新技术变革驱动环境治理能力提升路径研究

席艳玲 张新宇

摘要：新技术革命正在成为全球环境治理的重要战略资源和能力提升的新途径。随着新一代革命性技术突破，环境治理手段将得到极大程度的优化，带动环境治理能力的不断提升。随着数据湖、雾计算、物联网嵌入式系统、窄带物联网等技术从概念实验走向现实应用，现有环境信息孤岛有望被彻底“淹没”，环境治理将获得随时随处的在线智能支持和低成本高效能的技术创新支撑，环境全过程治理将全面实现智能驱动。面向未来，要智慧化解新技术推广应用难题和风险，树立新理念拥抱新变革，多措并举扎实推进环境治理技术革新，努力推进第三方参与等环境治理合作机制创新。

关键词：新技术变革；大数据；物联网；人工智能；环境治理

工业革命不仅被视为人类社会经济发展史上的分水岭，而且相当程度上也可被视为人类环境污染与环境治理史上的分水岭。前三次工业革命在带来生产力极大释放的同时，也因大规模野蛮开采、低效使用自然资源和化石能源、大量排放污染物，给人类带来了气候变化和全球环境危机。第四次工业革命正是在人类对以往不可持续发展模式进行深刻反思的背景下逐渐崛起的。以人工智能、大数据、物联网等技术突破为代表的第四次工业革命一方面正在重构工业生产的基本模式，使人类拥有更清洁安全高效的新能源、更高端环保的新材料，另一方面也在重构环境治理的基本模式，使人类具备更先进智能的技术来改进环境治理的思路和手段。

一、 新技术驱动下的环境治理创新

大数据、人工智能等创新手段使各行各业以及特定行业内部的各个环节实现了有效的互联互通，这些新技术手段与解决方案正逐步运用到环境治理领域，使环境治理手段实现了从前端监管到中端生产再到末端治理的全方位根本性变革，从而使我们拥有足以适应未来的环境治理能力。

1. 新技术助推智能制造和绿色生产。第四次工业革命的主导技术对企业产生了重大影响，许多行业涌现出的新技术瓦解了传统的生产方式和营销方式，实现了价值链重构。随着新一代信息技术、下一代网络技术等与生产制造的深度融合，自动化生产将进一步向智能化生产升级，智能生产将为企业建立一个高度灵活的个性化、专业化和数字化的产品和服務的生产模式，逐步实现机器人代替人工、新能源替代传统能源、智能产品替代非智能产品，进而实现从高污高耗生产到绿色生产的重大转变。

智能制造是实现绿色生产的有效路径。生产智能化的过程也是最大限度消除资源浪费的过程。一些服装、包装和食品企业与物联网企业的合作能够使其追踪产品供应链和消费者的购买习惯，实行定制化生产和销售，并提供资源可回收的选择，从而减少浪费。智能制造还可以有效提高能源利用效率。近年来工信部推动的智能制造试点示范项目，不少项目在实施后能源利用效率提升达到10%以上。对于那些较难实现技术革新的行业，物联网技术、大数据等技术可以使很多的企业互联互通，利用大数据把散落的数据和信息整合起来进行判断和监测，实现资源共享，并指引企业做出实际改变，进而达到绿色发展的效果。

2. 新技术助力政府环境治理手段多样化。新技术变革所带来的重要影响就是要通过先进科技手段的应用，推动智能监管和有效治理，助力环境治理手段的多样化，有效提升环境治理能力，促使环境质量得到根本性改善。互联网和传感器技术的创新和发展，使政府有能力实现低成本信息采集和海量数据收集与处理分析。人工智能系统将采集到的数据传输到“云端”，环境监管者就可以动态捕捉环境的细微变化，定量监测环境复合影响因素及其影响进程，提前预测并量化环境风险，科学评估环境治理实施效果，优化治理解决方案，实时做出环境管制反应。

