生态监测及其在我国的发展
1引言
随着人们对环境问题及其规律认识的不断深化，环境问题不再局限于排放污染物引起的健康问题，而且包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。因此，环境监测正从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。除了常见的各类污染因子外，由于人为因素影响，森林植被锐减，水土流失严重，土壤沙漠化加剧等，使我国的生态环境更加恶化[1]。这促使人们重新审查环境问题的复杂性，为了保护生态环境，必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系，这就是生态环境监测。生态环境监测是环境监测发展的必然趋势。
本质上看，环境保护是以减少或避免生态系统的破坏为目标。对环境监测，目前单纯的理化指标和生物指标监测存在很大的局限性，而生态环境监测则可弥补传统环境监测的不足。因此前者强调“局部剖析”，只对大气、水、土壤等中的化学毒物或有害物理因子进行测定；而后者着眼于“整体综合”，对人类活动造成的生态破坏和影响进行测定。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。目前，生态环境监测已在全球范围内展开，但在我国才刚起步，缺乏统一的标准，国家尚未制定技术规范。本文主要结合国内情况拟对生态环境监测作一全面介绍，以期大家共同努力来推动生态监测工作在我国的开展。
2.生态监测概述及其类型
2.1生态监测概述
2.1.1生态监测的概念
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的时空格局的度量，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[2]。生态监测，又称生态环境监测，目前的定义不很一致。美国环保局Hirsch把生态监测解释为自然生态系统的变化及其原因的监测，内容主要是人类活动对自然生态结构和功能的影响及改变。国内有学者提出“生态监测就是运用可比的方法，在时间和空间上对特定区域范围内生态系统或生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程，监测的结果则用于评价和预测人类活动对生态系统的影响，为合理利用资源、改善生态环境和自然保护提供决策依据，这一定义似乎从方法原理、目的、手段、意义等方面作了较全面的阐述[3]。
2.1.2生态监测的对象
在监测对象上，生态监测既不同于城市环境质量监测，也不同于工业污染源监测。从环境监测发展历程来看，目前所指的生态监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题，它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点。如近年来积极开展的福建省湿地生态环境监测，河南省渔业生态环境监测，南极中山站近岸海域生态环境监测，以及在我国开展生态环境监测较早，近几年又做了大量工作的新疆荒漠生态环境监测。
生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。每一类型的生态系统都具有多样性，它不仅包括了环境要素变化的指标和生物资源变化的指标，同时还要包括人类活动变化的指标。
2.1.3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。技术路线和方案的制定大体包含以下几点：生态问题的提出，生态监测台站的选址，监测的内容、方法及设备，生态系统要素及监测指标的确定，监测场地、监测频度及周期描述，数据的整理（观测数据、实验分析数据、统计数据、文字数据、图形及图象数据），建立数据库，信息或数据输出，信息的利用（编制生态监测项目报表，针对提出的生态问题建立模型、预测预报、评价和规划、政策规定）。
传统监测手段，只能解决局部监测问题，生态监测将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。
应当看到，生态监测是环境监测的拓宽，除了新的理论、技术和方法外，环境监测的理论和实践必是生态监测得以发展和完善的基本保证。景观生态学、农业生态学、森林生态学、淡水生态学、海洋生态学、荒漠生态学、脆弱带生态学、地球化学、气象学、物候学、水文学、环境经济学、人文物理学等的理论和实践对生态监测更是大有裨益。
2.2.生态监测的类型
国内对生态监测类型的划分有许多种，常见的是从不同生态系统的角度出发，可分为城市生态监测、农村生态监测、森林生态监测、草原生态监测及荒漠生态监测等。这类划分突出了生态监测对象的价值尺度，旨在通过生态监测获得关于各生态系统生态价值的现状资料、受干扰（特别指人类活动的干扰）程度、承受影响的能力、发展趋势等。根据生态监测两个基本的空间尺度，生态监测可分为微观生态监测和宏观生态监测。
2.2.1宏观生态监测
研究对象的地域等级至少应在区域生态范围之内，最大可扩展到全球。宏观生态监测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)，其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。
2.2.2微观生态监测
研究对象的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区，最小也应代表单一的生态类型。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信息。
根据监测的具体内容，微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。
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.生态监测的基本任务与特点
3.1生态监测的基本任务
对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述各种生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些重要的生态研究及监测计划，如GEMS（全球环境监测系统），MAB（人与生物圈）等，加入国际生态监测网络。
