新技術變革驅動環(huán)境治理能力提升路徑研究

席艷玲 張新宇

摘要：新技術革命正在成為全球環(huán)境治理的重要戰(zhàn)略資源和能力提升的新途徑。隨著新一代革命性技術突破，環(huán)境治理手段將得到極大程度的優(yōu)化，帶動環(huán)境治理能力的不斷提升。隨著數(shù)據(jù)湖、霧計算、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)、窄帶物聯(lián)網(wǎng)等技術從概念實驗走向現(xiàn)實應用，現(xiàn)有環(huán)境信息孤島有望被徹底“淹沒”，環(huán)境治理將獲得隨時隨處的在線智能支持和低成本高效能的技術創(chuàng)新支撐，環(huán)境全過程治理將全面實現(xiàn)智能驅動。面向未來，要智慧化解新技術推廣應用難題和風險，樹立新理念擁抱新變革，多措并舉扎實推進環(huán)境治理技術革新，努力推進第三方參與等環(huán)境治理合作機制創(chuàng)新。

關鍵詞：新技術變革；大數(shù)據(jù)；物聯(lián)網(wǎng)；人工智能；環(huán)境治理

工業(yè)革命不僅被視為人類社會經(jīng)濟發(fā)展史上的分水嶺，而且相當程度上也可被視為人類環(huán)境污染與環(huán)境治理史上的分水嶺。前三次工業(yè)革命在帶來生產(chǎn)力極大釋放的同時，也因大規(guī)模野蠻開采、低效使用自然資源和化石能源、大量排放污染物，給人類帶來了氣候變化和全球環(huán)境危機。第四次工業(yè)革命正是在人類對以往不可持續(xù)發(fā)展模式進行深刻反思的背景下逐漸崛起的。以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術突破為代表的第四次工業(yè)革命一方面正在重構工業(yè)生產(chǎn)的基本模式，使人類擁有更清潔安全高效的新能源、更高端環(huán)保的新材料，另一方面也在重構環(huán)境治理的基本模式，使人類具備更先進智能的技術來改進環(huán)境治理的思路和手段。

一、 新技術驅動下的環(huán)境治理創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)、人工智能等創(chuàng)新手段使各行各業(yè)以及特定行業(yè)內(nèi)部的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了有效的互聯(lián)互通，這些新技術手段與解決方案正逐步運用到環(huán)境治理領域，使環(huán)境治理手段實現(xiàn)了從前端監(jiān)管到中端生產(chǎn)再到末端治理的全方位根本性變革，從而使我們擁有足以適應未來的環(huán)境治理能力。

1. 新技術助推智能制造和綠色生產(chǎn)。第四次工業(yè)革命的主導技術對企業(yè)產(chǎn)生了重大影響，許多行業(yè)涌現(xiàn)出的新技術瓦解了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和營銷方式，實現(xiàn)了價值鏈重構。隨著新一代信息技術、下一代網(wǎng)絡技術等與生產(chǎn)制造的深度融合，自動化生產(chǎn)將進一步向智能化生產(chǎn)升級，智能生產(chǎn)將為企業(yè)建立一個高度靈活的個性化、專業(yè)化和數(shù)字化的產(chǎn)品和服務的生產(chǎn)模式，逐步實現(xiàn)機器人代替人工、新能源替代傳統(tǒng)能源、智能產(chǎn)品替代非智能產(chǎn)品，進而實現(xiàn)從高污高耗生產(chǎn)到綠色生產(chǎn)的重大轉變。

智能制造是實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的有效路徑。生產(chǎn)智能化的過程也是最大限度消除資源浪費的過程。一些服裝、包裝和食品企業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的合作能夠使其追蹤產(chǎn)品供應鏈和消費者的購買習慣，實行定制化生產(chǎn)和銷售，并提供資源可回收的選擇，從而減少浪費。智能制造還可以有效提高能源利用效率。近年來工信部推動的智能制造試點示范項目，不少項目在實施后能源利用效率提升達到10%以上。對于那些較難實現(xiàn)技術革新的行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)等技術可以使很多的企業(yè)互聯(lián)互通，利用大數(shù)據(jù)把散落的數(shù)據(jù)和信息整合起來進行判斷和監(jiān)測，實現(xiàn)資源共享，并指引企業(yè)做出實際改變，進而達到綠色發(fā)展的效果。

