资源描述
六、生态现状调查与评价
(一)掌握生态现状调查的主要方法(P146)
生态现状调查方法主要包括资料收集法、现场勘查法、专家和公众咨询法、生态监测法和遥感法五种方法。
(1)资料收集法。即收集现有的能反映生态现状或生态背景的资料,
从表现形式上分为文字资料和图形资料,从时间上可分为历史资料和现状资料,从收集行业类别上可分为农、林、牧、渔和环境保护部门,从资料性质上可分为环境影响报告书、有关污染源调查、生态保护规划、规定、生态功能区划、生态敏感目标的基本情况以及其他生态调查材料等。
使用资料收集法时,应保证资料的现时性,引用资料必须建立在现场校验的基础上。
(2)现场勘查法。
现场勘查应遵循整体与重点相结合的原则,在综合考虑主导生态因子结构与功能的完整性的同时,突出重点区域和关键时段的调查。并通过对影响区域的实际踏勘,核实收集资料的准确性,以获取实际资料和数据。
(3)专家和公众咨询法。
专家和公众咨询法是对现场勘查的有益补充。
通过咨询有关专家,收集评价工作范围内的公众、社会团体和相关管理部门对项目影响的意见,发现现场踏勘中遗漏的生态问题。
专家和公众咨询应与资料收集和现场勘查同步开展。
(4)生态监测法。
当资料收集、现场勘查、专家和公众咨询提供的数据无法满足评价的定量需要,或项目可能产生潜在的或长期累积效应时,可考虑选用生态监测法。
生态监测应根据监测因子的生态学特点和干扰活动的特点确定监测位置和频次,有代表性地布点。
生态监测方法与技术要求须符合国家现行的有关生态监测规范和监测标准分析方法;对于生态系统生产力的调查,必要时需现场采样、实验室测定。
(5)遥感调查法。
当涉及区域范围较大或主导生态因子的空间等级尺度较大,通过人力踏勘较为困难或难以完成评价时,可采用遥感调查法。
遥感调查过程中必须辅助必要的现场勘查工作。
例题:
1.关于生态现状调查方法,下列说法正确的是( AC )。
A.使用资料收集法时,应保证资料的现时性,引用资料必须建立在现场校验的基础上
B.专家和公众咨询可以与资料收集和现场勘查不同步开展
C.对于生态系统生产力的调查,必要时需现场采样、实验室测定
D.遥感调查过程中没有必要辅助现场勘查工作
解析:专家和公众咨询法是对现场勘查的有益补充,专家和公众咨询与资料收集和现场勘查同步开展。遥感调查过程中必须辅助必要的现场勘查工作。
(二)熟悉植物群落结构、生物量调查和评价方法(P146、P168)
1.植物群落建构调查和评价方法(P146)
(1)样方调查步骤
a.确定样地大小:
一般草本的样地在lm2以上;灌木林样地在10m2以上;乔木林样地在100m2以上。样方大小依据植株大小和密度确定。
b.确定样地数目:用种与面积关系曲线确定样地数目。
c.样地排列:系统排列或随机排列。
(2)物种重要值确定方法
a.密度=个体数目/样地面积
相对密度=一个种的密度/所有种的密度×100%
b.优势度=底面积(或覆盖面积总值)/样地面积
相对优势度=一个种优势度/所有种优势度×100%
c.频度=包含该种样地数/样地总数
d.重要值=相对密度十相对优势度十相对频度
2.生物量调查和评价方法:P168、170
生态系统的生物量,又称“现存量”,是指一定地段面积内(单位面积或体积内)某个时期生存着的活有机体的数量,是衡量环境质量变化的主要标志。
生物量的测定,采用样地调查收割法。样地面积一般是森林选用1000m2;疏林及灌木林选用500 m2;草本群落选用100 m2。
(1)皆伐实测法:
为了精确测定生物量,或用做标准来检查其他测定方法的精确度,采用皆伐法。
林木伐倒之后,测定其各部分的材积,并根据比重或烘干重换算成干重。各株林木干重之和即为林木的植物生物量。
(2)平均木法:采伐并测定具有林分平均断面积的树木的生物量,再乘以总株数。
为了保证测定的精度,可采伐多株具平均断面积的样木,测定其生物量,再计算单位面积的干重。
(3)分级平均换算法:将研究地段的林木按其大小分级,在各级内再取平均木,然后再换算成单位面积的干重。
(4)随机抽样法:研究地段上随机选多株样木,伐倒并测定其生物量。将样木生物量之和乘以研究地段总胸高断面积与样木胸高断面积之和之比,即得全林的生物量。
