生態系統健康評價研究進展

惠婷婷

（遼寧省生態環境監測中心，遼寧沈陽 110161）

1 引言

人類的生存環境及維持生存所需資源需要健康的生態系統來提供，隨著社會經濟的不斷發展、人口不斷增加，給生態系統帶來巨大的壓力，不斷出現的水危機和環境問題逐漸引起公眾的關注［1］。完善生態系統健康評價方法能夠客觀評價生態系統的狀態，引導人類合理利用自然資源，促進水環境管理模式的不斷改進和完善，實現人與自然和諧共生。

2 生態系統健康的起源和演進

20 世紀 40 年代，Aldo leopold 首次明確提出“Land health”的生態系統健康概念，之后雖有較多相關理論研究，但至今仍沒有對生態系統健康進行統一的定義［2］。本文選取幾個較有代表性的概念，見表1。

表1 生態系統健康概念

從國內外學者對生態系統健康的內涵的理解中可以看出，健康的生態系統應該具有自我維持和自愈能力，能夠為系統中物種提供生存保障、滿足人類生產生活的需求且具有一定的穩定性的特點。目前，我國對生態系統健康評價的研究還處于摸索階段，主要從梳理國內外生態系統健康評價研究現狀、從不同的尺度對生態系統進行評價、對生態系統健康評價指標體系構建以及評價方法選擇4 個方面開展研究工作。

3 生態系統健康評價指標體系

隨著研究工作的不斷深入，人們逐漸意識到建立科學的生態系統健康評價指標體系才能對生態系統健康狀況進行客觀的評價。由于研究角度不盡相同，因此形成了不同的生態系統健康評價指標體系。

3.1 社會—經濟—自然復合生態系統（SENCE）指標體系

社會—經濟—自然復合生態系統強調人在社會、經濟以及自然生態系統中的核心地位，人類活動將社會、經濟、自然生態系統串連在一起，但同時人類活動又受到其制約和限制，共同組成相互依存、共生的復合體系［3］。該評價體系具有指標全面、完整、適用范圍廣的優點，但由于需要的指標信息量大，數據獲取相對較難。

3.2 壓力—狀態—響應（PSR）模型指標體系

“壓力—狀態—響應”模型是概念模型。該模型是由世界銀行、聯合國糧農組織、聯合國發展署、聯合國環境署共同提出的［4］。PSR 模型指標體系分為環境壓力、環境狀態和社會響應3 項指標。其中，環境壓力指標用來反映人類活動給生態環境資源帶來的影響；環境狀態指標用來反映人類活動給環境帶來的影響從而引發資源狀態或數量的變化；社會響應指標則用來反映資源變化導致人類做出的連鎖反應，包括技術更新、出臺相應的管理政策。3 項指標之間沒有明確的界限，在構建指標體系過程中需綜合考量［5］。

目前，該指標體系在生態系統健康評價、生態安全評價、生態服務功能評價等領域應用較多，該模型的缺點主要體現在3 個方面：（1）適用范圍相對較小，PSR 模型指標體系適用于空間尺度、空間差異均相對較小的微觀領域；（2）具有一定的滯后性，社會“響應”指標對環境變化的響應存在滯后性；（3）指標不易量化，社會“響應”指標不易量化，受主觀影響較大［6］。

3.3 驅動力—壓力—狀態—影響—響應（DPSIR）指標體系

DPSIR 模型是在 PSR 模型、DSR 模型以及PSRP 模型、PSIR 模型等修正模型的基礎之上發展而來的［7］。DPSIR 模型對人和環境之間的相互作用進行了系統分析。該指標體系中D 代表驅動力、P代表壓力、S 代表狀態、I 代表影響、R 代表相應，各個部分中又分成若干種指標［8］。該指標體系與之前介紹的不同之處在于增加了人類活動對環境影響的驅動力指標，能表征時空尺度和研究對象的特征。

3.4 生態足跡指標體系

生態足跡是指能夠持續為人類活動提供資源并消納其產生的垃圾所需的生態生產能力的空間［9］。其原理是將人類活動需要消耗的自然資源“利息”（生態足跡）與自然資源產生的“利息”（生態承載力）轉化為可以共同比較的土地面積，通過對二者的比較來判斷人類對自然資源的過度利用情況。該體系可用于計算人類活動對環境的影響，具有指標少、直觀簡便的優點。但評估結論具有瞬時性，不能對未來的變化做出預測。

4 生態系統健康評價方法

隨著生態系統健康研究的深入，評價方法已由最初定性的簡單描述發展為現今定量的較為精確判斷。目前，常用的評價方法有綜合指數評價法、韋伯—費希納評價法、生態足跡法、聚類分析法、模糊數學法（FPR）、質量指數法、AHP 層次分析法、景觀空間格局分析法、物種指示法、神經網絡模型法。

5 對生態系統健康評價研究的新探索

“十一五”“十二五”期間，為推進我國水污染治理進程，國家實施了水體污染控制與治理科技重大專項。“遼河流域水環境實施效果評估與流域技術集成”課題，針對流域水環境問題，開展了水生態系統健康評價研究工作。該課題采用邏輯框架法，構建了水生態系統健康評價指標體系。邏輯框架法是通過構建目標樹的方式構建評價指標體系。目標樹的中間是水生態系統健康狀況；目標樹的下方表征水生態系統健康狀況的影響因素，包括：水質標準制定，包括標準限值、形成流域三級水生態功能分區、流域信息差異性調查等；企業排放值落實到戶、按照控制單元分配、計算水環境容量、污染負荷核定等；產業結構優化，包括發展循環經濟企業、產業集聚布局、明確產業準入制度等；管理政策實施，包括污染防范、環境治理信息化、數字化、公眾參與等。目標樹的上方表征水生態系統健康狀況，包括：流域水生態環境狀況，如水質改善、水生生物多樣性增加、底棲動物棲息地環境改善；流域水生態承載力，包括人口經濟承載力、水資源承載力、水環境承載力等。通過目標樹自下而上的因果邏輯關系分析，構建了水生態系統健康評價指標體系。

6 結語

目前，國內外學者對生態系統健康評價的關注度在不斷增強。生態系統具有復雜性、動態性，需要長時間的監測，綜合考慮社會、經濟、人口等各方面的因素，才能建立科學、完善、具有可操作性的評價指標和方法。生態系統健康評價需要大量的監測數據，由于一些歷史和技術原因導致生態系統的基本數據欠缺，這也給生態系統健康評價研究帶來了困難。未來如何將遙感技術、地理信息系統等技術與生態監測相結合，以獲取更加全面、準確的監測數據，將成為生態系統健康評價的研究熱點。