全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 15 期摇 摇 2012 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
放牧对青藏高原东部两种典型高寒草地类型凋落物分解的影响 张艳博,罗摇 鹏,孙摇 庚,等 (4605)…………
北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素 王苏铭,张摇 楠,于琳倩,等 (4618)……………………………
温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应———耦合的气孔导度鄄光合作用鄄能量平衡模型
施婷婷,高玉芳,袁凤辉,等 (4630)
………
……………………………………………………………………………
洞庭湖景观格局变化及其对水文调蓄功能的影响 刘摇 娜,王克林,段亚锋 (4641)……………………………
大辽河口水环境污染生态风险评估 于摇 格,陈摇 静,张学庆,等 (4651)…………………………………………
标准化方法筛选参照点构建大型底栖动物生物完整性指数 渠晓东,刘志刚,张摇 远 (4661)…………………
不同年龄段大连群体菲律宾蛤仔 EST鄄SSR多样性 虞志飞,闫喜武,张跃环,等 (4673)………………………
基于地统计分析西印度洋黄鳍金枪鱼围网渔获量的空间异质性 杨晓明,戴小杰,朱国平 (4682)……………
广东罗坑自然保护区鳄蜥生境选择的季节性差异 武正军,戴冬亮,宁加佳,等 (4691)…………………………
甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质 魏摇 强,凌摇 雷,柴春山,等 (4700)………………………………
短轮伐期毛白杨不同密度林分土壤有机碳和全氮动态 赵雪梅,孙向阳,康向阳,等 (4714)……………………
放牧对呼伦贝尔草地植物和土壤生态化学计量学特征的影响 丁小慧,宫摇 立,王东波,等 (4722)……………
UV鄄B辐射增强对抗除草剂转基因水稻 CH4 排放的影响 娄运生, 周文鳞 (4731)……………………………
基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析 王新宇,王丽华,于摇 萍,等 (4737)……………………………
广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定 胡春锦,林摇 丽,史国英,等 (4745)………………………………
不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响 安摇 辉,刘鸣达,王耀晶,等 (4753)……………………
大兴安岭火烧迹地恢复初期土壤微生物群落特征 白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (4762)…………………………
川西北冷杉林恢复过程中土壤动物群落动态 崔丽巍,刘世荣,刘兴良,等 (4772)………………………………
内生真菌角担子菌 B6 对连作西瓜土壤尖孢镰刀菌的影响 肖摇 逸,戴传超,王兴祥,等 (4784)………………
西江颗粒直链藻种群生态特征 王摇 超,赖子尼,李跃飞,等 (4793)………………………………………………
大型人工湿地生态可持续性评价 张依然,王仁卿,张摇 建,等 (4803)……………………………………………
孢粉、炭屑揭示的黔西高原 MIS3b期间古植被、古气候演变 赵增友,袁道先,石胜强,等 (4811)……………
树干径流对梭梭“肥岛冶和“盐岛冶效应的作用机制 李从娟,雷加强,徐新文,等 (4819)………………………
豆科作物鄄小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系
杨摇 宁,赵护兵,王朝辉,等 (4827)
………………………………
……………………………………………………………………………
一次陆源降雨污水引起血红哈卡藻赤潮的成因 刘义豪,宋秀凯,靳摇 洋,等 (4836)……………………………
盐城国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力 王艳芳,沈永明 (4844)………………………………………
城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析———以深圳市福田中心区为例
邵天然,李超骕,曾摇 辉 (4852)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势 王介勇,吴建寨 (4861)……………………………………
重庆市生态功能区蝴蝶多样性参数 李爱民,邓合黎,马摇 琦 (4869)……………………………………………
专论与综述
干旱半干旱区不同环境因素对土壤呼吸影响研究进展 王新源,李玉霖,赵学勇,等 (4890)……………………
土壤呼吸的温度敏感性———全球变暖正负反馈的不确定因素 栾军伟,刘世荣 (4902)…………………………
森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展 程淑兰,方华军,于贵瑞,等 (4914)………………
湖泊氮素氧化及脱氮过程研究进展 范俊楠,赵建伟,朱端卫 (4924)……………………………………………
研究简报
刈割对人工湿地风车草生长及污水净化效果的影响 吕改云,何怀东,杨丹菁,等 (4932)………………………
学术信息与动态
全球气候变化与粮食安全———2012 年 Planet Under Pressure国际会议述评 安艺明,赵文武 (4940)…………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄08
封面图说: 水杉是中国特有种,国家一级保护植物,有植物王国“活化石冶之称,是 1946 年由中国的植物学家在湖北的利川磨刀
溪发现的。 水杉曾广泛分布于北半球,第四纪冰期以后,水杉属的其他种类全部灭绝,水杉确在中国川、鄂、湘边境
地带得以幸存,成为旷世奇珍。 水杉耐水,适应力强,生长极为迅速,其树干通直挺拔,高大秀颀,树冠呈圆锥形,姿
态优美,枝叶繁茂,入秋后叶色金黄。 自发现后被人们在中国南方广泛种植,成为著名的绿化观赏植物,现在中国水
杉的子孙已遍及中国和世界 50 多个国家和地区。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 15 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 15
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07528鄄006鄄03); 中央高校基本科研业务费青年教师科研基金项目(841013027); 山
东省自然科学基金(ZR2011DQ003)
收稿日期:2011鄄07鄄21; 摇 摇 修订日期:2012鄄06鄄07
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yuge@ ouc. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201107211079
于格,陈静,张学庆,李正炎.大辽河口水环境污染生态风险评估.生态学报,2012,32(15):4651鄄4660.
