全 文 ：第 35 卷第 7 期
2015年 4月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.7
Apr.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(GY02鄄2009T03)
收稿日期:2013鄄07鄄15; 摇 摇 修订日期:2014鄄10鄄23
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lixiaomin@ fio.org.cn
DOI: 10.5846 / stxb201307151899
李晓敏,张杰,曹金芳,马毅.广东省川山群岛开发利用生态风险评价.生态学报,2015,35(7):2265鄄2276.
Li X M, Zhang J, Cao J F, Ma Y.Ecological risk assessment of exploitation and utilization in Chuanshan Archipelago, Guangdong province, China.Acta
Ecologica Sinica,2015,35(7):2265鄄2276.
广东省川山群岛开发利用生态风险评价
李晓敏*,张摇 杰,曹金芳,马摇 毅
国家海洋局第一海洋研究所, 青岛摇 266061
摘要:随着海洋经济的迅猛发展,海岛的开发利用程度不断加大,海岛生态环境遭到极大地冲击和破坏,导致海岛生态系统出现
环境恶化、灾害加剧的趋势。 广东省川山群岛,主岛为上川岛和下川岛,因岛上旅游娱乐和养殖用海等开发利用活动频繁,使其
生态系统面临严峻的挑战。 根据 EPA提出的生态风险评价框架,分析了川山群岛的生态终点、生境类型和压力源状况,构建了
一个用以描述川山群岛压力源、生境和评估终点间相互关系的概念模型,采用 RRM 模型思想进行了川山群岛开发利用风险评
价。 结果表明:上川岛属于开发利用的高风险区,主要风险区域是潮间带和近海两个生态子系统,其中以岩滩的开发利用压力
最大,旅游娱乐和养殖用海是风险压力的主要来源,珍稀水禽是主要受威胁的物种;下川岛较上川岛的开发利用风险低,其岛
陆、潮间带和近海 3个生态子系统的开发利用压力都不大,养殖用海、旅游娱乐和城镇用地是风险压力的主要来源,也是威胁珍
稀水禽和猛禽的主要压力源。 基于此,从旅游管理、养殖用海管理等方面给出了上川岛和下川岛的风险管理对策,以期为海岛
环境保护和可持续利用提供科学依据。
关键词:海岛生态系统;生态风险评价;开发利用;相对风险模型;川山群岛
Ecological risk assessment of exploitation and utilization in Chuanshan
Archipelago, Guangdong province, China
LI Xiaomin*, ZHANG Jie, CAO Jinfang, MA Yi
The First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061, China
Abstract: Islands are an important part of marine territory and of significant economic and military importance. At the same
time, islands are a kind of special ecosystem with unique and fragile ecological environment. With the rapid development of
marine economy, the exploitation and utilization degree has increased significantly, and the ecological environment of
islands has suffered from the great shock and damage. These lead to the trend of environment degradation and disaster
exacerbation. For a long period, natural disasters have been the main risk source of island ecosystem, but in recent years
human exploitation and utilization activities have been major risk source. The Chuanshan Archipelago consists of the
Shangchuan Island, Xiachuan Island, Mangzhou Island and so on. It is located in the west of Pearl River estuary and is an
important sea barrier in central Guangdong province, China. Affected by ocean monsoon, the climate there is mild and
pleasant. And the tourism resources are abundant and unique, so the number of tourists to island is too many. In addition, it
also has many natural harbors such as Shadi harbor and Nao忆ao harbor. Therefore, the exploitation and utilization activities
such as tourism recreation and marine aquaculture are frequent, which causes the great challenge in the ecosystem of
Chuanshan Archipelago. Based on the ecological risk assessment frame proposed by the Environmental Protection Agency
(EPA), this paper analyzed the ecological endpoints, habitat types and press sources of Chuanshan Archipelago. A
conceptual model which was proposed to characterize the relationships between the above three factors. The ecological risk of
exploitation and utilization in Chuanshan Archipelago was evaluated using the Relative Risk Model ( RRM). The
http: / / www.ecologica.cn
comprehensive risk value is 7.745 in Shangchuan Island, which shows the utilization risk is high. The two subsystems of
Shangchuan Island, tidal flats and shallow sea, are the major risky regions, especially the rocky beach in the tidal flats. The
tourism recreation and marine aquaculture are the main sources of risk. The rare waterfowl is the most threatened species.
The comprehensive risk value is 2.317 in Xiachuan Island, the exploitation risk is lower than that of Shangchuan Island
because the pressure from the three subsystems of insular terrene, tidal flats and shallow sea is small. The main risks come
from the marine aquaculture, tourism recreation and urban land鄄use which also threaten the rare waterfowls and accipiter.