目前卫星遥感已经普遍应用于大气污染监测、气象环境监测等领域。而遥感技术进一步借助无人机、机器人以及云端数据实时传送技术，将极大拓展环境监测的视域，提升环境监测数据的精确度，并实现环境自动化监测。机动、灵活、精确是这类移动遥感监测手段的最大优势。借助这种新技术可以实现在短时间内对大范围区域的精准环境监测，可以实现对排污企业的隐蔽性监控，还可以实现对突发情况的及时应急监测和对危险或条件严酷区域的远程无人监测。

3. 新技术实现环境治理参与主体多元化。新技术的推广还能推动实现环境治理参与主体的多元化。随着大数据浪潮的涌起和智能产品的普及，每一个普通人都有机会变身成环境治理的参与者、监督者。移动传感器的应用，不仅提高了政府监管大气污染的效率和质量，还使广大普通民众能够更好地参与进来。如通过佩戴可穿戴环境监测设备，人们可以随时随地采集相关环境数据并实时上传到云端；借助于物联网，车辆可以成为城市的监测站，实时监测空气质量，帮助人们更好地计划出行，缓解环境压力。

二、 环境治理的未来之路

在新一轮科技和产业革命背景下，随着现有关键技术的突破、行业技术标准的完善以及更加超前技术的出现，新技术在环境治理领域的应用将会走得更远，产生更加深刻的影响。

1. 数据湖将带来更实时高效的海量数据处理。数据湖是在大数据时代发展起来的一种面向包括物联网在内的多数据源信息存储架构。它的价值主要体现在两个方面：一方面是把不同类型的数据汇聚到一起，另一方面是不需要预定义的模型就能进行数据分析。数据湖作为一种云服务可随时按需满足对不同数据的处理、存储和分析需求。这将打破公共“数据孤岛”，促进数据共享与价值挖掘。未来大数据分析和数据湖将进行更多类型的实时数据分析，这可以为政府制定精细化环境政策以及进行精准的动态环境管理提供参考。

2. 雾计算将提供更无处不在的智能服务。新技术的一个重要特点是善于利用数字化和信息技术无所不在的力量。作为云计算的延伸扩展，雾计算处于云计算和边缘设备之间，可以让基于云的服务离物联网设备和传感器更为接近，还可以将一些并不需要放到云中的数据在边缘层直接进行处理和存储，既可以提高数据分析效率，还可以降低成本并提升安全性，将在越来越多的领域得到广泛应用。边缘设备和雾计算的发展将建立数据分析网络，为每个阶段提供数据分析。加入了数据分析和机器学习功能后，解决方案的智能化和自动化水平将进一步提升，促进分布式智能的出现，未来云计算和雾计算的结合将为环境治理提供无处不在的智能服务。

3. 物联网嵌入式系统技术将助推环境全过程治理。传感器和物联网是数字世界与物理世界的桥梁。随着人工智能和计算机处理速度的进一步提升，数据科学、机器学习等不同领域都将从物联网数据中抽取有意义的信息，并据此采取行动，物联网嵌入式系统技术将从提供数据采集和分析功能演变为智能的状态驱动解决方案。如果说传感器相当于人的感官，嵌入式系统技术就类似于人的大脑，能够在接收到信息后进行分类处理。未来传感器将从点状分布发展到网络式分布，再同嵌入式系统技术进行融合，将使环境传感等新技术的应用从前端检测环节拓展到环境治理全过程，实现环境全过程治理的智能驱动。

4. 窄带物联网（NB-IoT）将提供全新的低成本环境治理技术。NB-IoT技术的突破让整个物联网产业走上发展快车道。基于蜂窝的NB-IoT具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低等特点，只消耗大约180KHz的宽带，其设备电池寿命将增至10年，同时还可以提供非常全面的蜂窝数据连接覆盖。随着NB-IoT大规模发展条件的日趋成熟，它可以广泛应用于环境监测领域，包括为硬件监测和在线监测数据传输平台提供更低成本、更加高效的底层技术方案，从而更安全、可靠、准确、全面地采集并呈现被监管单位的环境信息，进而提供有效的智能解决方案。