Yu G, Chen J, Zhang X Q, Li Z Y. Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area. Acta Ecologica Sinica,2012,32(15):4651鄄4660.
大辽河口水环境污染生态风险评估
于摇 格*,陈摇 静,张学庆,李正炎
(中国海洋大学 环境科学与工程学院,海洋环境与生态教育部重点实验室,青岛摇 266100)
摘要:河口生态系统位于河流入海口,是介于河流和海洋之间的生态交错区,也是人类活动集中的区域。 针对目前河口生态风
险研究较多沿用陆地生态系统模式,并忽略风险分布的空间异质性等问题,以大辽河口为研究区,建立具有针对性的河口区
(河海交错区)生态风险评价模型,以盐度和污染源作为划分河口不同区段的主要因素,对不同水期大辽河口生态风险及其空
间分布进行有效评估,探讨河口区生态风险时空分布差异规律。 结果表明,大辽河口整体生态风险水平相对偏高(三时段风险
平均值为 0. 56),在 0 至 1 的生态风险指数空间中超过中等风险水平;就时间尺度上而言,造成大辽河口区生态风险差异的主
要原因是径流量;就空间尺度而言,大辽河口区生态风险空间分布受上游来水携带污染物、下游污染源排放以及入海口门段海
水稀释作用三者共同影响。 因此,从根本上讲,改善并提高河口区域的生态风险水平,应密切关注人类活动对河口态系统造成
的不良影响,并应以提高整个流域整体生态状况为根本目标和途径,这样才有助于从根本上解决产生河口区域生态风险的环境
问题。
关键词:生态风险评估;河口;大辽河
Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area
YU Ge*, CHEN Jing, ZHANG Xueqing, LI Zhengyan
College of Environmental Sciences and Engineering, Ocean University of China; Key Lab of Marine Environmental Science and Ecology, Ministry of
Education, Qingdao,266100, China
Abstract: Estuarine ecosystem is the ecotone between the river and ocean, which is under tremendous influences of
concentrated human activities. Now, most estuarine ecological risk studies are based on the terrestrial ecosystem model,
ignoring spatial heterogeneity distributing laws. This paper takes Daliao River as the study area and establishes a targeted
estuary ecological risk evaluation model. Considering the scale request, the assessing technology mainly includes four steps:
confirmation and analysis of study area, identification and analysis of risk sources, analysis of exposure and ecotoxic effects,
and integrated estimation of ecological risks. Then the evaluation system is built up, which includes indices of biodiversity,
afflux material, comprehensive pollution, and pressure index of socio鄄economic development. Combining the method of
AHP, Principal Component Analysis and Polarized Standardization, the integrated index of ecological risk can afterwards be
figured out. This model takes salinity and pollution sources as the major factors in the divisions of different sections and
different water periods. And then this article effectively assesses the spatial distribution of ecological risk in Daliao River
estuary, and explores the spatial and temporal distribution laws of estuarine ecological risk. The results show that, on the
whole, the ecological risk of Daliao River estuary area is relatively high ( the average risk value of three water periods is
0郾 56), which is over the middle level in 0 to 1 of the ecological risk index space; on time scale, the runoff is the main
factor resulting in the ecological risk difference; on the spatial scale, the ecological risk index is affected by the pollutants
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carried by runoff of upstream, downstream pollution emissions and dilution water at the mouth the river together. In order to
improve the environmental condition of the estuary area, more attention should be paid to the adverse effects of human
activities on the estuarine ecosystem and improve the ecological conditions of the whole valley, thus the environmental
problems of estuarine ecosystem can be solved fundamentally.
