盐城海滨湿地生态风险评价_马喜君pdf

第29卷第4期2010年8月海洋环境科学MARINEENVIRONMENTALSCIENCEVol.29,No.4August.2010盐城海滨湿地生态风险评价马喜君1,2,陆兆华2,林涛3(1.淮阴工学院生化学院,江苏淮安223003;2.中国矿业大学(北京)恢复生态学研究所,北京100083;3.江苏省宜兴市环境监测站,江苏宜兴,214200)摘要:分析盐城海滨湿地的主要生态环境问题,筛选自然灾害,综合污染,互花米草作为主要风险源,以盐城海滨湿地保护的目标种丹顶鹤和其他珍稀鸟类及生境作为评价受体进行研究,以物种重要性指数、生物多样性指数和自然度指数计算生态指数;依据生态指数和生态脆弱度指数来计算生态损失度指数;最后以生态损失度指数,自然灾害指数,综合污染指数,互花米草入侵指数来构建盐城海滨湿地生态风险评价的指标体系,并进行盐城海滨湿地的生态风险评价。关键词:盐城;海滨湿地;生态风险评价;互花米草中图分类号:X820.4文献标识码:A文章编号:1007-6336(2010)04-0599-04EcologicalriskassessmentofYanchengCoastalWetlandMAXi-jun1,2,LUZhao-hua2,LINTao3(1.CollegeofLifeScienceAndChemicalEngineering,HuaiyinInstituteofTechnology,Huaian223003,China;2.InstituteofRestora-tionEcology,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;3.YixingEnvironmentalMonitoringStation,Yixing214200,China)Abstract:Inthispaper,themajorecologicalenvironmentproblemsinthecoastalwetlandofYanchengwereanalyzedindetails.Thestudyisbasedonchoosingnaturalcalamities,comprehensivepollutionandSpartinaalternifloraasmainrisksources,red-crownedcrane,otherrarebirdsandhabitatastheappraisereceptor.Thecalculationsoftheecologicalindexwithimportanceindexofthespe-cies,bio-diversityandnaturalnessindex,andtheecologicallossindexdegreeaccordingtotheecologicalandfragileindexdegreeofe-cologyweredone.Then,thegeneralsystemoftheregionalecologicalriskassessmentinthecoastalwetlandbysynthesizingtheecolog-icalloss,naturalcalamity,comprehensivepollutionandtheSpartinaalterniflorainvadingindexandevaluationontheecologicalriskofthecoastalwetlandofYanchengweremade.Keywords:Yancheng;coastalwetland;ecologicalriskassessment;Spartinaalterniflora盐城海滨湿地是国际重要湿地,目前还没有关于盐江苏盐城海滨湿地是我国最大的海滨湿地自然保护城海滨湿地生态风险评价方面的基础研究报道,论文的区,地处江苏中部沿海,位于北纬3220~3437,东经研究在盐城海滨湿地生态风险评价方面进行了有益的尝11929~12116[1]。