Based on the result above, this paper outlines the risk management countermeasure of tourism and marine aquaculture in
Shangchuan Island and Xiachuan Island, which includes the following parts: controlling the number of tourists to island
strictly, strengthening the ecological management of island, reducing the waste caused by tourism and domestic garbage to
the best of their abilities, reinforcing the management of marine aquaculture and removing the abandoned and illegal
breeding pools, prohibiting production and exploitation activities in nature reserve, and so on. These findings may provide
decision鄄making support and management basis for the ecological environment protection and sustainable utilization of
island.
Key Words: island ecosystem; ecological risk assessment; exploitation and utilization; relative risk model;
Chuanshan Archipelago
生态风险评价是伴随着环境管理目标和环境观念的转变而逐渐兴起并得到发展的一个新的研究领
域[1]。 美国国家环保局(Environmental Protection Agency, EPA)1992 年对其的定义为:对由于一种或多种应
力(物理、化学和生物应力等)接触的结果而发生的或正在发生的负面生态影响概率的评估过程[2]。 作为一
种重要的生态环境管理手段,生态风险评价已应用到湖泊流域[3鄄6]、三角洲湿地[7鄄8]、海岸带和海湾地区[9鄄11]、
行政区域[12鄄13]等方面。
海岛是海洋国土的重要组成部分,具有很高的经济价值和国防价值;同时,海岛是一种特殊的生态系统,
生态环境单一、脆弱性强。 随着海洋经济的迅猛发展,海岛的开发利用程度不断加大,使得海岛生态环境遭到
极大地冲击和破坏,海岛生态系统出现环境恶化、灾害加剧的趋势。 长久以来,自然灾害一直是海岛生态系统
的主要风险源,但近年来人类开发利用活动已发展成为海岛生态系统的首要风险源。 然而,关于海岛生态系
统风险评价的研究还不多。 国家海洋局第一海洋研究所承担的国家自然科学基金委主任基金“海岛生态系
统评价方法研究冶开展了海岛生态系统风险评价方法研究。 在该基金的支持下,王小龙等发展了非线性海岛
自然灾害风险评价模型和基于相对风险模型的海岛人类开发利用风险评价方法[14鄄15],辛红梅等提出了基于
景观格局的海岛自然灾害风险评价方法和模型[16],王常颖等建立了基于景观格局的海岛开发利用风险评价
模型[17],这些方法均在渤海海域长岛南五岛中得到了应用。
广东省川山群岛分布在珠江口西侧,为粤中海上重要屏障。 因长期受海洋季风影响,气候温暖宜人,以丰
富独特的旅游资源吸引着八方游客,还分布有沙堤港、南澳港等许多天然优良港湾,所以岛上旅游娱乐和养殖
用海等开发利用活动频繁,导致川山群岛生态系统面临严峻的挑战。 本文根据 EPA 提出的生态风险评价框
架,对川山群岛生态系统进行开发利用风险评价,以期为海岛生态环境保护、可持续开发利用提供决策支持和
管理依据。
1摇 海岛开发利用风险评价框架
根据 EPA的生态风险评价框架体系[2],生态风险评价框架主要由问题形成、风险分析(包括暴露分析和
危害分析)、风险表征和风险管理 4个步骤构成。 王小龙等[15]在此基础上,构建了海岛开发利用风险评价框
架,本文采用了该框架。
问题形成阶段分析的内容包括生态终点、区域生境结构、压力源和概念模型 4 项。 海岛生态系统可选取
区域特有的物种种群及数量的减少、鸟类种群及数量的减少、珍稀濒危鸟类的消失、潮间带的退化等作为相应
6622 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
的生态终点。 区域生境结构主要是分析评价区域内的生境特征、类型及其分布状况,了解不同生境类型的风
险状况。 海岛生态系统压力源可以分为自然和人为压力源两类,自然压力源包括干旱、热带气旋、虫害等,人
为压力源包括过度开发利用、排污污染、化学物质泄漏、溢油等。 概念模型的构建在极大程度上决定着评价结
果的可靠性,正确的概念模型可以真实地反应区域现实存在的压力源鄄生境鄄生态终点的暴露和响应路径,对
于区域风险评价和最终的风险管理均具有指导意义。
风险分析阶段需要解决的问题是如何对各类压力源—生境—生态终点的暴露和响应进行度量。 采用相
对风险模型[18](RRM)思想,通过计算压力密度和生境丰度,来实现海岛开发利用压力与生态终点之间的暴
