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全文:
随着国家重点区域、重点产业和行业发展战略的深入推进,由人类规划开发所导致的生态风险加剧,部分地区正面临环境污染、生境退化、生物多样性减少等负面生态影响。如环渤海、海峡西岸、北部湾等沿海经济区以其大量无序分布的石化、化工、钢铁、能源、造纸等“两高一资”型产业,给有限的环境容量和生态安全带来了巨大的压力[1];黄河中上游能源化工区以煤炭开采、电力、煤化工、冶金等重化工产业及其传统式发展模式,给区域环境风险带来了不容忽视的隐患[2]。可见,重化工业布局与生态安全格局之间、产业结构规模与资源环境承载力之间矛盾突出,而生态风险评价作为一种新型环境管理工具被提出,以完善现行的规划环评体系,以期在规划实施前,从决策源头防范生态风险,协助人类在规划产业发展与开发建设活动中不断调整自身的行为,为地区生态环境质量改善、生态系统结构和功能的维护提供科学依据[3]。目前国外关于区域生态风险的评价大多采用美国国家环境保护局(US EPA)提出的框架[4],由于该框架最初设计时是服务于化学污染的,存在许多限制性因素及评价缺陷[5-6],并不适用于我国规划环评背景。而国内主流评价框架部分是由US EPA评价思路衍生而得,如许学工等[7]将其与景观思想结合,用于评价多种生态景观,后经改进用于评价总体规划;其他评价框架则通过对传统项目风险评价进行扩展而得,用于专项规划,这些框架对于以“一地、三域、十个专项”为评价对象的规划环评并不适合。针对我国规划环评发展历史较短、涉及范围较窄、评价时空尺度大、评价方法尚不成熟等特点[8],笔者通过回顾领域研究的发展历程,总结并完善了现行主流框架,提出了适合我国规划环评特点的生态风险评价体系,以期为区域生态系统管理提供支撑,推动区域规划活动与环境保护的协调发展。1发展历程我国最初开展的环评以控污为目的的项目环评为主,随着经济的快速发展,由重点产业发展及资源开发所造成的区域、流域性生态问题突出,立足于宏观层次,涉及广泛领域,以“一地、三域、十个专项”为评价对象,以保护地区生态环境为目的的规划环评得到了重视与发展。而其中的区域生态风险评价,主要评价了由产业布局及结构性问题所带来的生态影响。目前虽缺乏适宜评价体系,但其具有从源头上预防生态破坏的重要意义,可指导区域可持续发展。(1)萌芽阶段我国自20世纪70年代起,逐步开展了环境影响评价研究,其中的风险评价主要是预测建设项目实施后可能存在的突发性环境风险及累积性环境效应,评价内容包括易燃、易爆和有毒物质,放射性物质失控状态下的泄漏,大型技术系统(如桥梁、水坝等)故障等[9]。1995年我国正式引入了战略环境影响评价(strategic environmental assessment,SEA)概念,但受法律法规、环管体制、研究尺度的限制,目前SEA并未应用到国家政策层面,而多集中于规划层次,即规划环评是我国战略环评的核心。而其中的风险研究,也随着综合工业体系的形成及人类开发建设活动的日益频繁,逐渐摆脱建设项目风险评价框架的束缚,发展到区域、流域风险评价阶段,并认为区域内各种危险因子并存且相互影响,大大诱发了新环境风险事故的可能性[10]。由此开始,建立在区域宏观层次上的综合生态风险评价进入萌芽阶段。(2)兴起阶段2003年《中华人民共和国环境影响评价法》正式确立了规划环境影响评价制度,标志着我国SEA步入了法制化轨道。虽然规划环评中区域生态风险评估处在初步摸索的阶段,很多时候仍沿用项目风险评价的框架,但这一时期风险评价专家做了大量实例研究,如程建龙等[11]针对露天煤矿区开发展开了生态风险评价方法研究;其后,文军等[12]对千岛湖区域内旅游业、生物引种、工业发展、城镇化、农业、畜牧养殖与水产养殖业、林业等多个风险源进行了综合性风险评价;王志霞等[13]对上海杨浦区总体规划展开了非突发性风险评价,针对区域产业布局所带来的工业排放有毒污染物与交通规划方案所带来的交通排放有毒污染物进行了人体健康分析,部分污染物排放量的预测到规划期末(2020年),运用情景分析开展的累积性风险预测意义显著。