中國生態監測存在問題及發展趨勢

齊 楊，于 洋，劉海江，董貴華，何立環，翟超英

中國環境監測總站，國家環境保護環境監測質量控制重點實驗室，北京 100012

隨著中國經濟的的不斷發展，人們對各類生態系統開發利用的規模和強度越來越大，對自然生態系統造成了深遠影響，甚至造成了不可逆轉的破壞，阻礙了生態系統、社會經濟的可持續發展。近年來，國家在生態保護方面的努力和投入逐年加大，取得了積極成效，但生態環境整體惡化的趨勢仍沒有得到根本遏制，區域性、局部性生態環境問題依舊突出，生態服務功能退化，生態系統自我調控、自我恢復能力減弱，部分生態環境破壞嚴重的地區已經直接或間接地危害到人民群眾的身心健康，并制約了經濟和社會的發展。與此同時，由于生態系統本身的復雜性、綜合性、區域性特點，國內整體生態環境狀況和變化趨勢仍不夠清晰，基礎性工作不到位，導致了生態環境保護、建設、管理和決策略顯盲目，缺乏針對性。因此，必須從生態系統管理的角度開展生態環境監測工作，研究生態環境的自然變化以及受到人為干擾后的變化規律，分析產生問題的自然事件或人為活動及過程，才能為區域生態環境保護和管理決策提供有力的技術支撐，有針對性地進行生態環境保護，不斷提高生態文明水平。

在生態學基本理論基礎上，探討了生態監測的科學內涵，明確了生態監測的對象、目的，并深入分析了生態監測存在的問題。最后，從國家現實需求、生態監測現狀以及監測技術發展的歷史規律，探討了未來中國生態監測的總體發展趨勢。

1 生態監測的基本概念

1.1 生態環境

生態環境的概念在學術界一直存有爭議，目前尚未形成統一認識。通過查閱文獻發現，生態環境是中國特有的一個名詞。著名生態學家馬世駿指出，生態環境中的生態是形容詞，環境是名詞。王如松則認為，生態環境是包括人在內的生命有機體的環境，是生命有機體賴以生存、發展、繁衍、進化的各種生態因子和生態關系的總和［1］。萬本太在環境科學的研究范疇內將生態環境定義為以人類為中心的各種自然要素(生物要素、非生物要素)和社會要素的綜合體，認為其中的自然要素在人類活動的影響下，不再是原始的、純粹的自然，而是人化的自然［2］。其中的社會要素因受自然環境的影響而成為自然化的社會。因此，生態環境的概念強調：人類是生態環境的主體，人類周圍的環境是客體;主體與客體之間相互聯系、相互作用、相互影響;生態環境包括生物因素、非生物因素，是人類生存與發展的物質基礎和空間條件。

結合各學科領域的學術觀點，從適應國家環境保護管理需求的角度定義生態環境，更具有針對性、現實性。因此，給出如下定義：生態環境是人類賴以生存和發展的各種生態因子和生態關系的總和，是環境受到人類活動影響的產物，由多種要素組成，各要素之間存在著相互促進、相互制約的復雜關系，這些要素及其相互關系構成了一個具有綜合性、等級性、區域性特征的復雜系統。

1.2 生態監測

生態監測作為一種系統地收集地球自然資源信息的技術方法，起始于20世紀60年代后期，至今已有40多年的發展歷史［3］，但多年來人們對于生態監測的概念始終有著不同的理解。全球環境監測系統(GEMS)將生態監測定義為一種能夠低廉便捷地獲取大面積生態支持系統能力數據的綜合技術;20世紀70年代末，有前蘇聯學者提出生態監測的概念就是“生物圈綜合監測”，認為生態監測是一套觀測、評價、預測生物圈狀況及其變化的技術體系;美國環保局A．Hirch博士則認為生態監測是對人類活動影響下自然生態結構和功能的監測［3］。張建輝等認為，生態監測在某種程度上，是從不同尺度上對各類生態系統結構和功能的時空格局的度量，主要通過監測生態系統的條件、條件的變化、對環境壓力的反映及其趨勢而獲得［4］。萬本太提出生態監測是以生態學原理為理論基礎，運用可比且較成熟的方法，對不同尺度的生態環境質量狀況及其變化趨勢進行連續觀測、評價的綜合技術［2］。

