粵港澳大灣區城市群生態系統智能化管理研究

摘 要：為了對粵港澳大灣區城市群生態系統智能化管理有更加深入的了解，提高智能化管理水平，文章從研究的背景、意義入手，分析了當前大灣區城市群生態系統的現狀和挑戰，并提出了具體的智能化管理策略和應用領域。研究結果表明，要推動粵港澳大灣區城市群生態系統的智能化管理水平，需要從多方面入手，包括強化水資源監測、注重空氣質量預警與治理、加強生物多樣性保護等，采取綜合性措施，能夠促進生態系統管理效能的提升，進一步促進人與自然的和諧發展。

關鍵詞：粵港澳大灣區 城市群生態系統 智能化管理

中圖分類號：F205" 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2025）02-034-04

一、緒論

（一）研究背景與意義

粵港澳大灣區作為我國開放程度最高、經濟活力最強的區域之一，在國家發展大局中具有重要戰略地位。近年來，隨著區域經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進，大灣區城市群生態環境面臨著諸多挑戰，亟需加強生態文明建設，實現城市群的可持續發展。智能化管理作為現代城市治理的重要手段，在提高城市管理效率、優化資源配置、改善生態環境質量等方面發揮著越來越重要的作用，將智能化管理理念與技術應用于粵港澳大灣區城市群生態系統管理，對于推動區域生態文明建設，實現人與自然和諧共生具有重要意義。本研究聚焦粵港澳大灣區城市群生態系統智能化管理這一前沿課題，進行深入分析，對于提升大灣區城市群生態系統管理水平，促進區域可持續發展具有重要的理論價值與實踐意義[1]。

（二）研究目標與方法

本研究旨在探討粵港澳大灣區城市群生態系統的智能化管理，以提升區域生態文明建設和可持續發展水平。研究目標具體包括：分析粵港澳大灣區城市群生態系統的現狀和問題，構建智能化管理技術體系和管理平臺，設計跨區域數據共享與協同機制，并探討智能化管理在水資源、空氣質量、生物多樣性、城市綠地、能源使用及廢棄物處理等領域的具體應用。為實現這些目標，本研究采用文獻綜述、實地調研、數據分析及案例研究等方法，綜合運用馬克思主義生態學、管理學、信息科學等多學科知識，對粵港澳大灣區城市群生態系統的智能化管理進行深入分析和研究。

二、粵港澳大灣區城市群生態系統現狀分析

（一）生態環境資源概況

粵港澳大灣區地處珠江口沿岸，區域內自然生態資源豐富多樣，境內河流水系發達，西江、北江等主要河流交匯于此，形成了珠江三角洲沖積平原。沿海地區分布有廣闊的灘涂濕地，擔負著水源涵養、凈化、防洪等重要生態功能。大灣區擁有東亞季風常綠闊葉林、南亞熱帶雨林等多種類型的森林生態系統，林地面積達數萬平方公里，生物多樣性極為豐富。近海海域遼闊，紅樹林、珊瑚礁、海草床等典型海洋生態系統完整，漁業資源種類繁多。氣候溫暖濕潤，雨量充沛，日照充足，為農業發展提供了良好的氣象條件。豐富的土地資源為城鎮建設、產業發展提供了廣闊空間。大灣區既有我國香港、澳門等高度城市化地區，也有廣闊的郊野生態空間，城鄉生態格局多樣，為構建區域生態安全格局奠定了基礎。總的來看，粵港澳大灣區擁有優越的自然生態稟賦，但在快速城市化進程中，生態環境問題逐步顯現，亟需加強生態環境保護，實現人與自然和諧共生[2]。

（二）生態系統面臨的問題與挑戰

1.環境污染問題嚴重。粵港澳大灣區城市群在快速工業化和城鎮化進程中，環境污染問題日益突出。工業廢水、生活污水排放不達標，導致水體污染嚴重，部分河流、湖泊水質惡化。大氣污染方面，機動車尾氣排放、工業廢氣排放等導致PM2.5、臭氧等污染物濃度居高不下，區域大氣環境質量堪憂。此外，土壤污染問題也不容忽視，工業廢渣、農藥化肥的過度使用等導致土壤重金屬超標、酸化、鹽堿化等問題突出。噪聲污染、光污染等新型污染問題也開始顯現，亟需加強綜合治理。環境污染問題不僅危害人體健康，也對區域生態系統造成嚴重破壞，制約了城市群可持續發展。

