从生态风险变化的角度出发, 在PSR(pressure-state-response)模型的基础上建立了流域综合生态风险评价的压力-效应-社会响应模型(pressure-effect-social-response,PESR), 探讨了快速城市化对深圳河流域生态环境的影响。结果表明: 1993?2007年期间深圳河流域的综合生态风险有所减小, 风险等级由1993年的较高级降至2007年的中级; 压力指数(PI)随着社会经济的不断发展逐渐增长, 效应指数(EI)基本保持稳定, 而社会响应指数(SRI)随着环保措施的加强而逐渐减小。综合生态风险的结果表明, 尽管社会经济压力不断增大, 但是环境保护措施的加强对缓解风险作用显著, 整体上会使得生态风险下降。

根据 1986?2007 年深圳湾海水水质监测资料, 阐述了氮磷营养盐的变化趋势及其相互关系, 并探讨了深圳湾海域富营养化程度。结果表明, 深圳湾海域水体溶解态无机氮含量年际变化幅度较大, 但总体呈上升趋势。氨氮是溶解态无机氮的主要组成形态, 表明深圳湾无机氮处于热力学不平衡状态。深圳湾海域水体中活性磷酸盐值含量变化幅度比较小, 总体呈下降趋势。深圳湾水体 DIN/ P 值在 1998 年以前呈不断上升趋势, 1998?2002 年之间呈现波动变化, 从 2002 年开始降低, 营养盐含量和组成的改变导致浮游植物群落结构的改变, 深圳湾海域发生的赤潮生物种类有从硅藻向甲藻过渡, 然后从甲藻 向硅藻过渡的趋势;相关分析表明, 溶解态无机氮以及氮磷营养盐之间的相关关系显著( r = 0. 769,p < 0. 01) , 说明氮磷营养盐间有一定程度相似的生物地球化学过程;水体营养状态质量指数显示深圳湾海水富营养化程度很高, 高度富营养化的水体使得深圳湾海域的赤潮日趋频繁, 控制入湾水体污染刻不容缓。

基于已有研究进展和实地调查资料, 研究了十堰市所辖县市区非点源污染物的产生量和流失量、污染源构成及区域分布特征。研究表明: 2004 年因各种非点源污染流入水体的污染物总氮(TN) 、总磷( TP) 分别为 1. 79 万t和 0. 38 万 t。TN 主要污染源是化肥施用和畜禽粪尿, 分别占39% 和 25% ; TP 主要污染源是水土流失、化肥污染 和水产养殖, 三者之和占到 TP 流失量的 60% 以上。十堰市所辖县市区中, 郧西县和丹江 口市非点源污染最为严重, 市辖区污染最小; 丹江口市为水产养殖污染型, 郧西县为化肥污染型, 郧县和竹山县为化肥-水土流失污染型,市辖区、竹溪县和房县为综合污染型。该研究结果可为丹江口库区非点源污染控制策略的制定提供参考。

以深圳河系统为例, 通过分析河流健康及其功能间的关系, 建立基于生态环境和社会经济服务功能的河流健康诊断指标体系, 采用层次分析法确定各种表征河流系统功能的具体指标对上一层元素的权重, 最后计算出健康综合指数, 并据此对河流健康状况进行综合诊断。研究表明: 深圳河2006年及1996年健康状况均处于中度受损状态; 其中生态功能和自净功能受损严重, 2006 年较 1996 年健康状况有所下降。结合深圳河流域水资源环境和社会经济特征分析可知: 深圳河现阶段水质污染严重和河道水量不足是导致深圳河功能受损的主要原因, 因此必须优先考虑截污和河道补水问题, 在此基础上方能通过生态修复进一步改善深圳河的健康状况。

快速城市化地区, 土地利用的剧烈改变严重影响了城市生态系统的结构和功能, 其中对城市生态需水变化特征作用显著。以深圳市为例, 分析了 1988?2006 年期间生态需水特征指标 EWI 与面向生态需水的土地利用结构特征指标 SI 的变化特征; 重点对 1993?2003 年期间特区内、外 SI 和 EWI 进行相关分析, 以反映不同城市化阶段城市生态需水和土地利用结构的关系特征。结果表明:1) 全市 EWI 和 SI 均呈显著下降趋势, 且具有空间差异性; 2) 特区内、外城市化进程存在明显差异, EWI 和 SI 的变化特征不同; 3)区域城市化处于初期和中期阶段时SI 和 EWI 之间具有显著正相关性, 但是随着城市化率的进一步提高, SI 和 EWI 的相关性显著下降, 甚至不复存在。

