土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)及模型構(gòu)建

劉 勇，邢育剛，李晉昌

（山西大學(xué)黃土高原研究所，山西太原 030006）

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)及模型構(gòu)建

劉 勇，邢育剛，李晉昌

（山西大學(xué)黃土高原研究所，山西太原 030006）

研究目的：探討土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)并構(gòu)建評(píng)價(jià)模型。研究方法：文獻(xiàn)資料法,對(duì)比法。研究結(jié)果：目前中國(guó)對(duì)于土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)大多數(shù)是針對(duì)土壤中重金屬和農(nóng)藥污染,還沒有形成完善的方法和指標(biāo)體系來表征或評(píng)價(jià)包含物理壓力、化學(xué)壓力和生物壓力在內(nèi)的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，如何在實(shí)踐中辨識(shí)土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的壓力因子,如何進(jìn)行有效的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并用之于土地管理還沒有成熟的方法。研究結(jié)論：將土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)壓力因子分為物理因子、化學(xué)因子和生物因子,可為土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供新的思路和理論基礎(chǔ)。

土地評(píng)價(jià)；土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；理論基礎(chǔ)；風(fēng)險(xiǎn)源

1 引言

土地是最基本的生態(tài)環(huán)境要素，同時(shí)也是一切自然資源之首，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。土地生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣可直接或間接對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響[2]。近年來，隨著工業(yè)化與城市化的快速推進(jìn)，中國(guó)人地矛盾日益突出，對(duì)土地的利用程度已經(jīng)達(dá)到甚至超過區(qū)域土地的生態(tài)承載能力，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境逐漸惡化[3]，土壤污染、水土流失、土地沙化等現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是近年來環(huán)境科學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)[4]，強(qiáng)調(diào)在區(qū)域水平上描述和評(píng)估環(huán)境污染、人為活動(dòng)或自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及其組分產(chǎn)生不利作用的可能性和大小的過程[5]。區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)起源于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),從1980年代開始至今,評(píng)價(jià)方法、內(nèi)容和范圍都有了很大發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)受體從人體發(fā)展到種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和景觀尺度[6-7]。從土地生態(tài)系統(tǒng)角度，基于土地利用變化、土壤污染、土地承載力等綜合因素分析區(qū)域土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，目前仍處于起步和探索階段，但土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題作為國(guó)家生態(tài)安全的重要組成部分，已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的制約因素[8]。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析有助于科學(xué)把握土地利用動(dòng)態(tài)變化及正確認(rèn)識(shí)土壤生物化學(xué)污染可能帶給當(dāng)?shù)鼐用裆眢w健康和生存環(huán)境危害的風(fēng)險(xiǎn)度，同時(shí)以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)對(duì)土地進(jìn)行整治與管理具有現(xiàn)實(shí)意義，本文試圖基于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本原理構(gòu)建土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，為今后開展相關(guān)工作提供理論基礎(chǔ)。

2 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析的理論基礎(chǔ)

2.1 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概念

關(guān)于土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，迄今尚未形成明確的定義?；谏鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)的概念，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可認(rèn)為是由于自然或人為原因致使土地資源破壞或污染而對(duì)人類生存環(huán)境造成的一種危害狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，土地生態(tài)系統(tǒng)沒有穩(wěn)定、均衡、充裕的自然資源可供人類利用，土地資源不能維持環(huán)境與人類的協(xié)調(diào)發(fā)展。其定義包括兩層含義：一是由于土地生態(tài)環(huán)境的破壞、退化對(duì)人類社會(huì)構(gòu)成的生存威脅，主要指土地資源的減少和退化及土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞削弱了對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的支撐能力[9]；二是由于土壤環(huán)境質(zhì)量下降對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆眢w的危害。

2.2 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)

