CN105956406A - 近岸海域生态系统健康评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了近岸海域生态系统健康评价方法，包括以下步骤：构建近岸海域的生态环境评价指标体系、确定生态环境评价指标及其评价因子的权重、检测并收集生态环境评价指标各评价因子的数据并计算指标评价值、计算单个站位的水环境生态指标评价值、计算海域评价值、计算近岸海域生态系统健康指数。利用本发明的评价方法得到的评价结果基本能够反映出较大的人为扰动，包括入海排污、人工养殖、石油类污染等对近岸海域生态系统造成的压力，同时也能反映主要的污染风险因子，对潜在的污染物因子也提供了一定的预警作用，具有一定的参考价值和借鉴意义，可以为今后近岸海域生态系统的生态保护和管理工作提供科学依据和指导信息。

Description

近岸海域生态系统健康评价方法

技术领域

本发明涉及近岸海域生态系统健康评价方法。

背景技术

伴随着生态环境受到人类活动和环境污染的胁迫越来越大，近年来生态系统健康研究得到了越来越多研究人员的关注，已成为生态和环境领域研究的热点之一。生态系统为人类提供了自然资源和生存环境等方面的多种服务，是维系地球生命的存在。保证生态系统的健康是人类持续地获得多种服务的前提，也是人类关注生态系统健康的原因之一。

生态系统健康给环境管理带来了一种全新的思维方法和目标，它是用整体论的眼光去看待生态系统的病症，试图用综合的、整体的系统分析方法治疗或预防这些疾病，而弃用之前那种头痛医头、脚疼医脚的消极思维传统。将“健康”这一概念赋予生态系统，在一定程度上也能唤起公众更高的环保热情，也方便研究人员、决策者和公众之间的交流。但目前仍有一些根本性的问题尚未得到解决(例如：能否定义一个健康的参考状态？生态系统健康与人类健康之间的关系，生态系统健康的标准等)，这阻碍了生态系统健康研究的实质性发展。

健康是具有尺度依赖性的概念。生态系统健康学作为一门综合科学和生态学实践，其目的在于客观度量生态系统健康水平，由此为相关部门和公众提供相对正确的对策和方法，但因为生态系统的复杂性和多样性，不能以某一种具体指标(例如原始状态)作为参照。目前比较受到认可的生态系统健康标准有以下几点：1.对具有严重危害性的生态系统胁迫综合症有一定的抵抗力；2.具有恢复力，能从人为的或自然的正常干扰中恢复过来；3.在没有投入的情况下也能维持生态平衡，具有自我维持能力；4.对周边其它系统不会造成胁迫；5.不受风险因素的影响；6.经济可行；7.可维持人类和其它生物群落的健康。

近岸海域是与沿海省、自治区、直辖市行政区域内的大陆海岸、岛屿、群岛相毗连，《中国人民共和国领海及毗连区法》规定的领海外部界限向陆一侧的海域。渤海的近岸海域，为自沿岸低潮线向海一侧12n mile以内的海域。

发明内容

本发明利用现场监测近岸海域的各生态要素的变化与时空分布，重点研究典型海域区域特征与变迁规律，结合历史资料，研究近岸海域生态系统健康状况的表征方法、健康状况等级划分方法，建立近岸海域生态系统健康评价方法。

近岸海域生态系统健康评价方法，其特征在于，所述健康评价方法包括以下步骤：

(1)构建近岸海域的生态环境评价指标体系，生态环境评价指标由水环境生态指标、水环境毒理指标、沉积环境健康指标、生物体质量健康指标和生物群落健康指标组成；

所述水环境生态指标的评价因子主要包括溶解氧、无机氮、活性磷酸盐；所述水环境毒理指标的评价因子主要包括悬浮物、化学需氧量、石油类和重金属；所述沉积环境健康指标的评价因子主要包括硫化物、有机碳、石油类和重金属；所述生物体质量健康指标的评价因子主要包括双对氯苯基三氯乙烷、石油类和重金属；所述生物群落健康指标的评价因子主要包括叶绿素a、浮游植物群落结构、浮游动物群落结构、底栖生物群落结构；