2. 新技術助力政府環(huán)境治理手段多樣化。新技術變革所帶來的重要影響就是要通過先進科技手段的應用，推動智能監(jiān)管和有效治理，助力環(huán)境治理手段的多樣化，有效提升環(huán)境治理能力，促使環(huán)境質(zhì)量得到根本性改善?；ヂ?lián)網(wǎng)和傳感器技術的創(chuàng)新和發(fā)展，使政府有能力實現(xiàn)低成本信息采集和海量數(shù)據(jù)收集與處理分析。人工智能系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)健霸贫恕?，環(huán)境監(jiān)管者就可以動態(tài)捕捉環(huán)境的細微變化，定量監(jiān)測環(huán)境復合影響因素及其影響進程，提前預測并量化環(huán)境風險，科學評估環(huán)境治理實施效果，優(yōu)化治理解決方案，實時做出環(huán)境管制反應。

目前衛(wèi)星遙感已經(jīng)普遍應用于大氣污染監(jiān)測、氣象環(huán)境監(jiān)測等領域。而遙感技術進一步借助無人機、機器人以及云端數(shù)據(jù)實時傳送技術，將極大拓展環(huán)境監(jiān)測的視域，提升環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度，并實現(xiàn)環(huán)境自動化監(jiān)測。機動、靈活、精確是這類移動遙感監(jiān)測手段的最大優(yōu)勢。借助這種新技術可以實現(xiàn)在短時間內(nèi)對大范圍區(qū)域的精準環(huán)境監(jiān)測，可以實現(xiàn)對排污企業(yè)的隱蔽性監(jiān)控，還可以實現(xiàn)對突發(fā)情況的及時應急監(jiān)測和對危險或條件嚴酷區(qū)域的遠程無人監(jiān)測。

3. 新技術實現(xiàn)環(huán)境治理參與主體多元化。新技術的推廣還能推動實現(xiàn)環(huán)境治理參與主體的多元化。隨著大數(shù)據(jù)浪潮的涌起和智能產(chǎn)品的普及，每一個普通人都有機會變身成環(huán)境治理的參與者、監(jiān)督者。移動傳感器的應用，不僅提高了政府監(jiān)管大氣污染的效率和質(zhì)量，還使廣大普通民眾能夠更好地參與進來。如通過佩戴可穿戴環(huán)境監(jiān)測設備，人們可以隨時隨地采集相關環(huán)境數(shù)據(jù)并實時上傳到云端；借助于物聯(lián)網(wǎng)，車輛可以成為城市的監(jiān)測站，實時監(jiān)測空氣質(zhì)量，幫助人們更好地計劃出行，緩解環(huán)境壓力。

二、 環(huán)境治理的未來之路

在新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命背景下，隨著現(xiàn)有關鍵技術的突破、行業(yè)技術標準的完善以及更加超前技術的出現(xiàn)，新技術在環(huán)境治理領域的應用將會走得更遠，產(chǎn)生更加深刻的影響。

1. 數(shù)據(jù)湖將帶來更實時高效的海量數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)湖是在大數(shù)據(jù)時代發(fā)展起來的一種面向包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的多數(shù)據(jù)源信息存儲架構。它的價值主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是把不同類型的數(shù)據(jù)匯聚到一起，另一方面是不需要預定義的模型就能進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)湖作為一種云服務可隨時按需滿足對不同數(shù)據(jù)的處理、存儲和分析需求。這將打破公共“數(shù)據(jù)孤島”，促進數(shù)據(jù)共享與價值挖掘。未來大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)湖將進行更多類型的實時數(shù)據(jù)分析，這可以為政府制定精細化環(huán)境政策以及進行精準的動態(tài)環(huán)境管理提供參考。

2. 霧計算將提供更無處不在的智能服務。新技術的一個重要特點是善于利用數(shù)字化和信息技術無所不在的力量。作為云計算的延伸擴展，霧計算處于云計算和邊緣設備之間，可以讓基于云的服務離物聯(lián)網(wǎng)設備和傳感器更為接近，還可以將一些并不需要放到云中的數(shù)據(jù)在邊緣層直接進行處理和存儲，既可以提高數(shù)據(jù)分析效率，還可以降低成本并提升安全性，將在越來越多的領域得到廣泛應用。邊緣設備和霧計算的發(fā)展將建立數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡，為每個階段提供數(shù)據(jù)分析。加入了數(shù)據(jù)分析和機器學習功能后，解決方案的智能化和自動化水平將進一步提升，促進分布式智能的出現(xiàn)，未來云計算和霧計算的結合將為環(huán)境治理提供無處不在的智能服務。