結合環保部門生態保護的工作職責，生態監測應包括2個部分：一是監測生態環境質量，二是監督對生態環境有影響的自然資源開發利用活動、重要生態環境建設和生態破壞恢復工作。因此，可以在原有的生態監測概念基礎上給出以下定義：生態環境監測，又稱生態監測，是以生態學原理為理論基礎，綜合運用可比且較成熟的技術方法，對不同尺度生態系統的組成要素進行連續監測，獲取最具代表性的信息，評價生態環境狀況及其變化趨勢的技術活動。作為環境監測的重要組成部分，生態環境監測既是一項基礎性工作，為生態保護決策提供可靠數據、科學依據，同時，又是一種技術行為，為生態保護管理提供技術支撐、技術服務。

2 生態監測的對象和目標

生態監測是指以標準化的方法在特定時間、空間內重復分析測定生態系統狀況［5］。因此，生態監測的對象就是生態系統，其目標是認識反映生態系統的狀態和演變趨勢，為保護生態環境、合理利用自然資源、實施可持續發展戰略提供科學依據［6］。根據生態系統的層級系統理論(hierarchy theory)［7］，將層級系統中個體水平以上的層次作為生態監測的對象，具體為個體(organism)、種群(population)、群落(community)、生態系統(ecosystem)、景觀(landscape)、區域(生物群系，biome)、全球(生物圈，biosphere)。

生態系統除了指自然生態系統之外，也逐漸被擴展為包括經濟系統和社會系統的復合生態系統［8］。因此，生態監測的對象又可以歸納為環境要素、生物要素、生態格局、生態關系、社會經濟5個方面。

環境要素監測：是對生態環境中的非生命成分進行監測，既包括自然環境因子監測(如氣候、水文、地質條件等自然要素監測)，也包括環境因子監測(如大氣污染物、水體污染物、土壤污染物、噪聲、熱污染、放射性、景觀格局等人類活動影響下的環境監測)。

生物要素監測：是對生態環境中的生命成分進行監測，包括對生物個體、種群、群落、生態系統等的組成、數量、動態的統計、調查和監測，也包括污染物在生物體中的遷移、轉化、傳遞過程中的含量及變化監測。

生態格局監測：運用景觀生態學中的一些基礎理論，如景觀結構和功能原理、生物多樣性原理、物種流動原理、養分再分配原理、景觀變化原理、等級(層次)理論、空間異質性原理等［9］，對一定區域范圍內生物與環境之間構成的生態環境系統的組合方式、鑲嵌特征、動態變化以及空間分布格局等進行的監測。

生態關系監測：是對生物與環境相互作用及其發展規律進行的監測。圍繞生態演變過程、生態系統功能、發展變化趨勢等開展監測、分析研究，其中既包括自然生態環境(如自然保護區內)監測，也包括受到干擾、污染或恢復、重建、治理后的生態環境監測。

社會環境監測：人類是生態環境的主體，但人類本身的生產、生活和發展方式也在直接或間接地影響生態環境的社會環境部分，反過來再作用于人類這個主體本身。因此，對社會環境，包括政治、經濟、文化等進行監測，也是生態監測的重要內容之一。

國內有學者認為，生態監測是一種環境質量評價的手段和方法［10］，這種觀點值得商榷。從Kolkwitz等在1902年首次采用生物評價水質至今，在環境領域提及的生物監測均指一種生物群落、生物個體或生物體的生理生化指標來反映水體、土壤等的環境質量［11-13］，而非指監測生物本身。生態監測的根本目的是獲取生態系統的類型、結構、功能及各要素的現狀和變化信息，進而評價生態環境質量現狀并預測發展趨勢，為生態保護和建設提供決策依據，促進生態系統和人類社會協調發展。只有在一些社會經濟-自然復合生態系統研究及管理工作中，生態監測的結果用來反映相應的環境狀況時，生態監測才可以被視為一種“監測工具”或“管理手段”［6］。

3 生態監測中存在的問題

中國的生態監測興起于20世紀70年代，至今已開展了一系列的環境、資源、污染的調查與研究工作，各相關部門和單位相繼建立了一批生態觀測定位站、生態(環境)監測站，對若干區域乃至全國的生態環境進行連續監測、調查、分析評價。但與發達國家相比，中國的生態監測工作起步較晚，生態監測的理論和方法還不成熟，少有統一的標準和規范，雖然近年來國家加大了投入，發展迅速，但整體經驗少、底子薄，各地區、各部門、各學科發展不平衡等問題仍然存在，造成了生態監測在發展過程中的局限性、差異性，使其不能很好地發揮作為生態保護“耳目”、“哨兵”的基礎性作用。

