中国生态监测存在问题及发展趋势

2015-01-28刘海江董贵华何立环翟超英

中国环境监测 2015年6期

齐杨，于洋，刘海江，董贵华，何立环，翟超英

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

随着中国经济的的不断发展，人们对各类生态系统开发利用的规模和强度越来越大，对自然生态系统造成了深远影响，甚至造成了不可逆转的破坏，阻碍了生态系统、社会经济的可持续发展。近年来，国家在生态保护方面的努力和投入逐年加大，取得了积极成效，但生态环境整体恶化的趋势仍没有得到根本遏制，区域性、局部性生态环境问题依旧突出，生态服务功能退化，生态系统自我调控、自我恢复能力减弱，部分生态环境破坏严重的地区已经直接或间接地危害到人民群众的身心健康，并制约了经济和社会的发展。与此同时，由于生态系统本身的复杂性、综合性、区域性特点，国内整体生态环境状况和变化趋势仍不够清晰，基础性工作不到位，导致了生态环境保护、建设、管理和决策略显盲目，缺乏针对性。因此，必须从生态系统管理的角度开展生态环境监测工作，研究生态环境的自然变化以及受到人为干扰后的变化规律，分析产生问题的自然事件或人为活动及过程，才能为区域生态环境保护和管理决策提供有力的技术支撑，有针对性地进行生态环境保护，不断提高生态文明水平。

在生态学基本理论基础上，探讨了生态监测的科学内涵，明确了生态监测的对象、目的，并深入分析了生态监测存在的问题。最后，从国家现实需求、生态监测现状以及监测技术发展的历史规律，探讨了未来中国生态监测的总体发展趋势。

1 生态监测的基本概念

1.1 生态环境

生态环境的概念在学术界一直存有争议，目前尚未形成统一认识。通过查阅文献发现，生态环境是中国特有的一个名词。著名生态学家马世骏指出，生态环境中的生态是形容词，环境是名词。王如松则认为，生态环境是包括人在内的生命有机体的环境，是生命有机体赖以生存、发展、繁衍、进化的各种生态因子和生态关系的总和［1］。万本太在环境科学的研究范畴内将生态环境定义为以人类为中心的各种自然要素(生物要素、非生物要素)和社会要素的综合体，认为其中的自然要素在人类活动的影响下，不再是原始的、纯粹的自然，而是人化的自然［2］。其中的社会要素因受自然环境的影响而成为自然化的社会。因此，生态环境的概念强调：人类是生态环境的主体，人类周围的环境是客体;主体与客体之间相互联系、相互作用、相互影响;生态环境包括生物因素、非生物因素，是人类生存与发展的物质基础和空间条件。

结合各学科领域的学术观点，从适应国家环境保护管理需求的角度定义生态环境，更具有针对性、现实性。因此，给出如下定义：生态环境是人类赖以生存和发展的各种生态因子和生态关系的总和，是环境受到人类活动影响的产物，由多种要素组成，各要素之间存在着相互促进、相互制约的复杂关系，这些要素及其相互关系构成了一个具有综合性、等级性、区域性特征的复杂系统。

1.2 生态监测

生态监测作为一种系统地收集地球自然资源信息的技术方法，起始于20世纪60年代后期，至今已有40多年的发展历史［3］，但多年来人们对于生态监测的概念始终有着不同的理解。全球环境监测系统(GEMS)将生态监测定义为一种能够低廉便捷地获取大面积生态支持系统能力数据的综合技术;20世纪70年代末，有前苏联学者提出生态监测的概念就是“生物圈综合监测”，认为生态监测是一套观测、评价、预测生物圈状况及其变化的技术体系;美国环保局A．Hirch博士则认为生态监测是对人类活动影响下自然生态结构和功能的监测［3］。张建辉等认为，生态监测在某种程度上，是从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量，主要通过监测生态系统的条件、条件的变化、对环境压力的反映及其趋势而获得［4］。万本太提出生态监测是以生态学原理为理论基础，运用可比且较成熟的方法，对不同尺度的生态环境质量状况及其变化趋势进行连续观测、评价的综合技术［2］。