Key Words: ecological risk assessment; estuary area; Daliao River
河口生态系统位于河流入海口,是介于河流和海洋之间的生态交错区,也是陆海相互作用最强烈的区域。
同时,河口区域是人类活动集中的区域,再加之特殊的地理位置和物理化学特征,导致其更易接收和存储来自
上游水域的污染物质,使得河口区比一些流动性差的区域更容易恶化[1]。 我国社会经济经过几十年的快速
发展,大量污染物经河流汇聚到河口进入海洋,大部分河口都存在严重的污染问题,富营养化严重、生态退化、
河口湿地面积萎缩,已经影响了河口生态功能的正常发挥,并对区域生态安全构成了严重威胁。
目前区域生态风险评价模式主要针对陆地生境和淡水生态系统,并未对河口区加以专门的考虑[1鄄7]。 虽
然国内外在河口生态风险研究领域中已经取得一些重要进展,主要集中在水质、沉积物、生态毒理、灾害和景
观等层面[8鄄18],但其中涉及的评价模型、指标、标准和方法则较多沿用陆地生态系统模式。
此外,区域生态风险评价不同于单一地点评价的显著特点是,前者所涉及风险源和风险受体存在区域差
异的现象和规律,即风险分布的空间异质性[2鄄5]。 但由于评价模式和评价方法等方面的欠缺,目前河口生态
风险评价研究多将河口生态系统视为统一整体,忽略其由于盐度和其他变量的动态变化而导致河口生态风险
的时空分布差异。 因此如何体现河口异质性和复杂性特点,建立针对河口区生态风险评价模式是一个值得探
讨的问题。
本文以大辽河口为研究区,建立具有针对性的河口区(河海交错区)生态风险评价模型,以盐度和污染源
作为划分河口不同区段的主要因素,对不同水期大辽河口生态风险及其空间分布进行有效评估,探讨河口区
生态风险时空分布差异规律,为流域建立生态风险预警机制,实现生态风险管理提供理论和技术支持。
1摇 研究方法
本文参考相关区域生态风险评价方法[15鄄17],结合大辽河口自然特征和社会经济发展特点,基于评价尺度
的要求,将大辽河口区生态风险评价分为以下几个方面:研究区界定与分析、风险源识别与受体分析、暴露与
危害分析以及风险综合评价。
1. 1摇 研究区界定与分析
辽河口位于辽宁省南部,位于东经 121毅33忆—122毅36忆,北纬 41毅26忆—41毅27忆,面临渤海,是我国海岸线的最
北端,主要包括辽河口(双台子河口)、大辽河口两个入海口。 其中,大辽河由发源于抚顺的浑河和本溪的太
子河汇合而成,于营口入海。 大辽河多年平均年径流量为 7. 715伊109m3,占辽东湾入海径流量的 55. 32% 。
大辽河流经沈阳、鞍山、铁岭等众多工业城市,沿岸工农业发达,沿途接收了大量的工农业废水和生活污
水垃圾等污染物。 河水及其所携带的物质流入河口区之后, 受到海洋物理、化学和生物化学过程影响, 物理
和化学性状发生一系列变化, 这些变化对近岸海域富营养化和生态环境产生一定影响。
1. 2摇 风险源识别与受体分析
风险源分析是指对区域中可能对生态系统及其组分产生不利作用的干扰进行识别、分析和度量。 针对大
辽河口区域,风险源主要涉及人为风险源,特指导致危害或严重干扰生态系统的人为活动,包括化工污染、农
业污染及生活废水排放等,以上人为活动导致水生态环境污染、富营养化、重金属污染和社会经济发展压
力等。
风险受体(或风险承受者),是指在风险评价中可能受到风险源干扰的不利作用的组成部分。 区域生态
风险评价对象是区域内的生态系统,因此本文将大辽河口生态系统作为生态风险评价受体。
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1. 3摇 暴露与危害分析
暴露分析是研究各风险源在区域中与风险受体之间的接触暴露关系;与之相关联的危害分析则是要确定
风险源对生态系统及其风险受体的损害程度。
由于沿岸工农业发展程度较高,大量工农业和生活废水排入河中,致使大辽河及其河口区域受到的污染
风险较为严重。 河口区水质以劣五类为主,主要污染物包括 COD、悬浮物、石油类、高锰酸钾和壬基酚等。 化
肥农药残留、营养盐过度排放导致河口区域富营养化状况严重。 同时,由于工业废水的排放,导致河口区重金
属含量逐渐增加,由于其难降解性和生物放大作用,不仅能影响水生动植物的生长和繁殖,同时也能通过食物
链进入人体,严重威胁人体健康。
作为东北地区主要制造业、轻工、纺织工业基地和重要港口,以及辽宁滨海经济带的重要组成部分,大辽
河口区承载着巨大的社会经济发展压力,这对大辽河口区域生态环境承载力产生较大的影响。
1. 4摇 风险综合评价
根据大辽河口区自然特征和社会经济发展特点,本文构建具有针对性的河口生态风险评价指标体系(表
1)。
表 1摇 大辽河口区域生态风险评价指标及权重
Table 1摇 Ecological risk indicators system and their weights of Da Liao River estuary area
指标值
Ecological risk value
主因素层
Main factor layer
权重
Weight
子因素层
Sub factor layer
权重
Weight
指标层
Indicator
权重
Weight
生态风险 生物多样性指数 0. 23 浮游植物多样性指数 0. 3
指数 浮游动物多样性指数 0. 4
底栖生物多样性指数 0. 3
综合污染指数 0. 44 常规污染指数 0. 35 高锰酸盐指数(mg / L) 0. 2
PH 0. 45
石油烃(mg / L) 0. 1
壬积酚(ng / L) 0. 25
富营养化指数 0. 5 TN(mg / L) 0. 6
TP(mg / L) 0. 3
DO(mg / L) 0. 1
沉积物重金属指数 0. 15 Cu(mg / kg) 0. 15
Pb(mg / kg) 0. 4
Zn(mg / kg) 0. 2
Cr(mg / kg) 0. 25
社会经济发展 0. 33 社会发展压力指数 0. 7 人口密度(人 / km2) 0. 4
压力指数 人口增长率(% ) 0. 4
城市化率(% ) 0. 2
经济发展压力指数 0. 3 人均生产总值(元) 0. 3
工业废水排放达标率(% ) 0. 35
万元 GDP 废水排放总量(Mg /万元) 0. 35
生物多样性指数摇 选取生物多样性指数(包括浮游植物多样性、浮游动物多样性和底栖生物多样性),来
