基于GIS的北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

李耀明,王玉杰,王云琦

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

基于GIS的北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

李耀明,王玉杰?,王云琦

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是目前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，而水土流失問題是造成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的主要因素。以生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論研究為基礎(chǔ)，將該體系按照生態(tài)危險(xiǎn)性、生態(tài)重要性和生態(tài)易損性3部分進(jìn)行分析，以北京市的遙感影像為數(shù)據(jù)源，同時(shí)結(jié)合GIS手段，選取多指標(biāo)，綜合分析北京生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布，并對(duì)各指標(biāo)因素進(jìn)行打分，最終得到北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估圖。結(jié)果表明：在人口密集區(qū)域，由于其與人類活動(dòng)息息相關(guān)，有較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；總體上看，北京山區(qū)北部的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)要高于南部，西部要高于東部；具有相同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的各區(qū)域主要風(fēng)險(xiǎn)源不同，但總體上相近地區(qū)的主要風(fēng)險(xiǎn)源相同?；谠缙诘纳鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，將水土流失問題作為研究重點(diǎn)，克服傳統(tǒng)的單因子評(píng)價(jià)、綜合指數(shù)評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)的不足，構(gòu)建一種新的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考依據(jù)。

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)； 生態(tài)重要性； 危險(xiǎn)性； 易損性

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)面臨未來損失的可能性及其嚴(yán)重程度，即在一定范圍內(nèi)，具有不確定性的事故或?yàn)?zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及其組分可能產(chǎn)生的不利作用，包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的損害，從而危及生態(tài)系統(tǒng)的安全和健康[1-3]。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)起于20世紀(jì)80年代初，在90年代基本形成，是目前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其主要集中在重金屬或洪澇干旱等自然災(zāi)害作為風(fēng)險(xiǎn)源的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中[4-7]；而水土流失是我國最大的生態(tài)環(huán)境問題，對(duì)我國的生態(tài)安全有很大的影響，國內(nèi)對(duì)于水土流失的研究，最常見的是通過計(jì)算土壤流失量來評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)水土流失的現(xiàn)狀，最常用的方法是利用美國的通用土壤流失方程。經(jīng)過大量研究證實(shí)，對(duì)于中國特有的地質(zhì)地貌，這種方法所計(jì)算出的流失量，并不能很準(zhǔn)確的描述區(qū)域水土流失狀況，而且此方程中，對(duì)于水土保持工程因子的計(jì)算存在很大困難，這一因子恰好決定著當(dāng)前開展水土保持工程的程度和規(guī)模，以便以最合理的人力物力投入，得到最好的水土流失預(yù)防效果。另有學(xué)者通過測(cè)定其他一些指標(biāo)，以求間接代替以上因素。例如一些學(xué)者把污染物作為主要的風(fēng)險(xiǎn)源[8-11]，而實(shí)際上對(duì)于一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)來說，由于環(huán)境的差異，相同污染物對(duì)不同地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)是不可能相同的，這樣評(píng)價(jià)會(huì)造成評(píng)價(jià)結(jié)果的片面性；除此之外，一些極端的自然災(zāi)害也在很大程度上影響著區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的可靠性；對(duì)于山區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，很多指標(biāo)不能很好的被觀測(cè)記錄，這就導(dǎo)致對(duì)于這些不發(fā)達(dá)地區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)無法完成，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)無法評(píng)估。

基于早期的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，筆者克服了傳統(tǒng)的單因子評(píng)價(jià)、綜合指數(shù)評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)的不足，綜合考慮在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中遇到的種種問題，尋找符合北京地區(qū)，特別是北京山區(qū)水土流失特點(diǎn)的指標(biāo)，構(gòu)建一種新的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和評(píng)估體系，為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