2.生態破壞與退化加劇。隨著粵港澳大灣區城市群的迅速擴張，生態空間持續受到擠壓，自然棲息地遭受破壞，進而引發生物多樣性急劇減少。大規模的土地開發與建設活動，不僅導致森林、濕地等自然生態系統逐漸退化，還削弱了其生態服務功能。同時，圍填海及沿海灘涂開發等人為活動，對紅樹林、珊瑚礁等海洋生態系統造成了重創。城市建成區內，綠地空間匱乏，生態廊道之間連通不暢，難以構建起有效的城市生態網絡體系。此外，外來物種入侵問題日趨嚴重，對本地物種構成重大威脅，破壞了生態系統的平衡。當前，生態環境承載力已逼近極限，人與自然的矛盾日益突出，迫切需要轉變發展模式，強化生態保護與修復工作，以確保區域生態安全。

（三）資源過度開發與利用

粵港澳大灣區城市群伴隨經濟社會的飛速發展，對各類資源的需求不斷攀升，致使資源開發利用的強度日益加劇。在此過程中，部分地區出現了過度開采地下水、河砂等現象，直接導致了水資源的枯竭以及河道生態環境的惡化。能源消費方面，過度依賴化石能源，尤其是煤炭、石油等不可再生資源的消耗巨大，而能源利用效率尚待提升。同時，土地資源的開發強度過高，使得優質耕地持續減少，土地利用結構亟須進一步優化調整。此外，濱海旅游資源的過度開發也對海岸帶生態造成了破壞。隨著人口快速增長及生活水平的不斷提升，水、電、天然氣等城市運行保障資源的供需矛盾日益突出。當前，資源利用方式仍較為粗放，循環利用水平不高，因此，亟需加強資源的節約與集約利用，堅定走可持續發展的道路[3]。

（四）跨區域生態協同管理難度大

粵港澳大灣區橫跨廣東、香港、澳門三地，涵蓋多個行政轄區，其生態環境問題錯綜復雜，導致跨區域協同管理面臨巨大挑戰。由于各地在生態環境保護目標、管理體制、技術標準及法律法規等方面存在顯著差異，缺乏統一的區域生態管控機制與規劃，這往往容易在區域內引發生態環境矛盾。同時，生態環境信息共享不充分，缺乏一套完善的生態監測預警及應急響應機制，使得實現區域生態環境的有效監管變得困難重重。此外，河流、濕地等跨區域生態系統未能得到系統保護，且區域內外生態補償機制尚不完善。在此背景下，港澳與內地之間在環保產業、生態保護等領域的交流合作亟須進一步加強，以共同應對跨區域生態環境問題。

三、智能化管理在粵港澳大灣區生態系統中的應用框架

（一）智能化管理技術體系

在粵港澳大灣區城市群的生態系統智能化管理中，構建一套全面而高效的智能化管理技術體系是至關重要的，這一體系融合了大數據、云計算、人工智能、地理信息系統（GIS）及物聯網（IoT）等前沿技術，旨在實現對生態環境數據的實時監測、精準分析及智能決策。首先，通過部署廣泛的傳感器網絡，收集包括空氣質量、水質、土壤狀況、生物多樣性在內的多維度環境數據，形成海量數據資源池。隨后，運用大數據分析技術，對這些數據進行深度挖掘與模式識別，揭示生態環境變化的內在規律與潛在風險。同時，借助人工智能算法，對復雜的環境問題進行模擬預測，提供科學的決策支持。GIS技術則用于空間數據的可視化展示，幫助管理者直觀理解生態系統的空間分布與動態變化。物聯網技術則實現了環境數據的即時傳輸與遠程監控，確保了數據的時效性與準確性。這一技術體系的建立，為粵港澳大灣區的生態系統智能化管理奠定了堅實的基礎。

（二）智能化管理平臺構建

基于上述技術體系，構建粵港澳大灣區生態系統智能化管理平臺是推動管理現代化的關鍵步驟，該平臺以用戶為中心，集成了數據采集、處理、分析、展示及決策支持等功能模塊，實現了生態環境管理的一站式服務。首先，通過統一的接口設計，確保各類環境數據能夠無縫接入平臺，形成全面的生態環境數據庫。其次，平臺內置了智能化的數據分析引擎，能夠根據用戶需求，自動執行數據分析任務，生成直觀的報告與圖表，幫助管理者快速把握生態環境狀況。同時，平臺還支持自定義的預警規則設置，一旦監測到生態環境異常，即可立即觸發預警機制，通知相關人員采取應對措施。此外，平臺還提供了豐富的交互界面與工具，支持多部門、多層級用戶之間的信息共享與協同工作，促進了生態環境管理的高效運行。通過智能化管理平臺的構建，粵港澳大灣區的生態系統管理將更加科學、精準、高效。

