淺議生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)綜合評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)狀況的重要性

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(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本概念、類型、內(nèi)容、特點(diǎn)、生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法等進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述。

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

在環(huán)境科學(xué)中，環(huán)境監(jiān)測(cè)是研究和測(cè)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(lái)，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(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(cè)已不能滿足當(dāng)前的發(fā)展要求，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，就將對(duì)環(huán)境生態(tài)的演化趨勢(shì)、特點(diǎn)及存在的問(wèn)題作進(jìn)一步的細(xì)致的了解，這時(shí)，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)也就孕育而生了。

生態(tài)監(jiān)測(cè)是利用各種技術(shù)測(cè)定和分析生命系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人為作用的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征來(lái)判斷和評(píng)價(jià)這些干擾對(duì)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(píng)估、調(diào)控和環(huán)境管理提供了科學(xué)依據(jù)?？梢哉f(shuō)，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是生態(tài)保護(hù)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(cè)應(yīng)以環(huán)境管理、生態(tài)問(wèn)題為導(dǎo)向，不僅向環(huán)境管理的各個(gè)領(lǐng)域滲透，主動(dòng)為生態(tài)保護(hù)、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理服務(wù)，而且著重對(duì)當(dāng)?shù)氐闹卮笊鷳B(tài)問(wèn)題進(jìn)行定性和定量的監(jiān)測(cè)和研究，辨識(shí)和闡明有關(guān)生態(tài)問(wèn)題，維護(hù)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(hù)、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(cè)

生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)是英國(guó)生態(tài)學(xué)家Tansley于1935年首先提出來(lái)的，指的是在一定的空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個(gè)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(gè)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(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從不成熟到成熟的發(fā)育過(guò)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(shí)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(duì)人類生存及社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的適宜程度，是根據(jù)人類的具體要求對(duì)生態(tài)環(huán)境的性質(zhì)及變化的結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。

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

這種觀點(diǎn)表明，生態(tài)監(jiān)測(cè)是一種監(jiān)測(cè)方法，是對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的一種補(bǔ)充，利用的是“生態(tài)”來(lái)做“儀器”進(jìn)行監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(1993)在《環(huán)境監(jiān)測(cè)手冊(cè)》上也認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測(cè)是一種綜合技術(shù)，是通過(guò)地面固定的監(jiān)測(cè)站或流動(dòng)觀察隊(duì)、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(jì)的和社會(huì)的等多方面數(shù)據(jù)的技術(shù)。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測(cè)隸屬于生物監(jiān)測(cè)。即生態(tài)監(jiān)測(cè)是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)級(jí)的生物反應(yīng)上的監(jiān)測(cè)，如：生態(tài)監(jiān)測(cè)是比生物監(jiān)測(cè)更復(fù)雜、更綜合的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)。其觀點(diǎn)從學(xué)科上看，生態(tài)監(jiān)測(cè)屬于生物監(jiān)測(cè)的一部分，但因它涉及的范圍遠(yuǎn)比生物學(xué)科廣泛、綜合。因此可把生態(tài)監(jiān)測(cè)獨(dú)立于生物監(jiān)測(cè)之外。

這種觀點(diǎn)表明生物監(jiān)測(cè)從生物學(xué)組建水平觀點(diǎn)出發(fā)，雖然系統(tǒng)地利用生物反應(yīng)以評(píng)價(jià)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(jí)水平上都可以有反應(yīng)，但重點(diǎn)放在生態(tài)系統(tǒng)級(jí)的生物反應(yīng)上。

隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，以及社會(huì)生產(chǎn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)實(shí)踐工作不斷展開(kāi)，生態(tài)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了上述各種定義。實(shí)際上，無(wú)論是生物監(jiān)測(cè)還是生態(tài)監(jiān)測(cè)，都是利用生命系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)

來(lái)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(wú)疑又都屬于生態(tài)學(xué)研究范疇。

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

1．宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)

宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)研究對(duì)象的領(lǐng)域等級(jí)很廣，小到區(qū)域生態(tài)范圍，大到可擴(kuò)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(jì)。在現(xiàn)階段，宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)是以“3S技術(shù)”為主。

2．微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)

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

宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)必須以微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)。微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)又必須以宏觀生態(tài)監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)，二者相互獨(dú)立，又相輔相成，一個(gè)完整的生態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)包括宏觀和微觀監(jiān)測(cè)兩種尺度所形成的生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

3．生態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

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

（1）長(zhǎng)期性

自然界中生態(tài)過(guò)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(duì)生態(tài)環(huán)境的趨勢(shì)作出準(zhǔn)確的判斷。只有長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)才能揭示其變化規(guī)律，預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)。

（2）綜合性

一個(gè)完整高效的生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)劃將涉及到該地區(qū)的自然和社會(huì)的各個(gè)方面，監(jiān)測(cè)對(duì)象涵蓋空氣、水體、土壤、固體廢物、植被等客體，監(jiān)測(cè)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(guò)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(duì)人類活動(dòng)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)間一般很長(zhǎng)，通常需采用周期性的問(wèn)斷監(jiān)測(cè)而不是非間斷的連續(xù)監(jiān)測(cè)。

四、生態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容

生態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查、趨勢(shì)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(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。此外，為加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，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(píng)價(jià)我國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況及變化趨勢(shì)。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局于2006年3月9日頒布了HJ/T192—2006《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)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(cè)的技術(shù)方法

生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法就是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的指標(biāo)進(jìn)行具體測(cè)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(guò)統(tǒng)計(jì)分析，以反映該指標(biāo)的現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，在選擇生態(tài)監(jiān)測(cè)具體技術(shù)方法前，要根據(jù)現(xiàn)有條件，結(jié)合實(shí)際制定相應(yīng)的技術(shù)路線，確定最佳監(jiān)測(cè)方案。當(dāng)前國(guó)家監(jiān)測(cè)總站確定的生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)路線是以空中遙感監(jiān)測(cè)為主要技術(shù)手段，地面對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)為輔助措施，結(jié)合GIS和GPS技術(shù)，完善生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建立完整的生態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)其變化趨勢(shì)的目的。

生態(tài)監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)宏觀與微觀監(jiān)測(cè)相結(jié)合的工作，依靠傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段只能解決局部監(jiān)測(cè)問(wèn)題，而綜合整體且準(zhǔn)確完全的監(jiān)測(cè)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(jì)算機(jī)技術(shù)把遙感、航照、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、地面定點(diǎn)監(jiān)控有機(jī)結(jié)合起來(lái)。依靠專門的軟硬件使生態(tài)監(jiān)測(cè)智能化。使生態(tài)資料數(shù)據(jù)上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)化，是宏觀生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的方向，是其發(fā)展的主要技術(shù)。在今后較長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，遙感手段將在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(tái)上，使用各種傳感器，接收來(lái)自地球表層各類地物的電磁波信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理，從而對(duì)不同的地物及其特征進(jìn)行遠(yuǎn)距離的探測(cè)和識(shí)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(yùn)河水污染環(huán)境遙感研究、太湖水環(huán)境遙感分析、藍(lán)藻遙感調(diào)查等。2003年起省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心新成立生態(tài)監(jiān)測(cè)部江蘇省也確立了，從2005年開(kāi)始通過(guò)全面開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作，2年內(nèi)形成全省生物、生態(tài)和海洋例行監(jiān)測(cè)工作局面，通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)深入探索全省生態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)路線和發(fā)展方向。經(jīng)過(guò)各方努力，全省13個(gè)省轄市成立了獨(dú)立的生態(tài)監(jiān)測(cè)科室，負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)工作的組織實(shí)施，協(xié)助開(kāi)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(cè)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平，與國(guó)際先進(jìn)水平接軌。

總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口、資源、環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，單純從理化、生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)來(lái)了解環(huán)境質(zhì)量已不能滿足要求。生態(tài)監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過(guò)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(jìn)行監(jiān)控和測(cè)試，可以為評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)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)。