北京地區(qū)E 39°57′，N 116°26′主要分為山區(qū)和平原區(qū)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可能發(fā)生的地區(qū)多為北京山區(qū)，其主要分布于北京西部和北部的房山、延慶、密云、懷柔、昌平、平谷和門頭溝等7個(gè)遠(yuǎn)郊區(qū)縣，總面積約為1.03萬km2，占北京市面積的61.29%。北京山區(qū)分為2大山系，分布為西南端的太行山系與東北段的燕山山系。北京山區(qū)屬于典型的北溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春秋短促。對(duì)于山區(qū)而言，由于其跨度不超過200 km，山幅寬約為50 km，并沒有跨越不同的經(jīng)緯度，同時(shí)都處于內(nèi)陸，氣候在水平方向上的差異并不明顯，影響氣候的主要因素為地形。北京山區(qū)的年平均氣溫為11 ℃，年降雨量在450～660 mm之間，為華北地區(qū)降雨最多的地區(qū)之一，但是降雨年度分布并不平均，全年有80%的降雨集中在夏季6—8月。特殊的降雨分布特征和地質(zhì)地貌條件，使得北京山區(qū)的水土流失問題極為特殊，導(dǎo)致山區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，生產(chǎn)力下降[14]。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的基本內(nèi)涵

風(fēng)險(xiǎn)是一種可能造成的損失值，必須處于一定區(qū)域和給定時(shí)間段內(nèi)，由某種自然災(zāi)害而造成，其結(jié)果是人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)遭受損失，其風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)式[12-13]為

R(risk)=H(Hazard)×V(Vulnerability)。

(1)

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)事件的本身；H為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性；V為風(fēng)險(xiǎn)造成的損失。

當(dāng)存在一個(gè)既定的風(fēng)險(xiǎn)事件k時(shí),其風(fēng)險(xiǎn)的定義表達(dá)為

R(k)=H(k)×V(k)。

(2)

而對(duì)于相互獨(dú)立的一組風(fēng)險(xiǎn)事件,風(fēng)險(xiǎn)的表達(dá)式為

R=∑H(k),V(k)。

(3)

在評(píng)價(jià)一個(gè)區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，往往由于指標(biāo)無法獲取，而得不到較為精確的評(píng)價(jià)結(jié)果，為了更為有效的對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，需要對(duì)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)模型進(jìn)行修改，突出水土流失等災(zāi)害對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響；因此，對(duì)式(1)進(jìn)行修改

R=I×H×T。

(4)

式中：R為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的量化值；I為地區(qū)生態(tài)重要程度指數(shù)量化值；H為水土流失災(zāi)害以及人類活動(dòng)發(fā)生的概率；T為區(qū)域生態(tài)易損性指數(shù)量化值。

2.2 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系的選擇與構(gòu)建

2.2.1 指標(biāo)的篩選 通過對(duì)前人研究成果的歸納與總結(jié)，首先對(duì)北京地區(qū)生態(tài)造成影響的指標(biāo)進(jìn)行選擇，形成初步篩選結(jié)果；進(jìn)而采用專家打分法，同時(shí)，考慮指標(biāo)的可獲取性，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行再次篩選與分類，得到指標(biāo)體系如表1所示。

表1 指標(biāo)體系篩選結(jié)果

注：H為生態(tài)危險(xiǎn)性指標(biāo)，I為生態(tài)重要性指標(biāo)，T為生態(tài)易損性指標(biāo)。以下類同。Note:Hrefers to ecological hazard index,Ito ecological importance, andTto ecological vulnerability. The same below.

2.2.2 指標(biāo)分級(jí) 通過查閱大量的歷史資料，建立指標(biāo)分級(jí)體系(表2)。利用Arc GIS 9.3 中的重分類功能，對(duì)以上12個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，進(jìn)而得到不同指標(biāo)的柵格數(shù)據(jù)圖。

1)多年平均降雨量。通過搜集北京地區(qū)現(xiàn)有的氣象站點(diǎn)降雨資料，利用Arc GIS中的空間插值分析模塊，得到多年平均降雨量等值線，并按照降雨量的大小對(duì)其進(jìn)行分級(jí)。

2)地層巖性。按照不同地層巖性抗侵蝕能力的強(qiáng)弱劃分等級(jí)，巖層的抗侵蝕性越高，其存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越小。