注意:收割法最大的局限性是不能计算因草食性动物所吃掉的物质,更无法计算绿色植物用于自身代谢、生长和发育所耗费的物质。实际上所测量的部分是现在生物量,即测定当时绿色植物有机物质的数量。假如把呼吸的损失量和其他方面的损失(如草食动物吃掉的量)加进去修正收获量,才可估测出总生产量或总生产力。
例题:
1.在植物样方调查时.首先要确定样方面积大小,对于一般草本而言,其样方面积不应小于( A )。
A. 1m2
B.10m2
C.100m2
D.200 m2
解析:样地大小依据植株大小和密度确定。一般草本的样地在lm2以上;灌木林样地在10m2以上;乔木林样地在100m2以上。
2.样地调查收割法的局限性在于不能计算下列( ABC )物质。
A.草食性动物所吃掉的物质
B.绿色植物自身代谢所耗费的物质
C.绿色植物自身生长、发育所耗费的物质
D.绿色植物当时有机物质的数量
(三)熟悉陆生动物调查和评价的方法(参照导则原文,具体导则如下)
陆生动物调查和评价的基本方法参照《环境影响评价技术导则—水利水电工程》(HJIT 88-2003)中的相应条款进行,具体如下:
1.陆生生物与生态现状调查应包括:
(1)工程影响区植物区系、植被类型及分布;
(2)野生动物区系、种类及分布;
(3)珍稀动植物种类、种群规模、生态习性、种群结构、生境条件及分布、保护级别与保护状况等;
(4)受工程影响的自然保护区的类型、级别、范围与功能分区及主要保护对象状况;
(5)进行生态完整性评价时,应调查自然系统生产能力和稳定状况。
2.生态现状评价
应包括生态完整性评价、自然资源状况与敏感生态环境问题评价。
3.生态现状评价可应用定性与定量相结合的方法进行。
4.陆生动物影响应预测对陆生动物、珍稀濒危和特有动物种类及分布与栖息地的影响。
(四)了解淡水水生生物与渔业资源调查方法(P148)
淡水水生生物与渔业资源调查主要包括以下内容:
1.浮游生物调查
浮游生物包括浮游植物和浮游动物,也包括鱼卵和仔鱼。
浮游生物调查指标包括:
(1)种类组成及分布:包括种及其类属和门类,不同水域的种类数(种/网);
(2)细胞总量:平均总量(个/m3)及其区域分布、季节分析;
(3)生物量:单位体积水体中的浮游生物总重量(mg/m3);
(4)主要类群:按各种类的浮游生物的生态属性和区域分布特点进行划分;
(5)主要优势种及分布:细胞密度(个/m3)最大的种类及其分布;
(6)鱼卵和仔鱼的数量(粒/网或尾/网)及种类、分布。
2.底栖生物调查
底栖生物活动范围小,常可作为水环境状态的指示性生物;底栖生物也是很多鱼类的饵料生物,它的丰富与否与水生生态系统的生产能力密切相关。在水生生态调查与评价中,底栖生物的调查与评价是必不可少的。
(1)总生物量(g/m2)和密度(个/m3);
(2)种类及其生物量、密度:各种类的底栖生物及其相应的生物量、密度;
(3)种类—组成—分布;
(4)群落与优势种:群落组成、分布及其优势种;
(5)底质:类型。
3.鱼类
鱼类是水生生态调查的重点,一般调查方法为网捕,也附加市场调查法等。
鱼类调查既包括鱼类种群的生态学调查,也包括鱼类作为资源的调查。
一般调查指标有:
(1)种类组成与分布:区分目、科、属、种,相应的分布位置:
(2)渔获密度、组成与分布:渔获密度(尾/网),相应的种类、地点:
(3)渔获生物量、组成与分布:渔获生物量(g/网)及相应的种类、地点;
(4)鱼类区系特征:不同温度区及其适宜鱼类种类,不同水层(上、中、底层)中分布,不同水域(静水、流水、急流)鱼类分布;
(5)经济鱼类和常见鱼类:种类、生产力;
(6)特有鱼类:地方特有鱼类种类、生活史(食性、繁殖与产卵、洄游等)、特殊生境要求与利用、种群动态;
(7)保护鱼类:列入国家和省级一、二类保护名录中的鱼类、分布、生活史、种群动态及生境条件。
例题:
1.鱼类现状调查的方法一般有( AC )。
A.网捕法
B.生产力分析法
C.市场调查法
D.遥感法
(五)了解海洋生态调查方法(P149、151)
海洋生态调查一般按规范的方法进行,
如海洋水质和底泥监测须按《海洋监测规范》(GB 17378.3-1998和GB 17378.4-1998)执行,
海洋生物调查按《海洋调查规范》(GB/T 12763.9-2007)抵行,该规范对样品采集、保存和分析方法等都进行了规定。
海洋生物调查的内容除了上述淡水水生生物和渔业资源调查的内容外,还应进行潮间带生物调查,(P149)