露和响应的定量化。 RRM得到的生态风险关系是一种相对风险关系,可用于区域内不同评价小区间风险程
度的比较。
采用 RRM模型进行风险表征,主要基于 4个基本假设:(1) 任意风险小区,其压力源的区域尺度或密集
度越大,则该压力源释放的压力也越大;与生态终点相联系的生境的密集度越大,其暴露于压力之下的可能性
就越高。 (2) 评估终点的类型和种群密度与其相联系的生境密切相关。 (3) 风险受体对压力源的敏感程度
随生境类型的不同而不同。 受体对压力源越敏感,则对压力的响应程度就越高。 (4) 为便于负荷风险压力的
累积,作用于评估终点的多个风险压力可以按其相对应的风险等级进行累加。
风险管理是海岛开发利用风险评价的重要组成部分。 根据 RRM 模型评价结果,针对不同区域、不同的
生境以及不同的压力源,对风险较大的区域、压力源或生境提出风险规避的方法和手段,以达到降低区域风险
的目的。
2摇 研究方法
2.1摇 川山群岛风险评价小区划分
川山群岛行政隶属于广东省江门市的台山市,位于北纬 21毅34忆—21毅47忆、东经 112毅25忆—112毅54忆,包括上川岛、下
川岛、漭洲、王府洲、黄麖洲、坪洲、围夹岛、乌猪洲等多个海岛,集中分布于上川岛和下川岛周边(图 1)。
图 1摇 川山群岛位置图
Fig.1摇 Location of Chuanshan Archipelago
风险小区是区域生态风险评价与风险等级划分的基础,每个风险小区是一个独立的单元。 通过对不同风
险小区内生态风险状况的评价和对比,可以实现评价区域范围内生态风险等级的划分。 风险小区的划分可采
7622摇 7期 摇 摇 摇 李晓敏摇 等:广东省川山群岛开发利用生态风险评价 摇
http: / / www.ecologica.cn
用自然存在的或者人为划定的边界,如山脉、河流以及保护区的界线等;对于有水域存在的评价区域,往往还
采用等深线进行风险小区边界的界定。 本文的海岛生态系统包括岛陆、潮间带和近海部分,因此风险小区的
划分结合自然边界和海水等深线来确定。 参考王小龙等的成果[15],本文采用海岛近海湿地子系统来定义海
岛生态系统近海范围。 最终划分为两个相邻的风险小区,分别是上川岛区和下川岛区(图 2)。
(1)上川岛区
上川岛是江门市第一大岛、广东省第二大岛,海岛面积为 24474.66 hm2、岸线长 154.039 km,岛上设有上
川镇,常住居民较多,有 1.4万多人,岛上交通条件便利。 气候温暖宜人,因地理纬度与美国夏威夷大致相同,
旅游资源与夏威夷媲美,被誉为“东方夏威夷冶,以其丰富独特的旅游资源吸引着八方游客;在车骑顶和米筒
湾分布有原始次生林,栖息着国家二级保护动物鄄猕猴[19],设有上川岛猕猴省级自然保护区,位于上川岛的东
北端,东与飞沙滩旅游区相连,东、西、北三面邻海,总面积 2000多 hm2;在岛的西南端分布有广东省八大渔港
之一的沙堤渔港。
(2)下川岛区
下川岛与上川岛毗邻相望,海岛面积为 17173.87 hm2、岸线长 91.384 km,人口较上川岛少,海岛开发利用
程度较低,植被覆盖好。 长期受海洋季风影响,阳光充足,气候温和,四季如春,岛上椰树成荫,有沙质优良的
天然海滩、温婉秀丽的海湾、引人入胜的古迹、茂密的原始森林,还有南澳港等天然深水良港。
图 2摇 风险评价小区划分结果图
Fig.2摇 The plotting result of risk assessment
2.2摇 风险表征计算
按照 RRM模型的 4个基本假设,对任意评价小区,RRM模型通过综合计算区域压力源的压力密度、生境
丰度、暴露系数和响应系数之积,来累积计算区域的相对风险。 对于川山群岛开发利用风险评价,由于选取的
生态终点针对的是生物群落,因此风险计算采用如下公式[15]:
RS =移 Sij 伊 1Hil
伊 X jl 伊 E
æ
è
ç
ö
ø
÷lm (1)
式中,RS表示相对风险值;i为风险小区的标号;j为压力源类型的标号;l为生境类型的标号;m为生态终点类
型的标号;Sij为风险小区内压力源的密度等级;Hil为风险小区内生境的丰度等级;X jl为压力源鄄生境暴露途径
的暴露系数;E lm为生境鄄生态终点响应途径的响应系数。
8622 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
利用公式(1),对不同的标号进行求和计算,就可得到针对不同主体的风险评价结果:
针对不同压力源类型的潜在风险的风险评价
RS j =移 Sij 伊 1Hil
伊 X jl 伊 E
æ
è
ç
ö
ø
÷lm (2)
针对不同生境类型的潜在风险的风险评价
RSl =移 Sij 伊 1Hil
伊 X jl 伊 E
æ
è
ç
ö
ø
÷lm (3)
针对不同物种的潜在风险的风险评价
RSm =移 Sij 伊 1Hil
伊 X jl 伊 E
æ
è
ç
ö
ø
÷lm (4)
针对不同风险小区的潜在风险的风险评价
RSi =移 Sij 伊 1Hil
伊 X jl 伊 E
æ
è
ç
ö
ø
÷lm (5)
3摇 结果与分析
3.1摇 问题形成
川山群岛生存着上千种植物,动物除猕猴(Macaca mulatta)外还有蟒蛇(Python molurus)、巨蜥(Varanus
salvator)、穿山甲(Manis pentadactyla)、小灵猫(Viverricula india)、大壁虎(Gekko gecko)等多种珍贵的野生动
