阿克木·吾馬爾·關(guān)虎丙　扎依爾·買買提尼牙孜　

【摘要】 生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢。文章對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的基本概念、類型、內(nèi)容、特點、生態(tài)監(jiān)測技術(shù)和方法等進行了簡單的論述。

【關(guān)鍵詞】 生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)監(jiān)測；遙感技術(shù)

在環(huán)境科學(xué)中，環(huán)境監(jiān)測是研究和測定環(huán)境質(zhì)量的學(xué)科。它是環(huán)境科學(xué)研究的基礎(chǔ)和必要手段。近年來，水土流失、荒漠化、草原退化和物種減少日益嚴(yán)重，致使生態(tài)相當(dāng)脆弱、自然災(zāi)害頻繁、環(huán)境污染嚴(yán)重，直接危及到了社會、經(jīng)濟的發(fā)展。人們已經(jīng)認(rèn)識到，目前單純的理化指標(biāo)和生物指標(biāo)為主的環(huán)境監(jiān)測已不能滿足當(dāng)前的發(fā)展要求，為了保護生態(tài)環(huán)境，就將對環(huán)境生態(tài)的演化趨勢、特點及存在的問題作進一步的細(xì)致的了解，這時，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測也就孕育而生了。

生態(tài)監(jiān)測是利用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為作用的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律，為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提供了科學(xué)依據(jù)?？梢哉f，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是生態(tài)保護的前提，是生態(tài)管理的基礎(chǔ)，是生態(tài)法律法規(guī)的依據(jù)。生態(tài)監(jiān)測應(yīng)以環(huán)境管理、生態(tài)問題為導(dǎo)向，不僅向環(huán)境管理的各個領(lǐng)域滲透，主動為生態(tài)保護、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理服務(wù)，而且著重對當(dāng)?shù)氐闹卮笊鷳B(tài)問題進行定性和定量的監(jiān)測和研究，辨識和闡明有關(guān)生態(tài)問題，維護生態(tài)系統(tǒng)的健康(結(jié)構(gòu)完整功能健全)為生態(tài)保護、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理提供技術(shù)支持。

一、生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)監(jiān)測

生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)是英國生態(tài)學(xué)家Tansley于1935年首先提出來的，指的是在一定的空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動的相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個生態(tài)學(xué)功能單位。它把生物及其非生物環(huán)境看成是互相影響、彼此依存的一個統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)不論是自然還是人工的，都屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次，它具有自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個從簡單到復(fù)雜、從不成熟到成熟的發(fā)育過程。

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是指生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣程度。它以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在特定的時間和空間范圍內(nèi)，從生態(tài)系統(tǒng)層次上，反映生態(tài)環(huán)境對人類生存及社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的適宜程度，是根據(jù)人類的具體要求對生態(tài)環(huán)境的性質(zhì)及變化的結(jié)果進行評定。

生態(tài)監(jiān)測是采用生態(tài)學(xué)的各種方法和手段，從不同尺度上對各類生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能分別進行時空格局的度量，主要通過監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)條件、條件變化、對環(huán)境壓力的反映及其趨勢而獲得。生態(tài)監(jiān)測，又稱生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，關(guān)于生態(tài)監(jiān)測的定義尚不統(tǒng)一，主要表現(xiàn)在生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測的相互關(guān)系上，一種觀點是生態(tài)監(jiān)測就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變化及人為變化所做的反應(yīng)。包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩方面內(nèi)容。將生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測統(tǒng)一起來，統(tǒng)稱為生態(tài)監(jiān)測。

這種觀點表明，生態(tài)監(jiān)測是一種監(jiān)測方法，是對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的一種補充，利用的是“生態(tài)”來做“儀器”進行監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(1993)在《環(huán)境監(jiān)測手冊》上也認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測是一種綜合技術(shù)，是通過地面固定的監(jiān)測站或流動觀察隊、航空攝影及太空軌道衛(wèi)星，獲取包括生境的、生物的、經(jīng)濟的和社會的等多方面數(shù)據(jù)的技術(shù)。