以深圳市为例, 利用等标污染负荷法和单位产值等标污染负荷法, 从污染物种类、时间变化、空间分布、行业排放 4 个方面, 分析了深圳市工业污染源重金属的排放特征, 重点比较了 1996?2007 年10 年以来重金属排放特征的变化。结果表明, 近 10 年深圳市工业污染源重金属等标污染负荷大小排序为六价铬 > 镉 > 铅 > 汞 > 砷;1986?2007 年, 重金属排放总量呈增长趋势, 单位产值重金属排放总量呈显著下降趋势;1996 年重金属等标污染负荷和单位产值等标污染负荷最大的行政区和流域分别为龙岗区和坪 山河流域, 2007 年则转移至福 田区和深圳河流域;1996 年和2007 年, 污染负荷最大的行业均为电子及通讯设备制造业和金属制品业。深圳市应将电子及通讯设备制造业和金属制品业行业的六价铬排放作为整治的重点。

人类活动的强烈干预使城市生态系统结构发生急剧变化, 导致土地利用方式改变, 城市生态需水量也随之显著改变。以深圳市宝安区为例, 定量分析城市生态需水量与土地利用结构的相互作用关系, 并利用偏最小二乘回归法对土地利用和城市生态需水量的变化进行了人文驱动机制分析。结果表明, 城市生态需水量与土地利用结构特征指标SI具有显著负相关关系。所选驱动因素总体对于土地利用变化的解释率为50 % ～90 % , 特别是对城镇建设用地和SI指标的解释率高达90 % 以上;对各类生态需水量变化的解释率为60 % ～80 % 。各驱动因子对土地利用和生态需水量变化的影响程度有所不同, 其中总人口的影响最大。由于城市生态需水量与土地利用变化具有类似的人文驱动机制, 利用简化的SI指标可以方便地解释和预测城市生态需水量的变化。

提出洪水灾害对可持续发展的长期影响指数(LFIS)。LFIS主要考虑洪水灾害对社会-经济-环境复合系统多方面多层次的影响, 是对现行的以洪灾经济损失评价及简单的经济损失弥补为目的的洪灾风险评价理念的拓展与补充。采用快速评估方法, 以县城区划为评估单元, 进行LFIS 的评价分级。根据LFIS的评价结果, 将评估单元划分为高、较高、中等、较低和低5类, 并从区域、省份和城市的角度分别对LFIS的分异规律进行讨论。研究结果可更好地服务于可持续背景下更为广泛的综合防洪减灾规划与决策。

以深圳市宝安区为例，计算了1988?2004年间宝安区城市生态需水量，得到城市生态需水量的特征变化规律，进而分析了生态需水量与水资源结构和土地利用变化的相关关系。结果表明，宝安区城市生态需水量由1988年的2.12亿m³减少到2004年的1.60亿m³，呈现明显的下降趋势。其中各子系统生态需水量变化规律不尽相同。城市生态需水量变化与其相关的土地利用变化具有显著正相关关系，据此可以利用土地利用结构的变化来估算城市生态需水量的变化。城市生态需水量占多年平均水资源总量的24%～33%，为保证城市生态系统功能健康，人类社会经济用水不能超过水资源总量的60%～70%。

人类活动的强烈干预使城市生态系统结构发生急剧变化, 导致土地利用方式改变, 城市生态需水量也随之显著改变。以深圳市宝安区为例, 定量分析城市生态需水量与土地利用结构的相互作用关系, 并利用偏最小二乘回归法对土地利用和城市生态需水量的变化进行了人文驱动机制分析。结果表明, 城市生态需水量与土地利用结构特征指标SI具有显著负相关关系。所选驱动因素总体对于土地利用变化的解释率为50 % ～90 % , 特别是对城镇建设用地和SI指标的解释率高达90 % 以上;对各类生态需水量变化的解释率为60 % ～80 % 。各驱动因子对土地利用和生态需水量变化的影响程度有所不同, 其中总人口的影响最大。由于城市生态需水量与土地利用变化具有类似的人文驱动机制, 利用简化的SI指标可以方便地解释和预测城市生态需水量的变化。

生态风险评价是20世纪90年代以后兴起的新的研究领域，是环境风险评价的重要分支，也是环境管理和决策的科学基础。简要评述了生态风险评价相关的基本概念、评价方法和框架体系，重点讨论了生态风险评价的若干关键问题，并据此对生态风险评价研究的发展趋势进行了讨论。