运用景观生态学进行生态环评的若干问题探讨

2011-04-20蒋宏国

绿色科技 2011年5期

蒋宏国，罗琳

（1.格尔木市绿创环保科技咨询服务部，青海格尔木816000；2.湖南农业大学资环学院，湖南长沙410128）

1 引言

从1998年6月1日起，我国开始在水利、水电、矿业、农业、林业、牧业、交通、旅游等行业对自然资源和海洋海岸带开发以及区域开发建设项目进行非污染生态影响评价。景观生态学的概念框架和理论方法贯穿于我国生态环评的技术导则，被认为是较先进的生态环境影响方法之一，但在实际环评中，如何运用这一方法是影响生态环评质量的关键因素，本文从理论和实践两个方面对非污染生态环境影响评价的若干问题进行探讨。

2 景观生态学及其在生态环评中的应用

2.1 景观生态学

景观生态学（landscape ecology）是生态学的一个分支，是以综合方法研究地表景观单元中生物和非生物因素构成的相关联系统的科学，是地理学、生态学以及人文科学的交叉学科。它把景观单元作为一个生物学谱系中高于生态系的生物系统，着重研究景观单元中变化规律及其与景观周围环境条件的关系，比较研究原始状态的景观和受人类影响的景观。在方法上把地学研究水平途径与生态学对自然变化和功能研究的垂直途径结合起来，是地学研究向生态学和环境保护工作渗透的产物，对资源和环境管理、区域环境规划、生态评价等可提供别的学科不可代替的理论基础。

景观生态学理论和方法研究的重点体现在景观结构、功能、稳定性、异质性、物质交换与能量转化过程、景观生态系统的动态变化和摸拟以及人工景观生态系统研究。地理信息系统、遥感技术和自动化制图技术的有机结合，构成景观调查和研究比较完善的技术体系；数学定量和模拟技术知识、工程与人工智能神经网络等在景观生态系统的空间结构、相互作用及最优化等方面的利用，推动该学科向更高更深层次发展。景观生态学的利用和发挥有效作用，需要较高的软、硬件条件。

2.2 非污染生态影响

人类非污染活动引起生态系统发生变化的现象叫非污染生态影响（即生态影响），这一概念是相对工业与生活污染源对环境的影响行为而提出的，这类影响可能是有利的，也可能是不利的，它并非有毒或有害物质引起，而是人类活动超出了大自然的承载能力而引发的生态环境问题，非污染生态影响具有潜在性、短期影响与长期影响共存、空间性、关联性、累积性，有利影响与不利影响共存等特点。由于生态影响的复杂性，以往对点源或生态系统改变的评价已不能满足生态影响评价的要求，正是在这种背景下，国家环保总局将景观生态学的理论和技术方法运用于《非污染生态影响评价技术导则》之中。

2.3 景观生态学方法用于EIA

景观生态学方法既可以用于生态环境现状评价，也可用于生态环境变化预测，目前是国内外生态影响评价学术领域中较活跃的方法。景观生态学方法通过2个方面评价生态环境质量状况，即是空间结构分析及功能与稳定性分析。这是因为景观生态学认为，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。

2.3.1 空间结构分析

空间结构分析认为景观是由模地、斑块和廊道组成，其中模地是区域景观的背景地块，是面积最大、连通性最好的景观要素，是景观中一种可以控制环境质量的组分（影响能流、物流和物种流）。因此模地的判定是空间分析的重点，模地的判定有3个标准，相对面积大、连通程度高、具有动态控制功能。由于研究对象、目的和方法的不同，生态学家对斑块的定义亦不相同，但所有的定义都强调斑块的空间非连续性和内部均质性，由于不同斑块的起源和变化过程不同，它们的大小、形状、类型、异质性以及边界特征变化较大，因而对物质、能量、物种分布和流动产生不同的作用，斑块的表征包括多样性指数、优势度指数（决定某一斑块类型在景观中的优势，也称优势度值）。廊道是线性的景观单元，具有通道和阻隔的双重作用，几乎所有的景观都会被廊道分割，同时又被廊道连结在一起，廊道还有其它（诸如物种的过滤器，某些物种的栖息地以及影响源等）重要功能，廊道的作用在人类影响较大的景观中显得尤为突出，廊道的结构特征对一个景观的生态有着强烈的影响，廊道能否连接成网络，以及廊道在起源、宽度、连通性、弯曲度等方面的不同都会对景观带来不同的影响。