另一種觀點認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測隸屬于生物監(jiān)測。即生態(tài)監(jiān)測是對生態(tài)系統(tǒng)級的生物反應(yīng)上的監(jiān)測，如：生態(tài)監(jiān)測是比生物監(jiān)測更復(fù)雜、更綜合的一種監(jiān)測技術(shù)。其觀點從學(xué)科上看，生態(tài)監(jiān)測屬于生物監(jiān)測的一部分，但因它涉及的范圍遠比生物學(xué)科廣泛、綜合。因此可把生態(tài)監(jiān)測獨立于生物監(jiān)測之外。

這種觀點表明生物監(jiān)測從生物學(xué)組建水平觀點出發(fā)，雖然系統(tǒng)地利用生物反應(yīng)以評價環(huán)境的變化，并把它的信息應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量控制的程序中去，各級水平上都可以有反應(yīng)，但重點放在生態(tài)系統(tǒng)級的生物反應(yīng)上。

隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，以及社會生產(chǎn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域的監(jiān)測實踐工作不斷展開，生態(tài)監(jiān)測遠遠超過了上述各種定義。實際上，無論是生物監(jiān)測還是生態(tài)監(jiān)測，都是利用生命系統(tǒng)各層次對自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)

來判定環(huán)境質(zhì)量，都是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互關(guān)系，這無疑又都屬于生態(tài)學(xué)研究范疇。

二、生態(tài)監(jiān)測的類型和微觀生態(tài)監(jiān)測

1．宏觀生態(tài)監(jiān)測

宏觀生態(tài)監(jiān)測研究對象的領(lǐng)域等級很廣，小到區(qū)域生態(tài)范圍，大到可擴展全球。它是指以原有的自然本底圖和專業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用遙感技術(shù)和生態(tài)圖技術(shù)，建立地理信息系統(tǒng)(GIS)。其次也可利用區(qū)域生態(tài)調(diào)查和生態(tài)統(tǒng)計。在現(xiàn)階段，宏觀生態(tài)監(jiān)測是以“3S技術(shù)”為主。

2．微觀生態(tài)監(jiān)測

微觀生態(tài)監(jiān)測研究對象的領(lǐng)域等級就相對較小了，從單一的生態(tài)類型到有幾個生態(tài)系統(tǒng)組成的景觀生態(tài)區(qū)。微觀生態(tài)監(jiān)測以大量的生態(tài)監(jiān)測站為工作基礎(chǔ)，以物理、化學(xué)或生物學(xué)的方法對生態(tài)系統(tǒng)各個組分提取屬性微觀生態(tài)監(jiān)測則以生物監(jiān)測為核心。

宏觀生態(tài)監(jiān)測必須以微觀生態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)。微觀生態(tài)監(jiān)測又必須以宏觀生態(tài)監(jiān)測為主導(dǎo)，二者相互獨立，又相輔相成，一個完整的生態(tài)監(jiān)測應(yīng)包括宏觀和微觀監(jiān)測兩種尺度所形成的生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)。

3．生態(tài)監(jiān)測的特點

生態(tài)監(jiān)測是在本世紀(jì)初發(fā)展起來的，到70年代后生態(tài)監(jiān)測成為研究領(lǐng)域，并在理論和監(jiān)測方法上更加豐富，在環(huán)境監(jiān)測中占有了特殊的地位。其主要特點為：

（1）長期性

自然界中生態(tài)過程的變化十分緩慢，而且生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)控功能，任何一次性(或短期)的、靜態(tài)性的數(shù)據(jù)和調(diào)查結(jié)果不可能對生態(tài)環(huán)境的趨勢作出準(zhǔn)確的判斷。只有長期監(jiān)測才能揭示其變化規(guī)律，預(yù)測其變化趨勢。

（2）綜合性

一個完整高效的生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測計劃將涉及到該地區(qū)的自然和社會的各個方面，監(jiān)測對象涵蓋空氣、水體、土壤、固體廢物、植被等客體，監(jiān)測手段包括生物、地理、環(huán)境、生態(tài)、理化、數(shù)學(xué)、信息和技術(shù)科學(xué)等一切可以表征環(huán)境質(zhì)量的方法。

