淺談生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

王磊 屈森虎 龐偉

摘要：環(huán)境監(jiān)測是維護(hù)人類生活環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，本文對(duì)于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的定義，監(jiān)測任務(wù)和對(duì)象，生態(tài)監(jiān)測的類型和特點(diǎn)，以及技術(shù)方法和指標(biāo)體系；介紹了目前我國生態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)狀和存在的問題；指出生態(tài)監(jiān)測是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，環(huán)境監(jiān)測的最終結(jié)果是對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出污染治理方案。

關(guān)鍵詞：生態(tài)監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；指標(biāo)體系；技術(shù)方法

一、 生態(tài)監(jiān)測的定義

對(duì)于生態(tài)監(jiān)測，許多人有不同的理解。全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)將其定義為是一種綜合技術(shù)，可相對(duì)便宜地收集大范圍內(nèi)生命支持系統(tǒng)能力的數(shù)據(jù)。前蘇聯(lián)學(xué)者曾提出，生態(tài)監(jiān)測是生物圈的綜合監(jiān)測。國內(nèi)有學(xué)者提出“生態(tài)監(jiān)測就是運(yùn)用可比的方法，在時(shí)間和空間上對(duì)特定區(qū)域范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)組合體的類型、結(jié)構(gòu)和功能及其組合要素等進(jìn)行系統(tǒng)地測定和觀察的過程，監(jiān)測的結(jié)果則用于評(píng)價(jià)和預(yù)測人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，為合理利用資源、改善生態(tài)環(huán)境和自然保護(hù)提供決策依據(jù)”，這一定義從方法原理、目的、手段、意義等方面作了較全面的闡述。

二、生態(tài)監(jiān)測的對(duì)象

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測已不再是單純的對(duì)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀調(diào)查，它是以監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)條件、條件變化、對(duì)環(huán)境壓力的反映及趨勢，側(cè)重于宏觀的、大區(qū)域的生態(tài)破壞問題。生態(tài)監(jiān)測的對(duì)象包括農(nóng)田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動(dòng)植物等，每一類型的生態(tài)系統(tǒng)都具有多樣性，不僅包括了環(huán)境要素變化的指標(biāo)和生物資源變化的指標(biāo)，同時(shí)還要包括人類活動(dòng)變化的指標(biāo)。

三、 生態(tài)監(jiān)測的類型

根據(jù)生態(tài)監(jiān)測 2 個(gè)基本的空間尺度，可將其劃分為宏觀生態(tài)監(jiān)測和微觀生態(tài)監(jiān)測兩大類。

（1）宏觀生態(tài)監(jiān)測。是在區(qū)域范圍內(nèi)（大至全球范圍）對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)的組合方式、鑲嵌特征、動(dòng)態(tài)變化和空間分布格局及其在人類活動(dòng)影響下的變化等進(jìn)行監(jiān)測。主要利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和生態(tài)制圖技術(shù)等進(jìn)行監(jiān)測。

（2）微觀生態(tài)監(jiān)測。其監(jiān)測對(duì)象的地域等級(jí)最大可包括由幾個(gè)生態(tài)系統(tǒng)組成的景觀生態(tài)區(qū)，最小也應(yīng)代表單一的生態(tài)類型。它是對(duì)某一特定生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)集合體的結(jié)構(gòu)和功能特征及其在人類活動(dòng)影響下的變化進(jìn)行監(jiān)測。

宏觀生態(tài)監(jiān)測起主導(dǎo)作用，且以微觀生態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，二者既相互獨(dú)立，又相輔相成。

四、 生態(tài)監(jiān)測的特點(diǎn)

生態(tài)監(jiān)測是一個(gè)綜合性的工作，牽涉到多學(xué)科的交叉，它包含了農(nóng)、林、牧、副、漁、工等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。又是一個(gè)長期性的復(fù)雜性的工作，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的發(fā)展是十分緩慢的復(fù)雜變化過程，受污染物質(zhì)的排放、資源的開發(fā)利用，還有自然因素等的影響，長期監(jiān)測才能揭示其變化規(guī)律。其還具有分散性，生態(tài)監(jiān)測站點(diǎn)的選取往往相隔較遠(yuǎn)，監(jiān)測網(wǎng)的分散性很大。同時(shí)由于生態(tài)過程的緩慢性，生態(tài)監(jiān)測的時(shí)間跨度也很大，所以通常采取周期性的間斷監(jiān)測。

五、 生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法

當(dāng)前國家監(jiān)測總站確定的生態(tài)監(jiān)測技術(shù)路線是以空中遙感監(jiān)測為主要技術(shù)手段，地面對(duì)應(yīng)監(jiān)測為輔助措施，結(jié)合 GIS 和 GPS 技術(shù)，完善生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立完整的生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，達(dá)到科學(xué)評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境狀況及預(yù)測其變化趨勢的目的。