3.1 生態監測缺乏統一管理，部門間任務存在交叉和重復

生態監測是生態保護過程中一項復雜的系統工程，涉及環保、農業、林業、海洋、氣象、國土等多個部門。做好生態保護工作，需要各部門、各單位密切配合與團結協作［14］。但由于目前的生態監測工作缺乏統一、有效的管理機制，各部門間缺乏聯合與協作，沒能形成統一的規劃布局進行生態保護。盡管國務院“三定”方案對各部門的職責進行了明確分工，但在具體開展工作過程中，各部門對職責的理解仍有不同，造成任務界定不清，使生態監測工作出現交叉、重復和空白。

從國務院辦公廳印發的環境保護部、農業部、國家林業局、國土資源部等各行業部門職責［15-18］中不難看出，盡管國家對部門分工很明確，如農業部負責農業(含農業生態環境)、國家林業局負責林業(含林業資源)、國土資源部負責資源(如土地資源)等，但對于環境監測的職責卻保持著各自的理解。大家都認為在自己的職責范圍有開展行業性環境監測的任務，因而做了很多相同或相似的工作。各有關部門均在組建自己的生態環境監測網絡，盡管目的或有不同，但就國家這一整體而言，無疑是一種極大的浪費。此外，由于部門壁壘尚未消除，監測信息共享困難，也造成了管理上的困難。在利益驅使下，很多工作即使知道重復也仍在進行。如近年來開展的耗資較大生態環境狀況調查，各部門都爭著去做，希望建立自己的數據庫。與建網、建庫、建隊伍相比，生態保護已不再是生態監測的最終目的，而不過是一張保護傘。在這種本末倒置的情況下，即使國家投入再高，也不可能取得良好效果。

與此相反，在各部門、各單位過分依賴遙感技術開展宏觀生態監測的同時，忽略了地面微觀生態監測工作的開展，使生態監測工作出現“瘸腿”現象。同時，對監測的技術體系和法制保障體系建設未能給予足夠重視，致使其進展緩慢，幾乎還是空白。

3.2 生態監測技術不夠規范，信息整合與利用困難

以生態保護為最終目的生態監測，是以能夠全面、及時、準確地反映生態環境狀況及其變化趨勢為直接目標，并為生態保護管理與決策服務的綜合性的技術行為。它既包括對環境本底、環境污染、環境破壞的監測，也包括對生命系統的監測(系統結構、生物污染、生態系統功能、生態系統物質循環等)，還包括人為干擾、自然干擾造成的生物與環境之間相互關系變化的監測［19］。這要求不同時間、空間尺度的監測信息必須具備可比性、連續性。

然而，目前的生態監測技術仍不規范，監測指標不一，監測方法多樣，評價方法千差萬別。盡管環境保護部正式發布了《生態環境狀況評價技術規范(試行)》(HJ/T 192—2006)，但由于剛實施，推廣、宣傳力度不夠，除全國環保系統外還未被其他部門或單位廣泛采用。沒有科學統一的監測技術體系，各部門、各單位的監測信息本身由于缺乏可比性、連續性，無法進行有效整合，造成分析、評價上的片面性、局限性。同時，當前的生態監測技術體系的發展沒有跟上科技發展的步伐，監測科研工作基礎薄弱，創新能力不高。

3.3 生態監測網絡松散，國家級生態監測網絡建立緩慢

為解決日益復雜化、復合化的生態環境問題以及更加科學地管理生態系統，科學家逐漸認識到開展生態環境長期定位觀測研究非常必要［20］，而建立管理有序、信息共享的生態監測網絡是開展長期生態監測的重要保證。國內目前已有的生態監測網絡多是行業性，且各自獨立，整體處于一種松散組織狀態，只能反映某一區域或某一生態系統或某類生態問題狀況，無法從整體上對生態環境狀況進行把握，進而可能誤導決策。

國家科技部從2005年已經開始著手建立國家級生態監測網絡，目前已有部分生態監測臺站納入國家生態監測網絡。“十二五”期間，國務院發布的《“十二五”國家自主創新能力建設規劃》［21］和環保部發布的《國家環境保護“十二五”科技發展規劃》［22］中也均提出要建立國家生態環境觀測研究站(網)。但從整體上看，國內的生態監測網絡仍處于分散、重復的初級階段，尚未形成可直接應用于生態監測具體工作的完整、成熟的網絡體系［4］，距離形成一個全國性、綜合性的國家級生態監測網絡，真正能夠實現聯網研究的中國生態監測網絡仍要走很長一段路。