3. 物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)技術將助推環(huán)境全過程治理。傳感器和物聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字世界與物理世界的橋梁。隨著人工智能和計算機處理速度的進一步提升，數(shù)據(jù)科學、機器學習等不同領域都將從物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中抽取有意義的信息，并據(jù)此采取行動，物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)技術將從提供數(shù)據(jù)采集和分析功能演變?yōu)橹悄艿臓顟B(tài)驅動解決方案。如果說傳感器相當于人的感官，嵌入式系統(tǒng)技術就類似于人的大腦，能夠在接收到信息后進行分類處理。未來傳感器將從點狀分布發(fā)展到網(wǎng)絡式分布，再同嵌入式系統(tǒng)技術進行融合，將使環(huán)境傳感等新技術的應用從前端檢測環(huán)節(jié)拓展到環(huán)境治理全過程，實現(xiàn)環(huán)境全過程治理的智能驅動。

4. 窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）將提供全新的低成本環(huán)境治理技術。NB-IoT技術的突破讓整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)走上發(fā)展快車道?；诜涓C的NB-IoT具有覆蓋廣、連接多、成本低、功耗低等特點，只消耗大約180KHz的寬帶，其設備電池壽命將增至10年，同時還可以提供非常全面的蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。隨著NB-IoT大規(guī)模發(fā)展條件的日趨成熟，它可以廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測領域，包括為硬件監(jiān)測和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸平臺提供更低成本、更加高效的底層技術方案，從而更安全、可靠、準確、全面地采集并呈現(xiàn)被監(jiān)管單位的環(huán)境信息，進而提供有效的智能解決方案。

面向未來超乎想象的新技術創(chuàng)新帶來的新機遇，以預防為主的環(huán)境精準管理和智能管理必將成為新的趨勢，基于新技術的“智慧環(huán)?！币矊\而生?！爸腔郗h(huán)?！笔恰皵?shù)字環(huán)?！钡纳?，它是在現(xiàn)有的環(huán)境信息化平臺基礎上，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、云計算、衛(wèi)星遙感（RS）、全球定位（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、虛擬現(xiàn)實（VR）等新一代信息技術，將感應器和相關設備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對象中，并將在環(huán)保領域中應用的物聯(lián)網(wǎng)整合起來，以更加精準和動態(tài)的方式實現(xiàn)管理和決策的智慧化，從而逐漸形成“智慧環(huán)保”系統(tǒng)。目前智慧環(huán)保在國內(nèi)已經(jīng)有一些實驗樣本，如深圳市人居環(huán)境委“智慧環(huán)?！斌w系以及江蘇的“1831”智慧環(huán)保系統(tǒng)?？梢灶A見，未來幾年智慧環(huán)保將實現(xiàn)更多的集成功能并有望在全國進行推廣。

三、 新技術助推環(huán)境治理能力提升路徑

新技術的快速發(fā)展為環(huán)境治理帶來了系統(tǒng)性變革，引爆環(huán)境治理手段"嬗變"，展現(xiàn)了無限美好的前景。要確保新技術更好地應用于環(huán)境治理，不僅要有積極擁抱新技術加速環(huán)境治理創(chuàng)新的膽識，還要有識別和化解新技術推廣應用難題和風險的智慧。

1. 樹立新理念擁抱新變革。要充分發(fā)揮新技術的作用和價值，就必須以更積極的態(tài)度來擁抱新技術。政府領導者對新技術的認知程度決定了其推廣的廣度和深度。新技術周期非常短，產(chǎn)品快速迭代，新的模式層出不窮，機會稍縱即逝。面對持續(xù)涌現(xiàn)的新技術浪潮，選擇積極擁抱還是靜觀其變將對所轄區(qū)域的發(fā)展帶來截然不同的結果。政府領導者能做的首先是喚醒意識，不拘泥于傳統(tǒng)的治理方式，充分發(fā)揮建設性智慧，投射戰(zhàn)略性眼光，運用創(chuàng)造性思維，保持開放性心態(tài)，根據(jù)新技術發(fā)展的動態(tài)性和自身的硬件條件來并制定相關政策，從而適應新環(huán)境，推動新技術在環(huán)境治理領域的廣泛應用，提升環(huán)境治理的現(xiàn)代化能力。企業(yè)、社會組織和個人在迎接新技術帶來的環(huán)境變革中也有各自的角色，也應積極以“智慧環(huán)?！崩砟顬橐I，在新理念的推廣、新技術的研發(fā)和應用、新產(chǎn)品的開發(fā)和消費等層面積極發(fā)揮作用，共同迎接“智慧環(huán)?！睍r代的到來。