生態(tài)監(jiān)測是一項(xiàng)宏觀監(jiān)測與微觀監(jiān)測相結(jié)合的工作，依靠傳統(tǒng)監(jiān)測手段只能解決局部監(jiān)測問題，而綜合整體且準(zhǔn)確完全的監(jiān)測結(jié)果必須依賴“3S 技術(shù)”。3S 技術(shù)，即地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）和全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS），3 項(xiàng)技術(shù)形成了對(duì)地球進(jìn)行空間觀測、空間定位及空間分析的完整的技術(shù)體系，能反映全球尺度上生態(tài)系統(tǒng)各要素的相互關(guān)系和變化規(guī)律，提供全球或大區(qū)域精確定位的高頻度宏觀資源與環(huán)境影像，揭示巖石圈、水圈、氣圈和生物圈的相互作用和關(guān)系。

六、 生態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)體系

從宏觀角度上可以將生態(tài)系統(tǒng)劃分為陸地、海洋兩大生態(tài)系統(tǒng)。本文主要對(duì)于陸地的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行論述。

陸地生態(tài)系統(tǒng)包括： 森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、內(nèi)陸水域和濕地生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和城市生態(tài)系統(tǒng)，其指標(biāo)體系可由氣象要素、水文要素、土壤要素、植物要素、動(dòng)物要素和微生物要素構(gòu)成。

主要監(jiān)測要素指標(biāo)：

（1）氣象指標(biāo)：氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量及其分布、蒸發(fā)量、土壤溫度梯度、日照和輻射收支。

（2）水文指標(biāo)：地表徑流量及其化學(xué)組成、地下水位。

（3）土壤指標(biāo)：養(yǎng)分含量及有效態(tài)含量、pH 值、交換性酸（鹽）及其組成、陰離子交換量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤顆粒組成、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)組成、容重、孔隙度、透水率、飽和水量及凋謝水量。

（4）植物指標(biāo)：種類及組成、指示種、指示群落、種群密度、覆蓋度、菌體量、生長量、凋落物量。

（5）動(dòng)物指標(biāo)：種類、種群密度、菌體量及時(shí)空動(dòng)態(tài)、能量和物質(zhì)收支、熱值。

（6）微生物指標(biāo)：種類、分布及其密度和季節(jié)動(dòng)態(tài)變化、菌體量、熱值。

七、生態(tài)監(jiān)測的任務(wù)

生態(tài)監(jiān)測的任務(wù)是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)研究生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律及發(fā)展趨勢，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀以及因人類活動(dòng)所引起的重要生態(tài)問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測；對(duì)破壞的生態(tài)系統(tǒng)在人類的治理過程中生態(tài)平衡恢復(fù)過程的監(jiān)測；通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累，建立數(shù)學(xué)模型，為預(yù)測預(yù)報(bào)和影響評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)；支持國際上一些重要的生態(tài)研究及監(jiān)測計(jì)劃，如 GEMS（全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)）和 MAB（人與生物圈）等，加入國際生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

八、 開展生態(tài)監(jiān)測的建議

（1）3S 技術(shù)和地面監(jiān)測相結(jié)合，從宏觀和微觀角度來全面審視生態(tài)質(zhì)量。（2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一體化，考慮全球生態(tài)質(zhì)量變化，在生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)上逐步從生態(tài)質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以提供早期預(yù)警。（3）在信息管理上強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，廣泛采用地理信息系統(tǒng)，加強(qiáng)國際合作。（4）加大宣傳力度，提高各級(jí)政府對(duì)生態(tài)監(jiān)測的重視程度。盡快將生態(tài)監(jiān)測納入常規(guī)環(huán)境監(jiān)測之中，引進(jìn)國外最新生態(tài)監(jiān)測技術(shù)，加強(qiáng)重大生態(tài)事件的監(jiān)測力度。 （5）針對(duì)不同的生態(tài)系統(tǒng)類型和區(qū)域突出生態(tài)環(huán)境問題，研究制定生態(tài)監(jiān)測和評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系與系列標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)的演化趨勢、特性及動(dòng)態(tài)監(jiān)測研究。

九、 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，開展生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測體系發(fā)展和完善的必然趨勢和要求，這一復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)環(huán)境監(jiān)測工作提出了更高的要求，它必將更深層次地為環(huán)境管理和決策部門服務(wù)，建設(shè)營造良性循環(huán)、天地人和的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：南京市建鄴區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站）