结合环保部门生态保护的工作职责，生态监测应包括2个部分：一是监测生态环境质量，二是监督对生态环境有影响的自然资源开发利用活动、重要生态环境建设和生态破坏恢复工作。因此，可以在原有的生态监测概念基础上给出以下定义：生态环境监测，又称生态监测，是以生态学原理为理论基础，综合运用可比且较成熟的技术方法，对不同尺度生态系统的组成要素进行连续监测，获取最具代表性的信息，评价生态环境状况及其变化趋势的技术活动。作为环境监测的重要组成部分，生态环境监测既是一项基础性工作，为生态保护决策提供可靠数据、科学依据，同时，又是一种技术行为，为生态保护管理提供技术支撑、技术服务。

2 生态监测的对象和目标

生态监测是指以标准化的方法在特定时间、空间内重复分析测定生态系统状况［5］。因此，生态监测的对象就是生态系统，其目标是认识反映生态系统的状态和演变趋势，为保护生态环境、合理利用自然资源、实施可持续发展战略提供科学依据［6］。根据生态系统的层级系统理论(hierarchy theory)［7］，将层级系统中个体水平以上的层次作为生态监测的对象，具体为个体(organism)、种群(population)、群落(community)、生态系统(ecosystem)、景观(landscape)、区域(生物群系，biome)、全球(生物圈，biosphere)。

生态系统除了指自然生态系统之外，也逐渐被扩展为包括经济系统和社会系统的复合生态系统［8］。因此，生态监测的对象又可以归纳为环境要素、生物要素、生态格局、生态关系、社会经济5个方面。

环境要素监测：是对生态环境中的非生命成分进行监测，既包括自然环境因子监测(如气候、水文、地质条件等自然要素监测)，也包括环境因子监测(如大气污染物、水体污染物、土壤污染物、噪声、热污染、放射性、景观格局等人类活动影响下的环境监测)。

生物要素监测：是对生态环境中的生命成分进行监测，包括对生物个体、种群、群落、生态系统等的组成、数量、动态的统计、调查和监测，也包括污染物在生物体中的迁移、转化、传递过程中的含量及变化监测。

生态格局监测：运用景观生态学中的一些基础理论，如景观结构和功能原理、生物多样性原理、物种流动原理、养分再分配原理、景观变化原理、等级(层次)理论、空间异质性原理等［9］，对一定区域范围内生物与环境之间构成的生态环境系统的组合方式、镶嵌特征、动态变化以及空间分布格局等进行的监测。

生态关系监测：是对生物与环境相互作用及其发展规律进行的监测。围绕生态演变过程、生态系统功能、发展变化趋势等开展监测、分析研究，其中既包括自然生态环境(如自然保护区内)监测，也包括受到干扰、污染或恢复、重建、治理后的生态环境监测。

社会环境监测：人类是生态环境的主体，但人类本身的生产、生活和发展方式也在直接或间接地影响生态环境的社会环境部分，反过来再作用于人类这个主体本身。因此，对社会环境，包括政治、经济、文化等进行监测，也是生态监测的重要内容之一。

国内有学者认为，生态监测是一种环境质量评价的手段和方法［10］，这种观点值得商榷。从Kolkwitz等在1902年首次采用生物评价水质至今，在环境领域提及的生物监测均指一种生物群落、生物个体或生物体的生理生化指标来反映水体、土壤等的环境质量［11-13］，而非指监测生物本身。生态监测的根本目的是获取生态系统的类型、结构、功能及各要素的现状和变化信息，进而评价生态环境质量现状并预测发展趋势，为生态保护和建设提供决策依据，促进生态系统和人类社会协调发展。只有在一些社会经济-自然复合生态系统研究及管理工作中，生态监测的结果用来反映相应的环境状况时，生态监测才可以被视为一种“监测工具”或“管理手段”［6］。

3 生态监测中存在的问题

中国的生态监测兴起于20世纪70年代，至今已开展了一系列的环境、资源、污染的调查与研究工作，各相关部门和单位相继建立了一批生态观测定位站、生态(环境)监测站，对若干区域乃至全国的生态环境进行连续监测、调查、分析评价。但与发达国家相比，中国的生态监测工作起步较晚，生态监测的理论和方法还不成熟，少有统一的标准和规范，虽然近年来国家加大了投入，发展迅速，但整体经验少、底子薄，各地区、各部门、各学科发展不平衡等问题仍然存在，造成了生态监测在发展过程中的局限性、差异性，使其不能很好地发挥作为生态保护“耳目”、“哨兵”的基础性作用。