2.3.2 功能与稳定性分析

包括组成因子的生态适宜性分析、生物的恢复能力分析、系统的抗干扰或抗退化能力分析、种群源的持久性和可达性分析、景观开放分析等。

3 常规生态环评中存在的问题

3.1 评价范围的确定和评价尺度选取

生态因子之间相互影响和相互依存的关系是划定评价范围的原则和依据，而常规评价中，先根据工程的影响和导则的分级判据，确定一个固定评价范围，再选择一个固定的分析尺度，这种做法的实际效果值得商榷，如单纯通过对影响区范围的的调整就可以产生很多结果，局部的较大影响一旦放到大背景当中，其影响甚至可以忽略不计，并不能很好地反映实际情况；而单纯从局部范围进行考虑却无疑夸大了影响程度。由于建设项目的生态因子之间的关系，以及这些关系对生态环境的影响不一定相同，也不是固定不变的，因此评价范围和评价尺度的选取应根据评价因子之间的相互关系的不同而不同。

3.2 评价思路的冲突

“尽可能减轻工程影响以恢复到原来状态”的评价思路，同景观生态学的“非平衡、异质性、非确定性”的新生态观相冲突。一个项目的建设对区域生态环境产生影响，景观生态学强调采取一种积极适应的方法来对待潜在的影响和变化，以保护自然环境或改善区域生态环境，因为项目所在区域可能是一个生态环境被破坏的区域（并非未受影响的原始自然生态区域），而对其生态环境改善和生态功能恢复的生态措施正是景观生态学所提倡的。

3.3 景观生态学方法与其他方法的结合问题

由于生态环境影响评价对象的内部结构、外部联系是极其复杂的，并不是常规评价中的几条食物链或局部的食物网就能弄明白的；由于人们对生态环境认识的局限性以及运用景观生态学方法的有条件性，在具体的环境影响评价中，也许单纯以景观生态学方法得出的结论，只能说明问题的一方面，而复杂的生态问题需要景观生态学方法跟生物学、工程学、系统论等科学方法的灵活结合，才能更好地发挥其作用。

3.4 措施的不适应性

根据评价工作所提出的一些缓解措施、管理和监控计划，不是很能适应复杂、动态的系统，生态环境影响评价的对象是一个复杂、动态的系统，而且我们对景观生态系统的了解也并不完全。所以，实际运行的生态监控和生态管理措施要随着景观生态系统的变化不断进行修正，并非一成不变。

4 运用景观生态学进行生态环评的实用性分析

4.1 评价范围和评价尺度的灵活性探讨

景观是由空间上镶嵌分布的斑块构成的，实际环评中首先要对景观生态系统的生态固子进行普查，在普查的基础上抓住重点因子进行更深层次的研究，认真分析斑块的类型、大小、形状、斑块之间的关系、斑块内部的生群落等；弄清楚该区域生态因子之间的相互关系，绘制出较全面的关系图，必要时还应进行模拟实验，按照生态因子之间的相互关系和工程对生态因子的影响辐射力，确定评价范围和选取评价尺度。有时为了简化工作，根据工程实际情况可以先凭经验确定评价范围和选择评价尺度，例如在水库的生态环境影响评价中，可以先以库区的分水岭为界，暂定评价范围；在铁路的生态环境影响评价中，可以沿线两侧多少公里暂定评价范围等，然后就工程对某一重要生态因子的影响放在不同大小的背景中进行放缩分析，反过来对暂定的评价范围进行不断地修正。

讨论景观的性质总是依赖于所观察的时间和空间尺度，通过分维分析可以进行景观研究的最佳选择，斑块周长面积比值变化也可以用来选择最易变化观察景观的尺度。但在实际的环评过程中，有时可以做适当的简化，比如在某水电工程的两大库区的生态环评中，溪流是贯穿整个景观的廊道，斑块形状最复杂，包含的空间信息最多，因而观察该景观的就度也就最小，如果真要把分维数和周长面积的比值计算出来，显然并不现实。在实际评价中，主要从斑块的面积和斑块的重要度进行考虑，一般情况下，大斑块的分析尺度相对选择为大，零星分布的小斑块常融入其背景观中，这样可以消除由于小斑块的镶嵌所造成的空间信息干扰，从而容易看出整个的空间规律；但是对镶嵌的要素小斑块（当地须保护的重要资源，例自然保护区的保护树种）等又选择相对较少的分析尺度进行提级分析。实践表明，这种做法既突出重点，又不失全面。

4.2 定性与定量的灵活性。

在利用景观生态学进行非污染生态影响评价时，因为面对的是宏观的、区域性的影响，加之生态因子、生态因子之间的关系及生态因子与非生态因子之间关系的复杂性，我们对某一生态区域的研究可能存在时间上或空间上的不精确性，所以我们应当着重于整体的分析，结合生态制图，在评价范围和评价尺度灵活选取的基础上来进行定量与定性相结合的分析。