參照高小平等[9]提出的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)主要有：（1）相對(duì)性：土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是相對(duì)于人類而言的，風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是以人類所要求的土地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量來衡量的。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)由眾多因素構(gòu)成，其對(duì)人類的健康和生存環(huán)境的危害程度各不相同，但只要其中一個(gè)或幾個(gè)因子不能滿足人類正常生存與發(fā)展的需求，土地生態(tài)環(huán)境就是不合格的。（2）整體性：土地資源在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中都是相連相通的，任何局部環(huán)境的破壞，都有可能引發(fā)全局性的災(zāi)難，危及整個(gè)區(qū)域甚至全球的生存條件。（3）不可逆性：土地生態(tài)環(huán)境的支撐能力有其一定限度，破壞一旦超過其自身修復(fù)的“閥值”，往往造成不可逆轉(zhuǎn)的后果。如中國(guó)西南地區(qū)出現(xiàn)的“石漠化”土地和流失的土壤等是人力很難恢復(fù)的。（4）恢復(fù)治理具有長(zhǎng)期性：許多土地生態(tài)環(huán)境問題一旦形成，若想解決就要在時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上付出巨大代價(jià)，如沙漠化土地的治理，往往要數(shù)十年甚至幾代人的努力，經(jīng)濟(jì)代價(jià)也很高。

2.3 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究的內(nèi)容

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究是以生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)及風(fēng)險(xiǎn)理論的觀點(diǎn)，系統(tǒng)、綜合的對(duì)土地資源可能存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)研究，既有基礎(chǔ)理論研究，也有應(yīng)用技術(shù)研究，其研究對(duì)象是土地的生態(tài)環(huán)境。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究主要對(duì)土地資源開發(fā)利用與土地持續(xù)、穩(wěn)定、高效發(fā)展的關(guān)系進(jìn)行定量描述、表達(dá)和模擬及調(diào)控，其內(nèi)容具體包括：（1）土地生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)源、危害性、風(fēng)險(xiǎn)度診斷和風(fēng)險(xiǎn)“閾值”判定；（2）土地生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和預(yù)警；（3）土地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性評(píng)估、管理和維護(hù)的調(diào)控對(duì)策等。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源主要來自土地生態(tài)系統(tǒng)的物理變化、化學(xué)變化和生物變化，其中由人類活動(dòng)造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)源如表1所示。

3 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)

3.1 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是研究土地結(jié)構(gòu)、土壤污染、土地承載力等綜合或其中某項(xiàng)對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)形成或可能形成不利效應(yīng)的過程，其目的是估計(jì)有害土地利用事件發(fā)生的可能性，這些事件稱為土地生態(tài)終點(diǎn)，較常見的土地生態(tài)終點(diǎn)有土地沙漠化、土壤污染、水土流失等，也可能是土壤質(zhì)量下降或某些地質(zhì)災(zāi)害事件。按照生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架[10]，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)階段包括問題形成、風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)表征。

表1 人類活動(dòng)造成的土地生態(tài)潛在風(fēng)險(xiǎn)源Tab.1 Potential risks to land ecological ecosystem caused by human activities

3.2 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法

基于美國(guó)學(xué)者Barnthorse提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法[11]，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法應(yīng)包括土地危害評(píng)價(jià)、暴露評(píng)價(jià)、受體分析和土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)表征等內(nèi)容。其主要組成部分包括:（1）選取終點(diǎn)；（2）風(fēng)險(xiǎn)源的定性和定量化描述（例如：污染源的分布和排放量）；（3）確定和描述可能受影響的區(qū)域環(huán)境；（4）運(yùn)用恰當(dāng)?shù)耐恋厣鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)模型估計(jì)暴露的時(shí)空分布，定量確定區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)源與土地資源環(huán)境之間的相互關(guān)系；（5）綜合上述結(jié)果得出最終風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)需環(huán)境學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科交叉，采用數(shù)學(xué)、概率論等風(fēng)險(xiǎn)分析手段以及遙感、GIS等空間分析技術(shù)來分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)具有不確定性的災(zāi)害事件對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)及其組分可能造成的損傷。它將風(fēng)險(xiǎn)的思想和概念引入到生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，與一般生態(tài)影響評(píng)價(jià)的主要區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)不確定性因素對(duì)土地資源的作用，在分析過程中要求對(duì)可能的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行定性和定量研究，并在評(píng)價(jià)結(jié)果中體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)程度。

3.3 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟

按照生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本方法[5]，并結(jié)合土地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟可概括為：評(píng)價(jià)時(shí)空范圍的確定、受體分析、風(fēng)險(xiǎn)源分析、危害分析、土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)、土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策等6個(gè)部分。其中，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)，需要綜合考慮土地生態(tài)系統(tǒng)受風(fēng)險(xiǎn)壓力危害作用的大小以及發(fā)生概率。在土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)過程中，要充分利用遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的定性、定量和可視化[5]。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果，可進(jìn)一步提出綜合的以及針對(duì)某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源、某方面影響的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策。