2. 多措并舉推進環(huán)境治理技術革新。在新技術的推廣過程中，政府發(fā)揮著極其重要的作用，除了變革理念外，還需要采取一些切實可行的舉措來推進環(huán)境治理技術的革新：

（1）搭建生態(tài)環(huán)境智慧化治理公共平臺。搭建生態(tài)環(huán)境治理公共技術平臺，將一些由政府資助研發(fā)的可以用于生態(tài)環(huán)境治理的基礎性、公共性技術納入平臺，供相關的企業(yè)、高校、科研機構、專業(yè)研究人員共享，加快新技術在生態(tài)環(huán)境治理領域的推廣應用。按照環(huán)境保護部辦公廳印發(fā)的《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設總體方案》的要求，建設包括生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)管理工作機制、組織保障標準規(guī)范體系、統(tǒng)一運維信息安全體系、大數(shù)據(jù)保護云平臺、大數(shù)據(jù)管理平臺、大數(shù)據(jù)應用平臺在內(nèi)的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)綜合體系。

（2）培養(yǎng)環(huán)境治理高層次復合型人才。適應新技術和應用的需要，培養(yǎng)一批同時在環(huán)境工程、新一代信息技術兩大領域都有較深造詣的高層次復合型人才，以這類人才為主體推進新一代信息技術與環(huán)境治理的深度融合。為此，需要進一步打破學科界限，開展多學科有機相融的協(xié)同研究和人才培養(yǎng)。

（3）創(chuàng)新環(huán)境政策及信息服務方式，推進環(huán)境保護信息化建設和協(xié)同治理。推進政府電子政務的一體化進程，為企業(yè)和公眾提供一站式服務，提升政府的行政效能，創(chuàng)新環(huán)境信息服務方式，讓社會公眾互動參與環(huán)境保護工作，能夠隨時、隨地、隨身進行網(wǎng)上辦事，深入推進社會公眾參與環(huán)境保護工作。以構建完善的環(huán)境治理體系為要求，利用信息技術，打造不受空間及地域限制、高效便捷、多渠道的環(huán)境信息網(wǎng)絡服務平臺，推進環(huán)境治理協(xié)同化，實現(xiàn)政府部門之間業(yè)務高度集中和協(xié)同，實現(xiàn)跨部門、跨層級環(huán)境治理的無縫銜接，為社會公眾提供多層次、全方位的服務。

（4）開放生態(tài)環(huán)境保護數(shù)據(jù)，推動信息資源深度開發(fā)利用。以開放政府數(shù)據(jù)和用大數(shù)據(jù)提升環(huán)境治理能力為要求，整合生態(tài)環(huán)境信息資源，建立生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)中心和共享服務平臺，逐步開放環(huán)境保護部門擁有的數(shù)據(jù)，推動環(huán)境信息共享、業(yè)務協(xié)同和互聯(lián)互通，推動環(huán)境信息資源的深度開發(fā)利用，同時也提升環(huán)境治理績效的透明度。

（5）促進國內(nèi)外環(huán)保技術交流合作，推動環(huán)保技術及產(chǎn)業(yè)“引進來”與“走出去”。堅持以環(huán)境保護技術市場的發(fā)展需求為導向，以政府環(huán)境治理需求的信息匯集發(fā)布為切入點，以環(huán)保技術供需對接為核心，以環(huán)境工程設計、建設與跟蹤評估的全過程信息服務為宗旨的設計理念，全面考慮環(huán)保技術供需的精準匹配、智能推送、方案生成等核心需求，同時也兼顧產(chǎn)融對接、市場交易、專家咨詢等延伸需求，有利于引導我國環(huán)保技術和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于統(tǒng)籌環(huán)保技術“引進來”和“走出去”，配合“一帶一路”戰(zhàn)略實施，提升我國環(huán)保企業(yè)全球市場競爭力。

