大学《环境生态学》课件:Chapter11_生态监测与评价.pptx
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环境生态学第八八章生态监测与评价学习内容1生态监测概述2生态评价的类型3生态风险评价1生态监测概述1.1生态监测的定义1.2生态监测的理论依据1.3生态监测的特点1.4生态监测的类型和空间尺度1.5生态监测的主要任务1.6国内外的知名生态监测网络1.1生态监测的定义生态监测,是运用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应,利用这些反应或效应来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其规律,为环境质量的评估、调控和环境管理提供重要科学依据的科学活动过程。
生态监测与生物监测没有本质区别。
1.2生态监测的理论依据生命与环境的统一性和协同进化是生态监测的基础;生物适应的相对性决定生态监测的可能性;生命过程的关联和积累是生态监测的依据;生命具有的共同基本特征使得生态结果具有可比性。
1.3生态监测的特点
(1)综合性环境中往往多种污染成分同时存在,理化监测只能测定出它们的种类和含量,但不能说明它们对生物的影响,而生物接受综合影响,能反映环境中多种污染成分综合作用的结果。
协同作用:
一种污染物使另一种污染物的毒性增强。
拮抗作用:
两种或两种以上污染物对生物的毒性小于它们单独作用的毒性。
1.3生态监测的特点
(2)长期性环境中污染物的浓度是变化的,理化监测只能反映采样前后环境的情况,而生物由于长期生活在该环境下,能把采样前几年,甚至几十年的情况都反映出来。
(3)灵敏性有些生物对污染物的反映非常敏感,某些微量污染物对生物确有严重危害,通过生物监测就可以清楚地反映出来。
例如,含氰化物浓度0.1mg/L的水也会使鱼类等水生生物中毒死亡。
半致死剂量LD501mg/kg。
1.3生态监测的特点(4)复杂性外界各种因子容易影响生态监测结果;生态监测在时间和空间上的巨大变异性,以及自然界中许多自然灾害如洪水、干旱和火灾等所产生的干扰作用很大;生物生长发育、生理代谢状况等都会干扰生态监测的结果;生态监测网站设计、设置的工作复杂。
1.3生态监测的特点(5)累积性有些生物能从环境中吸收污染物质,并在体内累积,使其体内的浓度比环境中高很多倍,这种累积作用只有通过生物监测才能反映出来。
1.4生态监测的类型和空间尺度
(1)宏观生态监测对象:
区域范围内各类生态系统的组合方式、镶嵌特征、动态变化和空间分布格局等及其在人类活动影响下的变化。
内容:
监测区域范围内具有特殊意义的生态系统的分布及面积的动态变化。
主要手段:
遥感。
1.4生态监测的类型和空间尺度
(2)微观生态监测是指对一个或几个生态系统内各生态因子进行的物理和化学的监测。
对象:
某一特定生态系统的结构和功能特征及其在人类活动影响下的变化。
分类:
干扰性生态监测:
对人类特定生产活动所造成的生态干扰的监测。
污染性生态监测:
对农药及一些重金属污染物等在生态系统中食物链的传递及富集的监测。
治理性生态监测:
对破坏生态系统经人类的治理后生态平衡恢复过程的监测。
1.5国内外的知名生态监测网络中国生态系统研究网络简介中国陆地生态系统通量观测研究网络简介1.5.1中国生态系统研究网络简介CERN于1988年开始组建成立。
目前该研究网络包含36个生态系统定位研究站。
CERN的长期目标以地面网络式观测、实验为主,结合遥感、地理信息系统和数学模型等手段,实现对中国主要生态系统类型和环境状况的长期、全面的监测和研究,为改善我国生态系统的管理状况、保证自然资源的可持续利用和社会经济的可持续发展,以及为发展生态学做贡献。
当前CERN科学研究的主要目标通过对我国主要类型生态系统的长期监测,揭示其不同时期生态系统及环境要素的变化规律及其动因。
建立我国主要类型生态系统服务功能及其价值评价、生态环境质量评价和健康诊断指标体系。
阐明我国主要类型生态系统的功能特征和C、N、P、H2O等生物地球化学循环的基本规律。
阐明全球变化对我国主要类型生态系统的影响,揭示我国不同区域生态系统对全球变化的作用及响应。
阐明我国主要类型生态系统退化、受损过程机理,探讨生态系统恢复重建的技术途径,建立一批退化生态系统综合治理的试验示范区。
CERN的监测任务按照统一的规程对我国主要农田、森林、草原、荒漠、沼泽和水域生态系统的水、土壤、大气、生物等因子;能流、物流等重要生态过程;各生态站周围地区的土地利用覆盖和土地利用现状进行长期监测。
1.5.2中国陆地生态系统通量观测研究网络简介中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)是以CERN为依托,以微气象学的涡度相关技术和箱式/气相色谱法为主要技术手段,对中国典型陆地生态系统与大气间CO2、水汽、能量通量的变化进行长期观测研究的网络。
ChinaFLUX、JapanFlux、KorFlux的碳水循环合作研究,量化东亚地区碳源/汇的分布与强度并认识碳循环的自然及人为驱动机制。
2生态评价的类型生态现状评价对监测区域的生态现状做出科学的分析与评价。
生态影响评价对建设项目的生态影响做出预测和评价。
环境影响评价技术导则生态影响生态风险评价3生态风险评价3.1生态风险评价的基本概念3.2生态风险评价的发展3.3生态风险评价的基本内容青岛黄岛区输油管线泄漏爆燃造成胶州湾1万平方米海面受油花污染清理难度较大黄岛油港的生态风险评价?
