生態環境治理與預警系統的構建研究

吳應甲

摘要：在城市化發展過程中，走擴大、人口、空間擴張、科學發展是最為重要的目標。城鎮化進程中，環保觀念經常被人們拋之腦后，先發展后治理的案例比比皆是，對城市發展產生嚴重的影響。目前，我國已經進入經濟發展的轉型時期，城市發展與生態環境和諧發展已經成為社會重點關注的問題，所以構建環境監測系統需要進一步落實。環境監測預警體系的合理化應用，對順利完成環境質量監測、污染源監督、環境污染事故的應急處理有重要意義。環境預警監測體系是一個復雜的系統，包含軟件集成、信息集成、監測技術、環境信息等多個方面。借助互聯網技術，環境監測預警體系大致的架構包含四個層面：服務保障層、支撐架構層、監測預警層和信息技術層。

關鍵詞：城鎮化;環境治理;環境監測預警;預警體系建設

中圖分類號：D4226文獻標識碼：ADOI：10.13411/j.cnki.sxsx.2021.04.017

The Construction of Ecological Environment Governance and Early Warning System

WU Ying-jia

（Water Policing Research Center， Railway Police College of the Ministry of Public Security， Zhengzhou 450000，China）

Abstract：In the process of urbanization， expansion， population， spatial expansion， and scientific development are the most important goals. In the process of urbanization， the concept of environmental protection is often forgotten by people， and there are many cases of first development and then governance， which has a serious impact on urban development. At present， China has entered the transition period of economic development， and the harmonious development of urban development and ecological environment has become a key concern of the society. Therefore， the construction of environmental monitoring system needs to be further implemented. The rational application of environmental monitoring and early warning system is of great significance to the successful completion of environmental quality monitoring， pollution source supervision and emergency treatment of environmental pollution accidents. Environmental early warning and monitoring system is a complex system， including software integration， information integration， monitoring technology， environmental information and so on. With the help of Internet technology， the general architecture of environmental monitoring and early warning system includes four levels： service guarantee layer， support architecture layer， monitoring and early warning layer and information technology layer.

Key words：urbanization; environmental governance; environmental monitoring and early warning; construction of early warning system

可持續發展是奠定科學發展觀的基本要求之一。從《人類環境宣言》能夠看到，保護和優化居民環境是全球居民一起參與的，更是市場發展與社會發展相互合作來完成的。城市環境是社會發展的基礎，改善生態環境也是緩解城市壓力實現和諧發展的良藥。目前中國已經出現了超過千萬人口的大城市，還在源源不斷地擴張中，城市的基礎設施承受著巨大的壓力，出現環境污染、資源不足等種種“城市病”，對城市經濟產生嚴重影響。環境監測是城市發展中不可缺少的一部分，環境監測預警體系對整治“城市病”有重要意義。環境預警體系的搭建，能夠讓環境監測部門科學、規范、合理、穩定的成長，對環境缺陷給予預警，進一步實施迅速有效的整治方案，能夠科學合理地避免事態進一步擴展。另外，可以說明的是，環境預警監測體系的構建對實施環境管理給予一定的力量支撐。通過建立預警體系可以對城市發展中將要出現的環境問題做到預警，發出預警信號，使相關管理部門能夠迅速采取相關措施，果斷地處理問題，使環境問題在初期就得到把控。筆者以QC城市為例，從生態環境治理視角出發，結合生態環境治理以及環境監測預警體系的理論方法，構建環境預警體系，對城市發展有重要意義。

一、生態環境治理與環境監測闡述性分析

（一）關于生態環境治理理論的論述

生態環境治理的理論基礎為可持續發展理論、城市復合生態系統理論、協同治理理論、城鄉一體化理論。可持續發展理論是建立在社會學、經濟學、生態學理論基礎上，提出系統發展的新方向，要求在生態環境治理中，堅持綜合協調的觀點，去追尋可持續發展的本源和規律，以協調、持續為主，建立人與自然統一和諧的關系[1]。鑒于可持續發展理論，在本研究中以該理論為基礎，從建立可持續發展指標為基礎，構建生態環境預警監測體系[2]。