3. 構建第三方參與的環(huán)境治理創(chuàng)新及合作機制。環(huán)境治理不是一個區(qū)域、一個部門所能完成的，其區(qū)域性、復合型特征決定了環(huán)境治理合作機制的重要性?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”帶來的新技術既對環(huán)境治理提出了更高的合作要求，也為區(qū)域和主體合作提供了更多便利和可能性。

（1）鼓勵市場主體推進環(huán)境內(nèi)在治理建設。政府通過搭建產(chǎn)學研平臺、提供稅收優(yōu)惠、創(chuàng)新節(jié)能減排激勵機制提升企業(yè)更新應用環(huán)境治理新技術的自覺意愿，加大環(huán)境治理技術裝備投資，把大數(shù)據(jù)、智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)等新技術應用到實際的生產(chǎn)之中，提高其應用環(huán)境治理新技術的現(xiàn)實收益，降低其技術開發(fā)應用成本，形成企業(yè)內(nèi)部自身環(huán)境治理與政府宏觀公共環(huán)境治理的技術對接。

（2）在政企合作、產(chǎn)學研合作基礎上，積極推廣第三方治理是未來加速推動環(huán)境治理新技術應用的重要途徑，也是在新技術變革背景下推動環(huán)境治理機制創(chuàng)新的重要方向?？梢酝ㄟ^PPP、設立綠色金融基金等方式引入社會資本，彌補企業(yè)自身環(huán)境治理資金投入不足和分別重復投資的高成本弊端，加速環(huán)境治理新技術的應用和推廣。

4. 智慧化解新技術推廣應用難題和風險。新技術在環(huán)境治理領域的推廣和應用，也會遇到一些難題甚至風險，如技術壟斷、成本權衡、數(shù)據(jù)安全等，需要智慧地去化解。

首先，新技術的推廣存在國際壁壘。新技術大多起源于發(fā)達國家，它們往往會以知識產(chǎn)權保護為由，設置技術壁壘，限制核心技術的傳播和普及。發(fā)展中國家一方面要加強擁有自主知識產(chǎn)權的核心技術創(chuàng)新；另一方面要積極倡導或響應開放、融通、互利、共贏的合作觀和共商、共建、共享的全球環(huán)境治理觀，創(chuàng)新合作機制，推動全球環(huán)境領域的技術合作、科研合作、投資貿(mào)易合作，不斷完善全球環(huán)境治理體系。

其次，新技術的推廣應用還會受到成本因素的影響。有些新技術可以提升環(huán)境治理水平，但應用成本較高，就需要進行成本效益綜合權衡。新技術的推廣應用既不能不計成本，也不能唯成本論。既要考慮經(jīng)濟成本，也要考量包括經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益在內(nèi)的綜合效益。如果后者大于前者，就值得推廣；反之，則需要慎重。此外，由于新技術發(fā)展迅猛，采用新技術可能會遇到一代技術還未推廣到位，另一代技術又已經(jīng)產(chǎn)生的尷尬局面，前期投資會形成沉沒成本。這就需要決策者擁有戰(zhàn)略智慧，選準時機、踏準節(jié)奏，盡量規(guī)避或減少沉沒成本。

最后，數(shù)據(jù)和信息安全是新技術推廣應用中不容忽視的挑戰(zhàn)。要進一步提高信息安全意識，加強信息安全技術研發(fā)，加大對網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)的投資，完善信息安全技術標準和法律規(guī)范的制定，以防止數(shù)字基礎設施出現(xiàn)意外失靈。在確保數(shù)據(jù)安全的基礎上實現(xiàn)數(shù)據(jù)開放共享。

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基金項目：教育部人文社會科學研究青年基金項目（項目號：17YJCGAT006）；天津市藝術科學研究規(guī)劃項目（項目號：E10029）。

作者簡介：席艷玲（1984-），女，漢族，河南省三門峽市人，天津社會科學院資源環(huán)境與生態(tài)研究所助理研究員，研究方向產(chǎn)業(yè)政策與環(huán)境治理；張新宇（1979-），男，漢族，天津市人，天津社會科學院資源環(huán)境與生態(tài)研究所助理研究員，研究方向為環(huán)境法。

收稿日期：2018-08-17。