(3)大发展阶段近年来,由中华人民共和国环境保护部组织,对我国宏观经济战略重要指向区域———环渤海沿海地区、海峡西岸经济区、北部湾沿海经济区、成渝经济区和黄河中上游能源化工区开展的五大区域重点产业发展战略环境评价项目正式启动,标志着我国规划环评进入了大发展的时期。由全国50多名专家顾问、近百家科研单位参与的,跨15个省,覆盖石化、能源、冶金、装备制造等10多个行业的规划环评,为环评中区域生态风险评价的研究提供了有力的科研支撑[14]。2010年3月,由中国环境科学学会与中国生态学学会主办的战略环境评价中的区域生态风险评价理论与方法国际研讨会在京成功举行,会上涌现出了大量以五大区域为研究范围的区域生态风险评价文章,对经济区水资源、海洋生态资源、水产养殖、区域土地利用变化、城市发展、农业污染物、港口项目溢油等[15-21]领域进行了区域生态风险评价研究,取得了显著的研究进展。可见,区域生态风险评价作为规划环评的重要内容之一,其研究与实践的发展,对于优化产业布局,调整产业结构,确定产业规模,降低或规避生态风险,保障生态安全和人群健康具有重要意义[22]。同时,作为规划环评的难点之一,我国的研究还相对滞后,缺乏成形的评价框架,如何借鉴国外经验,完善我国规划风险评价体系,对接环境管理目标,是今后该领域研究的重点内容。2国内外主流评价框架2.1国外主流评价框架生态风险评价在美国研究颇深且使用广泛,美国生态风险评价最显著的特点就是必须依附于法律,否则极少开展。由US EPA开展的生态风险评价主要应用于以下三个方面:以控制新型工业品生产为目的的风险评估〔受《有毒物质控制法》(ToxicSubstances Control Act,TOSCA)管辖〕;以控制新型农药使用为目的的风险评估〔受《联邦杀虫剂、杀真菌剂和灭鼠剂法》(Federal Insecticide,Fungicide,and Rodenticide Act,FIFRA)管辖〕;以保护和恢复生态资源为目的的点源污染风险评估〔受《资源保护及恢复法案》(Resource Conservation and RecoveryAct,RCRA)管辖〕[23]。以此三项法律为依托,生态风险评价得到了大量运用。其代表模型为1998年US EPA“三步法”框架[4],即问题形成(problemformulation)、分析阶段(analysis phase)和风险表征(risk characterization),该框架是目前国际上最常用的生态风险框架。在欧盟国家,由新产品投入使用所带来的风险成为了评价的主要内容,新品遵循指南9367EWG;旧品遵循指南148894EWG,两类指南均收纳于《技术指南》文档中[24-26]。风险评价也依据各指南中提出的评价框架开展工作,主要是通过暴露分析化学物释放可能产生的危害;响应分析该类危害作用于生态系统结构和功能可能产生的影响。如英国已将评价框架应用于环境决策[27],以控制产品使用所带来的安全管理,英国环境署针对威尔逊州点源污染制订了生态风险评价指南,已进入试行阶段[28]。澳大利亚国家环境保护委员会于1999年颁布了《国家环境保护标准》(NEPM)及评价点源污染影响的声明[29]。NEPM对点源污染评价提出了一系列方法,该类方法最终被总结成各类评价指南,包括人体健康类和生态风险评价类方法体系。其中,有关生态风险评价类指南中描述了评价土壤-化学污染的框架,内容包括:问题识别、受体识别、暴露评价、毒理评价和风险表征,该指南同时提供了如何开始并实施评价的综合技术指导、各类土壤的成因及生态意义、数据获取方式,以及风险管理决策等内容。荷兰也有其正式的生态风险评价框架[30-31],服务于各类特殊的使用目的和法律背景[32]。内容涉及房屋、资产规划等领域。评价过程通过设计半结构化问卷抽样调查区域内群众对风险的容忍度,最终辅佐风险决策,制定风险管理方案。2.2国内主流评价框架目前我国还没有相对成熟的生态风险评价框架,主要是在引入国外生态风险评价理论和方法的基础上进行研究和应用。