海滨湿地适宜的水文、水动力与气试与探索,首次把外来入侵物种互花米草作为主要的生候条件使该区发育了多样的湿地生态类型,而且盐城自态风险源纳入盐城海滨湿地的生态风险评价指标体系,然保护区1992年被纳入世界生物圈保护区网络,1996年并进行了量化,使建立的风险评价指标体系更符合该区被纳入东北亚鹤类保护网络,1999年成为东亚-澳大利亚域的实际情况,得到了一些有价值的结论。渉禽迁徙网络成员,2002年被列入国际重要湿地名录[2]。1材料与方法盐城海滨湿地基本保持了天然湿地的生态结构和功能,成为中国乃至世界为数不多的典型原始海滨湿地之一。1.1盐城海滨湿地概况1.2评价区域的确定收稿日期:2008-10-07,修订日期:2008-12-17基金项目:国家十一五科技支撑项目(2006BAC01A13)作者简介:马喜君(1975-),男,黑龙江北安人,博士,讲师,主要从事生态风险评价研究。600海洋环境科学第29卷根据盐城海滨湿地的地理环境特点及生态风险评价的可操作性,把盐城海滨湿地按照自然地理区域由北到南划分为响水、滨海、射阳、大丰、东台五个行政地理区域。1.3盐城海滨湿地生态风险评价指标体系[3,4]采用生态指数、生态脆弱度指数、互花米草入侵风险指数、综合污染指数(N污染指数;P污染指数;COD指数)和自然灾害指数来完成对盐城海滨湿地的生态风险评价研究。生态风险评价指标体系如图1。图1盐城海滨湿地生态风险评价指标体系Fig.1Ecologicalriskassessmentsystemincoastalwet-landofYancheng1.3.1生态指数(E)生态指数反映各斑块的生态完整性、生态重要性及自然性的大小。区域生态风险评价中度量生态指数的指标有物种重要性指数、生物多样性指数、自然度三个指数:物种重要性指数(Xi)指某一生境类型在养护国家重点保护或濒危物种中的地位,以这一生境中各级保护鸟类占整个区域内相应保护和濒危鸟类的比例来表示:Xi=Ci/C0其中:Xi为i类生境的物种重要性指数;Ci为i类生境中各级保护鸟类种数;C0为区域中各级保护鸟类种数。(2)生物多样性指数(Vi)用某一斑块中物种数占整个区域中物种数的比例来表示:Vi=Ni/N其中:Vi为i类生境的生物多样性指数;Ni为i斑块中鸟类种数;N为整个区域鸟类种数。(3)自然度(Zi)用单位面积斑块内的廊道(公路、沟渠等)长度来表示:Gi=Li/Si其中:Gi为受干扰强度;Li为i斑块内廊道(公路、铁路、沟渠)的总长度;Si为i斑块总面积。则Zi=1/Gi表示i斑块的自然度。根据以上公式计算出Xi、Vi和Zi三个指数后,进行归一化处理,并加权合成各斑块的生态指数:Ei=aXi+bVi+cZi其中:Ei是i斑块的生态指数;a、b、c是各指标的权重,a+b+c=1,分别取0.6,0.3,0.1。根据以上公式计算出Xi、Vi和Zi三个指数后,由于数值有不同的量级,所以在进行数理统计前进行数据标准化。1.3.2生态脆弱度指数(F)目前还没有准确又公认的脆弱度指标可借鉴应用,一定的风险压力下,当受体有高的脆弱度也就是抵抗力和恢复力低时,造成的生态损失度高;反之,当受体脆弱度低时即有高抵抗力和恢复力,受体的损失度低。根据分析,确定响水,滨海,射阳,大丰,东台的脆弱性确定系数值:5,4,3,2,1,归一化得到响水,滨海,射阳,大丰,东台的脆弱性指数分别为:0.1333,0.0667,0.3333,0.2667,0.2。1.3.3潜在生态损失度指数(Di)潜在生态损失度指数是指各评价区域(斑块)内的生态指数和生态脆弱度指数的综合,潜在生态损失性指数计算公式:Di=EiFi其中:Di为i区域(斑块)潜在生态损失度指数;Ei为i区域(斑块)生态指数;Fi为i区域(斑块)生态脆弱度指数。