇，以及水污染， 土壤污染，大氣污染等一系列的環(huán)境問(wèn)題已逐漸成為社會(huì)的焦點(diǎn)。 在人口與資源，社會(huì)與環(huán)境的矛盾日趨尖銳的形勢(shì)下，可持續(xù)發(fā)展已成為了人類共同的追求，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也越來(lái)越深入人心。 保護(hù)生 態(tài) 環(huán)境， 首先必須明確生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的程度和大小，就是對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為合理的科學(xué)決策 和技術(shù)支持提供依據(jù) ，進(jìn)而 改善生態(tài)環(huán)境 的質(zhì)量 。 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要組成部分 [1]， 是 關(guān)于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)價(jià)和綜合研究，是目前國(guó)際上的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題 [2]。它有效整合了學(xué)術(shù)研究、政策制定和生態(tài)環(huán)境管理，越來(lái)越多地被 應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的解決。 國(guó)外的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作起步較早，研究大多按照美國(guó) 1998 版《生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南》展開(kāi)，很多學(xué)者逐漸把研究尺度擴(kuò)展到了區(qū)域、景觀和流域尺度等。我國(guó) 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)起步較晚，理論技術(shù)研究薄弱， 很多學(xué)者的研究主要集中在 兩 個(gè)方面：水環(huán)境化學(xué)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、區(qū)域和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) [3]。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是近十幾年逐漸興起并得到發(fā)展的一個(gè)研究領(lǐng)域 ， 其產(chǎn)生適應(yīng) 20世紀(jì) 80 年代出現(xiàn)的環(huán)境管理目標(biāo)和環(huán)境管理觀念的轉(zhuǎn)變。在 20 世紀(jì) 70 年代，各工業(yè)化國(guó)家的環(huán)境管理政策目標(biāo)是力圖完全消除所有的 環(huán)境危害，或?qū)⑽：档疆?dāng)時(shí)技術(shù)手段所能達(dá)到的最低水平。這種“零風(fēng)險(xiǎn)”的環(huán)境管理逐漸暴露出其弱點(diǎn)，在進(jìn)入 80 年代后，便產(chǎn)生了風(fēng)險(xiǎn)管理這一全新的環(huán)境政策。風(fēng)險(xiǎn)管理觀念著重權(quán)衡風(fēng) 3 險(xiǎn)級(jí)別與減少風(fēng)險(xiǎn)的成本，著重解決風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別與一般社會(huì)所能接受的風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)正是為風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持的，因而得到了迅速發(fā)展 [3]。 總體來(lái)說(shuō)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：第一階段是 20 世紀(jì) 80 年代之前的萌芽階段，評(píng)價(jià)內(nèi)容為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以突發(fā)環(huán)境事件為主；第二階段是 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)展階段，評(píng)價(jià)內(nèi)容主要為毒理 評(píng)價(jià)和人體健康評(píng)價(jià)；第三階段是 20 世紀(jì) 90 年代大發(fā)展階段，主要是各國(guó)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架和指南建立，以大量案例為基礎(chǔ)的探索研究為主；第四階段是 20 世紀(jì) 90 年代末至今，是景觀、區(qū)域和流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和模式探索階段，主要進(jìn)行了大尺度的綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究。 國(guó)外研究 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)展而來(lái)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)始于美國(guó) 20 世紀(jì) 70 年代末 80年代初，最初的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要用于單一化學(xué)污染物對(duì)環(huán)境和人類健康影響的毒理研究 (Cairns eta1， 1978； Dickson eta1， 1979)。 20 世紀(jì) 80 年 代末，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的工具和方法在一些研究中開(kāi)始出現(xiàn)，但內(nèi)容仍然側(cè)重生物生態(tài)毒理研究，尺度一般限于單一種群或者群落。 20 世紀(jì) 80 年代初，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室受美國(guó)環(huán)保局(USEPA)委托，進(jìn)行人類健康影響評(píng)價(jià)，在此研究中發(fā)展和應(yīng)用了一系列針對(duì)組織、種群、生態(tài)系統(tǒng)水平的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，并將此方法類推到人體健康的致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，這一研究在強(qiáng)調(diào)所有相關(guān)生物組織水平的同時(shí)， 也指出生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)該評(píng)價(jià)確定影響的可能性。后來(lái)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的內(nèi)容開(kāi)始逐漸從毒理風(fēng)險(xiǎn)、人體健康風(fēng)險(xiǎn)向生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變，尺度也從種群、群落向生態(tài)系 統(tǒng)擴(kuò)展。這一時(shí)期的研究一直到 20 世紀(jì) 90 年代初都沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指南，直到 1992 年，美國(guó)國(guó)家環(huán)保局完成了全球第一個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架，在這個(gè)框架里面首次明確表述了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則。 1998 年 USEPA 在 1992 年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架 的基礎(chǔ)上發(fā)布了《生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南》，提出生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)“三步法”， 即問(wèn)題形成、分析和風(fēng)險(xiǎn)表征，目前該方法已為廣大研究者所接受。目前，美國(guó)大部分生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)仍然使用 1998年版《生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南》作為研究標(biāo)準(zhǔn)。 歐洲的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究與美國(guó)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有較大不同，其研究主要是 在新化學(xué)品評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其研究集中在： ① 發(fā)展更實(shí)用的污染物排放估計(jì)方法； ② 針對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)參差不齊的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)專業(yè)簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)判斷方法； ③ 逐步發(fā)展亞急性效應(yīng)和慢性效應(yīng)在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，對(duì)高殘留、高生物有效性物質(zhì)予以特別關(guān)注。