3)土壤類型。不同土壤類型存在不同的抗侵蝕能力，采用K因子數(shù)值，對(duì)土壤類型進(jìn)行分級(jí)。

4)坡度和坡向。坡度主要用于水力侵蝕類型的面蝕分級(jí)，依據(jù)“水土保持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，坡度分為<5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°、25°和>25°等5個(gè)等級(jí)。坡向劃分一般只說陽坡和陰坡，陰陽坡劃分為陰坡(0°～45°)、半陰坡(45°～135°)、陽坡(135°～225°)、半陽坡(225°～315°)、陰坡(315°～360°)。

5)植被類型和植被覆蓋度。植被類型和植被覆蓋度的變化，能夠直接影響區(qū)域水土流失分布規(guī)律，根據(jù)2005年北京土地利用現(xiàn)狀圖，對(duì)植被類型進(jìn)行分類和提取。利用ENVI 4.8 中的植被覆蓋度計(jì)算模塊，根據(jù)2010年北京地區(qū)ETM+影像，計(jì)算植被覆蓋度。

表2 各指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及分類

6)人類活動(dòng)。人類活動(dòng)的分級(jí)是根據(jù)土地利用類型劃分的，不同的土地利用類型，表征不同的人類活動(dòng)干擾程度。

7)生境敏感性指數(shù)。生物多樣性維持中包括體系中的授粉、生物控制、棲息地和基因資源4項(xiàng)功能。根據(jù)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表(每km2)，將生物多樣性保護(hù)作為評(píng)價(jià)區(qū)域生境敏感性指數(shù)的指標(biāo)特征，對(duì)于不同類別的土地利用類型賦以不同值，來代替區(qū)域生境敏感性指數(shù)。

8)風(fēng)景區(qū)分布。按照風(fēng)景區(qū)的景區(qū)等級(jí)，對(duì)風(fēng)景區(qū)分布進(jìn)行等級(jí)劃分。

9)受威脅人數(shù)。人是風(fēng)險(xiǎn)的受體之一，受威脅人數(shù)越多，易損性越大。各區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用插值得到。根據(jù)《北京市2010年第六次全國人口普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》[15]中的各區(qū)縣人口普查數(shù)據(jù)，計(jì)算得到各區(qū)縣的人口密度數(shù)據(jù)。

10)潛在經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)土地利用類型進(jìn)行分級(jí)，不同的土地利用情況，遭受水土流失時(shí)的損失不同，易損性也存在差異。

2.2.3 指標(biāo)權(quán)重劃分及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分 利用層次分析法，對(duì)12個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重的分配，得到的分配結(jié)果見表3。利用Arc GIS的重分類模塊，對(duì)3個(gè)指標(biāo)組和最后的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分，劃分的依據(jù)為自然分類，等級(jí)由低到高為安全(I)、較安全(II)、輕度危險(xiǎn)(III)、中度危險(xiǎn)(IV)和高度危險(xiǎn)(V)。

表3 風(fēng)險(xiǎn)源指標(biāo)權(quán)重劃分

2.3 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源于北京地區(qū)1989—2009年各氣象站年均降雨數(shù)據(jù)、北京市DEM和ETM影像、北京市各區(qū)縣人口密度統(tǒng)計(jì)表、北京市09年土地利用分類圖、土壤屬性圖、地層巖性圖和北京市景區(qū)分布圖。

處理軟件為ArcGIS9.3和ENVI4.8。所有數(shù)據(jù)都采用WGS84坐標(biāo)系，并且經(jīng)過投影矯正和幾何校正。植被覆蓋度F=(NDVI-NDVIS)/(NDVIV-NDVIS)。式中：NDVI為歸一化植被指數(shù)；NDVIS為完全是裸土或無植被覆蓋區(qū)域的歸一化植被指數(shù)；NDVIV為完全被植被所覆蓋區(qū)域的歸一化植被指數(shù)。生境敏感性指數(shù)按照不同土地利用類型的生物多樣性服務(wù)價(jià)值，采用下式計(jì)算：

HIS=l×m×n。

(5)

式中：HIS為生境敏感性指數(shù)；l為土地利用；n為生物多樣性服務(wù)當(dāng)量；m為保護(hù)級(jí)別修正值。其中，自然保護(hù)區(qū)賦值為1.75，公園為1.5，風(fēng)景旅游區(qū)為1.25 ，其他地方為1。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)危險(xiǎn)性指標(biāo)等級(jí)劃分

