浅议生态环境监测对综合评价生态系统状况的重要性

阿克木·吾马尔·关虎丙　扎依尔·买买提尼牙孜　

【摘要】 生态监测是环境监测发展的必然趋势。文章对生态环境监测的基本概念、类型、内容、特点、生态监测技术和方法等进行了简单的论述。

【关键词】 生态系统；生态监测；遥感技术

在环境科学中，环境监测是研究和测定环境质量的学科。它是环境科学研究的基础和必要手段。近年来，水土流失、荒漠化、草原退化和物种减少日益严重，致使生态相当脆弱、自然灾害频繁、环境污染严重，直接危及到了社会、经济的发展。人们已经认识到，目前单纯的理化指标和生物指标为主的环境监测已不能满足当前的发展要求，为了保护生态环境，就将对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题作进一步的细致的了解，这时，生态环境监测也就孕育而生了。

生态监测是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律，为环境质量的评估、调控和环境管理提供了科学依据。可以说，生态环境监测是生态保护的前提，是生态管理的基础，是生态法律法规的依据。生态监测应以环境管理、生态问题为导向，不仅向环境管理的各个领域渗透，主动为生态保护、生态建设、生态管理服务，而且着重对当地的重大生态问题进行定性和定量的监测和研究，辨识和阐明有关生态问题，维护生态系统的健康(结构完整功能健全)为生态保护、生态建设、生态管理提供技术支持。

一、生态系统与生态监测

生态系统(ecosystem)是英国生态学家Tansley于1935年首先提出来的，指的是在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动的相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的一个统一整体。生态系统不论是自然还是人工的，都属于生态学研究的最高层次，它具有自我调节能力。生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。

生态环境质量是指生态环境的优劣程度。它以生态学理论为基础，在特定的时间和空间范围内，从生态系统层次上，反映生态环境对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度，是根据人类的具体要求对生态环境的性质及变化的结果进行评定。

生态监测是采用生态学的各种方法和手段，从不同尺度上对各类生态系统结构和功能分别进行时空格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测，又称生态环境监测，关于生态监测的定义尚不统一，主要表现在生态监测与生物监测的相互关系上，一种观点是生态监测就是观测与评价生态系统对自然变化及人为变化所做的反应。包括生物监测和地球物理化学监测两方面内容。将生态监测与生物监测统一起来，统称为生态监测。

这种观点表明，生态监测是一种监测方法，是对环境监测技术的一种补充，利用的是“生态”来做“仪器”进行监测环境质量。联合国环境规划署(1993)在《环境监测手册》上也认为生态监测是一种综合技术，是通过地面固定的监测站或流动观察队、航空摄影及太空轨道卫星，获取包括生境的、生物的、经济的和社会的等多方面数据的技术。

另一种观点认为生态监测隶属于生物监测。即生态监测是对生态系统级的生物反应上的监测，如：生态监测是比生物监测更复杂、更综合的一种监测技术。其观点从学科上看，生态监测属于生物监测的一部分，但因它涉及的范围远比生物学科广泛、综合。因此可把生态监测独立于生物监测之外。

这种观点表明生物监测从生物学组建水平观点出发，虽然系统地利用生物反应以评价环境的变化，并把它的信息应用于环境质量控制的程序中去，各级水平上都可以有反应，但重点放在生态系统级的生物反应上。

随着环境科学的发展，以及社会生产、科学研究等领域的监测实践工作不断展开，生态监测远远超过了上述各种定义。实际上，无论是生物监测还是生态监测，都是利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应

来判定环境质量，都是研究生命系统与环境系统的相互关系，这无疑又都属于生态学研究范畴。

二、生态监测的类型和微观生态监测

1．宏观生态监测

宏观生态监测研究对象的领域等级很广，小到区域生态范围，大到可扩展全球。它是指以原有的自然本底图和专业数据为基础，采用遥感技术和生态图技术，建立地理信息系统(GIS)。其次也可利用区域生态调查和生态统计。在现阶段，宏观生态监测是以“3S技术”为主。

2．微观生态监测

微观生态监测研究对象的领域等级就相对较小了，从单一的生态类型到有几个生态系统组成的景观生态区。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础，以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性微观生态监测则以生物监测为核心。