结合当前环评背景与关注领域,我国风险评价试图融合生态与规划的思想,以期运用生态风险评价理论解决规划可能存在的风险问题。现行评价框架可归纳为以下两类:基于USEPA评价思路的区域总体规划中生态风险评价框架;基于项目风险评价思路的区域专项规划中生态风险评价框架。2.2.1基于US EPA评价思路的区域总体规划中生态风险评价框架在US EPA评价思想引进之初,许学工等对该框架进行了改进,建立了基于景观评价思想的区域生态风险评估框架,该类框架侧重于景观格局及自然风险,已成功运用于辽河及黄河三角洲湿地[7]、洞庭湖流域[33]、干旱区内陆湖[34]等区域;其后,陈辉等[35]就青藏公路铁路这一具体的人为活动展开了风险评价,研究沿线主要自然灾害对该地脆弱生态系统的影响;在与具体规划结合的过程中,文军第2期聂新艳等:规划环评中区域生态风险评价框架研究等[12]将该模型运用于千岛湖区域总体规划的综合风险评价。服务于区域总体规划生态风险评价的框架共分六部分:问题形成,风险源的识别与描述,构建概念模型与组织分析计划,风险综合评价,不确定性分析,区域生态风险管理(图1)。内容综合、丰富,侧重评价各类人为风险。在风险管理目标制定、源识别、评价终点确定、风险管理等环节,从工、农、林、牧、渔、旅游等产业发展角度出发,评价规划内容中由产业结构、布局、规模引起的生态风险问题,层次分明、条理清晰。但其生态受体部分未交待清楚,评价尺度参差不齐;由此直接导致了评价缺少风险源与受体之间的耦合性分析环节,生态效应含糊不清,表征描述多以定性为主。图1基于US EPA评价思路的区域总体规划中生态风险评价框架Fig.1Framework of ecological risk assessment in regionalmaster plans based on the assessment approach adoptedby US EPA2.2.2基于项目风险评价思路的区域专项规划中生态风险评价框架由于规划类型的不同,在生态风险评价与规划环评具体结合过程中,并未形成统一的评价框架,大多是就规划类型论风险问题,采用的框架多由传统项目风险评价延伸而得。通过总结农业发展规划、经济区发展规划、矿区规划、工业开发规划、旅游区规划、能源化工区规划等多个案例[36-39],归纳出其中开展的生态风险评价框架主要服务于以下内容:1)区域生产排污引起的环境污染;2)开发建设活动引起的生境退化;3)种养殖业引种导致的生态多样性减少。因此,在设计框架时,侧重评价区域经济开发中由主导产业布局、规模、结构所导致的人为风险。如图2所示,基于项目风险评价思路的区域专项规划中生态风险评价框架共分五部分:规划方案分析、风险识别、源项分析、风险后果估算、风险管理。大体思路是依据建设项目风险评价框架,因此,为大多数评价者熟悉,便于推广,并可依托已有项目风险评价资料,削减工作量。综合评价环节侧重工业生产所带来的风险,符合目前大量经济发展区规划对风险评价的需求;解决了工业布局、城市建设、企业选址等具体问题。但评价毕竟是由多个风险事故组合而成,对于区域中多种类的风险因素与复杂的生态影响过程考虑不足,缺乏区域综合特性。目前,该框架已成功运用于平顶山化工城规划[9],用以评价有毒易燃的化学污染物所带来的风险。图2基于项目风险评价思路的区域专项规划中生态风险评价框架Fig.2Framework of ecological risk assessment in regionalspecial plans based on the approach of projectrisk assessment2.3框架体系研究的局限性通过总结国内外多个生态风险评价框架发现,由于发展历程、政治背景、关注领域,以及在风险评价者、管理者及利益相关体参与关系上的不同,导致各国评价框架存在较大差异,如美国以评价化学污染为主,欧盟侧重产品投入使用的安全风险,澳大利亚评价土壤化学污染风险,荷兰评价资产规划风险。这些框架专项特征明显,难以满足我国规划风险评.157.价的需求。