进行表征大辽河口区主要生物状况。
综合污染指数摇 根据大辽河口区域特点,结合近年来环境监测数据,本文构建综合污染指数,并将其分为
三类:常规污染指数、富营养化指数、沉积物重金属指数。 其中,常规污染指数主要涉及 4 个指标:高锰酸钾指
数、PH、石油烃、壬基酚。 富营养化指数涉及 3 个指标:TN、TP、DO。 沉积物重金属指数主要涉及 4 个指标:
Cu、Pb、Zn、Cr。 针对以上三类 11 个指标,采用极差法进行标准化处理。
社会经济发展压力指数摇 本文将社会经济发展压力指数分为两类:社会发展压力指数和经济发展压力指
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数。 其中,社会发展压力指数涉及 3 个指标:人口密度、人口增长率、城市化率;经济发展压力指数涉及 3 个指
标:人均 GDP、工业废水达标排放率、万元 GDP 废水排放总量。 针对以上两类指数 6 个指标,采用极差法进行
标准化。
1. 5摇 数据计算及处理
1)数据来源摇 现场监测数据、辽宁省水资源统计公报、辽宁省统计年鉴和国家统计年鉴。
2)指标选取原则摇 指标的代表性、可比性、易获性、全面性、协调性。
3)指标标准值摇 根据已有的经验性标准值或参考国内区域现状,从中选择其中最优值 /较优值作为“风
险最小值冶的限定值,以最劣值 /较劣值为“风险最大值冶的限定值。
4)指标标准化摇 在区域生态风险评价指标体系内,因为各指标量纲不统一导致指标之间没有可比性,因
此必须对参评指标进行规范化处理。 本文采用极差标准化方法,按一定标准将每一因子值划分成不同等级并
赋分,通过实测、调查等手段获得各项指标的数值,通过与标准值或参照值的比较,对所得分值进行标准化
处理。
对数值越大风险值越大的指标,令风险程度 yij:
yij = (X ij-min x j) / (max x j-min x j)
其中,X ij 为当年评价值,min x j 为风险最小值,max x j 为风险最大值。
对数值越大风险值越小的指标,令风险程度 yij:
yij = (max x j-X ij) / (max x j-min x j)
其中,X ij 为当年评价值,minx j 为风险最小值,maxx j 为风险最大值。
5)指标权重确定摇 在确定指标权重时, 层次分析法较为适用,能有效分析目标体系层次间的非序列关
系, 特别是在数据量及背景资料不够时, 可将专家经验给予量化。 针对指标体系中的生物多样性指数、综合
污染指数和社会经济发展压力指数有不同量级,指标权重的确定主要以主成分分析法,并结合相关文献,通过
层次分析法确定,对不同类别指标进行加权价和,计算得到大辽河口区的生态风险指数。
6)综合评价:综合评价是在指标标准化和指标权重确定的基础上进行,本文用生态风险指数定义区域生
态风险值的大小,令生态风险指数 ER:
ER i =移
m
j = 1
w j·yij
其中,ER取值为[0,1]之间,其值越大,表明区域生态风险越高,ER =1 时为综合风险最大值。
2摇 研究区域区段的确定
本研究在大辽河口区设置调查点位 20 个,其中河流段站位 10 个,近海海域站位 10 个,各站位的位置见
图 1,各站位经纬度坐标见表 2。
为探讨河口区生态风险时空分布差异规律,基于盐度对河口生态系统的重要性和污染源对水生生态系统
的影响作用,本文将盐度和污染源作为主要因素,对大辽河口研究区段和采样站点进行区段划分。
2. 1摇 盐度确定
根据大辽河口地形及污染物排放特点,考虑到数值模式的计算效率,本文采用网格嵌套方案:大区模型采
用国际上著名的河口海岸陆架模型(ECOM),小区模型为拟合复杂的岸线和地形,采用三角网格有限体积模
型(FVCOM)。 依据大辽河口水动力模型,本文建立河口区盐度分布数值模型,以 0. 5 等盐线和 25 等盐线为
限划分盐度范围:以盐度<0. 5 为淡水区, 0. 5<盐度<25 为咸淡水混合区,入海口到 25 等盐线为入海口门段,
25 等盐线以外为浅海。
2. 2摇 污染源确定
根据营口监测站监测资料,大辽河口区主要污染源均都分布于营口公园站以下,本文以此为基点按照是
否有污染源将大辽河口区划分为无源区和有源区。
4564 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 大辽河河口区外业调查站位
Fig. 1摇 Investigation stations in Da Liao River estuary area
表 2摇 大辽河河口区站位经纬度坐标
Table 2 摇 Latitude and longitude coordinates of stations in Da Liao
River estuary area
站位
Section
经度
Longitude
纬度
Latitude
河流段采样站位 S1 122毅08忆53义 40毅41忆03义
Riverine stations S2 122毅10忆44义 40毅40忆07义
S3 122毅14忆43义 40毅39忆29义
S4 122毅13忆34义 40毅41忆11义
S5 122毅10忆00义 40毅43忆53义
S6 122毅05忆34义 40毅47忆12义
S7 122毅10忆35义 40毅49忆29义
S8 122毅16忆45义 40毅51忆03义
S9 122毅19忆28义 40毅56忆57义
S10 122毅24忆36义 40毅59忆46义
近海海域采样站位 A1 122毅06忆07义 40毅39忆03义
Offshore stations A2 122毅03忆30义 40毅38忆30义
A3 122毅01忆01义 40毅37忆58义
B1 122毅07忆20义 40毅38忆30义
B2 122毅06忆33义 40毅37忆00义
B3 122毅03忆53义 40毅35忆44义
B4 122毅02忆12义 40毅35忆30义
C1 122毅08忆27义 40毅37忆55义
C2 122毅07忆12义 40毅36忆05义
C3 122毅06忆07义 40毅34忆19义
图 2摇 2010 年 6 月大辽河盐度分布数值图
摇 Fig. 2摇 Salinity value distribution of Da Liao River estuary area
in 2010 Jun.
