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關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境 環(huán)境問題 環(huán)境檢測

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo-Information system，GIS）有時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。把GIS應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境的檢測中，利用GIS技術(shù)建立生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)，對生態(tài)環(huán)境信息進(jìn)行有效地管理并合理利用，加快生態(tài)環(huán)境問題研究的信息化進(jìn)程勢在必行。

一、GIS應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境的檢測中具有優(yōu)越性和可行性

GIS技術(shù)可以對生態(tài)環(huán)境的資源，社會經(jīng)濟(jì)問題等進(jìn)行綜合的分析?？梢栽趨^(qū)域和時間兩方面對生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行實際的具體化的研究。在對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行檢測時，就可以利用GIS的分析功能，先對某一區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和檢測，進(jìn)而擴(kuò)大范圍，對更大范圍的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行分析和整體評價。另外，GIS系統(tǒng)自身的發(fā)展就說明了人類在對生態(tài)環(huán)境方面研究的深入的發(fā)展，GIS在生態(tài)環(huán)境的分析和規(guī)劃中體現(xiàn)了其本身所具有的，區(qū)別于其它檢測系統(tǒng)的優(yōu)越性：

1.可以利用GIS對現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實時的，全面的，綜合的檢測和分析，從中得到更準(zhǔn)確的信息。

2.可以利用GIS對生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)處理意見與空間分析克服人類的分析方法的不足，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境檢測中空間的信息分析與信息屬性一體化的綜合性的處理功能，還可以根據(jù)檢測到的現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)分析和模擬預(yù)測出生態(tài)環(huán)境的演變。

3.GIS技術(shù)對生態(tài)環(huán)境的檢測效率高，精度高，用途廣，成本低，這些較于比較傳統(tǒng)的檢測方法來說在各方面都有較強(qiáng)的優(yōu)越性。

二、GIS在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

CIS作為多門科學(xué)交叉的產(chǎn)物，可以為現(xiàn)代環(huán)境的研究提供有效地理論指導(dǎo)與技術(shù)支持，它可以將不同來源，不同區(qū)域的有關(guān)于生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，從而為不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境研究的工作者提供數(shù)字與信息，為他們的交流提供了有效地平臺，為生態(tài)環(huán)境的研究提供了有效地保障。

1.關(guān)于生態(tài)環(huán)境信息的采集

生態(tài)環(huán)境的檢測是以獲取生態(tài)環(huán)境的信息為目的的，但是由于每個人的認(rèn)知水平不同，各個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境表征不同，特征不同，所以有時甚至是對同一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境也會有不同的見解。但是利用GIS對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行檢測，所得出的數(shù)據(jù)與理論都是最權(quán)威最科學(xué)的，所以說GIS不但為我們提供了最準(zhǔn)確的生態(tài)環(huán)境信息，還為獲取區(qū)域尺度的生態(tài)環(huán)境信息奠定了基礎(chǔ)。

2.有利于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的管理

隨著人們對生態(tài)環(huán)境研究范圍的不斷擴(kuò)大，人們利用各種手段所采集的信息越來越多，在這種情況下生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的管理也就顯得尤為重要。CIS中的數(shù)據(jù)庫的技術(shù)，以及數(shù)據(jù)的采集，維護(hù)，操作，存儲，轉(zhuǎn)換，輸出等都為人們的檢測提供了最大的方便。其主要表現(xiàn)：

首先是數(shù)據(jù)的設(shè)置與組織，良好的數(shù)據(jù)設(shè)計與組織可以避免許多野外采集和進(jìn)行時間上的順序分析的困難，提高所采集到的生態(tài)環(huán)境信息的應(yīng)用與組織，有利于生態(tài)環(huán)境信息的研究與。

其次是數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制與技術(shù)保障。在生態(tài)環(huán)境的檢測中有可能會出現(xiàn)引用錯誤的數(shù)據(jù)，造成檢測質(zhì)量下降的問題。GIS可以設(shè)定相關(guān)的容量值和技術(shù)值，數(shù)據(jù)誤差校正等方法，把測量結(jié)果的誤差控制在一定的范圍內(nèi)，保證生態(tài)環(huán)境檢測的準(zhǔn)確性。

第三就是數(shù)據(jù)的管理與存取的技術(shù)。對于采集回來的生態(tài)環(huán)境的檢測值要經(jīng)過質(zhì)量的監(jiān)控，分析等獲取有效的信息，生態(tài)環(huán)境信息的可存取性決定了所采集的信息價值的大小，信息的利用率越高，價值就越大。因此生態(tài)環(huán)境信息的存儲不僅要考慮其存儲方式，還要考慮它的可存取性。GIS能夠存儲海量的數(shù)據(jù)，并且方便存取，大大的提高了所收集的數(shù)據(jù)的價值性。

3.生態(tài)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測

生態(tài)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，具有長期性和時效性，需要大范圍的，實時的監(jiān)測，數(shù)據(jù)必須具有較高的精確度和準(zhǔn)確度，并且能夠得到有效的管理。GIS能夠有效地進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的定量，對生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測和分析，準(zhǔn)確的定位發(fā)生自然災(zāi)害的地方，并且能夠進(jìn)行動態(tài)的、及時的監(jiān)測。