潮间带生物调查的采样和标本处理按《海洋调查规范》(GB/T 12763.9-2007)进行,一般按不同的潮区进行调查,其主要调查指标是:
(1)种类组成与分布:鉴定潮间带生物种和类属;
(2)生物量(g/m2)和密度(个/m2)及其分布:包括平面分布和垂直分布;
(3)群落:群落类型和结构,按潮区分别调查;
(4)底质:相应群落的底质类型(砂、岩、泥)。
海洋生态调查包括海洋生态要素调查和海洋生态评价两大部分。P151
1.海洋生态要素调查
包括海洋生物要素调查、海洋环境要素调查及人类活动要素调查。
(1)海洋生物要素调查包括海洋生物群落结构要素调查、海洋生态系统功能要素调查;
(2)海洋环境要素调查包括海洋水文要素调查、海洋气象要素调查、海洋光学要素调查、海水化学要素调查、海洋底质要素调查;
(3)人类活动要素调查包括海水养殖生产要素调查、海洋捕捞生产要素调查、入海污染要素调查、海上油田生产要素调查、其他人类活动要素调查。
2.海洋生态评价
包括海洋生物群落结构分析与评价、海洋生态系统功能评价及海洋生态压力评价等几个方面。
例题:
1自编习题. 海洋环境要素调查包括( ABCDE )。
A. 海洋水文要素调查
B. 海洋气象要素调查
C. 海洋光学要素调查
D. 海水化学要素调查
E. 海洋底质要素调查
(六)熟悉“3S”技术在生态现状调查中的应用(P157)
知识点:
1.遥感(RS)
①遥感定义:指通过任何不接触被观测物体的手段来获取信息的过程和方法,包括航天遥感、航空遥感、船载遥感、雷达以及照相机摄制的图像。
②最常用的卫星遥感资源:是美国陆地资源卫星TM影像,包括7个波段,每个波段的信息反映了不同的生态学特点。不同波段信息可以以某种形式组合起来,形成各种类型的植被指数,目前已提出的植被指数有几十个,但是应用最广的是NDVI指数。
③遥感的数据记录方式:①以胶片记录,主要用于航空摄影;②以计算机兼容磁带数据格式记录,主要用于航天遥感。
④遥感为景观生态学研究和应用提供的信息包括:地形、地貌、地表水体植被类型及其分布、土地利用类型及其面积、生物量分布、土壤类型及其水体特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等。
⑤利用计算机进行景观遥感分类,一般可以分为五个步骤:
a.数据收集和预处理。常见预处理方法:大气校正、几何纠正、光谱比值、主成分、植被成分、帽状转换、条纹消除和质地分析等。
b 选择训练样区和GPS定位
c 遥感影像分类。包括:非监督分类和监督分类。
d.分类结果的后处理。包括:光滑或过滤、几何校正、矢量化及人机交互解译。
e.分类精度评价。通常采用选取有代表性的检验区的方法,检验区的类型包括:监督分类的训练区、指定的同质检验区和随机选取检验区。
2.地理信息系统(GIS)
①地理信息系统定义:在计算机支持下,对空间数据进行采集、储存、检索、运算、显示和分析的管理系统。(这里的空间数据指不同来源和方式的遥感和非遥感手段所获取的数据。它有多种数据类型,包括地图、遥感数据和统计数据等,其共同特点是都有确切的空间位置。)
②数据结构种类:矢量结构、栅格结构和层次结构。
③地理信息系统的常用功能
包括:
a.空间数据的录入;
b 空间数据的查询;
C.空间数据分析;
d.缓冲区分析;
e.叠加分析;
f.栅格图层的叠加;
g.空间数据的更新显示;
h.空间数据的打印输出;
i.空间数据局部删除、局部截取和分割。
3.全球定位系统(GPS)
包括三部分:GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机。
GPS卫星星座属于GPS系统的空间部分,由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。利用GPS系统进行定位,需要接收至少4颗卫星的信号。
例题:
1. GPS卫星星座系统,由( C )卫星组成
A.10颗
B.21颗
C.24颗
D.36颗
(七)了解景观生态学方法在生态现状评价中的应用 (教材P176及导则原文)
1.定义:景观生态学法是通过研究某一区域、一定时段内的生态系统类群的格局、特点、综合资源状况等自然规律,以及人为干预下的演替趋势,揭示人类活动在改变生物与环境方面的作用的方法。