宏观生态监测必须以微观生态监测为基础。微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导，二者相互独立，又相辅相成，一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。

3．生态监测的特点

生态监测是在本世纪初发展起来的，到70年代后生态监测成为研究领域，并在理论和监测方法上更加丰富，在环境监测中占有了特殊的地位。其主要特点为：

（1）长期性

自然界中生态过程的变化十分缓慢，而且生态系统具有自我调控功能，任何一次性(或短期)的、静态性的数据和调查结果不可能对生态环境的趋势作出准确的判断。只有长期监测才能揭示其变化规律，预测其变化趋势。

（2）综合性

一个完整高效的生态环境动态监测计划将涉及到该地区的自然和社会的各个方面，监测对象涵盖空气、水体、土壤、固体废物、植被等客体，监测手段包括生物、地理、环境、生态、理化、数学、信息和技术科学等一切可以表征环境质量的方法。

（3）周期性

生态变化过程是缓慢的(如森林演替、木材分解等)，而且生态系统本身具有自我调控功能，对人类活动所产生的干扰作用反应也极为缓慢。因此，生态环境动态监测的时间一般很长，通常需采用周期性的问断监测而不是非间断的连续监测。

四、生态监测的内容

生态监测主要包括生态环境现状调查、趋势分析以及环境污染、土壤酸化、土地利用状况、森林砍伐、城市化等对生态系统的影响。此外，为加强生态环境保护，环保部门应充分发挥统一监督管理的职能，综合评价我国生态环境状况及变化趋势。国家环境保护总局于2006年3月9日颁布了HJ/T192—2006《生态环境状况评价技术规范(试行)》，其中指出了生态环境质量的5大指标：即生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数。

五、生态监测的技术方法

生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标的特征数据。通过统计分析，以反映该指标的现状及变化趋势，在选择生态监测具体技术方法前，要根据现有条件，结合实际制定相应的技术路线，确定最佳监测方案。当前国家监测总站确定的生态监测技术路线是以空中遥感监测为主要技术手段，地面对应监测为辅助措施，结合GIS和GPS技术，完善生态监测网络，建立完整的生态监测指标体系和评价方法，达到科学评价生态环境状况及预测其变化趋势的目的。

生态监测是一项宏观与微观监测相结合的工作，依靠传统监测手段只能解决局部监测问题，而综合整体且准确完全的监测结果必须依赖“3S技术”。所谓3S技术，即地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位技术(GPS) “3S技术”充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来。依靠专门的软硬件使生态监测智能化。使生态资料数据上网，实现生态监测网络化，是宏观生态环境监测发展的方向，是其发展的主要技术。在今后较长的一个时期内，遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛的应用，地理信息系统作为“3S”技术的核心将发挥更大的作用。

其中，已经投入应用最多的是遥感技术。遥感技术是指从不同高度的平台上，使用各种传感器，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特征进行远距离的探测和识别，是延伸的环境信息获取、传输、处理、综合分析、发布、为管理决策服务的一整套技术体系。

在江苏，上世纪80年代后期至90年代前期，省环境科学研究院专门设立了环境遥感研究室。此后先后承担了苏南大运河水污染环境遥感研究、太湖水环境遥感分析、蓝藻遥感调查等。2003年起省环境监测中心新成立生态监测部江苏省也确立了，从2005年开始通过全面开展生态环境监测试点工作，2年内形成全省生物、生态和海洋例行监测工作局面，通过对生态环境建设深入探索全省生态监测的技术路线和发展方向。经过各方努力，全省13个省辖市成立了独立的生态监测科室，负责区域内生态环境监测和生态环境质量状况评价工作的组织实施，协助开展全省范围内的生态调查工作，使江苏的生态监测水平达到国内一流水平，与国际先进水平接轨。

总之，随着经济的发展，人口、资源、环境问题的日益严峻，单纯从理化、生物指标监测来了解环境质量已不能满足要求。生态监测是环境监测发展的必然趋势，通过生物与环境之间的相互关系、生态系统结构和功能进行监控和测试，可以为评价生态环境质量，保护生态环境、重建生态环境、合理利用自然资源提供有效地依据。