生態氣象標準體系研究

摘 要：本文在梳理生態氣象業務發展及其標準化現狀基礎上，分析生態氣象標準化存在的問題與不足，提出生態氣象標準體系構建依據及原則，構建由生態氣象基礎通用、生態氣象監測與評估、生態氣象預報預警與評估、生態氣象服務、生態氣候資源利用等5個一級子體系，以及20個二級子體系、63個三級子體系組成的生態氣象標準體系框架，順應氣象科技能力現代化和社會服務現代化的需要，提出生態氣象標準體系實施對策建議，以期為生態文明建設提供氣象標準化支撐。

關鍵詞：生態氣象，生態文明，標準化，標準體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.12.010

1 研究目的及意義

生態氣象是一門交叉學科，是以生態系統為中心，主要研究天氣與氣候過程對生態系統結構與功能的影響及其反饋作用的科學，是應用氣象學、生態學的原理與方法研究天氣氣候條件與生態系統中諸因子間相互作用關系及其規律的科學[1]。生態氣象與生態和氣象的聯系都很緊密，尤其是在全球變暖背景下生態環境問題日益突出，土地資源和生物資源退化等問題直接影響人類的生存和可持續發展。

針對以上問題，氣象部門不斷完善生態氣象業務服務體系，生態系統氣象保障水平持續提高，研究開發了一系列生態氣象業務服務技術，比如：植被生長氣象條件監測評價技術、植被生態質量監測評價技術、重大氣象災害對生態影響評估技術、氣候和氣候變化對生態影響評估技術、生態服務功能氣象監測評估技術、生態保護成效氣象影響評估技術，形成全國生態氣象監測評價業務技術體系，支持國、省（自治區、直轄市）開展生態氣象業務服務[2]。

但我國的生態氣象標準化與生態氣象業務發展并不同步?！笆濉逼陂g生態氣象標準化未引起重視，在“十三五”氣象標準體系中才開始設立生態氣象子體系，但生態氣象沒有獨立的標準化技術委員會管理，標準的制修訂主要由全國農業氣象標準化技術委員會歸口[3]?！笆奈濉敝酰珖r業氣象標準化技術委員會構建了全國生態、農業氣象標準體系，下設生態氣象監測評估子體系（如圖1所示）[4]。研究制定了GB/T 34814-2017《草地氣象監測評價方法》、GB/ T 34815-2017《植被生態質量氣象評價指數》、QX/T 494-2019《陸地植被氣象與生態質量監測評價等級》等標準，制作發布逐月草地、荒漠、森林等生態系統的氣象監測評估產品，以及《全國生態氣象公報》和決策服務材料，突出了氣象條件對植被生態影響的定量評估[3]。而關于大氣污染防治、應對氣候變化等方面的生態氣象標準則較少制定。經過多年的發展，生態氣象標準化取得了一定的成效，為氣象高質量發展提供了一定的保障和支撐，但目前生態氣象標準化水平遠遠滯后于我國生態氣象業務發展現狀，在發揮標準化對生態氣象業務發展的引領性方面作用發揮得還不夠。為進一步提升生態氣象服務保障能力，增強生態氣象服務的規范性和權威性，本文構建了生態氣象標準體系框架，以期為提升生態治理體系和治理能力現代化提供氣象標準化支撐，助力加快推進氣象科技能力現代化和社會服務現代化。

2 生態氣象標準體系構建依據及原則

生態氣象標準體系構建依據《“十四五”生態氣象服務保障規劃》（氣發〔2021〕163號）、《氣象高質量發展綱要（2022-2035年）》（國發〔2022〕11號）、《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃（2021-2035 年）》（發改農經〔2020〕837號）、氣象部門生態氣象服務保障現狀以及標準化理論與方法。生態氣象標準體系設計遵循以下原則。

（1）遵循“目標明確、全面成套、層次適當、劃分清楚”[5]的標準體系構建的普遍性原則。

（2）遵循實用性原則。制定標準的目的在于使用標準，因此，實用性原則是標準體系建設的根本要求[6]。生態氣象標準體系中需要制定的標準要有明確的現實需求，標準中技術內容的確定要從解決實際問題出發；現行需要修訂的標準要有明確的修訂理由和詳細的修訂內容。

（3）遵循系統性原則。生態氣象標準體系的構建需要統籌考慮生態氣象監測、預報預警、服務以及生態氣候資源利用的各個方面，深入分析標準內容的相互關系，將標準之間橫向、縱向的復雜關系反映在標準分類中，形成一個系統完整的體系。