3.1 生态监测缺乏统一管理，部门间任务存在交叉和重复

生态监测是生态保护过程中一项复杂的系统工程，涉及环保、农业、林业、海洋、气象、国土等多个部门。做好生态保护工作，需要各部门、各单位密切配合与团结协作［14］。但由于目前的生态监测工作缺乏统一、有效的管理机制，各部门间缺乏联合与协作，没能形成统一的规划布局进行生态保护。尽管国务院“三定”方案对各部门的职责进行了明确分工，但在具体开展工作过程中，各部门对职责的理解仍有不同，造成任务界定不清，使生态监测工作出现交叉、重复和空白。

从国务院办公厅印发的环境保护部、农业部、国家林业局、国土资源部等各行业部门职责［15-18］中不难看出，尽管国家对部门分工很明确，如农业部负责农业(含农业生态环境)、国家林业局负责林业(含林业资源)、国土资源部负责资源(如土地资源)等，但对于环境监测的职责却保持着各自的理解。大家都认为在自己的职责范围有开展行业性环境监测的任务，因而做了很多相同或相似的工作。各有关部门均在组建自己的生态环境监测网络，尽管目的或有不同，但就国家这一整体而言，无疑是一种极大的浪费。此外，由于部门壁垒尚未消除，监测信息共享困难，也造成了管理上的困难。在利益驱使下，很多工作即使知道重复也仍在进行。如近年来开展的耗资较大生态环境状况调查，各部门都争着去做，希望建立自己的数据库。与建网、建库、建队伍相比，生态保护已不再是生态监测的最终目的，而不过是一张保护伞。在这种本末倒置的情况下，即使国家投入再高，也不可能取得良好效果。

与此相反，在各部门、各单位过分依赖遥感技术开展宏观生态监测的同时，忽略了地面微观生态监测工作的开展，使生态监测工作出现“瘸腿”现象。同时，对监测的技术体系和法制保障体系建设未能给予足够重视，致使其进展缓慢，几乎还是空白。

3.2 生态监测技术不够规范，信息整合与利用困难

以生态保护为最终目的生态监测，是以能够全面、及时、准确地反映生态环境状况及其变化趋势为直接目标，并为生态保护管理与决策服务的综合性的技术行为。它既包括对环境本底、环境污染、环境破坏的监测，也包括对生命系统的监测(系统结构、生物污染、生态系统功能、生态系统物质循环等)，还包括人为干扰、自然干扰造成的生物与环境之间相互关系变化的监测［19］。这要求不同时间、空间尺度的监测信息必须具备可比性、连续性。

然而，目前的生态监测技术仍不规范，监测指标不一，监测方法多样，评价方法千差万别。尽管环境保护部正式发布了《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192—2006)，但由于刚实施，推广、宣传力度不够，除全国环保系统外还未被其他部门或单位广泛采用。没有科学统一的监测技术体系，各部门、各单位的监测信息本身由于缺乏可比性、连续性，无法进行有效整合，造成分析、评价上的片面性、局限性。同时，当前的生态监测技术体系的发展没有跟上科技发展的步伐，监测科研工作基础薄弱，创新能力不高。

3.3 生态监测网络松散，国家级生态监测网络建立缓慢

为解决日益复杂化、复合化的生态环境问题以及更加科学地管理生态系统，科学家逐渐认识到开展生态环境长期定位观测研究非常必要［20］，而建立管理有序、信息共享的生态监测网络是开展长期生态监测的重要保证。国内目前已有的生态监测网络多是行业性，且各自独立，整体处于一种松散组织状态，只能反映某一区域或某一生态系统或某类生态问题状况，无法从整体上对生态环境状况进行把握，进而可能误导决策。

国家科技部从2005年已经开始着手建立国家级生态监测网络，目前已有部分生态监测台站纳入国家生态监测网络。“十二五”期间，国务院发布的《“十二五”国家自主创新能力建设规划》［21］和环保部发布的《国家环境保护“十二五”科技发展规划》［22］中也均提出要建立国家生态环境观测研究站(网)。但从整体上看，国内的生态监测网络仍处于分散、重复的初级阶段，尚未形成可直接应用于生态监测具体工作的完整、成熟的网络体系［4］，距离形成一个全国性、综合性的国家级生态监测网络，真正能够实现联网研究的中国生态监测网络仍要走很长一段路。