在城市復合生態系統理論中，闡述了生態系統和社會經濟系統緊密結合，進行多層次、多功能、多方面的綜合研究與開發。以生態完美化的標準規劃和以完善城市整體工作生活為關鍵，推動生態環境能夠科學有效地進行循環。該理論闡述了哲學層次、文化層次、經濟層次和技術層次的相關要素，也同時說明城市生態系統是由社會、經濟、自然系統組成，各個系統由不同的子系統組成，形成了環境整體，因此生態環境治理與預警系統的構建，互為一體，相互促進，相互發展，相互影響[3]。環境監測預警體系的構建也正是為了這一點，是為了實現生態環境的和諧型發展。

協同治理理論是研究基礎，協同治理中發揮政府部門、民間組織、企業、個人等行為作用，通過通力合作，倡導協調發展，注重協同治理，強調多元化治理主體，從而彌補治理不足帶來的弊端。很多學者認為協同治理理論是為了最大限度地滿足公眾利益要求，是多層次、多主體、多方位的合作模式，帶有全面性，是生態治理與環境監測體系構建的基礎內容[4]。

城鄉一體化理論是生態環境治理的重要內容，是一種新型、集約化的設計思想，是以自然環境體系為基礎，使人類的物質基礎和學術文化渾然一體，完全融合成為“物心合一”的模式。在城鄉一體化的理論中，期初注重了二元結構模式，但是經過一定時間的發展，已經不適應二元結構發展模式，導致城鄉差距不斷擴大[5]。為了實現合理化發展，學者吸取了二元結構帶來的弊端，從城鄉一體化視角出發，城鄉生產力分工、優化布局等方面入手，實現利益最大化。從生態、環境角度出發，實現自然環境與人工環境的合理性結合，保證生態環境的良性循環，同時也是促進社會發展的基礎 。在環境監測預警體系的構建中，同樣也會結合城鄉一體化理論，才能使構建體系更加完善。

（二）環境監測預警體系的構建基礎理論

環境監測預警體系的構建基礎理論以上文中的基礎理論為先導，但涉及的方面更多，環境監測預警體系注重了對問題的分析，將基礎理論指標落實到實際的工作中。同時將生態環境治理中關于環境保護指標、社會經濟指標、環境污染指標、環境治理指標等多種因素結合，并將理論內容延伸化。環境監測預警體系的建設，注重對生態環境預警系統中的問題分析，將硬件和軟件等多種因素都應用到其中，更快更準確地去發現周圍的問題，構建完成后，可以將生態環境治理作為首選，將環境治理與規劃完美結合，緩解城市發展中的環境壓力，同時也可以有效減少城市污染，做到早預防早治理，避免以往的城市發展老問題。在環境監測預警體系的建設中，原則性方案已經不能適合城市化發展，細化方案是應對生態環境治理中存在問題的基礎方案。筆者認為，區域指標與宏觀預警指標已經不能適應社會發展，需要建立多種預警指標，與污染物、污染水平、生態、健康等因素結合，才能完成預警體系的構建。

二、生態環境治理中環境監測預警體系的功能性分析

（一）環境預警監測體系的功能

1.即時動態的監測功能。改善現階段環境監測頻次低且僅能反應定時排污的現狀，使污染源即時變化情況能夠反映出來，從而始終能夠通過監測系統掌握污染源的排放情況。

2.對環境污染變化趨勢與污染事故風險具有提前預警監測功能。環境監測要將排污現狀反映出來，也要結合污染現狀及發展趨勢展開預警和防范，避免環境污染惡化，導致污染事故的發生。

3.對監管資料有遠程研究、分析、整編、匯總和處理功能。能將環境監測資料以文字、聲像或另外的傳遞方法傳遞出去，從而有效研究、分析、整編、匯總和處理，參考現如今研究和分析的監測主體，讓各項硬件返回至最初平穩的狀態。

4.具備快速、精確和整體性的數據反饋水平。要求監測系統要全方位、迅速和可靠地反應水、氣、聲、固等相關的資源因子信息，同時，也能以監測信息為依據來精準判定，提出有效的應對之策。

5.采取新型監測技術手段，讓程序具備科技性與智能性。這是完善環境監測預警框架搭建的關鍵性技術因素，還是環境監測以后成長的有效支撐?，F階段，我國環境監測離這一標準要求還有很長一段路要走，要加大人力、技術和資金等各方面的投入，真正使環境監測體系形成網絡化和智能化[6]。