2. 3摇 研究区段划分
根据盐度和污染源的划分,根据采样时间(不同水
期)情况,将大辽河口区划分为淡咸水混合有源区、淡
咸水混合无源区、淡水有源区、淡水无源区、入海口门段
和浅海。 在此需要说明,由于各研究期径流不同,导致
盐度分布不同,因此研究区段划分也根据研究期的不同
而不同。
根据以上规则,针对不同时段的研究区段划分如下
(表 3):
2009 年 9 月摇 S1 至 S4 站点为淡咸水混合有源区,
S5 至 S7 为淡咸水混合无源区,S8 至 S10 站点为淡水无
源区。
2010 年 6 月摇 S1 至 S3 站点为淡咸水混合有源区,
S4 为淡水有源区,S5 至 S10 站点为淡水无源区,A1、
A2、B1、B2、C1、C2 为入海口门段,A3、B3、B4、C3 为
浅海。
2010 年 8 月摇 S1 为淡咸水混合有源区,S2—S4 为淡水有源区,S5 至 S10 站点为淡水无源区,A1、A2、B1、
B2、B3、C1、C2、C3 为入海口门段,A3、B4 为浅海。
5564摇 15 期 摇 摇 摇 于格摇 等:大辽河口水环境污染生态风险评估 摇
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表 3摇 大辽河河口区外业调查站区段划分状况
Table 3摇 Section dividing of stations in Da Liao River estuary area
分区情况 Distribution S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 A1 B1 C1 A2 B2 C2 C3 B3 A3 B4
2009鄄09
2010鄄06
2010鄄08
盐度 淡咸水混合区 淡水区
污染源 有源区 无源区
盐度 淡咸水混合区 淡水区
污染源 有源区 无源区
盐度
淡咸
水混
合区
淡水区
污染源 有源区 无源区
入海口门段 浅海
入海口门段 浅海
入海口门段 浅海
3摇 结果分析与讨论
3. 1摇 枯水期
图 3摇 2009 年 9 月各站位风险值分布
Fig. 3摇 Risk value distribution of each station in 2009 Sep.
3. 1. 1摇 各站点风险值
2009 年 9 月枯水期大辽河口的平均风险值为
0郾 575,生态风险相对较高。 各站位点风险值分布情况
见图 3,S2、S5、S8—S10 站位的风险值高于平均水平。
就趋势而言,大辽河口各站位呈现上游站位风险值较
高,下游站位风险值较低的分布格局。
图 4摇 2009 年 09 月区域风险值分布
Fig. 4摇 Regional distribution of risk values in 2009 Sep.
3. 1. 2摇 分区风险值
根据盐度和污染源的分布情况,将 2009 年 9 月大
辽河口河段部分划分为 3 个区段:S1—S4 站点为淡咸
水混合的有源区,S5—S7 为淡咸水混合的无源区,S8—S10 站点为淡水无源区。
经计算,淡咸水混合有源区的风险值为 0. 548,淡咸水混合无源区的风险值为 0. 533,淡水无源区的风险
值为 0. 634。 在该时段内,无源区风险值高于有源区风险值。 3 个区段风险值存在明显差异主要原因在于富
营养化指数,淡水无源区(富营养化指数为 0. 727)和咸
淡水混合无源区(富营养化指数为 0. 508)明显高于淡
咸水混合有源区(富营养化指数为 0. 451),因此导致上
游河段综合污染风险指数较高。
出现这种分区分布格局是由于上游站点承接了来
自太子河与浑河两条河流的污染物,对水质和水生生物
多样性均产生一定影响,该影响大于下游营口公园附近
排污口所排放的污染物,因此咸淡水混合无源区和淡水
无源区的风险值明显高于咸淡水混合有源区。
3. 2摇 平水期
3. 2. 1摇 各站点风险值
2010 年 6 月平水期,大辽河口平均风险值为
0郾 546,生态风险值最低。 各站点的风险值分布情况见
图 5。 由图可见,在此时段中,河流段 S10 站位的风险
值高于平均水平,总体上仍然呈现上游的站位点风险较
高,下游站位点较低的分布格局。 近海站点的风险值仅
C3 站位低于平均值,其余站位的生态风险均较高。
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图 5摇 2010 年 6 月各站位风险值分布
Fig. 5摇 Risk value distribution of each station in 2010 Jun.