（3）周期性

生態(tài)變化過程是緩慢的(如森林演替、木材分解等)，而且生態(tài)系統(tǒng)本身具有自我調(diào)控功能，對人類活動所產(chǎn)生的干擾作用反應(yīng)也極為緩慢。因此，生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測的時間一般很長，通常需采用周期性的問斷監(jiān)測而不是非間斷的連續(xù)監(jiān)測。

四、生態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容

生態(tài)監(jiān)測主要包括生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查、趨勢分析以及環(huán)境污染、土壤酸化、土地利用狀況、森林砍伐、城市化等對生態(tài)系統(tǒng)的影響。此外，為加強生態(tài)環(huán)境保護，環(huán)保部門應(yīng)充分發(fā)揮統(tǒng)一監(jiān)督管理的職能，綜合評價我國生態(tài)環(huán)境狀況及變化趨勢。國家環(huán)境保護總局于2006年3月9日頒布了HJ/T192—2006《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范(試行)》，其中指出了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的5大指標(biāo)：即生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地退化指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)。

五、生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法

生態(tài)監(jiān)測技術(shù)方法就是對生態(tài)系統(tǒng)中的指標(biāo)進行具體測量和判斷，從而獲得生態(tài)系統(tǒng)中某一指標(biāo)的特征數(shù)據(jù)。通過統(tǒng)計分析，以反映該指標(biāo)的現(xiàn)狀及變化趨勢，在選擇生態(tài)監(jiān)測具體技術(shù)方法前，要根據(jù)現(xiàn)有條件，結(jié)合實際制定相應(yīng)的技術(shù)路線，確定最佳監(jiān)測方案。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)體系和評價方法，達到科學(xué)評價生態(tài)環(huán)境狀況及預(yù)測其變化趨勢的目的。

生態(tài)監(jiān)測是一項宏觀與微觀監(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)”。所謂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) “3S技術(shù)”充分利用計算機技術(shù)把遙感、航照、衛(wèi)星監(jiān)測、地面定點監(jiān)控有機結(jié)合起來。依靠專門的軟硬件使生態(tài)監(jiān)測智能化。使生態(tài)資料數(shù)據(jù)上網(wǎng)，實現(xiàn)生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化，是宏觀生態(tài)環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的方向，是其發(fā)展的主要技術(shù)。在今后較長的一個時期內(nèi)，遙感手段將在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中得到更廣泛的應(yīng)用，地理信息系統(tǒng)作為“3S”技術(shù)的核心將發(fā)揮更大的作用。

其中，已經(jīng)投入應(yīng)用最多的是遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是指從不同高度的平臺上，使用各種傳感器，接收來自地球表層各類地物的電磁波信息，并對這些信息進行加工處理，從而對不同的地物及其特征進行遠距離的探測和識別，是延伸的環(huán)境信息獲取、傳輸、處理、綜合分析、發(fā)布、為管理決策服務(wù)的一整套技術(shù)體系。

在江蘇，上世紀(jì)80年代后期至90年代前期，省環(huán)境科學(xué)研究院專門設(shè)立了環(huán)境遙感研究室。此后先后承擔(dān)了蘇南大運河水污染環(huán)境遙感研究、太湖水環(huán)境遙感分析、藍藻遙感調(diào)查等。2003年起省環(huán)境監(jiān)測中心新成立生態(tài)監(jiān)測部江蘇省也確立了，從2005年開始通過全面開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測試點工作，2年內(nèi)形成全省生物、生態(tài)和海洋例行監(jiān)測工作局面，通過對生態(tài)環(huán)境建設(shè)深入探索全省生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)路線和發(fā)展方向。經(jīng)過各方努力，全省13個省轄市成立了獨立的生態(tài)監(jiān)測科室，負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況評價工作的組織實施，協(xié)助開展全省范圍內(nèi)的生態(tài)調(diào)查工作，使江蘇的生態(tài)監(jiān)測水平達到國內(nèi)一流水平，與國際先進水平接軌。

總之，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口、資源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，單純從理化、生物指標(biāo)監(jiān)測來了解環(huán)境質(zhì)量已不能滿足要求。生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢，通過生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行監(jiān)控和測試，可以為評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保護生態(tài)環(huán)境、重建生態(tài)環(huán)境、合理利用自然資源提供有效地依據(jù)。