3.4 环境监测法律依据不足，法制保障力度亟待加强

自20世纪80年代开始，中国相继颁布了环境保护、污染防治等方面一系列的法律法规。2014年新修订的《中华人民共和国环境保护法》第二章第十七条规定“国务院环境保护主管部门制定监测规范，会同有关部门组织监测网络，统一规划国家环境质量监测站(点)的设置，建立监测数据共享机制，加强对环境监测的管理”。但直到目前，国家仍没有一部较正式的法律法规对环境监测做出具体规定，给予其法制保障，生态监测方面更是一片空白。在无法可依、无规可守的现实面前，生态监测举步维艰，直接造成了各部门各单位间任务不清、劳动重复、资源浪费的局面，极大地影响了生态保护决策和效果。

3.5 生态监测能力水平普遍较低，亟待建设

一方面，由于长期环境保护和资源管理工作集中于环境污染、环境质量、资源动态的监测，而忽视了对生态系统状况、变化趋势的综合监测，如对城市生态系统、农田生态系统、森林生态系统等的监测力度、监测能力均严重不足［14］;另一方面，生态监测具有监测周期长、监测对象和方法多样性及难度大等技术特点，且生态监测涉及多种生态要素，需多个部门互相合作。因此，限于国内社会经济发展水平等原因，目前的生态监测能力从总体上看仍然很低，地区间及行业部门间的能力水平参差不齐。

全国各级环境监测(中心)站中，能够独立开展生态监测工作的很少。省级及部分地市级监测站之所以连续几年成功开展了生态环境质量评价工作，也是因为环境保护部从中协调、省际间互帮互助的结果，其中大部监测站不是没人员缺设备，就是没技术少经费。

4 生态监测发展趋势

2012年11月，党的十八大将“建设生态文明”纳入社会发展“五位一体”总体布局，明确指出“建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计”，向全国人民发出了“努力建设美丽中国”的伟大号召。2013年1月，环境保护部正式印发《全国生态保护“十二五”规划》，认为中国生态环境整体恶化的趋势仍未得到根本遏制，并明确提出要加强重点生态区域的保护和管理，恢复受破坏区域的生态功能，防止新的人为破坏，深化生态示范建设，构筑生态安全屏障［23］。

因此，中国的生态监测工作在当前条件下，已迎来加速发展的重要战略机遇期，必须要为建设生态文明提供有力的技术支撑，在建设美丽中国的过程中发挥保驾护航的作用。从国家现实需求、生态监测现状以及监测技术发展历史规律来看，未来国内生态监测的总体发展趋势如下：

1)生态环境地面监测站点不断增多，各部门监测资源进一步有效整合，统一的国家生态环境监测网络逐步形成，同时，国际合作与交流更加紧密，大尺度的生态监测及其相关科研项目更多实施，大范围跨区域的生态监测信息联网共享将成为可能。

2)天地一体化的生态监测技术体系得以建立，技术方法趋向标准化、规范化、自动化、智能化，监测数据的可比性、连续性、代表性持续增强，仪器设备向多功能、集成化、系统化方向发展，监测业务由劳动密集型向技术密集型转变。

3)针对不同生态类型的评价指标体系、评价方法更加完善，生态环境质量综合评价技术更加成熟，并逐步从现状与变化评价转向生态风险评价，能够实现生态环境质量变化趋势的预测预警。

4)传统的地面调查和监测技术与新兴的遥感监测技术有机结合，计算机技术的发展将推进遥感监测、地面定点监测、调查与统计分析的进一步融合，生态监测业务化平台的数字化、网络化、智能化水平大幅提升，从宏观和微观角度全面监测不同尺度生态环境状况。

5)随着生态监测的内容、指标体系的丰富和完善，分析测试方法涉及的学科领域更加庞杂。同时，诸如高分辨率遥感监测、电磁台网监测、高功率激光器等一系列新技术、新方法也将越来越多的应用到生态监测中［19］。

总之，为了更好地适应生态保护和管理的需求，生态监测工作需要对目前的监测任务和工作进行统一布置，对实行“一把尺子”的现状进行调整，未来要根据自然区域(如区域、流域等)开展有针对性的综合监测与评价，拓展生物、生态、土壤等监测要素，同时开展监测指标、评价方法的研究，制定相应的技术规范，加强数据质量控制及监测能力建设等，补充完善现有的环境监测技术体系［24-27］。

5 结语

从生态监测的科学内涵、对象、目标、存在问题以及发展趋势等方面进行了探讨，以期为生态监测工作的进一步开展提供思路，从而为进一步说清生态环境的现状和发展趋势，实施生态环境保护、建设与管理提供更可靠的科学依据和技术支持，促进社会经济与生态环境的可持续发展。

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