3.4 環境監測法律依據不足，法制保障力度亟待加強

自20世紀80年代開始，中國相繼頒布了環境保護、污染防治等方面一系列的法律法規。2014年新修訂的《中華人民共和國環境保護法》第二章第十七條規定“國務院環境保護主管部門制定監測規范，會同有關部門組織監測網絡，統一規劃國家環境質量監測站(點)的設置，建立監測數據共享機制，加強對環境監測的管理”。但直到目前，國家仍沒有一部較正式的法律法規對環境監測做出具體規定，給予其法制保障，生態監測方面更是一片空白。在無法可依、無規可守的現實面前，生態監測舉步維艱，直接造成了各部門各單位間任務不清、勞動重復、資源浪費的局面，極大地影響了生態保護決策和效果。

3.5 生態監測能力水平普遍較低，亟待建設

一方面，由于長期環境保護和資源管理工作集中于環境污染、環境質量、資源動態的監測，而忽視了對生態系統狀況、變化趨勢的綜合監測，如對城市生態系統、農田生態系統、森林生態系統等的監測力度、監測能力均嚴重不足［14］;另一方面，生態監測具有監測周期長、監測對象和方法多樣性及難度大等技術特點，且生態監測涉及多種生態要素，需多個部門互相合作。因此，限于國內社會經濟發展水平等原因，目前的生態監測能力從總體上看仍然很低，地區間及行業部門間的能力水平參差不齊。

全國各級環境監測(中心)站中，能夠獨立開展生態監測工作的很少。省級及部分地市級監測站之所以連續幾年成功開展了生態環境質量評價工作，也是因為環境保護部從中協調、省際間互幫互助的結果，其中大部監測站不是沒人員缺設備，就是沒技術少經費。

4 生態監測發展趨勢

2012年11月，黨的十八大將“建設生態文明”納入社會發展“五位一體”總體布局，明確指出“建設生態文明，是關系人民福祉、關乎民族未來的長遠大計”，向全國人民發出了“努力建設美麗中國”的偉大號召。2013年1月，環境保護部正式印發《全國生態保護“十二五”規劃》，認為中國生態環境整體惡化的趨勢仍未得到根本遏制，并明確提出要加強重點生態區域的保護和管理，恢復受破壞區域的生態功能，防止新的人為破壞，深化生態示范建設，構筑生態安全屏障［23］。

因此，中國的生態監測工作在當前條件下，已迎來加速發展的重要戰略機遇期，必須要為建設生態文明提供有力的技術支撐，在建設美麗中國的過程中發揮保駕護航的作用。從國家現實需求、生態監測現狀以及監測技術發展歷史規律來看，未來國內生態監測的總體發展趨勢如下：

1)生態環境地面監測站點不斷增多，各部門監測資源進一步有效整合，統一的國家生態環境監測網絡逐步形成，同時，國際合作與交流更加緊密，大尺度的生態監測及其相關科研項目更多實施，大范圍跨區域的生態監測信息聯網共享將成為可能。

2)天地一體化的生態監測技術體系得以建立，技術方法趨向標準化、規范化、自動化、智能化，監測數據的可比性、連續性、代表性持續增強，儀器設備向多功能、集成化、系統化方向發展，監測業務由勞動密集型向技術密集型轉變。

3)針對不同生態類型的評價指標體系、評價方法更加完善，生態環境質量綜合評價技術更加成熟，并逐步從現狀與變化評價轉向生態風險評價，能夠實現生態環境質量變化趨勢的預測預警。

4)傳統的地面調查和監測技術與新興的遙感監測技術有機結合，計算機技術的發展將推進遙感監測、地面定點監測、調查與統計分析的進一步融合，生態監測業務化平臺的數字化、網絡化、智能化水平大幅提升，從宏觀和微觀角度全面監測不同尺度生態環境狀況。

5)隨著生態監測的內容、指標體系的豐富和完善，分析測試方法涉及的學科領域更加龐雜。同時，諸如高分辨率遙感監測、電磁臺網監測、高功率激光器等一系列新技術、新方法也將越來越多的應用到生態監測中［19］。

總之，為了更好地適應生態保護和管理的需求，生態監測工作需要對目前的監測任務和工作進行統一布置，對實行“一把尺子”的現狀進行調整，未來要根據自然區域(如區域、流域等)開展有針對性的綜合監測與評價，拓展生物、生態、土壤等監測要素，同時開展監測指標、評價方法的研究，制定相應的技術規范，加強數據質量控制及監測能力建設等，補充完善現有的環境監測技術體系［24-27］。