3. 2. 2摇 分区风险值
根据盐度和污染源分布情况,将 2010 年 6 月大辽
河口分为 5 个区域:S1 至 S3 站点为淡咸水混合的有源
区,S4 为淡水有源区,S5 至 S10 站点为淡水无源区,
A1、A2、B1、B2、C1、C2 为入海口门段,A3、B3、B4、C3 为
浅海。
在河流段,淡咸水混合有源区的风险值为 0. 515,
淡水有源区风险值为 0. 509,淡水无源区的风险值为
0郾 522。 可见,有源区风险值低于无源区,出现这种分布
图 6摇 2010 年 6 月区域风险值分布
Fig. 6摇 Regional distribution of risk values in 2010 Jue
格局的原因同样来自于上游河流携带的污染物。 而淡
咸水混合有源区风险值高于淡水有源区风险值则主要
由于河口口门附近水体动态混合强烈导致底栖生物多
样性较低所致。
在近海区域,入海口门段风险值为 0. 586,浅海段
风险值为 0. 568,二者差异主要来于沉积物重金属污染
指数的不同,入海口门段沉积物重金属污染指数
(0郾 154)明显高于浅海段(0. 056)。
就河流段与近海站位的风险值相比,近海区域站位
风险值明显高于河流段站位,这主要由生物多样性指数
在近海站位( > 0. 7)明显高于河流站位(介于 0. 25—
0郾 33 之间)所导致。
3. 3摇 丰水期
3. 3. 1摇 各站点风险值
2010 年 8 月丰水期大辽河口平均风险值为 0郾 569,
生态风险水平较枯水期低,较平水期略高。 由图 7 可
见,河流段 S1、S3、S8—S10 站位的风险值低于平均水
平,总体上分布呈现中间高两端低的分布格局;近海站位 A1、B1、C1 站位明显低于平均水平,总体呈现由入海
口门至浅海风险值逐渐增加的趋势。
站位 Station
风险
值
Risk
valu
e
图 7摇 2010 年 8 月各站位风险值分布
Fig. 7摇 Risk value distribution of each station in 2010 Aug.
3. 3. 2摇 分区风险值
根据盐度和污染源的分布情况,将 2010 年 8 月大
辽河口河段部分分为 5 个区域:S1 为淡咸水混合的有
源区,S2—S4 为淡水有源区,S5 至 S10 站点为淡水无源
区,A1、A2、B1、B2、B3、C1、C2、C3 为入海口门段,A3、
B4 为浅海。
在河流段,经计算淡咸水混合有源区的风险值为
0. 555,淡水有源区的风险值为 0. 554,淡水无源区的风
险值为 0. 552。 该时段大辽河口河流段的生态风险分
布较为均匀,各区域风险值基本一致。
近海区域,入海口门段风险值为 0. 577,浅海段风险值为 0. 620,这与沉积物重金属污染指数和生物多样
性指数的变化趋势相同。
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图 8摇 2010 年 8 月区域风险值分布
Fig. 8摇 Regional distribution of risk values in 2010 Aug.
3. 4摇 风险时空分布格局
3. 4. 1摇 各站点风险值的时空分布格局
2009 年 9 月枯水期、2010 年 6 月平水期、和 2010
年 8 月丰水期 3 个时段各站位的风险值分布如图 9
所示。
由图可知,河流段站位在 2009 年 9 月枯水期和
2010 年 6 月平水期均呈现出下游至上游明显升高的趋
势。 上游风险值较高的原因如前所述,是由于承载了上
游两条河流带来的污染物,同时下游污染物浓度受到了
海水的稀释作用而降低。 而 2010 年 8 月丰水期没有这
种趋势甚至相反,主要因为 2010 年 8 月辽河口区域出
现洪水现象,河流段的径流量明显高于其他两个时段,
上游来水带来过量污染物。 与此同时,整个河流段均以
淡水为主,下游海水的稀释作用减弱,因此下游无下降
趋势。
近海区域仅在 2010 年 6 月平水期和 2010 年 8 月
丰水期进行监测,从图中可以看出两个时段近海各站位
风险值分布趋势明显不同,无明显分布规律。
图 9摇 各站点风险值的时空分布格局
Fig. 9摇 Temporal and spatial distribution pattern of risk value of each station
3. 4. 2摇 各区段风险值的时空分布格局
枯水期、平水期和丰水期各区段风险值的时空分布格局如图 10 所示。
对大辽河口河流段各水期的风险值进行比较发现,2009 年 9 月枯水期 > 2010 年 8 月丰水期 > 2010 年 6
月平水期,导致三时段风险值差异的主要原因是径流量的不同。
就河流段而言,三时段整体风险值的最低值都出现在淡咸水混合有源区,说明 3 个时期上游河流带来的
污染物对水体生态风险水平的影响大于下游污染物排放带来的影响,与此同时,河口有源区的物理净化作用
较为强烈,稀释了污染物浓度,从而降低了河口有源区的生态风险水平。
在近海区域,2010 年 6 月平水期入海口门段风险值高于浅海区域,2010 年 8 月丰水期浅海风险值高于入
海口门段,以上不同的分布趋势可能与两个时期径流量的差异存在一定关系。
4摇 主要结论
区域生态风险评价在区域尺度上描述和评价自然灾害和人为活动对生态系统结构和功能等产生不利作
用的可能性和大小, 相对于微观、局地的生态风险评价, 其所涉及的风险源及评价受体等都具有空间异质
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图 10摇 各区域风险值的时空分布格局
Fig. 10摇 Temporal and spatial distribution pattern of risk values of Regional distribution
性, 其评价结果也具有区域分异的特点。 针对河口区异质性和复杂性特点,本文以大辽河口为研究区,建立
具有针对性的河口区(河海交错区)生态风险评价模型,探讨大辽河口区生态风险其时空分布规律,所得出的
主要结论如下:
(1)就总体而言,大辽河口生态风险水平相对偏高(三时段风险平均值为 0. 56),在 0 至 1 的生态风险指
数空间中超过中等风险水平。
(2)就时间尺度上而言,造成大辽河口区生态风险差异的主要原因是径流量。 不同水期风险值的排序
为:2009 年 9 月枯水期(风险平均值为 0. 575)> 2010 年 8 月丰水期(风险平均值为 0. 569)> 2010 年 6 月平水
期(风险平均值为 0. 546)。 其中 2009 年 9 月径流量最低,污染物浓度相对最高,导致该时段高风险值的出
现;2010 年 8 月丰水期径流量虽然高于 2010 年 6 月平水期,但因该时段辽河口区域出现洪水现象,上游来水
带来过量污染物,且下游海水的稀释作用减弱,综合污染风险指数升高,因此出现风险值丰水期高于平水期的
现象。
(3)就空间尺度而言,大辽河口区生态风险空间分布受上游来水携带污染物、下游污染源排放以及入海
口门段海水稀释作用三者共同作用。 就区段风险贡献率而言,大辽河口上游风险值高于下游风险值。 导致这
种分布格局的原因有二:一是因为河口上游段承接了较多的来自上流河段(太子河和浑河)带来的污染物,其
影响作用大于下游污染源排放的污染污染物;二是河口下游段由于海水的混合作用而有较好的物理稀释,进
一步降低了污染物的浓度。
作为污染物的主要汇聚水域,河口生态系统具有较强的脆弱性,极易受到外界环境条件影响,尤其是人为
活动的影响。 因此,从根本上讲,改善并提高河口区域的生态风险水平,除需保护河口自然生态条件外,还应
密切关注人类活动对于河口水生态系统造成的不良影响,从而保证河口生态系统的良性和可持续发展。 此
外,作为流域的一个重要组成部分,河口区生态风险水平的优劣与流域整体生态状况密切相关,因此在进行风
险管理和预警时,应以流域作为整体,从系统的角度提出整体性和战略性决策,以提高整个流域生态状况为根
本目标和途径,对流域进行统一规划和管理,这样才有助于从根本上解决产生河口区域生态风险的环境问题。