（4）遵循協調性原則。生態氣象標準體系的構建必須服從于我國生態文明建設現行法律法規的要求，確保與法律法規相銜接；要考慮與氣象領域其他標準體系之間的協調。制定標準時要考慮系列標準、相關標準在結構、技術內容等方面的協調。

（5）遵循先進性原則。生態氣象標準體系的構建應跟蹤國內外生態文明建設的發展情況，順應氣象科技能力現代化和社會服務現代化的需要，促進生態氣象領域氣象衛星、氣象雷達以及現代管理技術、信息技術的應用，提高標準體系的先進性，在防災減災、生態文明建設等國家重大戰略部署中發揮支撐作用。

3 生態氣象標準體系框架

聚焦監測精密、預報精準、服務精細以及氣候資源利用，生態氣象標準體系由生態氣象基礎通用、生態氣象監測與評估、生態氣象預報預警與評估、生態氣象服務、生態氣候資源利用等5個一級子體系組成，如圖2所示。

該一級子體系主要包括生態氣象術語與符號、生態氣象大數據、人才培養與文化建設等3個二級子體系，如圖3所示。

3.1.1 生態氣象術語與符號標準子體系

該子體系包括生態氣象術語標準和符號標準。生態氣象術語標準主要統一生態氣象相關概念認識，形成生態氣象標準化工作的語言基礎，并經過不斷完善，建立生態氣象概念體系[3]。在現行QX/T 200-2013《生態氣象術語》的基礎上增補生態保護修復氣象服務、氣候資源保護利用、大氣污染防治氣象服務保障、應對氣候變化氣象服務保障、生態修復型人工影響天氣服務、生態氣象綜合觀測等相關術語。

生態氣象符號標準包括與生態氣象相關的文字符號、圖形符號以及含有符號的標志?？煽紤]制定生態氣象服務圖形標志、“中國天然氧吧”國家氣候標志等符號標準。

3.1.2 生態氣象大數據標準子體系

該子體系包括生態氣象大數據應用標準和質量控制標準。

大數據應用標準主要規范生態氣象多源數據資料的設計、分類、存儲、提供、匯交、使用，以及生態氣象大數據云平臺的開發建設、維護和數據共享等，強化基于遙感大數據和云計算技術的新型風云氣象衛星遙感應用服務，提供多源資料數據快速標準化處理、生態監測評估產品自動生成和一體化發布能力。

大數據質量控制標準主要規范生態氣象多源數據資料質量控制及可靠性評價的方法、要求等，推動歷史資料拯救，以及建立長序列、高質量、三維立體、動態更新的生態氣象大數據云平臺。

3.1.3 生態氣象人才培養與文化建設標準子體系

該子體系包括生態氣象人才建設、教育培訓、科普宣傳標準，主要規范生態氣象領軍人才、復合型人才、隊伍建設要求，以及人才考核評價、人才數據庫建設等方法和要求；生態氣象教育培訓組織實施、評估等內容；生態氣象科普宣傳規劃計劃、方式方法，科普基地創建、管理，志愿者隊伍建設等內容。

3.2 生態氣象監測與評估子體系

生態氣象監測是指利用各種氣象監測手段，對植被、水體、農田土壤等進行監測。生態氣象評估是指在監測的基礎上，結合氣象預報，對生態狀況進行評估[ 7 ]。生態氣象監測與評估子體系旨在規范和優化站網布局，提升綜合監測能力，針對不同生態系統以及各類影響要素開展天地空一體化綜合監測，為開展生態文明建設氣象保障服務提供科學翔實的多源數據支撐，該一級子體系包括監測站網、監測儀器裝備標準，以及生態氣象天基、地基、空基監測與評估等5個二級子體系，如圖4所示。

3.2.1 監測站網標準子體系

該二級子體系包括站網規劃布局、站網建設規范標準，主要規范國家、省（自治區、直轄市）天地空一體化綜合觀測體系的站網布局依據、目標、原則、要求等，包括森林、草地、濕地、山地、農田、荒漠、城市、海洋、湖泊、極地和高原等各類生態系統氣象觀測，風能資源、太陽能資源、云水資源等生態資源氣象觀測，以及直接影響生態文明建設的氣候變化、霾與光化學煙霧、沙塵暴、酸雨等大氣成分觀測等的觀測站網規劃、布局，選址安裝要求和建設需求等。