4 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

4.1 概念界定

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要來源于質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)和承載力風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)方面，為了衡量它們的大小，本研究提出三元數(shù)組（p，q，k）指標(biāo)，p，q，k分別表示三類風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)值。質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，體現(xiàn)了土地的綜合污染程度對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，食品安全問題、健康風(fēng)險(xiǎn)問題皆源于此,可以認(rèn)為是土地對(duì)人類的報(bào)復(fù)性顯現(xiàn)。結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，體現(xiàn)了土地利用變化對(duì)土地生態(tài)環(huán)境所造成的影響，土地利用的結(jié)構(gòu)是否合理直接導(dǎo)致了土地生態(tài)環(huán)境能否持續(xù)健康發(fā)展。承載力風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)了“人地”關(guān)系矛盾，土地作為人類生存載體，單位面積土地所承載的人數(shù)是有限的，一旦超過其承載量，土地生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)遭到破壞，就會(huì)抑制它的發(fā)展。

4.2 三類風(fēng)險(xiǎn)間的響應(yīng)關(guān)系

質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)、承載力風(fēng)險(xiǎn)三者之間相互依存、相互轉(zhuǎn)化（圖1）。當(dāng)土地承載力風(fēng)險(xiǎn)增加時(shí)，區(qū)域人口密度增大，土地結(jié)構(gòu)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)；土地結(jié)構(gòu)不合理，土地自我調(diào)節(jié)能力降低，產(chǎn)生土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，而土地質(zhì)量變差，需要尋求更好質(zhì)量的土地，轉(zhuǎn)而破壞原有的土地結(jié)構(gòu),又造成結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)加大。土地結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)又造成區(qū)域承載力下降，增加土地壓力風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)間的相互關(guān)系Fig.1 The relations among three kinds of land ecological risk

4.3 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值的計(jì)算

4.3.1 土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)（p） 按區(qū)域土地質(zhì)量實(shí)測(cè)值p′的大小，當(dāng)p′≤p0時(shí)，可認(rèn)為土地質(zhì)量為安全，當(dāng)p′＞p0時(shí)，可認(rèn)為土地質(zhì)量存在風(fēng)險(xiǎn)，其中p0為給定標(biāo)準(zhǔn)值，與區(qū)域的地理環(huán)境有關(guān)。為了將p0點(diǎn)作為風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)，作如下平移：

則可認(rèn)為當(dāng)p≤0時(shí)，區(qū)域土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)為0；當(dāng)p＞0，區(qū)域土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)為p，p越大，土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)越大。4.3.2 土地結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)（q） 按照土地管理法的規(guī)定，土地可分為農(nóng)用地（包含草地、林地、耕地、水域等）、建設(shè)用地（包括建筑用地、公共設(shè)施、居民用地、交通用地等）和未利用地。本研究認(rèn)為三類土地之間有一相對(duì)合適的比例，即土地結(jié)構(gòu)安全區(qū)間，并定義此區(qū)間是土地結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。農(nóng)用地、建設(shè)用地和未利用地的安全區(qū)間分別用［a0，a0］、［a1，a1］和［a2，a2］表示，輸入值分別用 x、y 和 z表示。當(dāng)研究對(duì)象的輸入值（x，y，z）給定時(shí),考察（x，y，z）分別距安全區(qū)間的距離。此時(shí)，考慮到土地生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)主要來源于人為因素的介入，故認(rèn)為建設(shè)用地的增加促進(jìn)了土地結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的增大，農(nóng)用地和未利用地的增加減少了土地結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，據(jù)此得到（x，y，z）的修正值如下：

若q∈［-1，0］，則土地結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)險(xiǎn)小；若q∈［0，1］，則土地結(jié)構(gòu)不合理，而且q值越大，結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)越大。

4.3.3 土地承載力風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)（k） 土地承載力風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)可表示如下：

其中k′表示單位土地面積所承載的人數(shù)，k0表示單位土地所能承載的最大人數(shù),即土地生態(tài)環(huán)境的容納量。顯然 k∈［-1，+∞］，若 k∈［-1，0］，說明該處的土地承載壓力為零，不存在風(fēng)險(xiǎn)，若 k∈［0，+∞］，說明該處土地承載壓力為k，k越大，該處土地壓力風(fēng)險(xiǎn)越大，人地矛盾越突出。