面向未来超乎想象的新技术创新带来的新机遇，以预防为主的环境精准管理和智能管理必将成为新的趋势，基于新技术的“智慧环保”也将应运而生。“智慧环保”是“数字环保”的升级，它是在现有的环境信息化平台基础上，综合利用物联网、传感器、云计算、卫星遥感（RS）、全球定位（GPS）、地理信息系统（GIS）、虚拟现实（VR）等新一代信息技术，将感应器和相关设备嵌入到各种环境监控对象中，并将在环保领域中应用的物联网整合起来，以更加精准和动态的方式实现管理和决策的智慧化，从而逐渐形成“智慧环保”系统。目前智慧环保在国内已经有一些实验样本，如深圳市人居环境委“智慧环保”体系以及江苏的“1831”智慧环保系统。可以预见，未来几年智慧环保将实现更多的集成功能并有望在全国进行推广。

三、 新技术助推环境治理能力提升路径

新技术的快速发展为环境治理带来了系统性变革，引爆环境治理手段"嬗变"，展现了无限美好的前景。要确保新技术更好地应用于环境治理，不仅要有积极拥抱新技术加速环境治理创新的胆识，还要有识别和化解新技术推广应用难题和风险的智慧。

1. 树立新理念拥抱新变革。要充分发挥新技术的作用和价值，就必须以更积极的态度来拥抱新技术。政府领导者对新技术的认知程度决定了其推广的广度和深度。新技术周期非常短，产品快速迭代，新的模式层出不穷，机会稍纵即逝。面对持续涌现的新技术浪潮，选择积极拥抱还是静观其变将对所辖区域的发展带来截然不同的结果。政府领导者能做的首先是唤醒意识，不拘泥于传统的治理方式，充分发挥建设性智慧，投射战略性眼光，运用创造性思维，保持开放性心态，根据新技术发展的动态性和自身的硬件条件来并制定相关政策，从而适应新环境，推动新技术在环境治理领域的广泛应用，提升环境治理的现代化能力。企业、社会组织和个人在迎接新技术带来的环境变革中也有各自的角色，也应积极以“智慧环保”理念为引领，在新理念的推广、新技术的研发和应用、新产品的开发和消费等层面積极发挥作用，共同迎接“智慧环保”时代的到来。

2. 多措并举推进环境治理技术革新。在新技术的推广过程中，政府发挥着极其重要的作用，除了变革理念外，还需要采取一些切实可行的举措来推进环境治理技术的革新：

（1）搭建生态环境智慧化治理公共平台。搭建生态环境治理公共技术平台，将一些由政府资助研发的可以用于生态环境治理的基础性、公共性技术纳入平台，供相关的企业、高校、科研机构、专业研究人员共享，加快新技术在生态环境治理领域的推广应用。按照环境保护部办公厅印发的《生态环境大数据建设总体方案》的要求，建设包括生态环境大数据管理工作机制、组织保障标准规范体系、统一运维信息安全体系、大数据保护云平台、大数据管理平台、大数据应用平台在内的生态环境大数据综合体系。

（2）培养环境治理高层次复合型人才。适应新技术和应用的需要，培养一批同时在环境工程、新一代信息技术两大领域都有较深造诣的高层次复合型人才，以这类人才为主体推进新一代信息技术与环境治理的深度融合。为此，需要进一步打破学科界限，开展多学科有机相融的协同研究和人才培养。

（3）创新环境政策及信息服务方式，推进环境保护信息化建设和协同治理。推进政府电子政务的一体化进程，为企业和公众提供一站式服务，提升政府的行政效能，创新环境信息服务方式，让社会公众互动参与环境保护工作，能够随时、随地、随身进行网上办事，深入推进社会公众参与环境保护工作。以构建完善的环境治理体系为要求，利用信息技术，打造不受空间及地域限制、高效便捷、多渠道的环境信息网络服务平台，推进环境治理协同化，实现政府部门之间业务高度集中和协同，实现跨部门、跨层级环境治理的无缝衔接，为社会公众提供多层次、全方位的服务。

（4）开放生态环境保护数据，推动信息资源深度开发利用。以开放政府数据和用大数据提升环境治理能力为要求，整合生态环境信息资源，建立生态环境大数据中心和共享服务平台，逐步开放环境保护部门拥有的数据，推动环境信息共享、业务协同和互联互通，推动环境信息资源的深度开发利用，同时也提升环境治理绩效的透明度。