景观生态学法主要是针对具有区域性质的大型项目,如大型水利工程;线性项目等,重点研究的是项目对区域景观的切割作用带来的影响。
2.景观生态学对生态质量状况的评判
景观生态学对生态质量状况的评判是通过两个方面进行的,一是空间结构分析,二是功能与稳定性分析。
景观生态学认为,景观的结构与功能是相当匹配的,且增加景观异质性和共生性也是生态学和社会学整体论的基本原则。
(1)空间结构分析基于景观是高于生态系统的自然系统,是一个清晰的和可度量的单位。景观由斑块、基质和廊道组成,其中基质是景观的背景地块,是景观中一种可以控制环境质量的组分。因此,基质的判定是空间结构分析的重要内容。判定基质有三个标准,即相对面积大、连通程度高、有动态控制功能。基质的判定多借用传统生态学中计算植被重要值的方法。决定某一斑块类型在景观中的优势,也称优势度值(Do)。优势度值由密度(Rd)、频率(Rf)和景观比例(Lp)三个参数计算得出。其数学表达式如下:
Rd=(斑块i的数目/斑块总数)×l00%
Rf=(斑块i出现的样方数/总样方数)×l00%
Lp=(斑块i的面积/样地总面积)×l00%
Do=0.5×[0.5×(Rd+Rf)+Lp]×100%
上述分析同时反映自然组分在区域生态系统中的数量和分布,因此能较准确地表示生态系统的整体性。
(2)景观的功能和稳定性分析包括如下四方面内容:
a) 生物恢复力分析:分析景观基本元素的再生能力或高亚稳定性元素能否占主导地位。
b) 异质性分析:基质为绿地时,由于异质化程度高的基质很容易维护它的基质地位,从而达到增强景观稳定性的作用。
c) 种群源的持久性和可达性分析:分析动、植物物种能否持久保持能量流、养分流,分析物种流可否顺利地从一种景观元素迁移到另一种元素,从而增强共生性。
d) 景观组织的开放性分析:分析景观组织与周边生境的交流渠道是否畅通。开放性强的景观组织可以增强抵抗力和恢复力。景观生态学方法既可以用于生态现状评价也可以用于生境变化预测,目前是国内外生态影响评价学术领域中较先进的方法。
例题:
1.景观生态学方法对景观的功能和稳定性分析包括( ABCE )。
A.生物恢复力分析
B.异质性分析
C.景观组织的开放性分析
D.稳定性分析
E.种群源的持久性和可达性分析
解析:景观的功能和稳定性分析包括如下四方面内容:生物恢复力分析;异质性分析;种群源的持久性和可达性分析;景观组织的开放性分析。
第九章、生态影响预测与评价
五、生态影响预测与评价
(一)掌握生态影响评价工作等级中基本图件和推荐图件的组成(参照《环境影响评价技术导则—生态影响》(HJ19-2011)附录B)
知识点:
根据评价项目自身特点、评价工作等级以及区域生态敏感性不同,生态影响评价图件由基本图件和推荐图件构成。
1.基本图件:
基本图件是指根据生态影响评价工作等级不同,各级生态影响评价工作需提供的必要图件。
当评价项目涉及特殊生态敏感区域和重要生态敏感区时必需提供能反映生态敏感特征的专题图,如保护物种空间分布图;当开展生态监测工作时必需提供相应的生态监测点位图。
2.推荐图件:
推荐图件是在现有技术条件下可以图形图像形式表达的、有助于阐明生态影响评价结果的选作图件。
表B.1 生态影响评价图件构成要求
评价工作等级
基本图件
推荐图件
一级
(1)项目区域地理位置图
(2)工程平面图
(3)土地利用现状图
(4)地表水系图
(5)植被类型图
(6)特殊生态敏感区和重要生态敏感区空间分布图
(7)主要评价因子的评价成果和预测图
(8)生态监测布点图
(9)典型生态保护措施平面布置示意图
(1)当评价工作范围内涉及山岭重丘区时,可提供地形地貌图、土壤类型图和土壤侵蚀分布图;
(2)当评价工作范围内涉及河流、湖泊等地表水时,可提供水环境功能区划图;当涉及地下水时,可提供水文地质图件等;
(3)当评价工作范围涉及海洋和海岸带时,可提供海域岸线图、海洋功能区划图,根据评价需要选做海洋渔业资源分布图、主要经济鱼类产卵场分布图、滩涂分布现状图;
(4)当评价工作范围内已有土地利用规划时,可提供已有土地利用规划图和生态功能分区图;
(5)当评价工作范围内涉及地表塌陷时,可提供塌陷等值线图;
(6)此外,可根据评价工作范围内涉及的不同生态系统类型,选作动植物资源分布图、珍稀濒危物种分布图、基本农田分布图、绿化布置图、荒漠化土地分布图等。