通過對(duì)7個(gè)危險(xiǎn)性指標(biāo)的計(jì)算(圖1)，顏色深的區(qū)域表示生態(tài)危險(xiǎn)性指數(shù)越高，反則生態(tài)危險(xiǎn)性指數(shù)越低。北京生態(tài)危險(xiǎn)性指數(shù)的分布區(qū)域主要呈條帶狀分布，與年均降雨量分布和山系的分布較為吻合。生態(tài)危險(xiǎn)性指數(shù)最低的區(qū)域出現(xiàn)在北京北部區(qū)域，該區(qū)域?yàn)楸本┦忻茉扑畮焖诘膮^(qū)域，因?yàn)橹饕鷳B(tài)環(huán)境為水域保護(hù)良好，所以該區(qū)域生態(tài)危險(xiǎn)性指數(shù)很低。

圖1 生態(tài)危險(xiǎn)性指標(biāo)等級(jí)劃分圖Fig.1 Classification map of ecological hazard index

3.2 生態(tài)重要性指標(biāo)等級(jí)劃分

由圖2可知，生態(tài)重要性高的區(qū)域主要分布在西部和北部，而重要性低的地區(qū)主要分布在北京東南部和西北部的部分地區(qū)，而北京主城區(qū)處于中間地帶?？傮w上看，體現(xiàn)西北部重要性要強(qiáng)于東南部，即山區(qū)要強(qiáng)于平原地區(qū)，造成這種現(xiàn)象的主要原因是植被分布。平原地區(qū)，由于人類的過渡開發(fā)，造成植被覆蓋減少，生態(tài)功能下降，并且由于東南部人類活動(dòng)頻繁，造成對(duì)原有環(huán)境的極大影響；而西北山區(qū)多植被覆蓋，由于部分地區(qū)人煙稀少，反而對(duì)原有的環(huán)境影響較??；同時(shí)，多景區(qū)的分布，人為的看管與維護(hù)，在一定程度上保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，尤其是國家級(jí)景區(qū)的分布區(qū)域，其受生態(tài)重要性最高，這充分說明該區(qū)域?qū)θ祟惸酥磷匀坏淖饔弥卮?，?duì)北京地區(qū)進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，需要重點(diǎn)突出研究。

圖2 生態(tài)重要性指標(biāo)等級(jí)劃分圖Fig.2 Classification map of ecological importance index

3.3 生態(tài)易損性指標(biāo)等級(jí)劃分

由圖3可知，處于高危害區(qū)域?yàn)槟喜康貐^(qū)，并且有向北部慢慢降低的趨勢(shì)。從經(jīng)度方向看，西部的危害等級(jí)要高于東部?？偟膩碚f，這與區(qū)域的人口分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況密不可分。對(duì)于一個(gè)地區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，需要知道區(qū)域生態(tài)易損性的危險(xiǎn)等級(jí)，雖然北京主城區(qū)有較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但是其潛在的危害也是最高的；而北京山區(qū)雖然經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，但是其潛在的危害要比主城區(qū)小。因此，在發(fā)生災(zāi)害的情況下，北京山區(qū)的生態(tài)易損性要小于主城區(qū)，而在大范圍內(nèi)體現(xiàn)為：北部的生態(tài)易損性要小于南部，中部的生態(tài)易損性要高于邊界地區(qū)。

圖3 生態(tài)易損性指標(biāo)等級(jí)劃分圖Fig.3 Classification map of ecological vulnerability index