（二）環境監測預警體系三大基本特征

完善的環境監測預警結構應該是具有結構穩定、數據傳遞快速、整體協調、專業水平完善、資金和人力資源有效保障等特點。

先進的環境監測預警體系能夠十分靈敏迅速反映出環境質量變化情況。表現出較強的監測能力，其監測手段先進、方法科學有效且具有信息通暢等優勢特征。

先進的環境監測預警體系監測數據具有代表性、科學精準性以及可比性等特征。

（三）環境監測預警體系建設任務

先進的環境監測預警體系由組織機構、技術設施、運行機制、人才資源、法律制度與外部保障六部分構成。該體系構建便是圍繞這六部分要件展開，其建設任務如下：

1. 創新環境監測管理體制。理順環境監測管理與運行機制，并加以創新，以此解決環境監測管理缺位、機制失靈或運行受阻等方面的問題。將中央與地方積極性充分激發出來，將國家環保目標責任制落實到位，使國家有效監督地方監測工作，進而對資源實施優化配置，確保監測數據及時、科學有效[7]。

2. 健全環境監測網絡。環境監測網是環境監測實施的高效載體。各級監測網持續發展完善，對國內環境質量情況、變化趨勢的掌握以及滿足各時期環境管理需求起到不可替代的重要作用。

3. 持續強化環境監測技術裝備能力建設。完善裝備水平的框架搭建，是搭建全面的環境監測預警體系關鍵性因素，還是讓環境監測任務圓滿完成的核心因素。

4. 強化人員培養與隊伍建設。 搭建先進的環境監測預警體系，一定要注重加強專業人才培養與隊伍建設工作，基于準確定位與科學合理的投入，不斷優化監測人員管理與用人機制，完善人員結構，將核心人才培養作為重點工作開展，建立一支技術精湛、結構合理、人員足夠且熱情飽滿的專業化監測隊伍。

5. 全方位強化環境監測數據質量監管。 環境監測工作是否有效，是通過環境監測數據質量來衡量的，可見監測數據質量的重要性，這也是環境監測預警體系最基本的要求，為使先進的環境監測預警體系建設目標順利達成，就一定要實現全方位監測數據質量的監督管理。

三、生態環境治理中環境監測預警體系建設框架

在生態環境治理中預警體系建設本質上是系統設計，就是將功能需求轉變成功能呈現的過程，是對組織與構造系統部件加以描述的過程。這個框架規劃就是從內涵與理論上，探尋可行的監測預警框架，之后讓這個框架可以產生實際效用的流程。這個流程要完成監測技術結構、數據傳遞結構、政策法規結構、預警考核結構以及資金人力保障結構等多項工作，整個框架內各個結構都包含了較為復雜的建設內容。

筆者基于系統功能需求分析，對各項建設任務及之間相關性加以確定，結合“全方位反映環境質量情況與變化趨勢;第一時間跟蹤污染源變化趨勢;對各類環境突發事件影響加以精準預警”的主要功能需求，來設計監測預警體系構建框架，具體見下圖1。

（一）服務層建設內容

服務層主要體現于環境監測預警體系規劃決策管理、發布和反應能力階段，集中體現在政府與公眾兩項內容上，監測預警體系建設整體目標是否能夠順利實現取決于政府決策與公眾參與兩個重要途徑。體系制定完成后能夠單獨給予國家單位和居民科學有效的數據資料，進一步讓其產生能夠進行市場經濟管理的水平，可以給予環境監測部門科學合理的數據支持，從而更好地服務于社會經濟發展?；谝陨戏治龃_定服務層建設內容，具體見下圖2。

（二）咨詢層建設內容

咨詢層是該體系中的預警技術部分，其工作為向服務層供給所需的信息，通過輸入對應的信息使服務層能夠發揮巨大功效。咨詢層的工作是將收集到的檢測數據及其他數據加以利用。最終將全部數據進行加工和處理，形成決策所需的數據形式為它所用。