物,以及数百种海洋生物等。 为了保护区域环境和这些宝贵的生物资源,该区先后建立有省级自然保护区、省
级风景名胜区,对该区生态环境和物种的保护起到了积极作用。 但是,随着上下川岛经济的迅猛发展,作为上
下川岛经济支柱产业的渔业和旅游业,以及日益加剧的海岛开发利用,给该区的生态环境造成了潜在的生态
压力。
3.1.1摇 生态终点
经过对该区物种与区域生态的相关性分析,确定以珍稀水禽、猕猴、蟒蛇和珍稀猛禽 4类有代表性的物种
的种群数目、结构变化作为评估的生态终点。 其中,上川岛区的主要评估对象为猕猴、蟒蛇、珍稀水禽和珍稀
猛禽;下川岛区的主要评估对象为珍稀水禽、珍稀猛禽。
3.1.2摇 区域生境
本文研究的海岛类型属于基岩岛,且为有居民海岛,根据该类海岛生态系统常见的生境类型以及上述 4
类物种生存、觅食对生境的需求,采用遥感解译的手段,结合实地调研资料,在 GIS 技术的支持下,共区分了 7
种生境类型:建设用地、耕地、有林地、养殖水面、内陆水体、岩滩和近海水域。 其中,除建设用地生境与选定的
评估终点关联较小外,其余 6种生境类型均与选取的评估终点有较强联系。 采用遥感影像解译得到的上下川
岛区生境类型分布见图 3,不同生境类型的面积信息见表 1。
表 1摇 各类生境面积信息表
Table 1摇 Area of different habitat types in Shangchuan Island and Xiachuan Island
生境 Habitat 上川岛区 Shangchuan Island 下川岛区 Xiachuan Island
耕地 Cultivated land / hm2 851.02 869.92
建设用地 Construction land / hm2 242.42 175.72
近海水体 Water column / hm2 9717.34 7896.97
内陆水体 Inland water / hm2 72.50 11.85
岩滩 Rocky beach / hm2 962.74 996.85
养殖水面 Aquaculture water / hm2 203.95 198.27
有林地 Woodland / hm2 12424.69 7024.29
合计 Total / hm2 24474.66 17173.87
9622摇 7期 摇 摇 摇 李晓敏摇 等:广东省川山群岛开发利用生态风险评价 摇
http: / / www.ecologica.cn
图 3摇 上下川岛区生境类型分布图
Fig.3摇 Distribution of habitat types in Shangchuan Island and Xiachuan Island
3.1.3摇 压力源
随着改革开放的深入,上下川岛进入了经济高速发展的时期,城区面积的不断扩展、岛上人口数量的增
加、养殖业和旅游业的快速发展等都给该区生态带来了巨大的压力。 其中,岛陆生态子系统的生态压力主要
来自于土地利用,包括城镇用地和农业用地两大类,其压力主要集中于岛陆的点源污染和排污污染;潮间带生
态子系统的生态压力主要为港口码头和旅游娱乐活动,其压力多来自于人为物理扰动,此外,城镇污水的排放
对潮间带也形成一定压力;近海生态子系统的生态压力则主要来自海水养殖业、渔业和运输业,其生态压力以
污染为主,物理扰动次之。
为了描述上下川岛人类开发利用行为对该区生态的影响,将与人文有关的生态压力源归纳为六大类:城
镇用地、农业用地、港口码头、养殖用海、船舶运输和旅游娱乐。
(1) 城镇用地
根据遥感解译结果,上下川岛城镇用地面积占全部土地面积的 1.89%左右,其中上川岛为 1.76%,下川岛
为 2.12%。 毗邻山林的城镇交通和生产噪声,不仅干扰林地及近海生境中的野生物种,而且来自城镇的污水、
废弃物还会引起陆地点源污染,导致近海营养物质、毒性物质以及浑浊度的增加,进而改变近海沉积。 这些污
染源主要包括:工业废水和生活污水。 川山群岛海区海岛居民生活污水以及生活污水中有害物质排放量[20]
见表 2。
表 2摇 川山群岛海区生活污水及有害物质排放量
Table 2摇 Discharge amount of domestic wastewater and harmful substance in Chuanshan Archipelago
海区
Region
生活污水排放量 / ( 伊104 t / a)
Discharge amount of
domestic wastewater
废水中有害物质排放量 / ( t / a)
Discharge amount of harmful substance of domestic wastewater
Pb Zn Hg 油类 COD
川山群岛
Chuanshan Archipelago 120.13 0.0001 0.0170 0.00003 0.0967 27.481
(2) 农业用地
农业用地在上下川岛土地利用中所占比重虽然很少,但非常重要,农业投放的化肥和农药是该区生态环
0722 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
境的重要压力源。 上下川岛多山地,农田、菜地位于山坡之上居民点附近,采用梯田种植,来自梯田的径流所
携带的大量化肥、农业除草剂和杀虫剂以及泥土顺山坡直接进入近海,不仅导致了近海营养物质和海水浑浊
度的增加,也增加了近海和陆域的毒性物污染,进而在生物体内形成沉积。 此外,农业用地的扩张还会导致自