3.4 北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

由圖4可知，整個(gè)北京地區(qū)基本處于輕度危險(xiǎn)級(jí)別，西北和東南部邊緣處于較安全級(jí)別，而東北和西南部邊緣以及北部地區(qū)處于中度危險(xiǎn)級(jí)別，高度危險(xiǎn)級(jí)別只分布在東北部邊緣地區(qū)，安全區(qū)域僅有零星分布?？偟膩碚f，整個(gè)北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不容樂觀，生態(tài)環(huán)境已經(jīng)受到一定的破壞，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在某些方面不太健全，生態(tài)恢復(fù)能力差，生態(tài)災(zāi)害少有發(fā)生。整體上來看，水系附近的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)比較大，其次是山區(qū)和東南部平原地區(qū)，而主城區(qū)雖然有較高的受體重要性等級(jí)和暴露與危害等級(jí)，但是其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并不高，說明其發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和造成損失的可能較小。而北京山區(qū)雖然經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，但是由于其對(duì)整個(gè)北京地區(qū)的生態(tài)服務(wù)起到不可忽視的作用，無論從自身還是對(duì)其他區(qū)域的影響來看，都是非常重要的。雖然這部分地區(qū)易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，但是總的來說生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不是很高。東北部多密集水庫，其水源涵養(yǎng)功能非常重要，而恰好這部分處于非常高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，所以應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注此地區(qū)?？傊?，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，這些地區(qū)都應(yīng)該加強(qiáng)防范措施。

圖4 北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分圖Fig.4 Classification map of ecological risk in Beijing

4 結(jié)論

基于北京地區(qū)水土流失特點(diǎn)，分析構(gòu)建符合北京地區(qū)生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)價(jià)北京地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。所構(gòu)建的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，克服了傳統(tǒng)的單因子評(píng)價(jià)、綜合指數(shù)評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)的不足，為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供新的研究方法。研究從影響生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的因素入手，判斷哪些區(qū)域容易發(fā)生災(zāi)害以及發(fā)生的概率等。利用層次分析法，在GIS技術(shù)的強(qiáng)有力的支持下，采用空間分析、重分類和疊加分析、以及柵格分析等定性或定量分析的方法，結(jié)合實(shí)地調(diào)查結(jié)果，判斷北京山區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，進(jìn)而采取相應(yīng)的預(yù)防措施。評(píng)估結(jié)果表明，北京山區(qū)大部分處于輕度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，存在高度危險(xiǎn)的地區(qū)僅在密云少有分布，北部和南部的邊緣地區(qū)處于輕度危險(xiǎn)等級(jí)，而中度危險(xiǎn)等級(jí)分布在西北和東南部分地區(qū)。水源地是北京重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，其次是山區(qū)和東南部平原。

[1] HUNSAKER C T, GRAHAMr R L, SUTER II G W, et al. Assessing ecological risk on a regional scale[J]. Environmental Management, 1990, 14(3): 325.

[2] LIPTON J, GALBRAITH H, BURGER J, et al. A paradigm for ecological risk assessment[J]. Environmental Management, 1993, 17(1): 1.

[3] Environmental Protection Agency. Risk Assessment Forum. Guidelines for carcinogen risk assessment[M]. Washington,: DC, 2005: 235.

[4] EPA. Guidelines for ecological risk assessment[M]. Washington,: D C: USA Office of Water, 1998: 126.

[5] 毛小苓,倪晉仁.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究述評(píng)[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 41(4): 646. MAO Xiaoling, NI Jinren. Recent progress of ecological risk assessment [J]. Acta Scientiarum Naturalium, 2005, 41(4): 646.

[6] 付在毅,許學(xué)工,林輝平,等.遼河三角洲濕地區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 70(3): 253. FU Zaiyi, XU Xuegon, LIN Huiping, et al. Regional ecological risk assessment of in the Liaohe River Delta wetlands[J]. AC TA ECO LOGICA SIN ICA, 2004, 70(3): 253.

[7] 陳輝,劉勁松,曹宇,等.生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2006,26(5): 1558. CHEN Hui, LIU Jinsong, CAO Yu, et al. Progresses of ecological risk assessment[J]. Acta Ecologica Sinica, 2006,26(5): 1558.

[8] WILSON R, CROUCH E A C. Risk assessment and comparisons: an introduction[J]. Science, 1987(236): 267.

[9] BARNTHOUSE L W, BARTELL S M, DEANGELIS D L, et al. Preliminary environmental risk analysis for indirect coal liquefaction[M].Washington: DC, 1982, 26.

[10] FAVAJ A, ADAMS W J, LARSON R J, et al. Research priorities in environmental risk assessment. Publication of the Society of Environ[J]. Toxicol Chem, 1987(10): 949.

