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《华东师范大学》 2007年
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岛屿生态风险评价的理论与方法

杨娟  
【摘要】: 岛屿与大陆相比,通常极易受到周围水域的威胁,致使自然灾害频繁,生态系统具有较高的脆弱性,对自然和人类干扰高度敏感;在经济上,岛屿远离大陆,地理位置的孤立性和资源的有限性使得全球大部分岛屿的经济都处于欠发达状态。岛屿恶劣的自然条件和落后的经济状况受到了国际社会的普遍关注,岛屿的开发建设得到广泛开展,然而盲目的开发建设极易使本就脆弱的岛屿生态系统退化并威胁到生态安全,因此有必要对岛屿生态风险进行评价。 目前关于岛屿生态、环境的研究,主要集中于岛屿资源的调查和岛屿环境的分析方面,而生态风险评价的研究涉及岛屿的也较少,如何根据岛屿这一特殊区域的特点,提出岛屿生态风险评价理论与方法是生态风险评价研究所面临的重要理论与实践课题。 崇明三岛属长江河口冲积岛,位于长江流域和东部沿海地区“T”字形格局的交汇点,咸淡水、水陆交汇,地理位置和生态环境十分特殊。其生态环境不仅受到来自海洋(如风暴潮、咸水入侵等)的影响,也受到流域(如三峡工程、来水来沙量等)和周边城市(如排放污水、经济建设等)的影响,导致自然灾害如洪涝灾害、风暴潮、咸潮入侵等发生频繁,岛屿生态系统承受着巨大压力。在“十一五”期间,上海市政府要加快崇明三岛的开发建设,上海市沪崇越江通道工程的建设和对崇明的开发,为三岛经济的发展打开了契机,但不可避免地是崇明的资源压力和生态安全将面临新的挑战。因此分析崇明三岛生态安全现状,研究如何规避未来发展过程中出现的生态风险问题是一项十分紧迫的任务。 论文以崇明三岛为研究区域,基于生态风险评价研究的理论与方法,提出了区域生态风险评价的评价框架,并以此为基础建立了适合岛屿的区域生态风险评价指标体系和模型,对崇明三岛的生态风险与风险源、生态风险现状、未来生态风险开展了细致研究,以期为完善区域生态风险评价的理论体系,并对崇明三岛区域规划、环境管理提供科学依据,为进一步建立区域生态风险预警决策支持系统提供了理论基础和技术指导。论文主要研究结果体现在以下方面: (1)复合生态系统的区域生态风险评价可按“三级风险评价”的评价框架进行研究。将区域生态风险评价分3个层次进行,第一层次根据风险源的形成、概率及危害影响因素分析风险源对受体的危险度,称为初级评价;第二层次根据受体的易损性,分析风险源是否对受体造成损失的半定量风险度评价;第三层次结合灾害学的研究定量评价风险损失,风险度结合具体损失来直观表述区域风险分布。不同风险源根据其作用特点评价层次不同。 (2)区域生态风险的大小受风险源发生概率、风险源危险度、受体脆弱度影响,通过风险损失大小得以表现,风险度和损失值大则生态风险大。考虑上述几项因素,所建区域生态风险评价模型包括四部分: ①危险度分析分析风险源对受体影响大小。目前尚没有固定的危险度评价模式,其值的确定主要基于研究者对风险源作用过程和受体特征的认识;②脆弱度评价子模型评价生态系统在外部因素的干扰下环境、经济和社会系统倾向于损害或退化的程度。论文从生态系统脆弱度和区域社会经济脆弱度两个方面建立了模型;③风险度评价评价风险源对受体损害的可能性。采用联合国1991年提出的“风险度=危险度×易损度(脆弱度)”这一表达式来分析;④损失分析分析受体在风险源作用下的具体损失值,论文借鉴灾害学的研究,引入风险度这一参数建立了风险损失评估模型,对区域不同位置的经济、生态、救援损失进行评估。 (3)崇明三岛生态系统同时受到流域、海洋强烈自然活动,以及周边区域、岛屿内部频繁人为活动的影响,风险源类型多样,致使各类生态系统极不稳定。目前影响岛屿生态系统的风险源有咸水入侵、风暴潮、洪涝、台风暴雨等自然因素,以及环境污染物、流域大型工程建设(如南水北调、三峡工程)等人为因素。崇明三岛面临的主要生态风险则是湿地面积减少、水资源量紧缺、生物多样性降低、自然灾害频繁、生境破碎化、人口问题等。从风险源的发生概率高低、作用受体多寡、作用时间长短、实际记载损失值高低、危害可逆性等方面考虑,选择暴雨、风暴潮、洪涝、咸水入侵和围垦5项风险源为崇明三岛主要风险源。 (4)崇明三岛生态系统脆弱度从高到低分别是农田和滩涂湿地、养殖池和农村居民区、城镇和林地、河湖水系,从保护生物多样性、维护生态系统功能的角度出发,需加强对滩涂湿地、农田所在区域的保护力度。此外从保障区域经济发展、维护居民生命财产安全的角度,需加强对崇明岛南部乡镇、横沙和长兴二岛的保护。 (5)论文利用CLUE-S模型来模拟未来崇明三岛的生态系统变化,研究结果发现,情境模式2(自然发展状态)到2020年崇明三岛建成区面积有较大幅度增加,增加的主要是农村居民点,分布于城镇周边区域,出现大面积低密度建设;情境模式1(规划发展模式)建设用地的点式高密度开发,保留了大量农田、滩涂,同时建设了大面积林地。三岛生态脆弱度研究结果也表明情景模式2大于情景模式1。 (6)暴雨、风暴潮、洪涝、咸水入侵和围垦5种风险源以及综合风险源风险度2005-2020年呈增加的趋势,情景模式1风险度大于情景模式2,风险度等级由高到低的总体分布格局与2005年一致。各风险源单位面积风险损失有较大幅度增加,情景模式1增加的幅度显著大于情景模式2,但从各年损失占当年工农业总产值的比例来看,五种风险源2010-2020年风险损失占当年工农业总产值的比例均呈下降的趋势,且情景模式1各风险源造成损失占工农业总产值的比例小于情景模式2。因此情景模式1三岛实际生态风险相对来说是低于情景模式2的,这也说明了半定量的风险度风险评价的局限性和进行“三级风险评价”的必要性。 (7)暴雨所造成的生态风险区主要分布于城桥镇、堡镇、东滩养殖池、崇明岛北部养殖池区域、横沙乡等区域;洪涝所造成的生态风险区主要分布于城桥镇、东滩、崇明北部养殖池区域、横沙乡等区域;风暴潮所造成的生态风险区主要分布于崇明东滩、团结沙区域、崇明北部养殖池区、新村乡、横沙乡、长兴乡等区域;咸水入侵所造成的生态风险区主要分布于城桥镇、堡镇、新河镇等区域;围垦生态风险区主要分布于岛屿外围滩涂湿地与其他类型生态系统邻接处,风险等级由岛屿内部向外递减。 (8)崇明三岛中城桥镇、横沙岛、团结沙属于一级风险区,城桥镇主要风险源是暴雨和咸水入侵,横沙岛和团结沙主要风险源为暴雨、风暴潮、过度围垦和咸水入侵;长兴岛南北两端、崇明岛东滩及北滩的农田、养殖池区域、永隆沙等区域属于二级风险区,主要风险源为暴雨、风暴潮、咸水入侵和过度围垦。此外还对各区不同风险源的单位面积损失进行了定量评估。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X826

【引证文献】
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