（三）跨域數據共享與協同機制設計

考慮到粵港澳大灣區跨域管理的復雜性，設計一套完善的跨域數據共享與協同機制對于實現生態系統智能化管理的目標至關重要。首先，需要建立統一的數據標準與交換協議，確保不同來源、不同格式的環境數據能夠順暢地流通與整合。其次，構建多層級的數據共享平臺，既支持區域內部各部門之間的信息共享，也支持區域間的數據互通與協作，通過該平臺，可以實現生態環境數據的實時更新與動態展示，為跨區域協同管理提供有力支持。同時，建立跨域協同工作機制，明確各方職責與權限，確保在生態環境問題出現時能夠迅速響應、聯合行動。此外，還應注重加強法律法規建設，為跨域數據共享與協同管理提供堅實的法律保障。通過這一系列機制的設計與實施，將有效打破信息孤島與行政壁壘，促進粵港澳大灣區內外的生態環境協同治理[4]。

四、粵港澳大灣區生態系統智能化管理具體應用領域

（一）水資源智能監測與調配

水資源是粵港澳大灣區生態系統健康運行的命脈，對區域經濟社會可持續發展起著至關重要的作用。傳統的水資源管理模式難以適應大灣區快速城市化和產業轉型升級的需求，亟需引入智能化手段，提升水資源管理的精細化、動態化水平。

粵港澳大灣區智能化水資源監測與調配的應用需要統籌兼顧，全方位推進，著力構建覆蓋全域的智能水文監測網絡是基礎，通過在江河湖庫、城市供排水管網等關鍵節點布設各類傳感器，實現水量、水質等參數的實時采集、動態監測和異常預警。此外，建立水資源大數據中心是關鍵，匯聚水文、氣象、用水、排水等多源異構數據，運用大數據分析、數據挖掘等技術，刻畫水資源時空演變規律，形成多尺度水資源決策輔助模型。還應該發展智慧用水，利用智能水表、管網壓力控制、分質供水等技術，實現用水量的精細監控和科學調配，提高水資源利用效率。在此過程中，需要以水資源配置為目標，綜合考慮地表水、地下水、再生水等多元水資源稟賦，建立水量水質聯合調度、地表地下水一體化調控模型，提升流域水資源優化配置水平。最后，還需要統籌防洪抗旱與水生態保護，基于智能感知和調度模型，構建洪水災害預警體系，合理調控河湖生態流量，維系健康的水生態安全格局。總之，粵港澳大灣區水資源智能化監測與調配應樹立系統思維，在傳感監測、數據分析、模型構建、調度優化等方面協同推進，走出一條精治共管、綠色安全的水資源現代化管理之路。

（二）空氣質量智能預警與治理

空氣質量是衡量區域生態文明建設水平的重要指標，關乎民眾健康福祉，粵港澳大灣區經濟社會高速發展，產業體量巨大，機動車保有量多，大氣污染防治形勢嚴峻。破解粵港澳大灣區空氣質量管理難題，需要打好智能化這張王牌。一方面，應高度重視大氣污染智能監測預警體系建設，不斷拓展監測參數和監測范圍。通過加密空氣質量監測站點，布設大氣走航監測車、無人機等移動監測設備，構建天—地—空一體化的多維度監測網絡，實時掌握區域空氣質量動態。在此基礎上，充分運用大數據分析、機器學習等技術，融合氣象、排放、地理信息等數據資源，建立多模型集合的大氣污染預測預警模型，延長預警時效，提高預警精度，為大氣污染應急管控提供精準指引。另一方面，應著力推動空氣質量智能綜合治理，優化調整產業結構，加快淘汰落后產能，強化工業污染源自動監控，推廣清潔生產。運用車聯網、大數據等手段，實施機動車精準管控，引導綠色出行。還應該建立大氣污染排放清單，利用衛星遙感等技術開展污染溯源，識別重點區域、關鍵時段的污染特征，因地制宜制定差異化管控方案。

（三）生物多樣性保護與監測

粵港澳大灣區擁有豐富的生物資源，但隨著經濟社會的快速發展，生物多樣性保護面臨諸多挑戰。傳統的生物多樣性保護與監測手段難以適應新形勢下的需求，迫切需要引入智能化理念和技術，推動生物多樣性保護與監測從經驗型向科學型、從被動型向主動型轉變，切實提升生物多樣性管理水平，維系區域生態安全。首先，需要完善監測體系，綜合運用紅外相機、聲音采集器、環境DNA等先進技術手段，構建覆蓋典型生態環境的智能監測網絡，及時掌握物種分布、種群動態等信息。通過多源數據融合分析，結合生態位模型、種群生存力分析等，科學評估生物多樣性狀況，預警瀕危物種風險，為制定精準保護措施提供依據。此外，應該在生物多樣性保護實踐中合理應用智能化手段，要建立瀕危物種智能化追蹤平臺，通過衛星跟蹤、無線電項圈等，實時掌握旗艦物種遷徙軌跡，優化保護管理措施。生態廊道是物種遷徙擴散的重要通道，應利用景觀連接度分析等技術，識別關鍵節點和薄弱環節，因地制宜構建生態廊道網絡，提升景觀連通性。以智能化引領生物多樣性治理能力現代化，能夠為筑牢大灣區生態安全屏障貢獻力量[5]。