(2)确定生态环境评价指标及其评价因子的权重；如下表所示：

(3)检测并收集生态环境评价指标各评价因子的数据，根据下列表格计算指标评价值；

A.近岸海域水环境生态学指标、权重及评价值

B.近岸海域水环境毒理指标、权重及评价值

C.沉积环境评价指标、权重及评价值：

D.生物体质量的评价指标、权重及评价值

E.生物群落的评价指标、权重及评价值；

E1.渤海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E2.黄海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E3.东海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E4.南海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

指标评价值的计算方法：

a.当评价指标的测值属于第1类，则：W＝100；

b.当评价指标的测值属于第3类，则：W＝0；

c.当评价指标的测值属于第2类，则：

Y₁＞Y₃按式(1)计算：

$W=100\left(\frac{X_{iq}-Y_3}{Y_1-Y_3}\right)...\left(1\right)$

Y₁＜Y₃按式(2)计算：

$W=100\left(\frac{Y_3-X_{iq}}{Y_3-Y_1}\right)...\left(2\right)$

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

X_iq——第i个站位第q项评价指标的测值；

Y₁——第q项评价指标的第1类标准限值；

Y₃——第q项评价指标的第3类标准限值；

(4)计算单个站位的水环境生态指标评价值；

单个站位的评价值按式(3)计算：

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

C_q——第q项评价指标权重；

m——评价区域一类评价指标总数；

(5)计算海域评价值；

海域的评价值按式(4)计算：

式中：W_i——第i个站位评价值；

n——评价区域监测站位总数；

S_i——第i个站位代表的调查海域面积；

S_i——调查海域总面积；

(6)计算近岸海域生态系统健康指数；

生态系统健康指数按式(5)计算：

$CEH={\mathrm{\Σ}}_1^p{A}_i\·W_{indx}...\left(5\right)$

式中：CEH——生态健康指数；

W_indx——第i类指标健康指数；

A_i——第i类指标权重系数；

p——评价指标类群数；

依据CEH评价生态系统健康状况：

a.当CEH>80时，生态系统处于健康状态；

b.当70<CEH≤80时，生态系统处于基本健康状态；

c.当60<CEH≤70时，生态系统处于亚健康状态；

d.当50<CEH≤60时，生态系统处于不健康状态；

e.当CEH≤50时，生态系统处于极不健康状态。

生态系统评价的关键在于指标体系构建。指标体系的构建主要是指标选取和指标之间结构关系的组织。近岸海域生态系统健康组成内容的复杂性，决定了其生态系统健康评价指标体系将是一个目标、多层次的递阶结构形式的指标体系。

关于评价指标的设计，本发明主要从几个方面考虑：表征近岸海域生态系统的潜在风险和胁迫压力；表征海域环境的污染程度；表征海域环境对污染的响应。在对历史数据和现场调查结果的分析的基础上，参考相关评价方法，结合文献资料，从生物群落、水环境生态指标、水环境毒理指标、沉积环境和生物体质量五个子系统方面，构建了近岸海域生态系统健康评价的指标体系。

本发明对近岸海域生态系统健康评价的指标选取、指标体系构建方式以及评价方法和评价标准选择等方面进行了研究，构建了一个完整的、可操作性强的近岸海域生态系统健康评价指标体系和评价方法。

利用本发明的评价方法得到的评价结果基本能够反映出较大的人为扰动，包括入海排污、人工养殖、石油类污染等对近岸海域生态系统造成的压力，同时也能反映近岸海域主要的污染风险因子，对潜在的污染物因子也提供了一定的预警作用。以上研究工作具有一定的参考价值和借鉴意义，可以为今后近岸海域生态系统的生态保护和管理工作提供科学依据和指导信息。

具体实施方式

一、构建近岸海域的生态环境评价指标体系。

生态环境评价指标由水环境生态指标、水环境毒理指标、沉积环境健康指标、生物体质量健康指标和生物群落健康指标组成；

所述水环境生态指标的评价因子主要包括溶解氧、无机氮、活性磷酸盐；所述水环境毒理指标的评价因子主要包括悬浮物、化学需氧量、石油类和重金属；所述沉积环境健康指标的评价因子主要包括硫化物、有机碳、石油类和重金属；所述生物体质量健康指标的评价因子主要包括双对氯苯基三氯乙烷、石油类和重金属；所述生物群落健康指标的评价因子主要包括叶绿素a、浮游植物群落结构、浮游动物群落结构、底栖生物群落结构。