（5）促进国内外环保技术交流合作，推动环保技术及产业“引进来”与“走出去”。坚持以环境保护技术市场的发展需求为导向，以政府环境治理需求的信息汇集发布为切入点，以环保技术供需对接为核心，以环境工程设计、建设与跟踪评估的全过程信息服务为宗旨的设计理念，全面考虑环保技术供需的精准匹配、智能推送、方案生成等核心需求，同时也兼顾产融对接、市场交易、专家咨询等延伸需求，有利于引导我国环保技术和环保产业发展，有利于统筹环保技术“引进来”和“走出去”，配合“一带一路”战略实施，提升我国环保企业全球市场竞争力。

3. 构建第三方参与的环境治理创新及合作机制。环境治理不是一个区域、一个部门所能完成的，其区域性、复合型特征决定了环境治理合作机制的重要性。“互联网+”带来的新技术既对环境治理提出了更高的合作要求，也为区域和主体合作提供了更多便利和可能性。

（1）鼓励市场主体推进环境内在治理建设。政府通过搭建产学研平台、提供税收优惠、创新节能减排激励機制提升企业更新应用环境治理新技术的自觉意愿，加大环境治理技术装备投资，把大数据、智能传感、物联网等新技术应用到实际的生产之中，提高其应用环境治理新技术的现实收益，降低其技术开发应用成本，形成企业内部自身环境治理与政府宏观公共环境治理的技术对接。

（2）在政企合作、产学研合作基础上，积极推广第三方治理是未来加速推动环境治理新技术应用的重要途径，也是在新技术变革背景下推动环境治理机制创新的重要方向。可以通过PPP、设立绿色金融基金等方式引入社会资本，弥补企业自身环境治理资金投入不足和分别重复投资的高成本弊端，加速环境治理新技术的应用和推广。

4. 智慧化解新技术推广应用难题和风险。新技术在环境治理领域的推广和应用，也会遇到一些难题甚至风险，如技术垄断、成本权衡、数据安全等，需要智慧地去化解。

首先，新技术的推广存在国际壁垒。新技术大多起源于发达国家，它们往往会以知识产权保护为由，设置技术壁垒，限制核心技术的传播和普及。发展中国家一方面要加强拥有自主知识产权的核心技术创新；另一方面要积极倡导或响应开放、融通、互利、共赢的合作观和共商、共建、共享的全球环境治理观，创新合作机制，推动全球环境领域的技术合作、科研合作、投资贸易合作，不断完善全球环境治理体系。

其次，新技术的推广应用还会受到成本因素的影响。有些新技术可以提升环境治理水平，但应用成本较高，就需要进行成本效益综合权衡。新技术的推广应用既不能不计成本，也不能唯成本论。既要考虑经济成本，也要考量包括经济效益、社会效益、生态效益在内的综合效益。如果后者大于前者，就值得推广；反之，则需要慎重。此外，由于新技术发展迅猛，采用新技术可能会遇到一代技术还未推广到位，另一代技术又已经产生的尴尬局面，前期投资会形成沉没成本。这就需要决策者拥有战略智慧，选准时机、踏准节奏，尽量规避或减少沉没成本。

最后，数据和信息安全是新技术推广应用中不容忽视的挑战。要进一步提高信息安全意识，加强信息安全技术研发，加大对网络和数据安全系统的投资，完善信息安全技术标准和法律规范的制定，以防止数字基础设施出现意外失灵。在确保数据安全的基础上实现数据开放共享。

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基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金项目（项目号：17YJCGAT006）；天津市艺术科学研究规划项目（项目号：E10029）。

作者简介：席艳玲（1984-），女，汉族，河南省三门峡市人，天津社会科学院资源环境与生态研究所助理研究员，研究方向产业政策与环境治理；张新宇（1979-），男，汉族，天津市人，天津社会科学院资源环境与生态研究所助理研究员，研究方向为环境法。

收稿日期：2018-08-17。