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0664 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 15 August,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Effects of grazing on litter decomposition in two alpine meadow on the eastern Qinghai鄄Tibet Plateau
ZHANG Yanbo, LUO Peng, SUN Geng, et al (4605)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Distribution pattern and their influcing factors of invasive alien plants in Beijing
WANG Suming,ZHANG Nan,YU Linqian, et al (4618)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Simulation of CO2 and H2O fluxes over temperate mixed forest and sensitivity analysis of layered methods: stomatal conductance鄄
photosynthesis鄄energy balance coupled model SHI Tingting, GAO Yufang, YUAN Fenghui, et al (4630)………………………
Analysis on the responses of flood storage capacity of Dongting Lake to the changes of landscape patterns in Dongting Lake area
LIU Na, WANG KeLin, DUAN Yafeng (4641)
……
……………………………………………………………………………………
Integrated water risk assessment in Daliao River estuary area YU Ge, CHEN Jing, ZHANG Xueqing, et al (4651)…………………
Discussion on the standardized method of reference sites selection for establishing the Benthic鄄Index of Biotic Integrity
QU Xiaodong, LIU Zhigang, ZHANG Yuan (4661)
………………
…………………………………………………………………………………
Genetic diversity analysis of different age of a Dalian population of the Manila clam Ruditapes philippinarum by EST鄄SSR
YU Zhifei, YAN Xiwu, ZHANG Yuehuan, et al (4673)
……………
……………………………………………………………………………
Geostatistical analysis of spatial heterogeneity of yellowfin tuna (Thunnus albacares) purse seine catch in the western Indian Ocean
YANG Xiaoming, DAI Xiaojie, ZHU Guoping (4682)
…
………………………………………………………………………………
Seasonal differences in habitat selection of the Crocodile lizard (Shinisaurus crocodilurus) in Luokeng Nature Reserve, Guangdong
WU Zhengjun, DAI Dongliang, NIN Jiajia, et al (4691)
…
…………………………………………………………………………
Soil physical and chemical properties in forest succession process in Xinglong Mountain of Gansu
WEI Qiang,LING Lei,CHAI Chunshan, et al (4700)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of soil organic carbon and total nitrogen contents in short鄄rotation triploid Populus tomentosa plantations
ZHAO Xuemei, SUN Xiangyang, KANG Xiangyang, et al (4714)
……………………
…………………………………………………………………
Grazing effects on eco鄄stoichiometry of plant and soil in Hulunbeir, Inner Mogolia
DING Xiaohui,GONG Li,WANG Dongbo,et al (4722)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of elevated ultraviolet鄄B (UV鄄B) radiation on CH4 emission in herbicide resistant transgenic rice from a paddy soil
LOU Yunsheng, ZHOU Wenlin (4731)
…………
………………………………………………………………………………………………
NMR spectroscopy based metabolomic analysis of Thellungiella salsuginea under salt stress
WANG Xinyu, WANG Lihua, YU Ping, et al (4737)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Screening and identification of associative nitrogen fixation bacteria in rhizosphere of sugarcane in Guangxi
HU Chunjin, LIN Li, SHI Guoying, et al (4745)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of different rice鄄crab production modes on soil labile organic carbon and enzyme activities
AN Hui, LIU Mingda, WANG Yaojing, et al (4753)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The characteristics of soil microbial communities at burned forest sites for the Great Xingan Mountains
BAI Aiqin, FU Bojie, QU Laiye, et al (4762)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Changes of soil faunal communities during the restoration progress of Abies faxoniana Forests in Northwestern Sichuan