1.3.4综合污染指数(C)综合污染指数用N、P污染指数、COD指数和DO污染指数来表示。N、P污染指数反映了研究区域的富营养化状况,通过N、P污染指数可以反映非点源污染的生态风险情况,COD指数反映了研究区域化学污染的风险程度。单因子污染指数用下式表示:Pi=Ci/Coi(Ci指污染物的实测浓度,Coi为污染物的标准浓度)综合污染指数:C=Pi1.3.5自然灾害指数(H)用研究区域内发生的自然灾害进行等级划分,分成大、中、小型三个级别,然后按下式计算:某一灾害指数可定义为其概率与权值之积,即:H=WHii其中:H为灾害指数,i为某种灾害的种类;Wi为第I种灾害发生风险的权值;Hi为第i种灾害发生的风险概率。1.3.6互花米草入侵风险指数(S)外来生物的入侵风险是指外来生物引入的潜在的危害性,这种危险的发生是有一定的几率的,因此某种外来入侵种的特定风险实质上是其造成的危害和形成这种危害几率的一个函数。结合互花米草的生态风险分析和盐城海滨湿地的实际危害情况,建立盐城海滨湿地互花米草入侵的风险指数计算公式:Si=AiXi其中:Si为各评价斑块的互花米草入侵的风险指数;Ai为各评价斑块互花米草面积扩散速率;Xi为各评价斑第4期马喜君,等:盐城海滨湿地生态风险评价601块互花米草滩底栖动物Shannon-Weiner生物多样样性指数。2结果与讨论2.1风险源识别沿海滩涂湿地的主要风险源为自然风险源和人为风险源。自然风险源包括洪涝灾害;干旱;风暴潮;地震等;人为风险源包括危害或严重干扰生态系统的人为活动,主要包括化学污染及人类的生产开发活动,同时考虑研究区域的特殊性,对该地区的外来生物入侵风险也要充分考虑。忽略那些强度小、发生范围不大、对湿地生态环境以及受体影响较为轻微的次要风险,从而确定自然灾害(洪涝、干旱、风暴潮)、化学污染,互花米草为主要生态风险源。2.2风险源描述风险源描述就是对各种风险源进行定性、定量分析,确定风险发生的概率、强度、时间和范围。根据盐城县志的记载及相关的统计和历史资料,统计了从962年至1994年的1032a的历史数据,计算洪涝灾害、干旱、风暴潮的发生概率。自然风险源风险度的计算:H=i=31PiWi其中:Pj为j级某类自然风险的发生概率;Wi为j级某类风险风险的权重,自然风险级别重大,大,较大取权重值分别为0.6、0.3、0.1。结果见表1。由于盐城海滨湿地受到入海河流和近海海域的双重水环境的作用,所以水环境的化学污染对盐城海滨湿地表1盐城海滨湿地自然风险源统计Tab.1Statisticalchartofnaturalrisksourceincoastalwet-landofYancheng自然风险源概率/(%)风险度较大总概率重大大洪涝灾害31.47.713.110.60.1915干旱灾害11.54.65.21.70.0449风暴潮19.3162.310.1039的生态风险较大。随着沿海水产养殖业的发展,大量养殖废水未经任何处理就直接入海,废水中的残余饵料、有机质等使海水富营养化,是诱发赤潮的主因。长期以来,盐城海滨湿地农业生产施用化肥和农药,尤其是种植棉花大量使用农药,造成保护土壤污染,水产养殖排放的废水造成保护区内的河流严重富营养化。随着时间的推移、物质的积累,保护区内的点源污染逐渐发展到面源污染,逐渐随食物链进入鸟类体内,对鸟类产生影响,进而引起生物多样性衰减。互花米草入侵直接降低当地野生生物多样性。一方面,互花米草导致了底栖动物等初级消费者种类和数量的下降,间接降低次级消费者的种群数量;另一方面,互花米草的存在可能使潮间带变得不适合作为野生动物的栖息地。盐城海滨湿地实地观察互花米草带由于长势好、植株分蘖快、密度高,使丹顶鹤的行动不便,从而降低其作为栖息地的价值。再次,入侵互花米草种群还可能与当地种杂交,直接威胁当地种的物种保存,或形成更具入侵性的生态型,从而可能导致更为严重的生态后果。2.3盐城海滨湿地生态风险评价以丹顶鹤等珍稀鸟类及生境作为生态风险评价的受体,通过计算得到盐城海滨湿地不同评价