3.2生态监测的特点
3.2.1综合性
生态监测是一门涉及多学科的交叉领域，涉及到农、林、牧、副、渔、工等各个生产行业。
3.2.2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，短期监测往往不能说明问题。长期监测可能导致一些重要的和意想不到的发现，如北美酸雨的发现就是典型的例子。
3.2.3复杂性
生态系统本身是一个庞大的复杂的动态系统，生态监测中要区分自然因素（如干旱和水灾）和人为干扰（污染物质的排放、资源的开发利用等）这两种因素的作用有时十分困难，加之人类目前对生态过程的认识是逐步积累和深入的，这就使得生态监测不可能是一项简单的工作。
3.2.4分散性
生态监测站点的选取往往相隔较远，监测网的分散性很大。同时由于生态过程的缓慢性，生态监测的时间跨度也很大，所以通常采取周期性的间断监测。
4生态监测指标体系与优先监测项目
4.1生态监测指标体系
生态监测指标体系主要指一系列能敏感清晰地反映生态系统基本特征及生态环境变化趋势的并相互印证的项目，是生态监测的主要内容和基本工作。生态监测指标的选择首先要考虑生态类型及系统的完整性，一般说来，陆地生态站（农田生态系统、森林生态系统和草原生态系统等）指标体系分为气象、水文、土壤、植物、动物和微生物六个要素；水文生态站（淡水生态系统和海洋生态系统）指标体系分为：水文、气象、水质、底质、浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物和微生物八个要素。除上述自然指标外，指标体系的选择要根据生态站各自的特点，生态系统类型及生态干扰方式同时兼顾以下三方面，即人为指标（人文景观、人文因素等）、一般监测指标（常规生态监测指标、重点生态监测指标等）和应急监测指标（包括自然和人为因素造成的突发性生态问题）。[来源:
4.2优先监测的指标体系
优先监测指标体系必须满足对生态系统的生命支持能力进行评价的最大的要求。优先监测指标的确定原则是：当前受外力影响最大、可能改变最快的指标；反映生态系统的生命支持能力的关键性指标；有综合代表意义的指标。
下列指标在我国当前开展生态监测时可列入优先监测的指标体系中：全球气候变暖所引起的生态系统或植物区系位移的监测；珍惜濒危动植物物种的分布及其栖息地的监测；水土流失面积及其时空分布和环境影响的监测；沙漠化面积及其时空分布和环境影响的监测；草原沙化退化面积及其时空分布和环境影响监测；生态脆弱带面积及其时空分布和环境影响的监测；人类活动对陆地生态系统包括森林、草原、农田和荒漠等结构和功能影响的监测；水体污染对水体生态系统包括湖泊、水库、河流和海洋等结构和功能影响的监测；主要污染物（农药、化肥、有机物、重金属）在土壤—植物—水体中的迁移和转化的监测；水土流失、沙漠化及草原退化地优化治理模式的生态平衡的监测；各生态系统中为量气体的释放通量与吸收的监测等。
5国内生态监测现状及发展趋势
5.1国内生态监测现状
目前,生态环境监测己在全球范围内展开，但我国起步较晚，缺乏统一的标准，国家尚未制定技术规范，仅在农业、海洋等方面研究制定了比较具体的技术规范。环境监测工作比较注重城市环境监测、工业污染源监测、环境质量监测，而忽视了生态环境监测。我国当前的生态监测主要限于污染生态监测，现有监测能力、技术与设备水平有限，生态监测评价经验不多，对生态系统规律性认识不够，因此确定当前优先监测指标必须从实际出发，属于污染的生态指标仍为当前优先监测指标。同时，由于经济发展过快对生态环境形成压力影响的指标的监测，在当前亦显得十分迫切，需尽快列入优先监测指标。
由于人口和资源的压力，过去长期忽视生态环境保护，使我国生态环境的破坏和恶化已十分严重，特别是占国土总面积1/3的广大干旱半干旱草原和荒漠地区生态环境问题最为突出，因此对荒漠生态监测的研究在国内开展最早，做的工作也最多。中科院在新疆建立了阜康、策勒、吐鲁番等生态实验站，目前已取得了一定的成果。
从国内已有工作来看，许多现代化的技术和手段，还没有在生态监测中发挥作用。多数工作尚属研究性质，环境监测意义尚的常规生态监测工作尚在起步和酝酿中，急待开发和实施。目前，特别需要一套操作性强的指标体系和方法，并且对各种生态类型监测的技术路线和要求有一个统一的规划，以便大范围普遍开展生态监测工作。
5.2国内生态监测发展趋势
生态环境监测的发展趋势是:3S技术和地面监测相结合，从宏观和微观角度来全面审视生态质量；网络设计趋于一体化，考虑全球生态质量变化，在生态质量评价上逐步从生态质量现状评价转为生态风险评价，以提供早期预警；在信息管理上强调标准化、规范化，广泛采用地理信息系统，加强国与国之间的合作。目前美国、欧洲、日本和我国都在制定新的观测计划，国内北京、上海重庆、厦门等地都在推进基础数字化工作，推广GPS定位观测，这些计划的实施将为区域环境监测提供重要的数据。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，它必将被广大环境监测工作者逐步认识和掌握。
6结语
（1）生态监测是一项复杂的系统工程，它对环境监测工作者提出了更高的要求。环境监测的最终结果是对环境质量进行评价从而提出污染治理方案。生态监测将为更深层次的环境管理和决策部门服务，提出生态环境规划、生态设计方案，最终目的是建立天地人和的生态环境。
（2）生态监测的总体趋势是：遥感技术和地面监测相结合，从宏观和微观角度来全面审视生态质量；网络设计趋于一体化，考虑全球生态质量变化，在生态质量评价上逐步从生态质量现状评价转为生态风险评价，以提供早期预警；在信息管理上强调标准化、规范化，广泛采用地理信息系统，加强国与国之间的合作。
（3）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，它必将被广大环境监测工作者逐步认识和掌握。
参考文献
[1]国家环境保护局自然保护司.中国生态问题报告[M].北京:中国环境科学出版社,2004
[2]张建辉,吴忠勇,王文杰,等.生态监测指标选择一般过程探讨[J].中国环境监测,1996,12(4):326.
[3]国家自然科学基金委员会.自然科学学科发展战略调研报告环境化学[M].北京:科学出版社,1999年.
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