葛鴻銘
(浙江省寧海縣環(huán)境保護局,浙江 寧海 315600)
隨著人們對環(huán)境問題及其規(guī)律認識的不斷深化,環(huán)境問題不再局限于排放污染物引起的健康問題,而且包括自然環(huán)境的保護、生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展的資源問題。以單純的理化指標和生物指標為主的環(huán)境監(jiān)測已不能滿足當前的發(fā)展要求,環(huán)境監(jiān)測從一般意義上的環(huán)境污染因子監(jiān)測向生態(tài)環(huán)境監(jiān)測拓寬。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分,是環(huán)境監(jiān)測的拓寬,是生態(tài)保護和建設(shè)的前提,是生態(tài)管理的基礎(chǔ),是生態(tài)法律法規(guī)的依據(jù),是環(huán)境監(jiān)測體系發(fā)展和完善的必然趨勢和要求。
人口爆炸導(dǎo)致現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)生境劇烈變化。新生人口增多和老齡化程度不斷加深所帶來的人口基數(shù)增大給生態(tài)保護等帶來了前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)。經(jīng)濟發(fā)展帶來流動人口的不斷涌入,給本地區(qū)原有的生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大的沖擊。耕地(水稻田)的減少導(dǎo)致水土調(diào)控能力變差。據(jù)常態(tài)測算,稻田可維持近10cm的水層,遇到暴雨可達15cm。每公頃稻田比旱地多蓄水1500m3。穩(wěn)定水稻生產(chǎn)是長江三角洲地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的基石,一旦改變用途,夏季對雨水的調(diào)控能力就會下降,易造成水澇帶來環(huán)境破壞。生物入侵威脅到生物生態(tài)環(huán)境健康。外來物種入侵是生物多樣性衰減和喪失的3個原因之一,而生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),一旦多樣性受到了嚴重威脅,物種滅絕速度就會不斷加快,遺傳多樣性急劇貧乏,生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化,這些都將加劇人類面臨的資源、環(huán)境、糧食和能源危機。湖泊富營養(yǎng)化造成水體自凈能力下降?,F(xiàn)代工業(yè)進程加速了水中植物營養(yǎng)成分(N、P等)的過量積累,水體營養(yǎng)過剩,藻類等水生生物大量繁殖,致使水體處于嚴重缺氧狀態(tài),并分解出有毒物質(zhì)危害水質(zhì)生態(tài)環(huán)境。
生態(tài)監(jiān)測是一門綜合技術(shù),是通過地面固定的監(jiān)測站或流動觀察隊、航空攝影及太空軌道衛(wèi)星,獲取包括生境的、生物的、經(jīng)濟的和社會的等多方面數(shù)據(jù)的技術(shù)。是利用各種技術(shù)測定和分析生態(tài)系統(tǒng)各層次對自然或人為的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征,來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律。新內(nèi)涵中包括借助遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位(統(tǒng)稱3S集成)等一體化的高新技術(shù)對大范圍區(qū)域片生態(tài)系統(tǒng)的宏觀監(jiān)測,是環(huán)境科學(xué)與生物科學(xué)的交叉學(xué)科。
同時生態(tài)監(jiān)測一直是有爭議的,主要表現(xiàn)在生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測的相互關(guān)系上,認為生態(tài)監(jiān)測包括生物監(jiān)測,如劉培哲認為生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測,是對生態(tài)系統(tǒng)的自然變化及人為變化所做反應(yīng)的觀測和評價。生態(tài)監(jiān)測包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩方面內(nèi)容。金嵐等將生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測統(tǒng)一起來,將二者統(tǒng)稱為生態(tài)監(jiān)測,認為生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的組成部分,是利用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征,來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律,為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。前者側(cè)重在對生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)方面,后者則包括生態(tài)系統(tǒng)各個層次,即對個體、種群、群落乃至生態(tài)系統(tǒng)對外干擾的反應(yīng)進行監(jiān)測。這種觀點表明,生態(tài)監(jiān)測是一種監(jiān)測方法,是對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的一種補充,利用的是“生態(tài)”來做“儀器”進行監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量。
在工作中,主要通過對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(EI)來對一個區(qū)域進行生態(tài)的宏觀評價。生態(tài)環(huán)境指數(shù)(Ecological Environment Index)是指反映被評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況的一系列指數(shù)的綜合。
EI=0.25×生物豐度指數(shù)+0.2×水網(wǎng)密度指數(shù)+0.2×植被覆蓋指數(shù)+0.2×(100-土地退化指數(shù))+0.15×環(huán)境質(zhì)量指數(shù)。
生物豐度指數(shù)=Abio×(0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域濕地+0.11×耕地+0.04×建設(shè)用地+0.01×未利用地)/區(qū)域面積。
式中Abio=692.096020,為全國生物豐度指數(shù)歸一化系數(shù)。歸一化系數(shù)=100/A最大值,A最大值指某指數(shù)歸一化處理前的最大值。
植被覆蓋指數(shù)=Aveg×(0.38×林地面積+0.34×草地面積+0.19×農(nóng)田面積+0.07×建設(shè)用地+0.02×未利用地)/區(qū)域面積。
式中Aveg=601.110997,為全國植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)。
水網(wǎng)密度指數(shù)=Ariv×河流長度/區(qū)域面積+Alak×湖庫(近海)面積/區(qū)域面積+Ares×水資源量/區(qū)域面積。
式中Ariv=71.768110,為全國河流長度的歸一化系數(shù);Alak=805.664908,為全國湖庫(近海)面積的歸一化系數(shù);Ares=88.36616016,為全國水資源量的歸一化系數(shù)。
土地退化指數(shù)=Aero×(0.05×輕度侵蝕面積+0.25×中度侵蝕面積+0.7×中度侵蝕面積)/區(qū)域面積。
式中Aero=146.33,為全國土地退化指數(shù)的歸一化系數(shù)。
環(huán)境質(zhì)量指數(shù)=0.4×(100-ASO2×SO2排放量/區(qū)域面積)+0.4×(100-ACOD×COD排放量/區(qū)域年均降雨量)+0.2×(100-ASOL×固廢排放量/區(qū)域面積)。
式中ASO2=1.725721,為SO2的歸一化系數(shù);ACOD=0.052749,為COD的歸一化系數(shù);ASOL=2.424802,為固體廢物的歸一化系數(shù)。
我國生態(tài)監(jiān)測工作為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展要求,已賦予了新的內(nèi)容。生態(tài)監(jiān)測環(huán)境科學(xué)與生物科學(xué)的交叉學(xué)科,包括環(huán)境監(jiān)測和生物監(jiān)測。它是通過各種物理、化學(xué)、生化、生態(tài)學(xué)原理等各種技術(shù)手段,對生態(tài)環(huán)境中的各個要素、生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行監(jiān)控和測試,為評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,保護生態(tài)環(huán)境、恢復(fù)重建生態(tài)、合理利用自然資源提供依據(jù)的過程。
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