在该项目的景观生态体系质量环评价中，模地的判定可以采用定性与定量相结合的方法，我们在一个水电工程的生态环评中，将整个生态区域分为林地生态系统、农田生态系统、河流生态系统和村居景观4种拼块类型，在预测中增加水库生态系统拼块类型。通过对影响范围内植被生物量度量的方法对区域自然体系的完整性和稳定性进行分析。该区域的植被主要有常绿阔叶林、常绿针叶林、竹林、草地等，常绿阔叶林是本区的地带性植被类型，因此，在评价中可以指出：本区域生态环境质量的控制性组分是环境资源拼块类型，而环境资源拼块的完整性和稳定状态的维护是本区域生态环境质量控制的判定因素，其中常绿阔叶林和常绿针叶林在工程影响区中的地位是首要的。在评价水库的影响时，对处于规划水位附近的保护树种，要采取大尺度的定量方法，分析其减少的数目、淹没及影响的面积、该地种群灭绝的可能性大小等。在评价某公路生态影响时：对该区域占绝对优势的非重点保护树种（例马尾松），可以采用半定量的方法，而对该区域的稀有生态资源（该路经过山区，人们赖以生存的农田极少）——农田可以进行定量的分析，分析工程占毁的农田面积、影响的人口等。

4.3 公众参与特殊性

公众参与一直被认为是环境影响评价的重要组成部分，在一般的项目环评中，公众参与的形成比较单一；同时出发点和内容常局限在考虑使可能受到影响的公众或社会团体的利益能够得到补偿，而不是使公众切实地参与到环评价过程中。利用景观生态学进行生态环境影响评价时，公众参与有以下的特殊性。

（1）许多景观生态资料来源于公众，由于景观生态系统的复杂性和动态性，在环评过程中，由于时间等因素的限制，对该区域的景观生态的了解可能难以历史地、客观地、发展地反映其内在规律，特别是中小型项目的生态环评中，更要借助于公众参与的作用，如通过渔民的参与可以了解水生生态环境的变化情况，通过山村居民可以了解森林景观中不同斑块的类型、数量、大小等的变迁规律等。

（2）根据公众的环境利益要求，实施有效的生态环境保护措施，工程项目对生态环境的影响具有复杂性、动态性和潜在性，世界上许多的工程建设表明，由于科技水平等的限制，在评价的当时可能难以很全面、很准确地预测工程对生态环境的影响范围和影响程度。而“人”是生态环境中最活跃的因素，也是生态环境变化的关键力量，因此在生态环境影响评价中，可以抓住公众的环境利益要求这个关节点，特别要关注项目建设对公众身心的影响，演绎出一系列的生态环境因子的关系链。例如在进行一水电工程的生态环境影响评价时，因水库修建在流域的上游，水库修建后通过遂道引水发电，这样原来的老河道的水量极度减少，沿线的居民生活用水、农业生产用水等受到极大的影响，当初差点忽略了公众的这一环境利益要求。实际上通过公众对该区域“水”这一环境利益要求的研究，可以演绎出是否需要移民、农田景观的减少或消失、自然移民的方向性等一系列景观生态变化趋势，在经过预测后，提出了水库预留泄水口的生态环境保护措施。有此景观的改变，纯粹从环境的价值角度考虑可能是不大的，但从几千年沉淀下来的观念来看，人们认为这种改变是不能接受的，它的改变会对人们的身心健康（特别是心里）造成极大的影响。

4.4 管理方式的适应性

管理方式的适应性即要求在生态环境的管理中采取适应性管理（Adaptive management）的方式，将对自然的干扰利用作为实验对待，不断辨别新信息，然后进行评价，最后根据是否适应于管理策略和目标来做出决策，不断对措施进行补充和完善。适应性管理是基于行为基础上的计划、监控、研究和调整过程，目的在于改善执行效果和完成既定目标。在这个过程中，首先要明确目标，提出初始的假设方案，再通过监测过程为这种管理试验的重新定向提供迅速的反馈。

非污染生态影响评价的对象是一个复杂、动态的系统，而且我们对景观生态系统的了解了并不完全，所以在根据评价结果制定生态监控、生态管理方案时，要结合适应性管理方式的思路，不断地对管理方式进行修补。根据这一理论，提出了某一水电工程的适应性管理方式见图1。

图1 某水电工程适应性管理方式

根据水电项目的特点，施工期和运行期的生态管理方案有很大的区别，应分阶段对实施效果进行评估，再根据更新的知识对管理方案进行调整。提出可供选择的生态恢复和补偿方案，并在某些地段进行比较试验，通过连续的监控过程来获得实地经验，从而对目标体系做出改进，最终促使理想目标的实现。同时由图1中可以看出，这是一个循环过程，从而使整个生态管理（包括生态监控和生态补偿）具有很大的灵活性和渐进性，适应于景观生态系统的复杂、动态的变化，并能对新知识的获得做出迅速的反应和运用。