（四）城市綠地智能管理

隨著粵港澳大灣區城市化進程的加快，城市綠地面積不斷增加，對綠地精細化管理提出更高要求。粵港澳大灣區城市綠地智能管理應用前景廣闊，其中智能感知是基礎，首先，應充分運用物聯網、遙感、移動GIS等技術，構建天—空—地一體化的綠地監測體系，實時采集綠地面積、植被長勢、病蟲害發生等關鍵信息，為綠地管理提供數據支撐。其次，還需要綜合運用大數據分析、智能算法等技術，建立綠地生長模型、景觀格局評價模型，科學評估綠地生態服務功能，優化綠地規劃設計和養護管理策略，實現綠地資源的精準配置與動態優化。比如，通過數據分析識別綠地破碎化、連通性不足等問題，據此優化城市綠地布局，提升城市綠地生態網絡化水平。最后還要注重智能養護，綜合應用智能灌溉、施肥機器人、智能除草等裝備，針對性開展綠地養護作業，提高養護效率和管理水平，如通過土壤傳感器實時監測綠地墑情，智能調控灌溉時間和水量，實現精準灌溉。

（五）能源使用智能優化

傳統的能源使用模式粗放低效，難以適應大灣區綠色低碳發展的新要求，以信息化、智能化為主要特征的能源革命方興未艾，為優化大灣區能源使用、推動能源清潔低碳轉型提供了新路徑。基于此，要進行粵港澳大灣區能源使用的智能優化，首先，注重建筑領域的 能源消耗優化，積極推動建筑能耗智能監測和能效診斷，利用物聯網、大數據等技術，對建筑用能進行分項計量、實時監測和智能分析，及時發現能耗異常，優化能源使用策略。通過需求側智能響應技術，引導用戶錯峰用電，削減用電高峰，提高電網運行效率和可再生能源消納水平。其次，在產業領域，應利用工業互聯網等手段，對高耗能設備開展智能在線監測，對生產工藝實施能效診斷，挖掘節能潛力。通過智能能源管理系統，實現電、熱、冷等多種能源的精準匹配和梯級利用，構建多能互補的智慧能源系統，最大限度提升能源系統效率。最后，在交通領域，則要充分利用5G、車聯網等新一代信息技術，推動智慧交通建設，優化交通網絡運行組織，緩解交通擁堵，引導綠色出行，提高交通系統能源利用效率。

（六）廢棄物處理智能化

粵港澳大灣區經濟社會高度發達，人口密集，廢棄物產生量大，處理壓力巨大。隨著新一輪科技革命的興起，大數據、物聯網、人工智能等現代信息技術日趨成熟，為廢棄物處理的智能化變革提供了新的可能。粵港澳大灣區在廢棄物處理智能化領域應用前景廣闊。首先要從源頭入手，綜合運用大數據分析、物聯網監測等技術，對廢棄物產生的時空分布特征進行分析，摸清廢棄物產生“家底”，并通過智能預測預警，引導綠色生產生活，從源頭減少廢棄物產生。其次，要合理進行分類回收，利用射頻識別、智能稱重、機器視覺等技術，開發智能垃圾分類回收設施，提高垃圾分類的自動化、精細化水平。并通過大數據分析，優化回收網點布局，建立激勵回饋機制，提高居民參與垃圾分類的積極性。最后，還要進行廢棄物的無害化處理，積極推進固廢處理設施智能化升級改造，綜合應用自動化控制、智能工藝優化等技術，提高焚燒、填埋等終端處置設施的運行效率和污染控制水平，并運用大數據分析、智能調度優化等技術，提升危險廢物的全程管控和安全處置能力。