[11] 劉成,王兆印,何耘,等.環(huán)渤海灣諸河口潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)研究,2002，15(5): 33. LIU Chen, WANG Zaoyin, HE Geng, et al. Evaluation on the potential ecological risk for the river mouths around Bohai Bay [J]. Research of Environmental Sciences, 2002,15(5): 33.

[12] EDWARDJ C, LINDA A B. Performing ecological risk assessment[M]. Lewis:Publishers, 1993：15.

[13] NATHB. Environmental management[M]. Beijing: Chinese Environmental Sciences Publishing House, 1996:125.

[14] 時(shí)宇, 史明昌. 基于 GIS 的北京市水土流失生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2014 (6): 1100. SHI Yu, SHI Mingchang. Ecological risk assessment of soil erosion in Beijing based on GIS[J]. Ecological Science, 2014 (6): 1100.

[15] 國家統(tǒng)計(jì)局. 北京市2010年第六次全國人口普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)[R/OL]. [2016-10-25]. http:∥www.stats.gov.cn/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/t201104284027222 32.htm. National Bureau of Statistics. Communiqué of the National Bureau of Statistics of People’s Republic of China on Major Figures of the 2010 Population Census of Beijing[R/OL]. [2016-10-25].http:∥www.stats.gov.cn/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/t20110428402722232.htm.

Ecological risk assessment in Beijing based on GIS

LI Yaoming, WANG Yujie, WANG Yunqi

(School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China)

[Background] Ecological risk assessment has been studied by many countries and research scholars. The conventional index of evaluation system is difficult to obtain, which makes ecological risk assessment in some underdeveloped regions infeasible. The constant transformation of land type and structure, the substantial reduction of agricultural land; meanwhile, industrial and mining production emissions of chemicals has caused the environmental degradation in mountainous areas, population explosion, habitat loss, loss of biodiversity, etc. China’s current risk assessment borrows from other types of ecological risk assessment system, which does not have an appropriate assessment system, and data collections some evaluation indicators of are too complicated. Thevefore, how to evaluate ecological risk assessment in practice? How to conduct effective ecological risk assessment and benefit of the production and construction? [Methods] Based on the research of ecological risk assessment, we analyzed the system according to sources of risk, risk receptors, exposure and hazard. Taking Beijing as the data source for remote sensing images, combined with GIS tools to analyze Beijing ecological risk level of distribution, selected multiple indicators were analyzed. We also studied key indexes in Beijing ecological risk assessment system, and endowed weights for each indexes, and finally obtained Beijing ecological risk assessment maps. [Results] 1) In densely populated areas, there have a higher ecological risk levels (Moderate risk and High risk) because of its closely related to human activities. 2) Overall, ecological risk level (Mild risk) of northern and western mountain area is higher than those in the southern and the eastern. 3) When two regions have the same ecological risk level, the major sources of risk may be different due to regional characteristics, however, neighborhoods trend to have the same major sources of risk. 4) By building and screening the index and ecological risk assessment system, a reasonable transformation of these indicators for ecological risk assessment system has been fitted in this system. At the same time, combined with the current research progress and soil and water loss investigation, it can be used in other parts of ecological risk assessment model for other areas. [Conclusions] Based on an earlier ecological risk assessment theory, the new ecological risk assessment methods can overcome the shortcomings of traditional single-factor evaluation, comprehensive index evaluation, and conducive to ecological risk assessment for other regions.

ecological risk; ecological importance; hazard assessment; vulnerability

2016-11-04

2017-03-17

李耀明(1983—)，男，博士研究生。主要研究方向: 水土保持。E-mail: liyaoming@bjfu.edu.cn

?通信作者簡(jiǎn)介： 王玉杰(1960—)，男，博士，教授。主要研究方向: 水土保持。E-mail: wyujie@bjfu.edu.cn

X820.4

A

2096-2673(2017)02-0100-07

10.16843/j.sswc.2017.02.013

項(xiàng)目名稱： 國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“基于生態(tài)安全的水土保持措施空間配置技術(shù)” (201404209)