1、水环境生态指标子系统

水环境生态指标主要包括：溶解氧、无机氮、活性磷酸盐。氮、磷等水环境生态指标对水生生物的毒理作用相对较小，其危害主要在于促进藻类的生长而暴发水华，从而导致水生生物的死亡和水生生态系统的破坏(郑炳辉等，2013)。

1.1溶解氧：由于海洋表层与大气紧密接触，水体上层溶解氧浓度在受到海流水平、垂直对流和垂向海气界面交换影响的同时，还受浮游植物的光合作用和呼吸作用的影响。海水中溶解氧含量的分布变化与大气中氧分压、海水温度和盐度、化学过程、生物过程及水动力等因子有关。溶解氧是所有水生生物的基本需求。通常，大型赤潮爆发沉积到水底，由于底层细菌在它们降解藻类物质时消耗氧气，造成了底层水体的低溶解氧环境。水体底质环境中的溶解氧常处于相对较低的水平，因而溶解氧的变化较易对底栖动物产生影响。

1.2无机氮：无机氮是指海水中能被海洋植物同化的NO₂-N、NO₃-N和NH₄-N的总称，无机氮也称“活性氮”或“三氮”。氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要组分。海水中无机氮化合物被同化为植物细胞中的氨基酸。溶解无机氮包括硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐，三种物质都能被浮游植物以相近的速率吸收利用。

1.3活性磷酸盐：磷是海洋浮游植物生长繁殖所必须的元素，也是海洋初级生产力和食物链的物质基础，同时海洋生物活动又明显影响了海水中磷的含量与分布。第二章的研究结果表明，无机氮、活性磷酸盐是影响长江口及其邻近海域浮游植物、大型底栖生物群落变化的重要生态因子。现场调查和模拟实验均表明，营养盐输入的改变会对浮游植物的细胞丰度和群落结构产生影响。水体富营养化会影响底栖动物的群落结构及分布，中等程度的有机质污染会导致底栖生物在物种丰富度、丰度和生物量方面都高于受高度污染或低水平有机质污染的区域。

2、水环境毒理指标子系统

2.1悬浮物：水体中悬浮物直接影响到水体的透光性，与浮游植物的光合作用直接相关。在近岸海域悬浮物浓度往往是影响初级生产力的重要因子。研究表明：杭州湾在河水-冲淡水界面水体的强烈混合，悬浮泥沙的输入和海底沉积物的再悬浮形成了杭州湾的最大浊度带，造成透明度小、真光层浅，光便成为浮游植物群落增长的主要限制因子，尽管营养盐很丰富，浮游植物也不能有效地利用。悬浮物对光的吸收和散射导致透明度的下降，这些因素可能限制浮游植物的生长，进而影响到以浮游植物为食的底栖动物。

2.1化学需氧量：化学需氧量(COD)往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。其值越大，说明水体受有机物的污染越严重。

2.2石油类：海水中的石油烃达到一定程度时，可以杀死水生生物，破坏海滩、永久性地破坏湿地。主要来源有燃料废气、溢出和倾废、地下储油容器泄漏、城市径流等。

2.3重金属：所谓重金属，一般是指密度大于4.0g/cm³的金属元素。例如铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)等。另外，砷(As)和硒(Se)虽然不是纯粹的金属元素，但其的许多物理、化学性质与金属相类似，因而将其称为类金属。这些重金属(包括类金属)大多具有较强的地球化学活性和生物活性，而且在海水中浓度很低，其数量级都在μg/kg至ng/kg级，因此，人类活动或自然地质活动(如工农业排污和海底火山活动)的输入过程以及吸附、沉淀作用和生物摄取的输出过程，都会使其在海水中的含量发生明显的相对性变化。铜、铅等重金属作为一类持久性和生物累积性污染物，是近海环境中最主要的污染物之一。海洋中重金属污染的人为来源主要是工业污水、矿山废水的排放及重金属农药的流失，煤和石油在燃烧中释放出的重金属经大气的搬运而进入海洋。