5 結語

從生態監測的科學內涵、對象、目標、存在問題以及發展趨勢等方面進行了探討，以期為生態監測工作的進一步開展提供思路，從而為進一步說清生態環境的現狀和發展趨勢，實施生態環境保護、建設與管理提供更可靠的科學依據和技術支持，促進社會經濟與生態環境的可持續發展。

［1］王如松．生態環境內涵的回顧與思考［J］．科學術語研究，2005，7(2)：28-31．

［2］萬本太．中國環境監測技術路線研究［M］．長沙：湖南科學技術出版社，2003：182-183．

［3］姜必亮．生態監測［J］．福建環境，2003，20(1)：4-6．

［4］張建輝，吳忠勇，王文杰，等．生態監測指標選擇一般過程探討［J］．中國環境監測，1996，12(4)：3-6．

［5］Spellerberg I F．Monitoring ecological change［M］．Second edition．New York：Cambridge University Press，2005：17-22．

［6］胡俊，沈強，陳明秀，等．生態監測指標選擇的探討［J］．中國環境監測，2014，30(4)：166-170．

［7］蔡曉明，蔡博峰．生態系統的理論和實踐［M］．北京：化學工業出版社，2012：44-45．

［8］李博，楊持，林鵬．生態學［M］．北京：高等教育出版社，2000：197-198．

［9］鄔建國．景觀生態學——格局、過程、尺度與等級［M］．北京：高等教育出版社，2007．

［10］彭筱峻，袁文芳，朱艷芳．生態環境監測的現狀及發展趨勢［J］．江西化工，2009(2)：25-29．

［11］Chapman D．Water quality assessments-A guide to the use of biota，sediments and water in environmental［R］．London：On behalf of WHO by F ＆ FN Spon，1996．

［12］Karr J R，Chu E W．Biological monitoring and assessment：using multimetric indexes effectively［M］．Seattle：University of Washington，1997：33-36．

［13］Holt E A，Miller S W．Bioindicators：using organisms tomeasure environmentalimpacts ［J］． Nature Education Knowledge，2011，3(10)：8．

［14］賈良清，歐陽志云．區域生態監測的概念、方法與應用［J］．城市環境與城市生態，2004，17(4)：7-9．

［15］國務院辦公廳．國務院辦公廳關于印發環境保護部主要職責內設機構和人員編制規定的通知［EB/OL］．(2008-07-10)［2015-01-19］．http：//www．gov．cn．

［16］國務院辦公廳．國務院辦公廳關于印發農業部主要職責內設機構和人員編制規定的通知［EB/OL］．(2008-07-10)［2015-01-19］．http：//www．gov．cn．

［17］國務院辦公廳．國務院辦公廳關于印發國家林業局主要職責內設機構和人員編制規定的通知［EB/OL］．(2008-07-10)［2015-01-19］．http：//www．gov．cn．

［18］國務院辦公廳．國務院辦公廳關于印發國土資源部主要職責內設機構和人員編制規定的通知［EB/OL］．(2008-07-10)［2015-01-19］．http：//www．gov．cn．

［19］羅澤嬌，程勝高．我國生態監測的研究進展［J］．環境保護，2003(3)：41-44．

［20］劉海江，孫聰，齊楊，等．國內外生態環境觀測研究臺站網絡發展概況［J］．中國環境監測，2014，30(5)：125-131．

［21］國務院．“十二五”國家自主創新能力建設規劃［EB/OL］．(2013-01-15)［2015-01-19］．http：//www．gov．cn．

［22］環境保護部．國家環境保護“十二五”科技發展規劃［EB/OL］．(2011-06-09)［2015-01-19］．http：//www．mep．gov．cn．

［23］環境保護部．全國生態保護“十二五”規劃［EB/OL］．(2013-01-25)［2015-01-19］．http：//www．mep．gov．cn．

［24］萬本太．中國環境監測工作的成就、問題和對策［J］．中國環境監測，1996，12(2)：27-31．

［25］萬本太，蔣火華．論中國環境監測技術體系建設［J］．中國環境監測，2004，20(6)：1-4．

［26］李國剛，萬本太．中國環境監測科技發展需求分析［J］．中國環境監測，2004，20(6)：5-8．

［27］萬本太，蔣火華．論中國環境監測發展戰略［J］．中國環境監測，2005，21(1)：1-3．