CUI Liwei, LIU Shirong, LIU Xingliang, et al (4772)
………………
……………………………………………………………………………
The effects of the endophytic fungus Ceratobasidum stevensii B6 on Fusarium oxysporum in a continuously cropped watermelon field
XIAO Yi, DAI Chuanchao, WANG Xingxiang, et al (4784)
…
………………………………………………………………………
Population ecology of Aulacoseira granulata in Xijiang River WANG Chao, LAI Zini, LI Yuefei, et al (4793)………………………
Evaluation of ecosystem sustainability for large鄄scale constructed wetlands
ZHANG Yiran, WANG Renqing, ZHANG Jian, et al (4803)
………………………………………………………………
………………………………………………………………………
MIS3b vegetation and climate changes based on pollen and charcoal on Qianxi Plateau
ZHAO Zengyou, YUAN Daoxian, SHI Shengqiang, et al (4811)
………………………………………………
…………………………………………………………………
The effects of stemflow on the formation of “Fertile Island冶 and “Salt Island冶 for Haloxylon ammodendron Bge
LI Congjuan, LEI Jiaqiang, XU Xinwen, et al (4819)
………………………
……………………………………………………………………………
Accumulation and translocation of dry matter and nutrients of wheat rotated with legumes and its relation to grain yield in a dryland
area YANG Ning, ZHAO Hubing, WANG Zhaohui, et al (4827)…………………………………………………………………
Occurrence characteristics of akashiwo sanguinea bloom caused by land source rainwater
LIU Yihao, SONG Xiukai, JIN Yang, et al (4836)
………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Analysis on landscape pattern change and its driving forces of Yancheng National Natural Reserve
WANG Yanfang, SHEN Yongming (4844)
……………………………………
…………………………………………………………………………………………
Resource potential assessment of urban roof greening and development strategies: a case study in Futian central district, Shenzhen,
China SHAO Tianran, LI Chaosu, ZENG Hui (4852)……………………………………………………………………………
Analysis of the dynamic coupling processes and trend of regional eco鄄economic system development in the Yellow River Delta
WANG Jieyong, WU Jianzhai (4861)
………
………………………………………………………………………………………………
The diversity parameters of butterfly for ecological function divisions in Chongqing LI Aimin, DENG Heli, MA Qi (4869)…………
Review and Monograph
Responses of soil respiration to different environment factors in semi鄄arid and arid areas
WANG Xinyuan, LI Yulin, ZHAO Xueyong, et al (4890)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Temperature sensitivity of soil respiration: uncertainties of global warming positive or negative feedback
LUAN Junwei, LIU Shirong (4902)
………………………………
…………………………………………………………………………………………………
The primary factors controlling methane uptake from forest soils and their responses to increased atmospheric nitrogen deposition:
a review CHENG Shulan, FANG Huajun, YU Guirui, et al (4914)………………………………………………………………
The research progresses on biological oxidation and removal of nitrogen in lakes
FAN Junnan, ZHAO Jianwei, ZHU Duanwei (4924)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Scientific Note
Cutting effects on growth and wastewater purification of Cyperus alternifolius in constructed wetland
L譈 Gaiyun,HE Huaidong,YANG Danjing,et al (4932)
…………………………………
……………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
国内邮发代号:82鄄7摇 国外邮发代号:M670摇 标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 CN 11鄄2031 / Q
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 15 期摇 (2012 年 8 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 15 (August, 2012)
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