4.3.4 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指標(biāo)（H） 把研究對(duì)象簡(jiǎn)單記作O，O處土地所承受風(fēng)險(xiǎn)的大小,可用該處的（p，q，k）值描述，稱（p，q，k）為風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)向量。但由于三維數(shù)組的無序性和不可比性，給定兩點(diǎn)的（p，q，k）風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)向量，可能不能完全確定哪點(diǎn)的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)更大，因此，期望從狀態(tài)向量（p，q，k）考慮，尋找一個(gè)合理的簡(jiǎn)單易得的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指標(biāo)H。考慮p，q，k加大時(shí)三類風(fēng)險(xiǎn)均加大，令 H=r1max｛q，0｝2+r2max｛q，0｝2+r3max｛k，0｝2，其中r1+r2+r3=1，表示三類風(fēng)險(xiǎn)在土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)所占的權(quán)重，哪類風(fēng)險(xiǎn)對(duì)土地生態(tài)安全影響大，破壞力強(qiáng)，其相應(yīng)的權(quán)重就大，根據(jù)研究區(qū)域及研究?jī)?nèi)容的不同而不同，可采取專家打分法、層次分析法等進(jìn)行判定。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可表示為圖2。圖中8個(gè)象限分為8類區(qū)域，其中第7象限為絕對(duì)安全區(qū)，各項(xiàng)指標(biāo)均合格；第1象限為絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，各項(xiàng)指標(biāo)均不合格。給定風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)向量，就可分析區(qū)域土地的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)度的大小。

圖2 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的三維圖示Fig.2 3-Dimension plot for land ecological risk

此外，模型還可以根據(jù)研究目的以及數(shù)據(jù)的可獲取性進(jìn)行修改。如土地質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)p，可結(jié)合土地的區(qū)位條件、土地養(yǎng)分含量、土壤污染情況等確定評(píng)價(jià)基準(zhǔn)點(diǎn)，可選用Hankanson綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型法、支持向量機(jī)模型等確定；土地結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)q，可根據(jù)土地利用的類型，進(jìn)行進(jìn)一步的劃分，如耕地比例、林地草地比例、水域比例等，并根據(jù)研究區(qū)域的土地利用變化情況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r確定合理的安全區(qū)間范圍；土地承載力指標(biāo)k在城市、鄉(xiāng)村不同，東部、西部不同，在具體的實(shí)踐中可結(jié)合此區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、發(fā)展水平綜合考慮。

5 研究展望

土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析屬于現(xiàn)代生態(tài)學(xué)與數(shù)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)論相互交叉的新興學(xué)科。關(guān)于土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究工作剛剛起步。土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是一個(gè)重要的政策管理依據(jù)，有效地對(duì)區(qū)域土地生態(tài)環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)，科學(xué)地把握土地利用動(dòng)態(tài)變化以及土壤生物化學(xué)污染可能帶給當(dāng)?shù)鼐用裆眢w健康和生存環(huán)境危害的風(fēng)險(xiǎn)度，同時(shí)以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)探討修復(fù)技術(shù)的篩選以及污染土地整治與管理，對(duì)于城市周邊土地污染控制、恢復(fù)與管理有著突出的現(xiàn)實(shí)意義。因此，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論和應(yīng)用研究有著廣闊的發(fā)展前景。

目前，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法主要是運(yùn)用各種多元分析模型，及相關(guān)變量分析方法，但尚未充分利用空間信息技術(shù)，GIS強(qiáng)大的空間分析功能可以充分綜合不同的數(shù)據(jù)來源而令結(jié)果的解釋更為合理。另外，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究在復(fù)雜性和不確定性分析方法上還有待于進(jìn)一步拓展，目前還沒有一個(gè)較為完善的評(píng)價(jià)方法體系。