3、沉积物指标子系统

对于近岸海域，一个主要的环境问题是沉积物中有毒化学品污染物的富集。来自于城市、农业和工业的多种金属和有机物(例如多环芳烃、多氯联苯和杀虫剂)被排入近岸水体，污染物被吸附在悬浮颗粒物上，并最终被携带至沉积物中累积起来。这些污染物能破坏包括无脊椎动物、贝类和甲壳动物在内的底栖生物群落，并且在生物体内富集，然后通过食物链对其他生物(包括人类)造成灾害。沉积物指标主要包括硫化物、有机碳、石油类和重金属等9项：

3.1硫化物：硫是自然界广泛存在的一种元素，在有机体代谢中起重要作用，沉积物中硫化物的丰富度指数对于海水养殖的海底生态环境的可持续发展有着相当重要的意义。

3.2有机碳(TOC)：尽管TOC在近岸沉积物中自然存在，但人类活动(例如有机工厂废水，未处理或仅初步处理的废水)能够明显升高沉积物中TOC的浓度水平。近岸区域沉积物中的TOC通常是一些底栖有机生物的食物源，且沉积物中高水平的TOC能够导致底栖生物群落结构的明显改变。

3.3石油类的说明同水环境毒理指标。

3.4重金属：随着近岸海域重金属污染的日益加重，表层沉积物中重金属的含量已成为影响大型底栖生物生长的重要环境因子(厉红梅等，2003)。通过摄食和组织吸收，环境中的重金属元素进入大型底栖生物体内，并通过食物链逐级传递形成富集，对海域生态系统的健康稳定乃至人类健康构成较大威胁。

4、生物体质量指标子系统

4.1DDT：又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷。DDT在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，DDT进入食物链，是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。从70年代后DDT逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。

4.2石油类和重金属的说明同水环境毒理指标。

5、生物群落指标子系统

5.1叶绿素a：海洋浮游植物是海洋有机物的初级生产者，也是海洋食物网结构中的基础环节，在海洋生态系统的物质循环和能量转化过程中起着重要作用，其叶绿素a浓度值反映了水域初级生产者的现存量，它是海域肥瘠程度和可养育生物资源的直接指标，同样也可间接反映海区初级生产力的高低。

5.2浮游植物群落结构：海洋浮游植物是海洋生态系统中最重要的初级生产者，它启动了海洋中的食物网，在海洋生态系统的能量流动、物质循环和信息传递中起着至关重要的作用。海洋生态系统中浮游植物物种多样性直接和生态系统以上3个功能相关，其中最为突出的是浮游植物的多样性与海洋生态系统的稳定性有着密切的关系。

5.3浮游动物群落结构：海洋浮游动物是海洋主要的次级生产者之一，其种类组成、数量分布以及种群数量变动直接或间接制约海洋生产力的发展，在海洋生态系统的结构和功能中发挥重要的调控作用。

5.4底栖生物群落结构：底栖生物是生物监测中运用最广的指示物种，不仅因为它们是许多鱼类的基本食物，在有机物分解和营养循环中起着重要作用，还因为底栖生物具有较小的流动性，可对所描述的栖息环境有较强的代表性；生活史较短，能很快通过种群和群落反映环境的变化。

二、指标体系权重值的确定；

鉴于海洋生态系统健康系统的复杂性，多层次性，因此本发明主要采用层次分析法(AHP)确定海洋生态健康评价指标的权重。

在建立健康评价指标体系的基础上，对各项评价因子进行权值分析，使各评价因子之间具有可比较性，根据它们权值的高低值确定上一级指标系统的地位，从而将各健康评价因子综合得出生态系统健康指数。

各评价因子的权重见表3-4-1。

表3-4-1各评价因子的权重

三、水环境生态指标评价

(1)无机氮标准值的确定

本发明将近岸海域的无机氮标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤0.20mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥1.00mg/L；近岸海域的无机氮标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤0.20mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.50mg/L。

(2)活性磷酸盐标准值的确定

本发明将近岸海域生态系统的活性磷酸盐标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤0.010mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.10mg/L；将近岸海域的活性磷酸盐标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤0.010mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.045mg/L。