ORNLPetroleum-ContaminatedSitesandtheassociatedenvironmentalrisks:
todetermineearlyexitcriteria,3.1基本概念风险一般指遭受损失、损伤或毁坏的可能性。
风险通常定义为在一定时期产生有害事件的概率与有害事件后果的乘积。
USEPA(1992)颁布的生态风险评价框架中对生态风险评价进行了定义:
评价不利生态效应可能发生或正在发生的可能性,而这种可能性是归结于受体(Receptor)暴露在单个或多个胁迫因子(Stressor)下的结果。
其目的就是用于支持环境决策。
3.1基本概念生态受体是指暴露于压力之下的生态实体。
它可以指不同生命组织层次上的实体,包括生物体的组织、器官、个体、种群、群落、生态系统、景观等。
生态风险评价是定量预测各种风险源对生态受体产生风险的或然性以及评估该风险可接受程度的方法体系。
3.2生态风险评价的发展20世纪70年代,“零风险”的环境管理逐渐暴露出弱点,风险管理兴起;20世纪80年代,风险管理理念被引入环境政策,着重权衡风险级别与减少风险成本,着重解决风险级别与社会所能接受风险之间的关系;1990年,USEPA在人体健康风险评价的技术基础提出生态风险评价概念;1992年,USEPA颁布生态风险评价框架(GuidelinesforEcologicalRiskAssessment),1998年又对其进行修改补充;目前生态风险评价已经进入了大尺度空间的区域生态风险评价新阶段。
生态风险研究的知名机构OakRidgeNationalLaboratory-EnvironmentalSciencesDivision(ESD)EcologicalRiskAnalysishttp:
/www.esd.ornl.gov/programs/ecorisk/ecorisk.htmlUSEPAEcologicalExposureResearchhttp:
/www.epa.gov/eerd/3.3生态风险评价的基本内容生态风险评价的关键是调查生态系统及其组分的风险源,预测风险出现的概率及其可能的负面效果,并据此提出响应的缓解措施。
3.4生态风险评价的步骤问题提出阶段风险源识别评价终点的选择分析阶段暴露评价生态效应评价风险表征阶段风险管理阶段3.4.1风险源识别风险源(压力或干扰)是指对生态环境产生不利影响的一种或多种化学的、物理的或生物的风险来源。
风险源可以是人为活动产生,如污染物排放、施用杀虫剂或除草剂、修建大坝、疏浚河道、引入外来物种等;或来源于自然灾害产生的压力,如洪涝、干旱、地震、沙尘暴等。
对于较高层次、较大尺度的生态系统,如河流流域、城市区域等,必须综合考虑上述各种风险源的综合影响。
3.4.2评价终点的确定评价终点(endpoint)也就是不利生态效应的具体内容。
确定将哪些重要的不利生态效应作为评价对象,亦即确定生态风险评价的生态终点。
生态风险评价的终点不止一个生物个体水平:
死亡率、繁殖力损伤群体水平:
物种数量、物种丰度等;生态系统水平:
生物量或生产力等。
迫切需要一种统一的方法来确定生态终点。
3.4.2评价终点的确定评价终点的选定标准生态学上的适宜性:
其存在对于生态系统的结构和功能具有较大影响的生物种作为评价终点,符合生态学上的适宜性原则。
对压力要素的感受性:
同一营养级的生物,压力要素对多种生物有毒性影响,则选择感受性高的生物种作为评价终点。
与环境管理目标的关联性:
例如,藻类在生态学上具有重要作用,且与水体富营养化密切相关。
3.4.3暴露评价暴露评价是分析各种风险源与风险受体之间存在的潜在的接触和共生关系的过程。
目前研究最多的是有毒有害物质(包括化学品和放射性核素)的暴露评价,主要研究有害物质在生态环境中的时空分布规律,污染物的迁移、转化和归趋。
主要技术手段数学模型3.4.4生态效应评价生态效应是指压力引起的生态受体的变化。
有毒有害物质在生物个体水平的生态效应评价剂量-效应关系定量结构-活性关系(QSAR)难点有毒有害物质在种群、群落和生态系统水平的生态效应评价;其他风险源对不同层次生命系统的生态效应表征和评价。
3.4.5风险表征风险表征是对暴露于各种压力之下的不利生态效应的综合判断和表达。
定性的风险表征回答有无不可接受的风险,亦即是否超过风险标准。
定量的风险表征不仅回答有无不可接受的风险及风险性质,还要定量说明风险的大小。
风险定量取决于暴露与生态效应之间能否建立定量关系。
当风险表征结果为无风险时,并非表明没有污染发生,而表示污染尚处于可以接受的程度。
3.5生态风险评价的复杂性与人类健康风险评价相比,生态风险评价的复杂主要表现在:
生态受体的层次性、多样性;生态暴露的复杂性:
种群、群落空间分布的复杂性,且不利影响会沿着食物链进行传递。
复习题名词解释生态风险;生态风险评价;生态受体;风险源(压力或干扰)。
简答题生态监测的特点?
生态监测的理论依据?
现阶段我国生态监测的主要任务?
生态风险评价由哪些主要的步骤组成?
生态风险评价的复杂性主要表现在哪些方面?
推荐资料中国生态系统研究网络中国陆地生态系统通量观测研究网络USEPA.GuidelinesforEcologicalRiskAssessment.http:
/www.epa.gov/raf/publications/guidelines-ecological-risk-assessment.htmORNLPetroleum-ContaminatedSitesandtheassociatedenvironmentalriskshttp:
/www.esd.ornl.gov/programs/ecorisk/petroleum.html2735-2744.学报,2007,18(8):
1869-1876.张思锋,刘晗梦.生态风险评价方法述评.生态学报.2010,30(10):
阳文锐,王如松,黄锦楼,等.生态风险评价及研究进展.应用生态殷贺,王仰麟,蔡佳亮,等.区域生态风险评价研究进展.生态学杂志,2009,28(5):
969-975.
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