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基于景感生态学认知的生态环境损害问题与对策探讨

陈光灿 沈朝辉 通讯作者
  
大地媒体号
2023年1期
福建科胜检测技术有限公司 福建莆田 351100

摘要:生态环境损害鉴定评估是生态系统修复与保护管理工作的基础,而生态环境损害基线作为一个地区生态水平原始状态的表征,是鉴定评估生态环境损害的基准。也是森林生态系统是否受到损害及损害程度大小的重要表征指标。在已有的生态环境损害基线判定方法的基础上,针对森林土壤的特点,改进森林土壤损害基线的判定方法。

关键词:落叶阔叶混交林;损害;土壤基线

引言:

近年来,国内环境污染事故频繁发生,由此引发的环境损害问题日益严重。环境损害鉴定评估是一项应对环境污染损害的重要环保举措,而基线则是确定损害的关键。基线确定是损害评估与修复的重要组成部分,是科学评估的关键技术环节和重要前提,需要切实的森林土壤损害基线的判定方法,辅助环境保护工作。

1生态环境损害基线概述

1.1生态环境损害基线概念

生态环境损害是指因污染环境、破坏生态造成大气、地表水、地下水、土壤等环境要素和植物、动物、微生物等生物要素的不利改变,及上述要素构成的生态系统功能的退化的行为。生态环境损害既包含了环境的损害,也包含了生态系统整体结构和功能的损害,具有潜伏时间长、受损对象广、恢复难度大、定责困难的特点。随着人类活动的影响,我国生态环境损害事件频发,对损害类型的甄别和损害程度的判定显得十分重要。生态破坏行为发生前,受影响区域内生态系统的状态或水平被称为生态环境损害基线,简称“损害基线”。损害基线既包含了动植物种群、数量、结构等生物因素,也包含了区域的土壤、水质、空气等非生物因素,是反映一个地区生态系统状态的综合性指标集。对损害区域而言,首先要判断损害的类型和程度,继而为后续量化损失和责任判定提供依据,而在具体操作过程中,要先确定损害区域的损害基线,再与当前状态进行比较,通过两者的差异来判定损害程度。准确地确定一个地区的损害基线将是损害鉴定评估的基础,也是判定人为破坏生态行为与环境损害因果关系的纽带,更是开展生态损害量化评估的前提[1]。

1.2生态损害判定方法

目前生态损害基线的方法众多,适用范围不尽相同。如果区域内有详细的历史数据,可采用历史数据法或者古生态学法反推过去的生态环境;如果区域内有环境标准或行业限定值,可采用相关环境基准值作为损害基线;在区域受干扰程度较深的地区,可采用专家判别法或者模型法,利用专家经验或者数据构建模型来确定基线值;在生境变化不大的区域可采用参照点位法,用受损区域周围未受影响的区域的生态状态作为基线值。此外,在研究较为成熟的湖泊生态系统中,美国环境保护署U.S.EPA在指南中推荐统计学方法,即选择样点群中某一点位的数值作为基线值。目前在土壤基线研究中,学者一般采用参照点位法和统计学方法对城市、矿区、湖泊周围的土壤重金属元素含量和分布进行研究,以确定区域内受到人类工业活动的环境污染及污染程度[2]。

1.3生态损害基线的作用

基线在环境损害鉴定评估过程中的作用极其关键,它是判断环境损害是否发生的根据,也是确认损害时空范围、损害程度以及衡量资源恢复/修复程度的重要指标。不论是评估经济或生态损害还是确定恢复工程,都必须了解污染损害发生前自然资源及其服务的基线状态。然而,大多数情况下收集的生态环境数据资料是在资源状态改变或损害发生很久之后才获得的,缺乏表征损害前生态系统功能状态的数据,导致环境基线方面很少有可靠的信息资料。另外,自然资源和生态系统状态的不确定性和不可预测性也会增加基线选择和确定的困难程度,如何有效、科学地确定基线已然成为环境管理者和损害评估人员面临的重要难题。