數據從最初的階段發展為決策可以使用的數據，實質是咨詢層工作的流程。依據體系建設目標的全面要求，咨詢層的工作目標是對數據進行監督的前提下，對數據未來較長一段時間變化走勢的分析、短時間內的預警匯報，實施風險評估的過程。在加工檢測數據和集成信息過程中，咨詢層為接下來的服務層提供工作的基礎。據上文所述，可以得出咨詢層的細化元素由下面的子系統組合而成。具體如下圖3：

（三）監測層建設內容

監測層是該體系中負責檢測的部分，這一環節中對外提供的信息主要用于咨詢層使用。它的存在是監測預警體系得以運行的必備條件，為不可缺少的部分。該環節的核心作用是竭盡所能采集和環境存在關聯的信息。具體包含：環境質量數據、污染源數據和急需獲取的數據。監測層是咨詢層提供工作判斷的前提，并為接下來的技術運行提供依托。根據監測層的能力可以得出，由下面的子系統組合而成。具體見下圖4.

（四）支撐層建設內容

支撐層是一個獨立的工作環節，未與環境監測預警體系中的任何層次對接，但是該體系的構建與環境監測預警體系密切相關。它的主要工作目的是維系環境監測預警體系的平穩運行。

支撐層的存在，能夠通過提供工作機制、資金和員工等為其他體系中的環節起到支撐作用，是環境監測預警體系得以構建并正常運作的基礎。支撐層進一步細化后，關鍵存在5個關鍵性因素：框架結構、制度規范、數據系統、裝備水平和專業團隊建設。

1.體制機制建設。這一部分承載了環境監測預警體系的工作。對環境的監督、測試和預警等工作要求整個體系必須按部就班。各個環節必須具有條理分明的職責，保證環境監測預警工作的穩步推行，工作的效果是準確可依據的。

2.法規標準建設。環境監測預警的運作離不開法規標準的制定。后者為前者提供司法層面的保障，確保該工作的合規性，因此，法規標準建設在環境監測預警中屬于重點部分。需要在現有的國家法律制度前提下，制定全面的環境監測技術條例，針對工作中設備的型號、標準和維護工作擬定科學、合理的制度。確保檢測得出的數據在運輸過程中的安全、完整、高效性，對主管單位的權利和義務進行規定。

3.信息系統建設。信息系統建設是這個框架結構內必不可少的環節。由于信息系統具有高效、準確、安全的特點，因此被環境監測預警體系加以利用，二者相互融合開展工作。

4.裝備能力建設。環境監測預警系統的平穩運行與監測裝置、互聯網硬件、辦公設施等硬件有著密不可分的關系。設備的構建涉及監測層、咨詢層、服務層等，在各個部分實施裝備的構建。在構建監測層裝備時，需要購買并安裝具備檢測大氣、水、聲、土壤、生態等環境質量能力的設備，為安裝設備所需的位置建設。 咨詢層安裝的裝備主要涉及軟件的開發和咨詢專家庫，目的是挖掘數據和分析數據，評測不同的環境質量、對環境的質量進行事先的預估。服務層的裝備能力建設，關鍵涉及軟件程序的開發。程序主要作用是對任務策略實施評價、給予管理員數據支持。

5.人才隊伍建設。構建人才隊伍的基礎是精準定位人才，投入合理的資金。對現有的員工管理制度進行優化，調整用人機制，對人才結構進行重新調配，大力培植骨干人才。在開展環境保護監測工作中，制定合理的工作職責、保證人員編制的科學性。針對目前工作崗位急缺的現象，及時增補所需的人才，降低現有崗位的壓力。

四、 Q市環境監測預警體系建設實踐

（一）Q市的概況

Q市地理位置在我國海岸線的北段，氣候帶有顯著的海洋性。該地氣溫適宜，一年中季節區分十分明顯。隨著工業化進程的加快、農業的擴展和城鎮化的推進，影響了當地的環境變化，增加了海洋環境的破壞性。伴隨非常多外來人員進入Q市，制造大量的生活垃圾，對環境造成非常嚴重的破壞。農業建設中大量肥料和農藥的使用污染了生態環境，加之當地旅游業的興起，對環境發展起到一定的制約，威脅了生物的多樣性發展。自然災害和人的破壞不斷加深，嚴重降低了當地的環境質量。以上這些問題需要Q市主管單位重點關注本市的環境治理問題。