3.2.2 監測儀器裝備標準子體系

該二級子體系包括儀器裝備技術要求、儀器裝備測試檢驗標準，主要規范各類生態系統氣象觀測、生態資源氣象觀測、大氣成分觀測等的觀測儀器的組成、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和儲存等，人工增雨（雪）等人工影響天氣儀器裝備的技術要求和作業要求等，以及儀器裝備的測驗、維護與校準周期、標校要求等。

3.2.3 天基監測與評估標準子體系

該二級子體系包括衛星、航空器遙感監測與評估標準，主要規范利用衛星遙感或航空器技術對森林、草地、濕地、山地、農田、荒漠、城市、海洋、湖泊、極地和高原等各類生態系統生態氣象要素，以及荒漠化、干旱、沙塵、火情、洪澇等生態氣象災害的孕育、發生、發展、造成的損失等，進行監測與評估的方法、技術、要求以及機理模型應用等。

3.2.4 地基監測與評估標準子體系

該二級子體系包括地面人工/自動觀測與評估、社會化觀測與評估、實地調查與評估標準，主要規范采用人工或自動方法對不同生態系統、生態資源、大氣成分及其影響要素等進行地面觀測與評估的方法、技術及要求，以及進行實地調查與評估的方法、流程、要求和機理模型應用等。

3.2.5 空基監測與評估標準子體系

該二級子體系包括雷達、飛艇、無人機監測與評估標準。主要規范通過探空雷達、飛艇、無人機對不同生態系統、生態資源、大氣成分及其影響要素等進行監測與評估的方法、技術、要求以及機理模型應用等。如：計劃編制的《生物遷飛雷達探測技術導則》《飛艇生態氣象監測技術要求》，現行的T/CMSA 0021-2021《民用無人機作業氣象條件等級 植?！贰?/p>

3.3 生態氣象預報預警與評估子體系

該一級子體系包括生態氣象災害預報預警與評估、生態質量氣象影響預報預警與評估、生態服務功能氣象影響預報預警與評估、生態產品價值氣象影響預報預警與評估、生態安全氣象風險預報預警與評估等5個二級子體系，如圖5所示。

3.3.1 生態氣象災害預報預警與評估標準子體系

生態氣象災害是指因氣象因子而引起生態系統退化所造成的生態功能衰退或損失，從而引發或加劇各種生態方面的災害[8]，可分為原生生態氣象災害和次生生態氣象災害[9]。

原生生態氣象災害預報預警與評估標準主要規范大霧、沙塵暴、干熱風、冰雹、凍害、干旱、大風、高溫、雷電、臺風、寒潮、洪澇等的預報預警方法、指標及災害評估等。

次生生態氣象災害預報預警與評估標準主要規范暴雨引發的泥石流、山洪，以及夏季連續高溫引起的冰川冰崩、連續降水引起的水庫水患等的預報預警方法、指標及災害評估等。

3.3.2 生態質量氣象影響預報預警與評估標準子體系

生態質量反映生態環境的優劣程度，是指在一定具體的時間和空間內，生態系統的總體或部分生態與環境因子的組合對人類的生存及社會經濟持續發展的適宜程度[10]。該二級子體系包括陸地植被質量、大氣環境質量、水生態質量以及其他生態質量氣象影響標準，主要規范植被生產力、覆蓋度、大氣環境質量、水體面積、冰川面積、冰儲量等生態質量的指數確定與分級方法，以及氣象條件對生態質量影響的預報預警與評估方法、指標、技術要求和產品制作等。

3.3.3 生態服務功能氣象影響預報預警與評估標準子體系

該二級子體系包括生態系統固碳釋氧、水源涵養、水土保持、防風固沙、生物多樣性維護、海岸防護等功能的氣象影響預報預警與評估標準，主要規范氣象條件對生態服務功能影響的預報預警與評估的指標、方法、技術要求等。

3.3.4 生態產品價值氣象影響預報預警與評估標準子體系

生態產品定義為生態系統通過生物生產與人類生產共同作用為人類福祉提供的最終產品或服務，是與農產品和工業產品并列的、滿足人類美好生活需求的生活必需品[11]。該二級子體系包括公共性生態產品價值、經營性生態產品價值氣象影響預報預警與評估標準。

公共性生態產品價值氣象影響預報預警與評估標準主要規范氣象條件對人居環境產品（包括清新空氣、干凈水源、安全土壤、清潔海洋等）和維系生態安全產品（包括物種保育、氣候變化調節、生態系統減災等）等影響的預報預警與評估的方法、指標、技術要求等。