二级
(1)项目区域地理位置图
(2)工程平面图
(3)土地利用现状图
(4)地表水系图
(5)特殊生态敏感区和重要生态敏感区空间分布图
(6)主要评价因子的评价成果和预测图
(7)典型生态保护措施平面布置示意图
(1)当评价工作范围内涉及山岭重丘区时,可提供地形地貌图和土壤侵蚀分布图;
(2)当评价工作范围内涉及河流、湖泊等地表水时,可提供水环境功能区划图;当涉及地下水时,可提供水文地质图件;
(3)当评价工作范围内涉及海域时,可提供海域岸线图和海洋功能区划图;
(4)当评价工作范围内已有土地利用规划时,可提供已有土地利用规划图和生态功能分区图;
(5)评价工作范围内,陆域可根据评价需要选做植被类型图或绿化布置图。
三级
(1)项目区域地理位置图
(2)工程平面图
(3)土地利用或水体利用现状图
(4)典型生态保护措施平面布置示意图
(1)评价工作范围内,陆域可根据评价需要选做植被类型图或绿化布置图;
(2)当评价工作范围内涉及山岭重丘区时,可提供地形地貌图;
(3)当评价工作范围内涉及河流、湖泊等地表水时,可提供地表水系图;
(4)当评价工作范围内涉及海域时,可提供海洋功能区划图;
(5)当涉及重要生态敏感区时,可提供关键评价因子的评价成果图。
例题:
1.据《环境影响评价技术导则—生态影响》,下列哪些图件属于生态影响一级评价中的推荐图件。( BE )
A.生态监测布点图
B.水文地质图
C.地表水系图
D.植被类型图
E.动植物资源分布图
(二)熟悉生态影响评价图件成图比例规范与要求(参照《环境影响评价技术导则—生态影响》(HJ19-2011)附录B)
1. 数据来源与要求
a) 生态影响评价图件制作基础数据来源包括:已有图件资料、采样、实验、地面勘测和遥感信息等。
b) 图件基础数据来源应满足生态影响评价的时效要求,选择与评价基准时段相匹配的数据源。当图件主题内容无显著变化时,制图数据源的时效要求可在无显著变化期内适当放宽,但必须经过现场勘验校核。
2.制图与成图精度要求
生态影响评价制图的工作精度一般不低于工程可行性研究制图精度,成图精度应满足生态影响判别和生态保护措施的实施。
生态影响评价成图应能准确、清晰地反映评价主题内容,成图比例不应低于表B.2中的规范要求(项目区域地理位置图除外)。
表B.2生态影响评价图件成图比例规范要求
当成图范围过大时,可采用点线面相结合的方式,分幅成图;当涉及敏感生态保护目标时,应分幅单独成图,以提高成图精度。
3.图形整饬规范
生态影响评价图件应符合专题地图制图的整饬规范要求,成图应包括图名、比例尺、方向标/经纬度、图例、注记、制图数据源(调查数据、实验数据、遥感信息源或其他)、成图时间等要素。
例题:
1.据《环境影响评价技术导则—生态影响》,当成图面积≥100 km2时,二级生态评价的成图比例尺应≥1:10万,则一级生态影响评价的成图比例尺应 ( D ) 。
A.≥1:25万
B.≥1:5万
C.≥1:50万
D.≥1:10万
解析:此题需要找出成图比例尺的规律。
(三)掌握生态机理分析法(P282)
生态机理分析法是根据建设项目的特点和受其影响的动、植物的生物学特征,依照生态学原理分析、预测工程生态影响的方法。
生态机理分析法的工作步骤如下:
(1)调查环境背景现状及搜集工程组成和建设等有关资料;
(2)调查植物和动物分布,动物栖息地和迁徙路线;
(3)根据调查结果分别对植物或动物种群、群落和生态系统进行分析,描述其分布特点、结构特征和演化等级;
(4)识别有无珍稀濒危物种及重要经济、历史、景观和科研价值的物种;
(5)监测项目建成后该地区动物、植物生长环境的变化;
(6)根据项目建成后的环境(水、气、土和生命组分)变化,对照无开发项目条件下动物、植物或生态系统演替趋势,预测项目对动物和植物个体、种群和群落的影响,并预测生态系统演替方向。
注意事项:
(1)评价过程中有时要根据实际情况进行相应的生物模拟试验,如环境条件、生物习性模拟试验、生物毒理学试验、实地种植或放养试验等;或进行数学模拟,如种群增长模型的应用。
(2)该方法需与生物学、地理学、水文学、数学及其他多学科合作评价,才能得出较为客观的结果。
例题:
1.据《环境影响评价技术导则—生态影响》,在进行生态机理分析法时,下列哪些工作是需要做的。( ABCD )