然植被的减少,直接或间接地影响到野生物种。
(3) 港口码头
港口和码头是海岛潮间带的一种重要生态压力源。 上川岛拥有 19个海湾,大部分条件欠佳,比较隐蔽和
水深条件较好的有三洲港和沙堤港;下川岛拥有大小港湾 17 个,可供港口资源开发的海湾有南澳港、下川岛
西南港口、独湾港、宁澳湾港和下川东北港口 5处[9]。 数目较多的港口、码头不仅占用了自然岸线,缩减了潮
间带生物及珍稀水禽的生存和觅食空间,而且出入海港的船只排放的含油废水也给近岸的海滩和底质带来了
污染,改变了近岸底质的沉积模式,并导致底质沉积物的增加,在某些区域甚至引起岸滩的贫瘠。 此外,港口
码头的兴建和扩建铲除了近岸的植被,降低了沿岸的植被覆盖度。
(4) 养殖用海
海水养殖会产生大量废弃物,养殖投放的残饵、化肥、消毒药品会严重污染海区水质,特别是残饵溶生的
氮、磷等营养元素会导致海区水质的富营养化,上下川岛区养殖污染给野生物种和区域生态带来了巨大的压
力[20]。 从图 4可以明显地看出 2000—2010年间川山群岛海区海水养殖面积的变化情况。
(5) 船舶运输
川山群岛海区船舶往来极为频繁,数目众多的船舶给近海生物带来的不仅是物理扰动和噪声的压力,由
渔船排放的含油废水已经是该海区水质的主要压力源,根据统计数据,到 2010 年底,川山群岛海区约有大小
船舶 800多只,总马力达到 1.52万。 根据船舶排油量计算方法:
机舱废水产生量= 0.005 t / d伊马力
排油量= 0.005 t / d伊马力伊0.2%(废水含油浓度)
估算出 2010年川山群岛海区船舶废油日排放量约为 150 kg。 除油污污染外,大型船舶的压舱水也存在
引入外来物种的威胁。
(6) 旅游娱乐
主要包括岛陆旅游活动和海滩娱乐活动。 被誉为“东方夏威夷冶的飞沙滩以及王府洲、金沙滩、银沙滩等
天然优质海水浴场共 20多处,总长 30多 km;有栖息着上千只猕猴的原始次生林 500 多 hm2,有被誉为“植物
王国钻石冶的珍稀物种鄄竹柏 60多 hm2,被定为省级自然保护区。 20世纪 90年代之后,游客人数逐年上升,到
2008年底,川山群岛全年接待的游客已经突破了 100万人次(图 5)。
图 4摇 川山群岛海区海水养殖面积的变化
Fig.4摇 Area change of marine aquaculture in Chuanshan
Archipelago摇
图 5摇 川山群岛登岛旅游人数的变化
Fig.5摇 Tourist numbers change in Chuanshan Archipelago
1722摇 7期 摇 摇 摇 李晓敏摇 等:广东省川山群岛开发利用生态风险评价 摇
http: / / www.ecologica.cn
3.1.4摇 概念模型
概念模型是对压力源、压力、生境和终点之间的关系的一系列假设,它通常可以通过图表来表示,以此来
说明风险评估各组分之间的假设关系。 通过分析上文确定的开发利用风险源及相应的评估终点间的接触暴
露关系,得到了上下川岛区开发利用压力由压力源到生态终点的接触、暴露途径示意图(图 6)。
图 6摇 上下川岛开发利用风险接触暴露途径示意图
Fig.6摇 The contact and exposure approach of exploitation and utilization risk in Shangchuan Island and Xiachuan Island
根据图 6所示的上下川岛开发利用风险接触暴露途径,本文构建了一个概念模型用以描述上下川岛区压
力源、压力、生境和评估终点间的相互作用关系(图 7)。
图 7摇 上下川岛开发利用风险暴露、响应概念模型
Fig.7摇 Conceptual model of exposure and response of exploitation and utilization risk in Shangchuan Island and Xiachuan Island
3.2摇 风险分析
采用 RRM模型思想,通过计算压力密度和生境丰度,来开展上下川岛开发利用风险分析工作。
六类开发利用压力源在上川岛和下川岛的分布情况见表 3。 基于此,计算得出这六类压力源在上川岛和
下川岛的压力密度(表 4)。
需要说明的是:采用 RRM模型思想评估得到的区域生态风险值反映的是生态风险在不同区域间的空间
差异,因此表 4中的六类压力源的压力密度值仅体现了它们在区域间的相对多少,是一个相对的数值,压力密
度值高并非代表压力源在生态系统中的释放或引起的绝对暴露量就大。
对上下川岛风险小区内各生境类型的丰度进行计算(表 5)。
图 7所示的上下川岛开发利用风险暴露、响应概念模型中,各条由压力源鄄生境鄄生态终点的暴露和响应
途径的暴露和响应程度是各不相同的。 为了表征在暴露和响应程度上的差异,将上述每条完整的暴露和响应
途径分为两段分析:一段单纯地考虑压力源的暴露过程,主要研究压力源鄄生境的暴露量;另一段主要考虑生
态终点对压力的响应过程,重点分析生境鄄生态终点的密切程度,以此反映生态终点对压力的响应程度。 在此
基础上,以低、较低、中、较高、高 5种程度来描述暴露和响应的相对强度,并量化为相应的暴露系数或响应系
2722 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
数 0、0.3、0.5、0.7和 1。 对于暴露系数来说,0表示暴露路径不存在;1表示暴露路径存在且暴露量大;0.5表示