經營性生態產品價值氣象影響預報預警與評估標準主要規范氣象條件對物質原料產品（包括農林產品、生物質能等）和精神文化服務（包括旅游悠閑、健康休養、文化產品）等影響的預報預警與評估的方法、指標、技術要求等。

3.3.5 生態安全氣象風險預報預警與評估標準子體系

該二級子體系包括農業安全、水資源安全、生物多樣性安全、生態格局與功能、生態氣候承載力氣象風險預報預警與評估標準，主要規范農業安全，水資源安全，三江源、祁連山和秦嶺等重要生態功能區的生物多樣性安全、生態格局與功能安全，以及重要生態功能區、典型生態系統、生態敏感區、生態脆弱區的生態氣候承載力氣象風險的識別、預報預警與評估的方法、技術、要求等。

3.4 生態氣象服務子體系

生態氣象服務是指針對生態保護和建設及大農業可持續發展對氣象服務的特殊需求而開展的保障國家生態安全、糧食安全的氣象服務活動[7]。該一級子體系包括生態保護修復與重建氣象服務、大氣污染防治氣象服務、應對氣候變化氣象服務、生態修復型人工影響天氣服務、城鄉生態宜居建設氣象服務等5個二級子體系，如圖6所示。

3.4.1 生態保護修復與重建氣象服務標準子體系

該二級子體系包括生態產品價值核算與評價氣象服務、植樹造林氣象服務、水資源調配氣象服務、退耕還林還草還湖氣象服務標準，主要規范宜居宜業宜游宜養氣候生態資源價值評估方法、指標、技術要求，以及植樹造林、水資源調配、退耕還林還草還湖氣象服務的技術方法等。

3.4.2 大氣污染防治氣象服務標準子體系

大氣污染是指自然或人為原因使大氣中某些成分超過正常含量或排入有毒有害的物質，對人類、生物和物體造成危害的現象[12]。該二級子體系包括污染天氣氣象條件預報預測服務、沙塵天氣預報預測服務、核及危化品泄露氣象應急保障服務標準，主要規范污染天氣氣象條件短時臨近、短期、中期、延伸期、月、季多尺度的無縫隙預報預測服務，沙塵天氣短期精細化預報、中期—延伸期及月季尺度趨勢預測服務，以及核及?；沸孤稓庀髴北Ｕ戏占夹g、方法及產品制作。

3.4.3 應對氣候變化氣象服務標準子體系

該二級子體系包括氣候變化監測檢測與預估、氣候變化生態安全影響評估與預估、極端天氣氣候事件對生態影響評估與預估標準。

氣候變化監測檢測與預估標準主要規范氣候系統五大圈層（大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈）基本氣候要素與變量變化，極端溫度、極端降水、復合極端事件和高影響事件變化的監測檢測與預估方法、指標、技術要求，以及致災因子危險性、人口和GDP暴露度等未來關鍵氣候風險的預估方法、指標、技術要求等。

氣候變化生態安全影響評估與預估標準主要規范氣候變化對農業安全、水資源安全、重要生態功能區生物多樣性變化、重要生態功能區生態格局與功能變化、生態功能區生態氣候承載力影響的評估與預估方法、技術要求等，以及重大鐵路、公路、電站等基礎設施建設對生態影響的氣候可行性論證原則、方法、技術要求等。

極端天氣氣候事件對生態影響評估與預估標準主要規范極端高低溫對森林、農田、凍土、冰川等生態結構和功能影響，極端強降水對水土流失、濕地生態功能等影響，極端干旱對森林、草原、荒漠、湖泊、河流、濕地、農田等影響，以及復合極端天氣氣候事件對生態系統綜合影響的評估與預估方法、技術要求等。

3.4.4 生態修復型人工影響天氣服務標準子體系

該二級子體系包括人工增雨、人工防雹、森林草原防火、城市防霾氣象服務標準，主要規范針對生態系統水源涵養、抗旱防災、防雹、森林草原防火、城市防霾等生態修復需求的氣象服務作業裝備布局、指揮調度、示范試驗等能力建設要求，云水資源評估、精準作業指標、作業要求等作業關鍵技術，以及人工增雨作業效果檢驗、生態效應等作業效果評估方法及要求。