五、智能化管理在提升粵港澳大灣區生態系統韌性中的作用

（一）生態風險智能預測

粵港澳大灣區地處珠江口，臺風、風暴潮等極端天氣事件頻發，加之人類活動干擾加劇，區域生態系統面臨多重風險挑戰。生態風險智能預測是提升區域生態韌性的重要抓手，通過多源數據融合，整合氣象、遙感、生態監測等數據，構建生態風險智能感知體系，及時掌握生態風險隱患。在此基礎上，運用機器學習、深度學習等人工智能技術，建立多情景、多尺度生態風險預測預警模型，提高生態風險預判的時效性和準確性。比如，通過對城市內澇風險的智能預判，及時采取排水、疏散等應對措施，將災害影響降到最低。再如，通過對紅樹林、珊瑚礁等典型生態系統的健康狀況智能預警，及時采取生態修復等針對性措施，提升生態系統抵御風險的能力。

（二）生態應急響應智能決策支持

一旦生態風險演化為生態突發事件，就需要采取科學的應急措施進行處理。生態應急響應智能決策支持是提升區域生態韌性的關鍵所在，對此應針對海洋赤潮、陸地污染事故等典型生態突發事件，建立健全生態應急響應智能化業務體系，通過時空大數據分析等技術，快速評估事件影響范圍，識別關鍵風險點，為應急處置提供精準畫像。同時，充分運用智能仿真、情景推演等手段，模擬事態發展趨勢，評估應急方案的可行性和有效性，優選最優決策方案，為應急指揮提供智力支持。在應急處置過程中，還應綜合運用無人機、機器人等裝備，最大限度減少應急人員風險暴露，提高事件處置的智能化水平[6]。

（三）生態修復智能規劃與實施

人類活動對粵港澳大灣區生態系統的擾動影響深遠，因此亟須加強生態保護修復，提升受損生態系統的恢復能力。對此要立足多源數據融合，運用遙感解譯、地統計分析等技術，客觀評估受損生態系統的類型、范圍、程度等，診斷生態退化的關鍵驅動因子，這是制定科學合理的生態修復方案的基礎。在此基礎上，充分運用生態位模擬、生境適宜性評價等模型，構建生態修復智能決策平臺，優化生態廊道、生態節點的空間布局，合理配置生態修復的措施類型和投入力度，形成系統完整的生態修復規劃方案。在生態修復實施過程中，要積極探索人工智能技術在物種選擇、植被恢復等方面的應用，優化生態修復的工程措施，提升生態修復的針對性和有效性。同時，建立生態修復智能監管平臺，實時掌握生態修復工程實施進展，智能核驗生態修復成效，為生態修復提供全流程管理支撐。

六、結論與展望

粵港澳大灣區是我國開放程度最高、經濟活力最強的區域之一，在國家生態文明建設大局中具有舉足輕重的地位。本文立足粵港澳大灣區城市群生態系統面臨的問題挑戰，探索智能化理念和技術在生態系統管理中的應用路徑，力圖為區域生態文明建設貢獻智慧和力量。生態系統智能化管理是破解粵港澳大灣區生態環境難題的重要抓手，通過先進信息技術與生態環境管理的深度融合，能夠有效提升生態系統監測預警、風險防控、應急響應、綜合調控等能力，對于增強區域生態系統韌性，夯實生態安全屏障具有重要意義。

展望未來，粵港澳大灣區必須緊緊抓住新一輪科技革命和產業變革帶來的歷史機遇，以智能化為引領，全面推進生態環境治理體系和治理能力現代化。這要求我們立足粵港澳大灣區的發展定位，前瞻謀劃、創新探索、融合應用，在人工智能、大數據、物聯網等領域加大關鍵核心技術攻關力度，力爭在生態領域實現原始創新和技術引領，形成系統完整的生態系統智能化管理的制度體系、技術體系和工程體系。與此同時，我們還必須不斷強化粵港澳大灣區生態系統協同治理，通過創新區域生態補償、跨界污染防治、生態審計等制度機制，促進區域間生態數據共享、科技協作攻關、聯合執法監管，不斷提升生態治理的系統性、整體性、協同性。在推進智能化的過程中，還要堅持與法治化、民主化相結合，完善公眾參與機制，暢通民意表達渠道，最終營造全社會共建共治共享的生態文明建設格局。只有這樣，才能在建設宜居宜業的綠色灣區的道路上行穩致遠。

[基金項目：廣州市哲學社科“十四五”規劃課題，課題名稱：粵港澳大灣區生態文明發展協同機制研究（編號：2023GZGJ138）。]

參考文獻：

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[5] 劉璟.數字技術賦能粵港澳大灣區制造業向智能化轉型[J].經濟論壇，2024，（04）：142-152.

[6] 賀莉娜，郭澤闊.基于人工智能和大數據的城市軌道交通智能化運維生態系統研究[J].城市軌道交通研究，2022，25（09）：79-84+89.

（責編：若佳）