暴露路径存在但暴露量适中;以此类推。 通过对上川岛和下川岛的现场调查和数据资料收集,给出了上下川
岛开发利用风险暴露系数和响应系数(表 6和表 7)。 代表生态终点对压力源响应程度的生境鄄生态终点的响
应系数是按照风险小区给出的,因为 4类与生态终点相联系的物种在各个风险小区并不都出现。
表 3摇 上下川岛六类压力源信息表
Table 3摇 six pressure source information in Shangchuan Island and Xiachuan Island
压力源
Press source
数据来源
Data source
上川岛
Shangchuan Island
下川岛
Xiachuan Island
城镇用地 Urban landuse 遥感解译获得(面积 / hm2) 242.42 175.72
农业用地 Agricultural landuse 遥感解译获得(面积 / hm2) 851.02 869.92
养殖用海 Cultural sea鄄area use 遥感解译获得(面积 / hm2) 203.95 198.27
港口码头 Piers stress 遥感解译获得(占用岸线长度 / km) 15.005 9.421
船舶运输 Vessel traffic 环保数据(油污排放量(kg / d)) 81.290 70.125
旅游娱乐 Recreational activities 广东省政府网站(旅游人次(万人次 / a)) 70 50
表 4摇 上下川岛六类压力源的压力密度表
Table 4摇 Pressure density of six pressure source in Shangchuan Island and Xiachuan Island
压力源
Press source
压力密度计算依据
Calculation basis of pressure density
上川岛
Shangchuan Island
下川岛
Xiachuan Island
城镇用地 Urban landuse 陆地占用百分比与最大百分比比值 0.861 1
农业用地 Agricultural landuse 陆地占用百分比与最大百分比比值 0.547 1
养殖用海 Cultural sea鄄area use 海域占用百分比与最大百分比比值 0.839 1
港口码头 Piers stress 岸线占用百分比与最大百分比比值 0.945 1
船舶运输 Vessel traffic 油污排放量与最大排放量比值 1 0.863
旅游娱乐 Recreational activities 旅游人次与最大旅游人次比值 1 0.714
表 5摇 上下川岛的生境丰度表
Table 5摇 Habitat abundance in Shangchuan Island and Xiachuan Island
生境 Habitat 生境丰度计算依据Calculation basis of habitat abundance
上川岛
Shangchuan Island
下川岛
Xiachuan Island
近海水体 Water column 生境面积百分比与区域生境最大面积百分比 0.863 1
岩滩 Rocky beach 0.678 1
耕地 Cultivated land 0.686 1
有林地 Woodland 1 1
表 6摇 上下川岛开发利用风险暴露系数表
Table 6摇 Exposure coefficient of exploitation and utilization risk in Shangchuan Island and Xiachuan Island
城镇用地
Urban landuse
农业用地
Agricultural landuse
养殖用海
Cultural sea鄄area use
港口码头
Piers stress
船舶运输
Vessel traffic
旅游娱乐
Recreational activities 生境 Habitat
C
0.3
C, S
0.3
D, C, S
0.7 0
D, C
1
D
0.3 近海水体
C, S
0.5
C, S
0.3
C, S, R
0.7
C, S, R
0.3 0
D, S
1 岩滩
0 C0.5 0 0 0 0 耕地
D, R
0.3 0 0 0 0
D
0.5 有林地
C: 污染 Contamination, D: 物理扰动 Physical disturbance, R: 移除原有生境 Removing original habitat, S: 改变沉积 Changing sediment
3722摇 7期 摇 摇 摇 李晓敏摇 等:广东省川山群岛开发利用生态风险评价 摇
http: / / www.ecologica.cn
表 7摇 上下川岛开发利用风险响应系数表
Table 7摇 Response coefficient of exploitation and utilization risk in Shangchuan Island and Xiachuan Island
风险小区
Risk area
生境
Habitat
珍稀水禽
Rare waterfowl
蟒蛇
Python
珍稀猛禽
Rare accipiter
猕猴
Rhesus monkey
上川岛区
Shangchuan Island 近海水体
F
0.7 0 0 0
岩滩 F, N1 0 0 0
耕地 0 F, N, H0.7 0