澳大利亞生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究集中在對(duì)化學(xué)污染物和重金屬對(duì)土壤的影響上，澳大利亞國(guó)家環(huán)境保護(hù)委員會(huì)于 1999 年也建立了一套比較完善的土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南，其 B5 部分是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指南專題。其他國(guó)家比如加拿大、南非和新西蘭等，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究大多按照美國(guó) 1998 版《生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 指南》展開(kāi)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)評(píng)價(jià)流程和具體操作方法進(jìn)行適合本國(guó)的調(diào)整和改進(jìn)。在這之 4 后，很多學(xué)者開(kāi)始把研究尺度擴(kuò)展到了區(qū)域、景觀和流域尺度。隨著 20 多年的發(fā)展，評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)范圍、研究尺度等都有了很大發(fā)展。由單一化學(xué)污染物、單一受體發(fā)展到多風(fēng)險(xiǎn)源、多風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)終點(diǎn)，風(fēng)險(xiǎn)源范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大，除了化學(xué)污染、生態(tài)事件外，開(kāi)始考慮人類活動(dòng)的影響 (如城市化、生活和工業(yè)廢棄物、 LUCC、漁業(yè)、氣候變化等 )(Domene eta1， 2020； Zhouamp。Griffiths， 2020)，研究的重點(diǎn)主要集中在對(duì)人類活動(dòng)導(dǎo)致的污染區(qū)域 的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式與方法體系上 (Semenzin eta1， 2020)。研究尺度從單一種群擴(kuò)展到生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域、流域和景觀尺度。研究對(duì)象也從陸地生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展到海洋生態(tài)系統(tǒng)。 綜上所述，由于有大量的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括種群、生態(tài)系統(tǒng)等多方面的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)，因此在進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究時(shí)，往往側(cè)重利用觀測(cè)數(shù)據(jù)從某一種或幾種生物個(gè)體和種群的變化來(lái)反映生態(tài)系統(tǒng)的功能變化和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。另外，國(guó)外對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的分析更多的是定性和半定量的分析，通過(guò)這些分析和結(jié)論為環(huán)境管理及決策服務(wù) [4]。 國(guó)內(nèi)研究 國(guó)內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研 究起步較晚，從 90 年代才開(kāi)始起步，國(guó)家環(huán)保局 1990年下發(fā) 057 號(hào)文件，要求對(duì)重大環(huán)境污染事故隱患進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，尤其是世界銀行和亞洲開(kāi)發(fā)銀行貸款項(xiàng)目的環(huán)境影響報(bào)告中必須包含有環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的章節(jié) [5]。 我國(guó)學(xué)者對(duì)于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究主要集中在 2 個(gè)方面：水環(huán)境化學(xué)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、區(qū)域和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。對(duì)水環(huán)境化學(xué)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究主要集中在有毒有機(jī)化合物、重金屬以及營(yíng)養(yǎng)鹽富集等的生態(tài)效應(yīng)，這一類研究已經(jīng)較為成熟，在國(guó)內(nèi)開(kāi)展的較多，如張路等 (2020)以有機(jī)氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴為主要目標(biāo)化合物，分析了疏浚湖 區(qū)底泥中典型持久性有機(jī)污染物的蓄積規(guī)律和對(duì)生態(tài)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。蔡文貴等 (2020)分析了考洲洋重金屬污染水平與潛在生態(tài)危害。趙肖等 (2020)分析了滴滴涕對(duì)太湖經(jīng)濟(jì)魚(yú)類危害的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。劉文新和欒兆坤 (1999)、王勝?gòu)?qiáng)等 (2020)分別分析了樂(lè)安江和海河等區(qū)域沉積物中重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。而區(qū)域和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究才剛剛起步，當(dāng)前景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究著重從景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間范圍上進(jìn)行分析展開(kāi)，主要應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)方法，構(gòu)建景觀損失指數(shù)和綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，通過(guò)對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)采樣結(jié)果進(jìn)行半方差分析和空間差值，揭示區(qū)域生 態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布特征 (曾輝和劉國(guó)軍， 1999；陳鵬和潘曉玲， 2020；肖楊和毛顯強(qiáng)， 2020；貢璐等， 2020；荊玉萍等， 2020)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)還主要側(cè)重地區(qū)性單一風(fēng)險(xiǎn)要素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，如李自珍和何俊紅 (1999)結(jié)合干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)，以河西走廊荒漠綠洲水土資源綜合開(kāi)發(fā)利用為例建立了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)決策耦合模型，該模型主要是對(duì)干旱區(qū)農(nóng)田鹽漬化進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。李輝霞和蔡永立 (2020)則利用降雨量影響度、地形地貌影響度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)易損度 3 個(gè)指標(biāo)，利用成因分析 5 法對(duì)太湖流域主要城市的洪澇災(zāi)害生 態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。王春梅等 (2020)建立了森林生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用因子權(quán)重法對(duì)東北地區(qū)森林資源生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 國(guó)內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)由于缺乏長(zhǎng)期連續(xù)的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)，因此多從自然地理要素