A.识别有无珍稀濒危物种及重要经济、历史、景观和科研价值的物种
B.调查环境背景现状和搜集工程组成和建设等有关资料
C.调查植物和动物分布,动物栖息地和迁徙路线
D.监测项目建成后该地区动物、植物生长环境的变化
(四)掌握指数法与综合指数法P284
指数法是利用同度量因素的相对值来表明因素变化状况的方法,是建设项目环境影响评价中规定的评价方法,指数法同样可将其拓展而用于生态影响评价中。
指数法简明扼要,且符合人们所熟悉的环境污染影响评价思路,但困难之点在于需明确建立表征生态质量的标准体系,且难以赋权和准确定量。
综合指数法是从确定同度量因素出发,把不能直接对比的事物变成能够同度量的方法。
1.单因子指数法
选定合适的评价标准,采集拟评价项目区的现状资料。
可进行生态因子现状评价:例如以同类型立地条件的森林植被覆盖率为标准,可评价项目建设区的植被覆盖现状情况;
亦可进行生态因子的预测评价:如以评价区现状植被盖度为评价标准,可评价建设项目建成后植被盖度的变化率。
2.综合指数法
1) 分析研究评价的生态因子的性质及变化规律;
2) 建立表征各生态因子特性的指标体系;
3) 确定评价标准;
4) 建立评价函数曲线,将评价的环境因子的现状值(开发建设活动前)与预测值(开发建设活动后)转换为统一的无量纲的环境质量指标。用l~0表示优劣(“l”表示最佳的、顶极的、原始或人类干预甚少的生态状况,“0”表示最差的、极度破坏的、几乎无生物性的生态状况)由此计算出开发建设活动前后环境因子质量的变化值;
5) 根据各评价因子的相对重要性赋予权重;
6) 将各因子的变化值综合,提出综合影响评价值。
式中:
△E—开发建设活动日前后生态质量变化值;
Ehi—开发建设活动后i因子的质量指标;
Eqi—开发建设活动前i因子的质量指标;
Wi—i因子的权值。
3.指数法应用
1)可用于生态因子单因子质量评价;
2)可用于生态多因子综合质量评价;
3)可用于生态系统功能评价。
4.说明
建立评价函数曲线须根据标准规定的指标值确定曲线的上、下限。
对于空气和水这些已有明确质量标准的因子,可直接用不同级别的标准值作上、下限;
对于无明确标准的生态因子,须根据评价目的、评价要求和环境特点选择相应的环境质量标准值,再确定上、下限。
例题:
1.据《环境影响评价技术导则—生态影响》,生态影响评价中,综合指数法需建立评价函数曲线,对于无明确标准的生态因子,须根据(ABD )选择相应的环境质量标准值,再确定上、下限。
A.评价目的
B.评价要求
C.评价依据
D.环境特点
解析:对于无明确标准的生态因子,须根据评价目的、评价要求和环境特点选择相应的环境质量标准值,再确定上、下限。
(五)熟悉类比分析法P285
类比分析法是一种比较常用的定性和半定量评价方法,一般有生态整体类比、生态因子类比和生态问题类比等。
1.方法
定义:根据已有的开发建设活动(项目、工程)对生态系统产生的影响来分析或预测拟进行的开发建设活动(项目、工程)可能产生的影响。
选择好类比对象(类比项目)是进行类比分析或预测评价的基础,也是该法成败的关键。
类比对象的选择条件是:
①工程性质、工艺和规模与拟建项目基本相当,
②生态因子(地理、地质、气候、生物因素等)相似,
③项目建成已有一定时间,所产生的影响已基本全部显现。
类比对象确定后,则需选择和确定类比因子及指标,并对类比对象开展调查与评价,再分析拟建项目与类比对象的差异。根据类比对象与拟建项目的比较,做出类比分析结论。
2.应用
1) 进行生态影响识别和评价因子筛选;
2) 以原始生态系统作为参照,可评价目标生态系统的质量;
3) 进行生态影响的定性分析与评价;
4) 进行某一个或几个生态因子的影响评价;
5) 预测生态问题的发生与发展趋势及其危害;
6) 确定环保目标和寻求最有效、可行的生态保护措施。
(六)掌握优势度及其相关参数的计算方法与应用(参照导则中的景观生态学方法)
景观生态学法中基质的判定是空间结构分析的重要内容。
判定基质有三个标准,即相对面积大、连通程度高、有动态控制功能。
基质的判定多借用传统生态学中计算植被重要值的方法。
决定某一斑块类型在景观中的优势,也称优势度值(Do)。优势度值由密度(Rd)、频率(Rf)和景观比例(Lp)三个参数计算得出。其数学表达式如下:
Rd=(斑块i的数目/斑块总数)×l00%