3.4.5 城鄉生態宜居建設氣象服務標準子體系

該二級子體系包括城鄉建設氣候可行性論證以及城鄉防災減災、生態良好、空氣清新氣象服務標準。

城鄉建設氣候可行性論證標準主要規范對城鄉規劃和建設項目開展氣候可行性論證的原則、總體要求，以及氣候適宜性評價、氣候風險性評估的方法、技術要求等。如：GB/T 37529-2019《城市總體規劃氣候可行性論證技術》、QX/T 437-2018《氣候可行性論證規范 城市通風廊道》等。

城鄉防災減災氣象服務標準主要規范城鄉火險、內澇、雪災、雷電等災害的氣象等級、普查方法、評價指標和防災減災技術要求，以及防災減災示范社區建設要求等。如：GB/ T 39195-2020《城市內澇風險普查技術規范》、GB/ T 379 2 6 -2 019《美麗鄉村氣象防災減災指南》。

城鄉生態良好氣象服務標準主要規范城鄉生態良好氣象服務保障的原則、方法、技術要求、評價指標，以及不利條件的氣象指數、氣象等級等。如：QX/ T 324-2016《花粉過敏氣象指數》、QX/ T231-2014《古樹名木防雷技術規范》。

城鄉空氣清新氣象服務標準主要規范城鄉空氣清新氣象服務保障的原則、方法、技術要求、評價指標等。如：已發布的DB41/T 2174-2021《城市微氣候監測點技術規范》，計劃制定的《鄉村空氣清新評價氣象指標》《城市空氣清新評價氣象指標》。

3.5 生態氣候資源利用子體系

該一級子體系包括生態氣候資源保護利用、清潔能源開發利用等2個二級子體系，如圖7所示。

3.5.1 生態氣候資源保護利用標準子體系

該二級子體系包括生態氣候資源評價、生態氣候資源區劃、生態氣候品牌創建標準，主要規范生態氣候資源評價與區劃的方法、指標、技術要求，以及生態氣候品牌創建原則、流程、技術要求和優質生態氣候產品品質評價方法、指標、技術要求等。

3.5.2 清潔能源開發利用標準子體系

該二級子體系包括風能、太陽能、水能、生物能資源開發利用標準，主要規范清潔能源的調查、測量、計算、評估的流程、方法、技術要求，氣象條件影響的評估方法和技術要求，以及氣象服務技術要求等。

4 生態氣象標準體系實施建議

順應氣象科技能力現代化和社會服務現代化的需要，為充分發揮生態氣象標準化在生態文明建設中的引領性、支撐性作用，針對生態氣象標準化現狀及存在的問題，對生態氣象標準體系的實施提出如下建議：（1）成立全國生態氣象標準化技術委員會，加強標準化工作的管理；（2）加強部門內外溝通，構建統一規劃、統一政策、統一標準、統一管控的協同機制；（3）梳理重要標準，加快標準的制定；（4）建立標準體系和標準實施評估機制，不斷修訂完善標準體系；（5）加大標準化納入普通高等教育、職業教育和繼續教育力度，夯實標準化人才隊伍建設。

參考文獻

《中國氣象百科全書》總編委會. 中國氣象百科全書：氣象科學基礎卷[M]. 北京：氣象出版社，2016.

錢拴，毛留喜，侯英雨，等. 生態氣象業務服務技術進展與展望[J]. 氣象研究與應用， 2022，43（4）：1-6.

錢拴，崔曉軍，姜月清，等. 生態文明建設氣象保障標準體系研究[J]. 中國標準化， 2023（5）：59-67.

姜月清，崔曉軍，錢拴，等. 我國農業氣象標準化現狀及對策[J]. 標準科學， 2023（3）：73-78.

中國標準化研究院. GB/T 13016-2018， 標準體系構建原則和要求[S]. 北京：中國標準出版社，2018.

麥綠波. 標準學——標準的科學理論[M]. 北京：科學出版社，2019.

《中國氣象百科全書》總編委會.中國氣象百科全書：氣象服務卷[M].北京：氣象出版社，2016.

張強，王潤元，鄧振鏞. 中國西北干旱氣候變化對農業與生態影響及對策[M]. 北京：氣象出版社，2012.

王成國，劉青春，肖建設，等. 青海省生態氣象保障服務培訓教材[M]. 北京：氣象出版社，2021.

王連喜，毛留喜，李琪，等. 生態氣象學導論[M]. 北京：氣象出版社，2010.

張林波，虞慧怡，李岱青，等. 生態產品內涵與其價值實現途徑[J]. 農業機械學報， 2019，50（6）：173-183.

全國科學技術名詞審定委員會. 大氣科學名詞：第三版[M]. 北京：科學出版社，2009.