我国规划环评中开展生态风险评价,虽借鉴了国外先进的评价思想,并结合规划风险特点进行了改进,但在具体实施时仍存在以下不足:(1)评估框架理论基础不足。我国规划环评的历史相对较短,范围多集中在煤炭矿区、开发区、轨道交通、港口及流域开发等领域,风险评价侧重项目建设带来的环境污染,对于以预防生态破坏为目的的生态风险防范重视不足,研究缺乏生态理论基础,导致评估框架对于区域生态的整体性、风险效应的累积性、关键生态组分的敏感性等问题考虑不足。(2)技术方法尚不成熟。纵观我国研究历程,传统的风险评价已不能满足时代发展的要求,研究内容亟待扩大,风险源除化学污染、生态事件外,需要考虑人类活动的影响;风险受体除人体健康外,需要拓展到生态系统中各组织层次,风险源与受体之间产生的庞杂生态效应亟待理清。而面对这样一个复杂且综合的区域生态风险评价,当前并不具备成熟的技术方法与体系可供借鉴。(3)评价缺乏法律与科研支撑。由于得不到法律法规的确认,导致评价框架极少涉及风险管理者与利益相关体;另外,由于缺少有关生态系统的长期试验与监测数据,导致对于源与受体之间的生态响应以定性描述为主,降低了评价的准确性。与西方相比,我国开展的研究较晚,缺少统一的评价标准与规范。怎样的框架是适用区域规划、关注产业影响、对接风险管理的,这都是亟待解决的问题。3框架体系目前我国规划环评尚处于初级阶段,发展历史较短,法规制度及管理体系不健全,评价方法尚不成熟,但其具有立足宏观层次、涉及广泛领域的特点,这就对其中的区域生态风险评价提出了更高的要求,只有以优化产业布局和国土空间开发结构为目的,强调区域环境演变趋势及环境问题成因、区域资源环境承载能力、经济发展过程和产业发展态势等方面来开展风险评价,才能满足当前规划环评对于布局性和结构性环境风险的评价要求。基于此,笔者在US EPA框架的基础上,建立了适用当前规划环评发展需求的区域生态风险评价框架(图3)。该框架共分为风险问题形成、“压力-状态-响应”分析、区域生态风险综合评价、风险管理四个部分。(1)风险问题形成在风险问题形成阶段,主要开展四方面内容:确定研究区范围、分析规划产业发展特征、分析生态现状特征及识别重要生态系统组分、选择生态风险受体及评价终点。其中,范围界定主要依据拟评定的规划,以地区行政边界为划分依据;规划产业特征分析是在充分考虑管理者及利益相关体介入的情况下,识别重点产业的布局、规模及今后发展速率,界定出具有潜在风险及累积性风险的压力因子,及该因子的实施者;生态现状分析及组分识别包括调查区域生态系统特征、分析区域生态面临的环境问题、识别重要生态系统组分及环境敏感目标等主要内容;最后,整合有用信息,选择合适生态受体及评价终点,组织分析思路,准备后续评价。(2)“压力-状态-响应”分析通过研究规划中潜在风险源在区域内分布、流动及其与生态受体间的接触关系,达到理清各种干扰对生态系统作用机理的目的,该阶段由压力、状态、响应分析三部分组成。其中压力分析针对风险源进行识别、归纳与表征,构建风险源指标体系,并以危害事件概率、速率、强度定量描述建设项目、产业发展、附属设施所引起的污染、占地、引种等人为风险,完成单风险源制图;状态分析针对风险受体从生态系统地位、功能及抵御风险能力角度出发构建风险受体指标体系,着重考虑区域景观、保护物种、自然度、植被盖度等评价内容,完成生态指数、脆弱度指数、系统损失度等指标的测算;响应分析是针对源与受体之间的接触开展生态耦合性分析,完成生态影响矩阵。(3)区域生态风险综合评价结合“压力-状态-响应”分析阶段指标表征结果,综合评价区域内生态风险值大小,运用遥感、地理信息系统等技术手段,将评价单元内自然与社会经济数据加以整合,实现评价的定性、定量和可视化表达。风险综合评价共包含三大主体评价内容,分别是区域生态风险表征与分级制图、地区累积性风险评价、重要生态系统组分聚焦分析。