土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞不僅僅是由于化學(xué)和物理的壓力導(dǎo)致，還可能是生物的，因此未來的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)會(huì)更復(fù)雜。要使評(píng)價(jià)成為一種管理工具，必須研發(fā)評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于區(qū)域土地資源水平，如果這種大尺度的技術(shù)要求可以滿足，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有可能成為大尺度土地資源與生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)管理和決策工具。未來土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)側(cè)重如下幾點(diǎn)：（1）不確定性處理。不確定性處理一直是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的主要問題。不確定性來源于各種外推過程。對(duì)不確定性的定量化處理是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。（2）生態(tài)暴露評(píng)價(jià)。生態(tài)暴露評(píng)價(jià)是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程中最基本的組成部分，由于暴露系統(tǒng)的復(fù)雜性，目前還沒有一個(gè)暴露的描述能適用所有的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。因此，必須加強(qiáng)這方面評(píng)價(jià)方法和技術(shù)的研究。（3）空間分析工具。在方法研究上，應(yīng)關(guān)注空間分析工具在土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，空間分析工具是自然資源可持續(xù)管理重要的輔助決策手段，探討空間信息技術(shù)對(duì)土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)將有著廣闊的應(yīng)用前景。（4）綜合模型優(yōu)化。模型在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的重要性是顯而易見的，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)需要一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用，且科學(xué)合理的方法，來演示某一區(qū)域土地系統(tǒng)的演化和考慮到人為的壓力和恢復(fù)過程。建立適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行模擬有利于人們更好地了解、預(yù)防土地生態(tài)系統(tǒng)的惡化。同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)管理也越來越關(guān)注這些模型的實(shí)用性。（5）城市生態(tài)系統(tǒng)的管理對(duì)快速變遷挑戰(zhàn)的應(yīng)對(duì)。土地利用變化對(duì)土地生態(tài)系統(tǒng)下的城市周邊經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響，以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)所帶來的生態(tài)及社會(huì)問題、土地景觀多功能性及生態(tài)健康與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

總之，隨著土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代?？梢灶A(yù)見，土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究必將對(duì)人類生存及自然環(huán)境的保護(hù)和改善作出新的貢獻(xiàn)，并將對(duì)生態(tài)環(huán)境科學(xué)理論研究有新的推進(jìn)。

（

）:

［1］盛學(xué)斌，劉云霞，孫建中.近50年冀北高原土地利用變化的土壤生境效應(yīng)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（4）：589-592.

［2］楊月圓，王金亮，楊炳豐.云南省土地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（5）：2253-2260.

［3］李玉平，蔡運(yùn)龍.河北省土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，43（6）：784-789.

［4］陳春麗，呂永龍，王鐵宇，等.區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問題與展望［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（3）：808-816.

［5］付在毅，許學(xué)工.區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2001，16（2）：267-271.

［6］Wayne G L.Twenty years before and hence:ecological risk assessmentatmultiple scaleswith stressors and multiple endpoints［J］.Human and Ecological Risk Assessment,2003,9:1317-1326.

［7］Hunsaker C T,Graham R L,Suter GW,etal.Assessing ecological risk on a regional scale［J］.EnvironmentalManagement,1990,14（3）:325-332.

［8］曲格平.關(guān)注生態(tài)安全之二：影響中國(guó)生態(tài)安全的若干問題［J］.環(huán)境保護(hù)，2002，（7）：3-6.

［9］高小平.生態(tài)安全與突發(fā)生態(tài)公共事件應(yīng)急管理［J］.甘肅行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（1）：1-4.

［10］USEPA（USEnvironmental Protection Agency）.Framework for ecological risk assessment［M］.Washington,D C:Risk Assessment Forum,1992.

［11］Barnthouse LW,Suter IIGW,Bartell SM.Quantifying risks of toxic chemical on aquatic populations and ecosystems［J］.Chemosphere,1988,17:1487-1492.

Theoretical Basis and M odel Development for Land Ecological Risk Assessment

LIU Yong,XING Yu-gang,LIJin-chang
（Institute of Loess Plateau,ShanxiUniversity,Taiyuan 030006,China）

The purpose of this paper is to explore the theoretical basis and further develop an assessmentmodel for land ecological risk assessment.Methods of documentation and comparative study were used.The results show that the main stream of current studies focuses on soil risk assessment regarding heavy metals and pesticides;however the methodology and an indicator system characterizing practical land risk in terms of physical,chemical and biological factors are not well developed and combined with land administration.It is concluded that identifying the chemical,physical,and biological factors of land ecological risk is a new direction for theoretical development in this field.

land assessment;land ecological risk;theoretical basis;risk sources

F301.2

A

1001-8158（2012）06-0020-06

2011-03-01

2012-06-14

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101558、41101013）；山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2010011044-2）。

劉勇（1970-），男，山西五寨人，副教授。主要研究方向?yàn)?S技術(shù)的應(yīng)用。E-mail:lychinesely@yahoo.com.cn