(3)溶解氧标准值的确定

本评价方法将近岸海域的溶解氧标准值均设定为：第1类(健康状态标准值)>5.0mg/L，第3类(极不健康状态标准值)<2.0mg/L。将近岸海域的溶解氧标准值均设定为：第1类(健康状态标准值)>6.0mg/L，第3类(极不健康状态标准值)<2.0mg/L。

近岸海域水环境生态指标、权重及评价值见表3-5-1。

表3-5-1近岸海域水环境生态指标、权重及评价值

指标评价值的计算：

a.当评价指标的测值属于第1类，则：W＝100；

b.当评价指标的测值属于第3类，则：W＝0；

c.当评价指标的测值属于第2类，则：

Y₁＞Y₃按式(1)计算：

$W=100\left(\frac{X_{iq}-Y_3}{Y_1-Y_3}\right)...\left(1\right)$

Y₁＜Y₃按式(2)计算：

$W=100\left(\frac{Y_3-X_{iq}}{Y_3-Y_1}\right)...\left(2\right)$

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

X_iq——第i个站位第q项评价指标的测值；

Y₁——第q项评价指标的第1类标准限值；

Y₃——第q项评价指标的第3类标准限值。

单个站位水环境生态指标评价

单个站位的评价值按式(3)计算，单个站位的水环境生态指标评价分级标准见表3-5-2。

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

C_q——第q项评价指标权重；

m——评价区域一类评价指标总数。

表3-5-2单个站位的水环境生态指标评价分级标准

海域水环境生态指标评价

表3-5-3海域的水环境生态指标评价分级标准

式中：W_i——第i个站位评价值；

n——评价区域监测站位总数；

S_i——第i个站位代表的调查海域面积；

S_i——调查海域总面积。

海域的水环境生态指标评价分级标准见表5-3。

海域水环境生态指标评价值的调整：当80<海域评价值，但环境健康评价为一般，则海域评价值调整为80；当50<海域评价值，但环境健康评价为较差，则海域评价值调整为50。

四、水环境毒理指标评价

(1)悬浮物标准值的确定

本发明将近岸海域生态系统的悬浮物含量标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤20mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥150mg/L；将近岸海域的悬浮物含量标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤10mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥110mg/L。

(2)化学需氧量(COD)

本发明将近岸海域生态系统的COD标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤2mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥6mg/L；将近岸海域的COD标准值设定为：第1类(健康状态标准值)≤2mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥5mg/L。

(3)石油类

本发明将近岸海域生态系统的石油类标准值均设定为：第1类(健康状态标准值)≤50μg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥500μg/L。

(4)重金属铜、铅、汞、砷

本研究将近岸海域生态系统的重金属标准值均设定为：

铜：第1类(健康状态标准值)<0.005mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.050mg/L。

铅：第1类(健康状态标准值)<0.001mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.05mg/L。

汞：第1类(健康状态标准值)<0.00005mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.0005mg/L。

砷：第1类(健康状态标准值)<0.02mg/L，第3类(极不健康状态标准值)≥0.05mg/L。

水环境毒理指标、权重及评价值见表3-5-4。单个指标评价值计算见公式(1)和(2)、单个站位评价值计算见公式(3)、海域评价值的计算见公式(4)。

表3-5-4近岸海域水环境毒理指标、权重及评价值

表3-5-5单个站位的水环境毒理指标评价分级标准

单个站位的水环境毒理指标评价值的调整：当80<站位评价值，但水环境健康评价为一般，则站位评价值调整为80；当50<站位评价值，但水环境健康

评价为较差，则站位评价值调整为50。

海域水环境毒理指标评价

海域的水环境毒理指标评价分级标准见表3-5-6。

表3-5-6海域的水环境毒理指标评价分级标准

海域水环境毒理指标评价值的调整：当80<海域评价值，但水环境毒理指标评价为一般，则海域评价值调整为80；当50<海域评价值，但水环境毒理指标评价为较差，则海域评价值调整为50。

五、沉积环境健康评价

沉积环境评价指标、权重及评价值见表3-5-7。单个指标评价值计算见公式(1)和(2)、单个站位评价值计算见公式(3)、海域评价值的计算见公式(4)。单个站位的沉积环境评价分级标准见表3-5-8。海域的沉积环境评价分级标准见表3-5-9。