F
0.3
有林地 0 F, N, H1
F, N, H
1
F, N
1
下川岛区
Xiachuan Island 近海水体
F
0.3 0 0 0
岩滩 F, N0.5 0 0 0
耕地 0 0 0 0
有林地 0 0 F, N, H0.3 0
F: 觅食 Foraging, H: 孵化 Hatching, N: 栖息 Inhabit
3.3摇 风险表征
利用公式(2)计算得到的六类压力源在上下川岛风险小区的相对压力状况见图 8。 结果表明:上下川岛
区开发利用风险主要来自城镇用地、养殖用海和旅游娱乐活动的压力,其中,旅游活动压力最大,城镇用地和
养殖用海次之;对于上川岛区,旅游活动的压力最大,港口码头的压力最小;对于下川岛区,养殖用海的压力最
大,港口码头的压力最小。 可见,旅游娱乐是该区的首要风险压力源,其次是城镇用地和养殖用海,它们 3 个
构成了上下川岛区生态压力的主要来源;而港口码头的压力最小。
图 8摇 上下川岛六类压力源的相对压力状况对比图
Fig.8摇 Relative pressure comparison of six pressure source in Shangchuan Island and Xiachuan Island
利用公式(3)计算得到的 4种主要生境类型在上下川岛风险小区所受的风险压力状况见图 9。 结果表
明:在上下川岛区的各类生境中,岩滩和近海水体受到的开发利用压力最大,相比而言,上川岛近海水体和潮
间带受到的压力均明显高于下川岛;上川岛区的岩滩压力最大,且明显高于其它生境所受的压力;下川岛区同
样岩滩所受压力最大,近海水体的压力也较大;此外,上川岛区的有林地生境也存在着较大压力。 总体来说,
在上下川岛区,首要关注的生境类型应是岩滩,其次为近海水体,二者分别对应于海岛潮间带生态子系统和近
4722 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
海生态子系统。
图 9摇 上下川岛四种主要生境类型所受的压力对比图
Fig.9摇 Pressure comparison of four habitat types in Shangchuan Island and Xiachuan Island
利用公式(4)计算得到的四类评价物种在上下川岛风险小区所受的风险压力状况见图 10。 图中风险值
为零对应的物种并非指该物种不受压力作用,而是指该物种在这个岛区不出现或很少出现。 从结果可以看
出:珍稀水禽在上下川岛区受到的潜在风险压力最大,其中,在上川岛区的潜在风险更大些;由于蟒蛇和猕猴
仅出没于上川岛区,因此仅在该岛区进行了蟒蛇和猕猴的潜在风险压力评估,结果显示上川岛区猕猴的压力
略大于蟒蛇。
图 10摇 上下川岛四类评价物种的相对风险状况对比
Fig.10摇 Relative risk comparison of four assessment species in Shangchuan Island and Xiachuan Island
最后,将上下川岛区的开发利用风险按照海岛生态子系统进行综合,得到上川岛区的区域综合风险值为
7.745,属开发利用的高风险区;下川岛区的区域综合风险值为 2.317,属开发利用的低风险区。
4摇 讨论与结论
本文根据生态风险评价框架:问题形成、风险分析(包括暴露分析和危害分析)、风险表征和风险管理,对
广东省的川山群岛进行开发利用生态风险评价。 评价结果显示:在本文划分的两个风险小区中,不同压力源
及生境类型的风险各有差异,个别风险源或生境类型的潜在风险压力已经达到了较高的程度,亟待进行相关
的风险管理。
上川岛区的区域综合风险值为 7.745,属开发利用的高风险区,其主要风险区域是潮间带和近海两个生态
子系统,其中以潮间带系统中岩滩的开发利用压力最大,旅游娱乐和养殖用海是风险压力的主要来源,珍稀水
5722摇 7期 摇 摇 摇 李晓敏摇 等:广东省川山群岛开发利用生态风险评价 摇
http: / / www.ecologica.cn
禽是主要受威胁的物种。 基于此,本文给出了上川岛区开发利用风险管理的三点建议:(1) 控制登岛游客的
数量,使其不超过该岛的旅游承载力;加强旅游景区的生态管理,尽量减少旅游造成的废物垃圾。 (2) 沿岸开
发的养殖池占据了很长的岸段,使得原有潮间带退化,造成珍稀水禽失去了觅食和栖息的环境,因此建议在开
辟新的养殖用海区前进行使用论证,同时拆除原有违法的养殖池,尤其是在紧邻保护区的岸段。 (3) 由于上
川岛猕猴省级自然保护区位于该区内,保护着国家二级保护动物———猕猴及其栖息环境,具有极为重要的生
态意义,因此建议在猕猴省级自然保护区内严禁进行生产和开发活动,确保猕猴的栖息环境不被破坏掉。
下川岛区的区域综合风险值为 2.317,属开发利用的低风险区,其岛陆、潮间带和近海三个生态子系统的
开发利用压力都不大,养殖用海、旅游娱乐和城镇用地是风险压力的主要来源,也是威胁珍稀水禽和猛禽的主
要压力源。 为此,本文建议下川岛的开发利用管理采取以下措施:加强养殖用海管理,拆除废弃和违法的养殖
池;加强旅游管理,严格控制游客数量;应妥善处置城镇的污水和废物,尽量减少生活垃圾的随意堆放和污水
直接排放。 这些措施可确保该区良好的生态环境,使得珍稀水禽和珍稀猛禽不至于失去觅食和栖息环境。
参考文献(References):
[ 1 ]摇 付在毅,许学工. 区域生态风险评价. 地球科学进展,2001,16(2):267鄄271.