其中,区域综合生态风险评价主要是基于景观评价思想与空间叠加分析方法,表征风险的地理位置;累积性风险评价针对综合评价结果,筛选至规划期末可导致生态系统严重损伤的压力因子,以时间年限为横轴,生态系统受损组分为纵轴,分析受损组分随时间变化的趋势,以期在恶损情况发生之前,制定相关措施,控制危害发生;聚焦分析针对区域内居民点、文物保护遗址、水源地及水库、特殊生境等环境敏感点进行风险分析,预测源对受迫环境保护目标的影响程度,设立保护缓冲区,严控干扰活动。(4)风险管理风险评价的最终目的是服务于管理,为科学决策提供坚实的技术支撑。该阶段通过设计半结构化调查问卷,确定群众对周边环境的容忍度;通过实验观测,确定地区生态系统对于风险的容忍度,并结合综合评价结果,将以上信息反馈至管理层,依据相关法律,执行风险决策,对可接受风险,通过规划方案;对不可接受风险,督令方案修改,实施风险减缓措施,经再次评估后,决定是否可实施。可见,该框架对于评价我国区域和行业发展规划带来的大尺度、中长期生态风险具有一定优势,表现在:1)在风险问题的形成阶段,通过分析规划发展特征,加强评价者、管理者和利益相关者之间的交流,允许更多输入作用于风险问题的形成,以保证最终的评价结果不因考虑不足而导致评价无效。2)在“压力-状态-响应”分析阶段,风险源除自然风险外,更加关注规划风险,并将其归纳为化学污染、建设占地、物种入侵三类,便于评价者以此为基础系统考虑区域风险问题。此外,借鉴地学的“压力-状态-响应”模式对US EPA中的“暴露-响应”模式进行了替换,以规划为压力,生态系统为状态,二者耦合关系为响应,对于评价区域生态风险更为恰当。3)在综合评价阶段,通过补充地区累积性风险和环境敏感点聚焦分析,完善了原有仅以景观评价进行叠加分析的风险表征。4结语展望该领域的发展,来自科技进步、政策及公众期望等方面的压力正从各个方向推动区域生态风险评价的前进。评价对象趋于多重风险源、多重压力因子、多种生境、综合生态影响效应;评价内容涉及自然灾害、化学品污染、土地利用变更、地区主导产业发展等;评价尺度趋于大空间尺度与长时间尺度的研究;评价技术与方法趋于多元化。虽然在与我国规划环评制度的结合过程中,还存在较多难点,但也恰恰反映了未来进一步的提升空间,包括:1)更成熟的评价框架与技术方法能为评估区域规划提供清晰的研究思路与多元数据,以提高结果的准确性,保障建议的采纳与决策的实行;2)对于不确定性评价、风险累积性效应及生态阈值等瓶颈问题,期望数学、计算机及应用统计等学科的介入及“3S”空间分析技术的使用,以推动领域发展;3)提高区域生态风险评价在国家环境保护中的地位,并在法律上予以确认,通过风险决策者及利益相关者的参与,实现评价结果与管理目标的有效对接。规划环评中区域生态风险评价框架研究@聂新艳$湖南师范大学!湖南长沙410012$中国环境科学研究院!北京100012
@王文杰$中国环境科学研究院!北京100012
@秦建新$湖南师范大学!湖南长沙410012
@李甜甜$湖南科技大学!湖南湘潭411201
@刘军会$中国环境科学研究院!北京100012
@吴昊$中国环境科学研究院!北京100012
@冯宇$中国环境科学研究院!北京100012随着国家重点区域、重点产业和行业发展战略的深入推进,由人类规划开发所导致的生态风险加剧,部分地区正面临环境污染、生境退化、生物多样性减少等负面生态影响,使得在规划实施前开展生态风险评价变得尤为迫切。通过回顾我国规划环评中区域生态风险评价的发展历程,在总结国内外主流框架成果、经验及存在问题的基础上,提出了由风险问题形成、"压力-状态-响应"分析、区域风险综合评价、风险管理四部分组成的适合我国国情的生态风险评价框架,该框架加强了管理者与利益相关者的输入、归纳了区域风险源、完善了综合评价内容,以期对生态风险评价在我国区域规划环评中的应用起推动作用。区域生态风险评价;;规划环评;;研究进展;;评价框架[1]李巍.沿海经济区发展规划环境影响评价理论、方法与实践[M].北京:科学出版社,2010.
[2]黄丽华,胡志瑛,舒艳,等.黄河中上游能源化工区重点产业发展战略生态风险评价[J].四川环境,2011,30(2):57-63.
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