沉积环境评价指标有硫化物、有机碳、石油类、重金属等9项，各项指标第1类(健康状态标准值)、第3类(极不健康状态标准值)标准值分别采用中华人民共和国国家标准《海洋沉积物质量》(GB18669-2002)中相应项目的第一类、第二类标准值(表3-5-7)。

表3-5-7沉积环境评价指标、权重及评价值

表3-5-8单个站位的沉积环境评价分级标准

单个站位的沉积环境评价值的调整：当80<站位评价值，但沉积环境评价为一般，则站位评价值调整为80；当50<站位评价值，但沉积环境评价为较差，则站位评价值调整为50。

表3-5-9海域的沉积环境评价分级标准

海域沉积环境评价值的调整：当80<海域评价值，但沉积环境评价为一般，则海域评价值调整为80；当50<海域评价值，但沉积环境评价为较差，则海域评价值调整为50。

六、生物体质量健康评价

以海洋贝类(瓣鳃纲)为环境监测生物，生物体质量的评价指标、权重及评价值见表3-5-10。单个指标评价值计算见公式(1)和(2)、单个站位评价值计算见公式(3)、海域评价值的计算见公式(4)。单个站位的生物体质量健康评价分级标准见表3-5-11。海域的生物体质量健康评价分级标准见表3-5-12。

生物体质量评价指标有滴滴涕、石油类、重金属等7项，各项指标第1类(健康状态标准值)、第3类(极不健康状态标准值)分别采用中华人民共和国国家标准《海洋生物质量标准》(GB18421-2001)中相应项目的第一类、第二类标准值(表3-5-10)。

表3-5-10生物体质量的评价指标、权重及评价值

表3-5-11单个站位的生物体质量评价分级标准

单个站位的生物体质量评价值的调整：当80<站位评价值，但生物体质量评价为一般，则站位评价值调整为80；当50<站位评价值，但生物体质量评价为较差，则站位评价值调整为50。

表3-5-12海域的生物体质量评价分级标准

海域生物体质量评价值的调整：当80<海域评价值，且生物体质量评价为一般，则海域评价值调整为80；当50<海域评价值，且生物体质量评价为较差，则海域评价值调整为50。

七、生物群落健康评价

本发明在系统分析近岸海域主要生态环境指标的历史记录和国内外相关标准的基础上，对历史较好状态下近岸海域的生物群落指标进行了分析，初步确定了各生物群落指标的评价限值。生物群落评价指标、权重及评价值见表3-5-13、3-5-14和3-5-15。单个指标评价值计算见公式(1)和(2)、单个站位评价值计算见公式(3)、海域评价值的计算见公式(4)。单个站位的生物群落评价分级标准见表3-5-16。海域的生物群落评价分级标准见表3-5-17。

表3-5-16渤海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

表3-5-17黄海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

表3-5-18东海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

表3-5-19南海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

表3-5-20单个站位的生物评价分级标准

单个站位的生物群落评价值的调整：当80<站位评价值，但生物群落评价为一般，则站位评价值调整为80；当50<站位评价值，但生物群落评价为较差，

则站位评价值调整为50。

表3-5-21海域的生物群落评价分级标准

海域生物群落评价值的调整：当80<海域评价值，且生物群落评价为一般，则海域评价值调整为80；当50<海域评价值，且生物群落评价为较差，则海域评价值调整为50。

八、近岸海域生态系统健康评价

生态系统健康指数按式(5)计算：

$CEH={\mathrm{\&Sigma;}}_1^p{A}_i\&CenterDot;W_{indx}...\left(5\right)$

式中：CEH——生态健康指数；

W_indx——第i类指标健康指数；

A_i——第i类指标权重系数；

p——评价指标类群数。

表3-5-22评价指标类群的权重系数

依据CEH评价生态系统健康状况：

a.当CEH>80时，生态系统处于健康状态；

b.当70<CEH≤80时，生态系统处于基本健康状态；

c.当60<CEH≤70时，生态系统处于亚健康状态；

d.当50<CEH≤60时，生态系统处于不健康状态；

e.当CEH≤50时，生态系统处于极不健康状态。

九、生态系统健康幅度分级

生态系统健康状况变化幅度分为4级，即无明显变化、略有变化(好或差)、明显变化(好或差)、显著变化(好或差)，见表3-5-23。

表3-5-23近岸海域生态系统健康变化度分级

本发明对近岸海域生态系统健康评价的指标选取、指标体系构建方式以及评价方法和评价标准选择等方面进行了研究，构建了一个完整的、可操作性强的近岸海域生态系统健康评价指标体系和评价方法。