[ 2 ] 摇 U.S. EPA. Framework for Ecological Risk Assessment. Report No. EPA (6301R鄄92 / 001) . US Environmental Protection Agency, Risk Assessment
Forum, Washington, D.C, 1992.
[ 3 ] 摇 卢宏玮,曾光明,谢更新,张硕辅,黄国和,金相灿,刘鸿亮. 洞庭湖流域区域生态风险评价. 生态学报,2003,23(12):2520鄄2530.
[ 4 ] 摇 文军. 千岛湖区域生态风险评价研究 [D]. 长沙:中南林学院,2004.
[ 5 ] 摇 许妍,高俊峰,郭建科. 太湖流域生态风险评价. 生态学报,2013,33(9):2896鄄2906.
[ 6 ] 摇 Xie H L, Wang P, Huang H S. Ecological risk assessment of land use change in the Poyang Lake eco鄄economic zone, China. International Journal
of Environment Research and Public Health, 2013, 10(1): 328鄄346.
[ 7 ] 摇 许学工,林辉平,付在毅,布仁仓. 黄河三角洲湿地区域生态风险评价. 北京大学学报:自然科学版,2001,37(1):111鄄120.
[ 8 ] 摇 付在毅,许学工,林辉平,王宪礼. 辽河三角洲湿地区域生态风险评价. 生态学报,2001,21(3):365鄄373.
[ 9 ] 摇 凌虹,孙翔,朱晓东,王慧中,李扬帆. 江苏沿海化工快速发展下区域生态风险评价模型研究. 生态环境学报,2010,19(5):1138鄄1142.
[10] 摇 Hassaan M A. GIS鄄based risk assessment for the Nile Delta coastal zone under different sea level rise scenarios case study: Kafr EL Sheikh
Governorate, Egypt. Journal of Coastal Conservation, 2013, 17(4): 743鄄754.
[11] 摇 陈作志,蔡文贵,徐姗楠,黄梓荣,邱永松. 广西北部湾近岸生态系统风险评价. 应用生态学报,2011,22(11):2977鄄2986.
[12] 摇 张继权,梁警丹,周道玮. 基于 GIS技术的吉林省生态灾害风险评价. 应用生态学报,2007,18(8):1765鄄1770.
[13] 摇 卢亚灵,徐丽芬,马宗文,颜磊,许学工. 环渤海五省市生态风险评价. 生态学杂志,2012,31(1):227鄄234.
[14] 摇 Wang X L, Zhang J. A nonlinear model for assessing multiple probabilistic risks a case study in South five鄄island of Changdao National Nature
Reserve in China. Journal of Environmental Management, 2007, 85(4): 1101鄄1108.
[15] 摇 王小龙. 海岛生态系统风险评价方法及应用研究 [D]. 青岛:中国科学院海洋研究所,2006.
[16] 摇 辛红梅,张杰,王常颖,付军. 一种基于景观格局的卫星遥感海岛自然灾害风险评价方法. 海洋学报,2012,34(1): 90鄄94.
[17] 摇 王常颖,张杰,辛红梅,付军. 基于景观格局的海岛开发潜在生态风险评价. 生态学报,2008,28(6): 2811鄄2817.
[18] 摇 Landis W G, Wingers J A. Design considerations and a suggested approach for regional and comparative ecological risk assessment. Human and
Ecological Risk Assessment: An International Journal, 1997, 3(3): 287鄄297.
[19] 摇 广东省地方史志编撰委员会. 广东省志:海洋与海岛志. 广州:广东人民出版社,2000.
[20] 摇 广东省海岛资源综合调查大队. 广东省海岛资源综合调查报告. 广州:广东科技出版社,1995.
6722 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