Rf=(斑块i出现的样方数/总样方数)×l00%
Lp=(斑块i的面积/样地总面积)×l00%
Do=0.5×[0.5×(Rd+Rf)+Lp]×100%
(七)了解生物多样性评价的香农—威纳指数法P287
生物多样性评价是指通过实地调查,分析生态系统和生物种的历史变迁、现状和存在主要问题的方法,评价目的是有效保护生物多样性。
生物多样性通常用香农-威纳指数表征:
式中:
H—样品的信息含量(彼得/个体)=群落的多样性指数;
S—种数;
Pi—样品中属于第i种的个体比例,如样品总个体数为N,第i种个体数为ni,则Pi=ni/N。
(八)熟悉土壤侵蚀、水体富营养化的评价方法
知识点:
1.土壤侵蚀
(1)定义
水土流失,又称土壤侵蚀,是指在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,并且主要指水力侵蚀。
(2)土壤侵蚀的表示数据
一般有侵蚀模数[侵蚀强度,t/(km2·a)]、侵蚀面积和侵蚀量几个定量数据。
侵蚀面积可通过资料调查或遥感解译而得出。
侵蚀量可根据侵蚀面积与侵蚀模数的乘积计算得出,也可根据实测得出。我们主要学习侵蚀模数的预测方法。
侵蚀模数:侵蚀模数是土壤侵蚀强度单位,是衡量土壤侵蚀程度的一个量化指标。也称为土壤侵蚀率、土壤流失率或土壤损失幅度。指表层土壤在自然营力(水力、风力、重力及冻融等)和人为活动等的综合作用下,单位面积和单位时间内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量,其单位为(t/km2•a)。
(3)侵蚀模数预测方法
①已有资料调查法。根据各地水土保持试验、水土保持研究站所的实测径流、泥沙资料,经统计分析和计算后作为该类型区土壤侵蚀的基础数据。
②物理模型法。在野外和室内采用人工模拟降雨方法,对不同土壤、植被、坡度、土地利用等情况下的侵蚀量进行试验。
③现场调查法。通过对坡面侵蚀沟和沟道侵蚀量的量测,建立定点定位观测,对沟道水库、塘坝淤积量进行实测,对已产生的水土流失量进行测算,计算侵蚀量。利用小水库、塘坝、淤地坝的淤积量进行量算,经来沙淤积折算,计算出土壤侵蚀量。
④水文手册查算法。根据各地《水文手册》中土壤侵蚀模数、河流输沙模数等资料,推算侵蚀量。
⑤土壤侵蚀及产沙数学模型法:通用水土流失方程式(USLE)。
A=R·K·L·S·C·P (9-11)
式中:
A—单位面积多年平均土壤侵蚀量,t/(km2·a);
R—降雨侵蚀力因子,R=EI30(一次降雨总动能×最大30min雨强);
K—土壤可蚀性因子,根据土壤的机械组成、有机质含量、土壤结构及渗透性确定;
L—坡长因子;
S—坡度因子,我国黄河流域试验资料,LS=0.067L0.2S1.3;
C—植被和经营管理因子,与植被覆盖度和耕作期相关;
P—水土保持措施因子,主要有农业耕作措施、工程措施、植物措施。
【注】水土流失预测还包括可能造成危害的预测,如土地退化问题、下游河道泥沙增加和淤积问题、对下游防洪的影响、地下水的影响以及区域生态环境的影响等。这些都根据评价中的具体需求和要求进行。
(4)水土流失评价
根据土壤侵蚀强度分级评价。土壤侵蚀强度以土壤侵蚀模数(t/km2·a))表示。
①土壤侵蚀容许量标准。
土壤容许流失量是指在长时期内能保持土壤的肥力和维持土地生产力基本稳定的最大土壤流失量。
根据我国地域辽阔,自然条件千差万别,各地区的成土速度也不相同的实际,该标准规定了我国主要侵蚀类型区的土壤容许流失量;
表9-1 主要侵蚀类型区的土壤容许流失量
侵蚀类型区
土壤容许流失量/[t/(km2·a)]
西北黄土高原区
1000
东北黑土区
200
北方土石山区
200
南方红壤丘陵区
500
西南土石山区
500
②水力侵蚀、重力侵蚀的强度分级。
微度侵蚀:<200 t/(km2·a),500 t/(km2·a),1000 t/(km2·a)(分别指东北黑土区和北方土石山区,南方红壤丘陵区和西南土石山区,西北黄土高原区);
轻度侵蚀:200 t/(km2·a),500 t/(km2·a),1000~2500 t/(km2·a)(地域界限同“微度侵蚀”);
中度侵蚀:2500~5000 t/(km2·a);
强度侵蚀:5000~8000 t/(km2·a);
极强度侵蚀:8000~15000 t/(km2·a);