（二）Q市環境監測中心站的概況

Q市的環境監測任務主要由當地的中心站和各個基層的監測站擔任，在不斷的努力下，檢測水平越來越高。這個地區的環境檢測單位設置的部門眾多，包含：質量管控部門、綜合資料部門、中心研究部門、海洋與生態環境監測部門、輻射監測部門、環境監測部門、自動監測部門、污染源監督監測部門、政工部門、行政部門等。該市的單位普遍具備環境日常檢測的功能。具備特色和有一定難度的檢測工作有海洋監測和輻射環境監測。其余的監測項目剛剛開始，未來的晉升空間很大。在監測高標準要求下，對農村地區的環境監測、土壤的質量評估、海洋生物體內污染物的檢測等成為發展的新工作。據研究，該市目前具備的環境監測能力不能夠應對日常所需，急需構建全面化的環境監測預警體系。原因如下：第一，現有的綜合評價指標體系缺乏全面性，現存的評價指標和技術與該市的實際情形不符，需要重新調整。 第二，目前的軟件系統工作能力達到最大化，現配備的軟硬件設備和數據庫相比當前的工作要求較為落后，不能滿足工作需要，急需進行改善。第三，未達成使用WebGIS技術和網絡技術對環境的變化進行及時、精準實施評估的能力，依然不能提供信息的對外發布和查詢。辦公系統的互聯網化處于最初階段，各個職能單位的網絡系統均各自為營，沒有建立聯網機制。第四，還需強化海洋近海區的預警體系構建。

（三）預警體系建設內容

該市構建的環境監測系統具體內容包含環境監測預警中心建設。對當地的空氣環境、水環境、聲環境、生態環境、污染源等進行檢測的預警系統，同時包含應急監測系統的構建。

1.環境監測預警中心。該中心屬于主管機構，在環境監測預警體系中處于核心位置。能夠將該體系中的其他部門檢測的所有數據進行匯總、整理、分析和保存，是數據處理的核心部門。單位配備了功能強大的互聯網系統和衛星通信設備可用以與各個部門聯系。該單位的核心任務是：（1）將工作任務下發至不同的子系統，對基層的監測預警工作進行管理;（2）將基層監測站的數據進行提取，處理數據進行匯總檢驗，出具污染指標匯總表和污染分布圖;（3）將獲取的數據加入數據庫，方便搜索和使用;（4）向政府相關部門出具污染指數報告，方便他們做出應對。

環境監測預警中心的部門設置有：構建實驗室、實時監測污染源部門、信息網絡控制中心、構建應急事件的指揮部和接待客戶的科室。

2.環境空氣監測預警系統建設。 構建具備自動監測空氣質量、能夠人工提取樣本進行實驗分析為前提的檢測系統。系統的構建內容含有：（1）在不同區域內設定自動測試空氣質量的網絡系統，針對空氣質量實施不間斷地檢測，尤其是重點區域;（2）制定全面的人工監測網絡，提升在空間的監測覆蓋點，增強對污染物的測試能力，對不同地區的污染物進行測量;（3）建立具備環境監測、預測預警、容量總量匹配功能的空氣質量測量部門，向社會定期公布檢測的空氣質量信息，出具檢測報告。

3.水環境監測預警系統建設。建設手工采樣實驗室評估為主導的檢測體系，同時將自動檢測作為輔助工作進行開展。在進行監測中將常規項目與微量污染項目有機結合。該體系的內容包括：（1）飲用水源地監測網。針對該地區的所有居民用水實施24小時不間斷地監控水質量指標;人工采集水樣，檢測水中的污染物，對該市的居民飲用水進行全面掌控，維護水質的健康性。（2）地表水監測網。以本市為研究區域，針對境內的所有入境、出境、入海斷面、支流水源和水庫、湖中的水質進行測量，針對流入境內的水流開展動態化的監督和測試，對本市的地表水質進行掌握和控制。（3）地下水監測網。在采用當地地礦局監控設施的基礎上，根據環境監測的要求，構建該區域的人工監控機制。（4）近岸海域監測網。在當前的監測體系基礎上，針對領域的近海附近以及水生生態指標進行監督和測量。構建自動監測站，確保近海的海水質量安全。（5）水環境管理技術支持系統。在現有的數據庫工作模式下，推出新型的軟件，該軟件要具備統計和評估水質有關數據的能力，購進高水平的管理水環境的系統，向外界出具多樣化的環境質量報告，對會出現安全和污染的情形進行清理，預先評測可能對環境造成污染的事項。