利用本发明的评价方法得到的评价结果基本能够反映出较大的人为扰动，包括入海排污、人工养殖、石油类污染等对近岸海域生态系统造成的压力，同时也能反映主要的污染风险因子，对潜在的污染物因子也提供了一定的预警作用，具有一定的参考价值和借鉴意义，可以为今后近岸海域生态系统的生态保护和管理工作提供科学依据和指导信息。

Claims (1)

1.近岸海域生态系统健康评价方法，其特征在于，所述健康评价方法包括以下步骤：

(1)构建近岸海域的生态环境评价指标体系，生态环境评价指标由水环境生态指标、水环境毒理指标、沉积环境健康指标、生物体质量健康指标和生物群落健康指标组成；

所述水环境生态指标的评价因子主要包括溶解氧、无机氮、活性磷酸盐；所述水环境毒理指标的评价因子主要包括悬浮物、化学需氧量、石油类和重金属；所述沉积环境健康指标的评价因子主要包括硫化物、有机碳、石油类和重金属；所述生物体质量健康指标的评价因子主要包括双对氯苯基三氯乙烷、石油类和重金属；所述生物群落健康指标的评价因子主要包括叶绿素a、浮游植物群落结构、浮游动物群落结构、底栖生物群落结构；

(2)确定生态环境评价指标及其评价因子的权重；如下表所示：

(3)检测并收集生态环境评价指标各评价因子的数据，根据下列表格计算指标评价值；

A.近岸海域水环境生态学指标、权重及评价值

B.近岸海域水环境毒理指标、权重及评价值

C.沉积环境评价指标、权重及评价值：

D.生物体质量的评价指标、权重及评价值

E.生物群落的评价指标、权重及评价值；

E1.渤海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E2.黄海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E3.东海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

E4.南海近岸海域生物群落评价指标、权重及评价值

指标评价值的计算方法：

a.当评价指标的测值属于第1类，则：W＝100；

b.当评价指标的测值属于第3类，则：W＝0；

c.当评价指标的测值属于第2类，则：

Y₁＞Y₃按式(1)计算：

$W=100\left(\frac{X_{iq}-Y_3}{Y_1-Y_3}\right)...\left(1\right)$

Y₁＜Y₃按式(2)计算：

$W=100\left(\frac{Y_3-X_{iq}}{Y_3-Y_1}\right)...\left(2\right)$

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

X_iq——第i个站位第q项评价指标的测值；

Y₁——第q项评价指标的第1类标准限值；

Y₃——第q项评价指标的第3类标准限值；

(4)计算单个站位的水环境生态指标评价值；

单个站位的评价值按式(3)计算：

式中：W——第i个站位第q项评价指标评价值；

C_q——第q项评价指标权重；

m——评价区域一类评价指标总数；

(5)计算海域评价值；

海域的评价值按式(4)计算：

式中：W_i——第i个站位评价值；

n——评价区域监测站位总数；

S_i——第i个站位代表的调查海域面积；

S_i——调查海域总面积；

(6)计算近岸海域生态系统健康指数；

生态系统健康指数按式(5)计算：

$CEH={\mathrm{\&Sigma;}}_1^p{A}_i\&CenterDot;W_{indx}...\left(5\right)$

式中：CEH——生态健康指数；

W_indx——第i类指标健康指数；

A_i——第i类指标权重系数；

p——评价指标类群数；

依据CEH评价生态系统健康状况：

a.当CEH>80时，生态系统处于健康状态；

b.当70<CEH≤80时，生态系统处于基本健康状态；

c.当60<CEH≤70时，生态系统处于亚健康状态；

d.当50<CEH≤60时，生态系统处于不健康状态；

e.当CEH≤50时，生态系统处于极不健康状态。