剧烈侵蚀:>15000 t/(km2·a)。
③风蚀强度分级。
风力侵蚀的强度分级按植被覆盖度、年风蚀厚度、侵蚀模数三项指标划分。
表9-2 风蚀强度分级
2.水体富营养化
水体富营养化主要是指人为因素引起的湖泊、水库中氮、磷增加对其水生生态系统产生不良的影响。
富营养化是一个动态的复杂过程。
一般认为,水体中磷的增加是导致富营养化的原因,但富营养化亦是与氮含量、水温及水体特征(湖泊水面积、水源、形状、流速、水深等)有关。
(1)流域污染源调查
①根据地形图估计流域面积;
②通过水文气象资料了解流域内年降水量和径流量;
③调查流域内地形地貌和景观特征,了解城区、农区、森林和湿地的面积和分布;
④调查污染物点源和面源排放情况。
在稳定状况下,湖泊总磷的浓度可用下式进行描述:
ρP=L/·(p+σ) (9-12)
式中:
ρP——湖水中总磷的浓度,mg/m3;
L——单位面积总磷年负荷量,mg/(m2·a);
——湖水平均深度,m;
σ——特定磷沉积率,1/a;
p——湖水年替换率。
p=Q/V (9-13)
Q——年出湖水量,m3/a;
V——湖泊水体积,m3。
磷的特定沉积率(σ)不容易实际测定。
Dillion(迪利恩)和Rigler(里格勒)建议用磷的滞留系数(R)来取代:
R=(Pin-Pout)/Pin (9-14)
式中:
R——磷的滞留系数;
Pin——输入磷;
Pout——输出磷。
将上式改写为:
ρP=L(1-R)/·p (9-15)
一般认为春季湖水循环期问总磷浓度在10 mg/m3以下时,基本上不会发生藻花和降低水的透明度;而总磷在20 mg/m3时,则常常伴随着数量较大的藻类。因此,可用总磷浓度10 mg/m3作为最大可接受的负荷量,大于20 mg/m3则是不可接受的。
水中总磷的收支数据可用输出系数法和实际测定法获得。
(2)营养物质负荷法预测富营养化
①Vollenweider1969年提出湖泊营养状况与营养物质特别是与总磷浓度之间有密切关系。Vollenweider-OECD模型表明,在一定范围内,总磷负荷增加,藻类生物量增加,鱼类产量也增加。
这种关系受到水体平均深度、水面积、水力停留时间等因素的影响。将总磷负荷概化后,建立藻类叶绿素与总磷负荷之间的统计学回归关系。
②Dillon根据总磷负荷[L(1-R)/p]与平均水深()之间的线性关系预测湖泊总磷浓度和营养状况。从关系图就可得出湖泊富营养化等级。
a.TP浓度<10mg/m3,为贫营养;b.10~20 mg/m3,为中营养;c.>20 mg/m3,为富营养。该方法简单、方便,但依据指标太少,难以准确反映水体富营养化真实状况及其时空变化趋势。
③在此基础上,提出湖泊磷滞留的估计方法。设湖泊进出水相等、稳定,湖水充分混合,在稳态状况下,湖泊年均总磷浓度(ρP)可用年均输入磷浓度P和年均磷的沉积率(RP)描述:
ρP=P(1-RP)(9-11)
式中:
ρP——湖泊年均总磷浓度,μg/L;
P——年均输入磷浓度,即年磷输入量/年输入水量,μg/L;
RP——年输入磷的沉积率。
其中磷的沉积率(RP)是预测湖泊总磷浓度的关键。RP与单位面积湖泊供水(年输入水量/湖泊面积)或与湖水更新率(年湖水输出率/湖泊体积)有关。其表达式为:
RP=0.854-0.142 lnqs (9-12)
式中:
RP——年输入磷的沉积率;
qs——年湖水输入量/湖泊面积,m/a。
该公式适合于总磷浓度<25μg/L的湖泊,对于总磷浓度较高的湖泊不一定适合。
(3)营养状况指数法预测富营养化
湖泊中总磷与叶绿素a和透明度之间存在一定的关系。Carlson根据透明度、总磷和叶绿素三种指标发展了一种简单的营养状况指数(TSI),用于评价湖泊富营养化的方法。
TSI用数字表示,范围在0~100,每增加一个间隔(如10,20,30,…)表示透明度减少一半,磷浓度增加1倍,叶绿素浓度增加近2倍。三种参数的营养状况指数值如表所示。
TSI<40,为贫营养;40~50,为中营养;>50,为富营养。该方法简便,广泛应用于评价湖泊营养状况。但这个标准是否适合于评价我国湖泊营养状况,还需要进一步研究。
表9-4 Carlson营养状况指数(TSI
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