4.環境噪聲監測預警系統建設。建設人工監測為基礎，同時將自動檢測作為輔助工作進行環境噪聲監測的機制，對本地區的環境質量和聲音污染進行全面反饋。該框架的制定辦法包括：（1）針對地區的聲音環境實施監測的網絡。開展人工監督和測試模式，在地市的各個區域內進行網絡的監測，對該區域的噪音進行反饋。（2）交通噪聲監測網絡。借助設備與人工操作并行的方式，在該市的所有交通線路中全方位地進行網絡覆蓋，監測來自交通的噪音數據、對居民的影響水平和交通量的改變水平、聲音的變化程度。（3）功能區噪聲監測網絡。主要依靠自動監測，在該區域的I至Ⅳ類環境噪聲功能區實施全方位的監測網絡覆蓋，將功能區的聲音特色進行反映。（4）環境噪聲監測管理系統。遠程監督聲音的測試站點，對噪聲的指標進行評估，向社會發布環境質量水平。

5. 生態環境監測預警系統建設。設立遙感監測為主導的環境監測網絡，并將地面監測作為輔助，24小時不間斷地檢測重點生態功能區和自然保護區相關的環境質量，從宏觀角度對該市的環境質量進行反映。（1）遙感解析系統。構建開展該工作的實驗室，為全方面地監督該市廣義上的生態環境監測，利用應用遙感、地理信息系統和GPS系統加以輔助。（2）地面生態觀測體系。制定有計劃遙感解析影像檢測機制，對當地的主要生態區、濕地生態環境、土地利用、土壤環境質量進行測量、監督和評價全部的生態環境指標。（3）生態環境監測信息共享平臺。構建信息共享的平臺，將該地區的各個與環境有關的部門收入該平臺中，如農業農村部、城建部、氣象部等，將與生態環境有關的資源進行歸納，對生態監測內容進行完善。（4）生態環境監測數據考核程序。制定環境預警程序、環境監測數據發布和檢索程序。

6.構建污染源及應急監測預警系統 。為把控污染物的排放數量，加強監督污染源的治理工作，運用人工監督和設備自動監督的工作模式，建設染源及應急監測網絡。其中包含這個地區的環境監測指揮預警部、各地域的監測站、公司監測部門、具備相關資質的單位。 （1）構建線上自動監控污染源網絡。設立線上自動監控污染源網絡，針對Q市的主要污染物源頭和符合國家標準必須控制的污染源進行線上監控。構建負責監督污染源的工作機制，動態化地對排放的污染源進行監測。研發具備數據查詢、下載和監控污染物的網絡平臺，動態化地對排放的污染物進行治理，向社會公眾發布涉及污染排放的公告。（2）污染源人工監測網絡。建設本地區的監測預警中心，基層的環境監測站點和污染較大的企業的聯合監測平臺，根據各個地區的工業企業污染物的設備要求，添置不同的設備，構建具有鮮明特色和合理分工的體系，將各個企業的優勢進行整合，形成全面的實驗室檢測體系。保證監測的工作達到能夠監測污水、廢氣、固體廢棄物中二百多類污染物，以及有機污染物、重金屬、生物指標的檢測能力。

五、結束語

筆者在研究環境監測預警體系理論知識的前提下，借助互聯網技術，最終分析了系統所需具備的功能，為環境監測預警體系設計了大致的架構。其中含有四個層面：服務保障層、支撐架構層、監測預警層和信息技術層。筆者選取Q市環境監測預警體系為研究對象，針對該地區的環境監測發展情況進行論述，接著指出其中存在的諸多問題，有針對性地出具了一些整改的意見，需要構建的多方面監測預警系統，涉及預警中心、空氣、水、聲音、生態等環境的監測預警系統。不僅如此，針對該環境監測體系需要實施的業務支撐提供了內容建議，為其他地區在構建環境監測預警體系時，提供良好的輔助性，具有較強的參照性。

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[責任編輯、校對：楊栓保]