2判定落叶阔叶混交林土壤损害基线的三种方法

2.1群体分布法

基于典型取样原则,首先根据遥感影像确定林地及还林地位置,再进行实地取样,共采集29个样地,其中一个样地作为参照区样地,无人参种植及其他人为干扰。土壤样地为1m×1m方格,分别记录土壤样地的经纬度、海拔、弃耕时间、还林时间、群落类型、土壤类型、枯落叶厚度等内容,每个样方内先去掉土壤表层覆盖物。例如残值、枯叶等,再用五点法取样地中10—20cm层土样,混合后装入土壤袋200g带回实验室,总计29个土壤样本数量。实验测定每个样本的TOC、P、N、K、B、Mn、Ca、Zn、Cu,同时测定样本中pH值、平均粒径APS、阳离子交换量CEC等指标。其中,pH值采用电位法测定;CEC采用中性乙酸铵法测定;TOC含量采用重铬酸钾容量法测定;N含量采用微量凯氏法测定;P含量采用酸溶-钼锑抗比色法测定;K含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定;Ca采用EDTA容量法测定;其余指标含量使用ICP-MS(Agilent USA)测定。群体分布法以评价区内所有样点,除去已知损害严重的样点为样本,选择每个指标数据频数分布的后25%作为该地区的基线值。将采集的土壤样点各指标值按从小到大顺序排列,选择每个指标值后四分位的数作为基线值,由于样本数量不能被4整除,后四分位数由其相隔两个数按比例计算得出[3]。

2.2参考点位法

参考点位法是指从一组生境类似、可用以比较的参考点位中选择未受到损害事件影响的区域作为对照,利用该区域的历史数据或现场监测数据作为基线值与评估区域进行数值比较。在欧美国家的环境损害评估中,当历史数据不适用于评估受损区域或受损资源,或不满足要求时,参考区域数据资料即为确定评估区域环境基线水平的重要数据来源。该方法对评价区内所有森林样点指标值进行排序,选择数据中最好的三分之一的中位数作为基线值,包含了所有样点数据,将样点各指标值按从小到大顺序排列,选择指标数值最大的后三分之一的中位数作为基线值。虽然参考点位法是确定基线的重要方法之一,但采用参考区域数据确定损害评估基线水平仍面临着众多的质疑:例如受到其他相同干扰影响但未受损害事件影响的参考区域几乎不存在;其次,不同场地之间总会存在一定的差异性,无法判断场地间的差异是由损害事件导致的还是由其他因素引起的;另外,由于气候和自然干扰的影响均会导致参考区域状态的变化,利用单一的参考区域无法准确反映真实情况。

2.3模型推算法

模型推算法是通过大量数据构建污染物浓度与生物量、生境丰度等之间的剂量—反应预测模型,揭示自然状况下生态环境应有的组成和结构,其核心是建立基线预测模型。利用模型推算不仅可以加快基线条件的分析,还能够快速有效的确定损害资源的基线条件。根据其他研究成果,以参地还林时间、pH值、土壤平均粒径、土壤阳离子交换量CEC等可能影响土壤指标含量的因素作为解释变量,以土壤元素含量作为被解释变量建立回归模型。由于部分样点存在人工施肥和新填土现象,因此某些样点元素数值与该地本底值存在差别,剔除异常值,再进行回归,形成不同指标的回归模型,计算每个解释变量在最优样点集中的平均值代入回归模型中,作为该方法的基线值,尽管模型推算能够有效确定或重现基线水平,但是在应用模型确定基线水平时仍需谨慎。使用的模型必须具有可靠的科学逻辑支撑,这是保证模型科学性和模拟结果准确性的必要前提,是确保模型方法可行性的重要保证。在使用模型确定基线条件时,必须结合其他相关信息共同判定推测结果准确性和可用性。

结论:

综上所述,本文以土壤环境损害的基线确定为出发点,系统总结了国际上土壤基线确定方法,并对常用的基线方法进行了较为详尽的分析和讨论,不同地区可根据实际情况采用多种方法共同确定基线。未来在制定土壤损害鉴定评估工作中,首选模型推算法,其次选择群体分布法和参考点位法作为补充。

参考文献:

[1]刘蕴芳,文静,熊晶晶等.基于对照区域法确定土壤环境损害基线的新旧指南对比及案例分析[J].环境污染与防治,2023,45(07):1036-1039+1046.

[2]王黎明.土壤生态环境损害鉴定评估中基线确定方法讨论[J].绿色科技,2021,23(06):20-22.

[3]傅金祥,魏建宇,李婷等.利用原场点位法确定污染场地的损害基线[J].环境科学与技术,2020,43(12):195-201.

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