生态系统健康评价研究进展

惠婷婷

（辽宁省生态环境监测中心，辽宁沈阳 110161）

1 引言

人类的生存环境及维持生存所需资源需要健康的生态系统来提供，随着社会经济的不断发展、人口不断增加，给生态系统带来巨大的压力，不断出现的水危机和环境问题逐渐引起公众的关注［1］。完善生态系统健康评价方法能够客观评价生态系统的状态，引导人类合理利用自然资源，促进水环境管理模式的不断改进和完善，实现人与自然和谐共生。

2 生态系统健康的起源和演进

20 世纪 40 年代，Aldo leopold 首次明确提出“Land health”的生态系统健康概念，之后虽有较多相关理论研究，但至今仍没有对生态系统健康进行统一的定义［2］。本文选取几个较有代表性的概念，见表1。

表1 生态系统健康概念

从国内外学者对生态系统健康的内涵的理解中可以看出，健康的生态系统应该具有自我维持和自愈能力，能够为系统中物种提供生存保障、满足人类生产生活的需求且具有一定的稳定性的特点。目前，我国对生态系统健康评价的研究还处于摸索阶段，主要从梳理国内外生态系统健康评价研究现状、从不同的尺度对生态系统进行评价、对生态系统健康评价指标体系构建以及评价方法选择4 个方面开展研究工作。

3 生态系统健康评价指标体系

随着研究工作的不断深入，人们逐渐意识到建立科学的生态系统健康评价指标体系才能对生态系统健康状况进行客观的评价。由于研究角度不尽相同，因此形成了不同的生态系统健康评价指标体系。

3.1 社会—经济—自然复合生态系统（SENCE）指标体系

社会—经济—自然复合生态系统强调人在社会、经济以及自然生态系统中的核心地位，人类活动将社会、经济、自然生态系统串连在一起，但同时人类活动又受到其制约和限制，共同组成相互依存、共生的复合体系［3］。该评价体系具有指标全面、完整、适用范围广的优点，但由于需要的指标信息量大，数据获取相对较难。

3.2 压力—状态—响应（PSR）模型指标体系

“压力—状态—响应”模型是概念模型。该模型是由世界银行、联合国粮农组织、联合国发展署、联合国环境署共同提出的［4］。PSR 模型指标体系分为环境压力、环境状态和社会响应3 项指标。其中，环境压力指标用来反映人类活动给生态环境资源带来的影响；环境状态指标用来反映人类活动给环境带来的影响从而引发资源状态或数量的变化；社会响应指标则用来反映资源变化导致人类做出的连锁反应，包括技术更新、出台相应的管理政策。3 项指标之间没有明确的界限，在构建指标体系过程中需综合考量［5］。

目前，该指标体系在生态系统健康评价、生态安全评价、生态服务功能评价等领域应用较多，该模型的缺点主要体现在3 个方面：（1）适用范围相对较小，PSR 模型指标体系适用于空间尺度、空间差异均相对较小的微观领域；（2）具有一定的滞后性，社会“响应”指标对环境变化的响应存在滞后性；（3）指标不易量化，社会“响应”指标不易量化，受主观影响较大［6］。

3.3 驱动力—压力—状态—影响—响应（DPSIR）指标体系

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础之上发展而来的［7］。DPSIR 模型对人和环境之间的相互作用进行了系统分析。该指标体系中D 代表驱动力、P代表压力、S 代表状态、I 代表影响、R 代表相应，各个部分中又分成若干种指标［8］。该指标体系与之前介绍的不同之处在于增加了人类活动对环境影响的驱动力指标，能表征时空尺度和研究对象的特征。

3.4 生态足迹指标体系

生态足迹是指能够持续为人类活动提供资源并消纳其产生的垃圾所需的生态生产能力的空间［9］。其原理是将人类活动需要消耗的自然资源“利息”（生态足迹）与自然资源产生的“利息”（生态承载力）转化为可以共同比较的土地面积，通过对二者的比较来判断人类对自然资源的过度利用情况。该体系可用于计算人类活动对环境的影响，具有指标少、直观简便的优点。但评估结论具有瞬时性，不能对未来的变化做出预测。

4 生态系统健康评价方法

随着生态系统健康研究的深入，评价方法已由最初定性的简单描述发展为现今定量的较为精确判断。目前，常用的评价方法有综合指数评价法、韦伯—费希纳评价法、生态足迹法、聚类分析法、模糊数学法（FPR）、质量指数法、AHP 层次分析法、景观空间格局分析法、物种指示法、神经网络模型法。

5 对生态系统健康评价研究的新探索

“十一五”“十二五”期间，为推进我国水污染治理进程，国家实施了水体污染控制与治理科技重大专项。“辽河流域水环境实施效果评估与流域技术集成”课题，针对流域水环境问题，开展了水生态系统健康评价研究工作。该课题采用逻辑框架法，构建了水生态系统健康评价指标体系。逻辑框架法是通过构建目标树的方式构建评价指标体系。目标树的中间是水生态系统健康状况；目标树的下方表征水生态系统健康状况的影响因素，包括：水质标准制定，包括标准限值、形成流域三级水生态功能分区、流域信息差异性调查等；企业排放值落实到户、按照控制单元分配、计算水环境容量、污染负荷核定等；产业结构优化，包括发展循环经济企业、产业集聚布局、明确产业准入制度等；管理政策实施，包括污染防范、环境治理信息化、数字化、公众参与等。目标树的上方表征水生态系统健康状况，包括：流域水生态环境状况，如水质改善、水生生物多样性增加、底栖动物栖息地环境改善；流域水生态承载力，包括人口经济承载力、水资源承载力、水环境承载力等。通过目标树自下而上的因果逻辑关系分析，构建了水生态系统健康评价指标体系。

6 结语

目前，国内外学者对生态系统健康评价的关注度在不断增强。生态系统具有复杂性、动态性，需要长时间的监测，综合考虑社会、经济、人口等各方面的因素，才能建立科学、完善、具有可操作性的评价指标和方法。生态系统健康评价需要大量的监测数据，由于一些历史和技术原因导致生态系统的基本数据欠缺，这也给生态系统健康评价研究带来了困难。未来如何将遥感技术、地理信息系统等技术与生态监测相结合，以获取更加全面、准确的监测数据，将成为生态系统健康评价的研究热点。