4.生態(tài)環(huán)境的評價

生態(tài)環(huán)境的評價與管理是建立在環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的。要通過對數(shù)據(jù)的分析得到區(qū)域生態(tài)環(huán)境的參數(shù)，然后才能對環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃和預(yù)測。利用GIS的疊加分析，區(qū)域面分析等，對區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合評價，然后將得到的數(shù)據(jù)輸入到生態(tài)管理系統(tǒng)的規(guī)劃程序中，就可以制定出解決該區(qū)域環(huán)境問題的方法和策略。

5.有效的傳播生態(tài)信息

GIS應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境研究的一個重要的方面就是可以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的信息的傳播。GIS為生態(tài)技術(shù)的傳播提供了可能性，實現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字化，媒體化與網(wǎng)絡(luò)化，為信息的交換提供了可能，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境信息廣泛意義上的信息共享。

6.生物多樣性的研究

植被是自然界的重要資源之一，綜合植被的生長狀況，生長環(huán)境等，就可以清晰的反映出該區(qū)域的環(huán)境存在哪些問題，還可以根據(jù)植被的密集程度分析出該地區(qū)是否有野生動物等珍稀物種。也可以根據(jù)該地區(qū)的動物存在的情況建立動物棲息地模型的程序，實現(xiàn)對特定區(qū)域進(jìn)行物種多樣性的調(diào)查研究，對生物多樣性的保護(hù)和研究提供多種途徑和可靠的決策支持。

三、總結(jié)

GIS系統(tǒng)經(jīng)過三十多年的發(fā)展，各方面的技術(shù)也在不斷的成熟和完善，它以其強(qiáng)大的空間存儲量和精確地數(shù)據(jù)分析，在生態(tài)環(huán)境檢測領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，它已經(jīng)具備了成為檢測生態(tài)環(huán)境以它作為主要技術(shù)手段的能力。GIS的應(yīng)用，大大的提高了生態(tài)環(huán)境的檢測，保護(hù)，以及治理研究，生態(tài)環(huán)境分析評價，環(huán)境治理和管理等方面的效率。隨著對GIS研究的深入，GIS今后一定會被運用到更廣泛的領(lǐng)域，更好的支持人類社會的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王天澤.生態(tài)環(huán)境檢測中GIS的應(yīng)用[J].中國環(huán)境科學(xué)，2012，（5）.

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1研究地區(qū)與研究方法

1.1研究區(qū)概況陜西省富縣(35°44'6″—36°23'23″N，108°29'30″—109°42'54″E)東與宜川、洛川相鄰，西與甘肅省合水縣、寧縣相連，南與黃陵相靠，北與志丹、甘泉、延安相連(圖1)，海拔856～1680m，全縣轄8鎮(zhèn)5鄉(xiāng)．該區(qū)地形地貌包括以洛河和葫蘆河為主的河流階地，中部高塬溝壑區(qū)，塬區(qū)北部為丘陵溝壑，東部和西部為土石低山．全縣土壤以分布于丘陵溝壑和低山林草地帶的灰褐土為主，耕地土壤類型以黃綿土為主．屬中緯度半干旱地區(qū)，年均氣溫7．1～9．0℃，年日照時數(shù)2032～2428h，年無霜期平均130d，年均降水量500～600mm，多呈高強(qiáng)度的陣性降水過程．

1.2數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)預(yù)處理遙感數(shù)據(jù)為美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站提供的1995年11月13日的Landsat5TM影像和2014年11月3日獲取的Landsat8OLI和TIRS影像．非遙感數(shù)據(jù)包括富縣15萬地形圖、行政區(qū)劃圖、土地利用現(xiàn)狀圖、土壤圖和富縣統(tǒng)計文本資料．在ENVI5．0下對兩個時期的遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)，將像元灰度值(DN)轉(zhuǎn)換為輻射亮度值．采用FLAASH大氣校正工具和中緯度冬季標(biāo)準(zhǔn)大氣模型對兩期影像的可見光-近紅外波段進(jìn)行大氣校正．校正后的可見光-近紅外反射率波段和熱波段的輻射亮度影像通過波段組合(layerstacking)生成多波段圖像文件．基于1∶5萬地形圖，采用二次多項式和最近鄰法對多波段圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，均方根誤差(RMS)控制在0．5個像元以內(nèi)，同時利用富縣行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)提取研究區(qū)內(nèi)多波段遙感圖像．

1.3生態(tài)質(zhì)量遙感評價指標(biāo)在反映生態(tài)質(zhì)量的諸多自然因素中，綠度、濕度、熱度、干度與人類的生存息息相關(guān)，是人類直觀感覺生態(tài)條件優(yōu)劣的最重要指標(biāo)，遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)采用植被指數(shù)、裸土指數(shù)、濕度指數(shù)、地表溫度分別代表綠度、干度、濕度和熱度作為生態(tài)指數(shù)的評價指標(biāo)．

1.3.1濕度指標(biāo)土壤濕度是進(jìn)行土壤退化等生態(tài)環(huán)境研究的重要指標(biāo)．遙感纓帽變換所獲取的濕度分量反映了地表水體、植被和土壤的濕度狀況，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用．基于TM和OLI反射率數(shù)據(jù)的濕度分量(Wet)提取公式。

1.3.2綠度指標(biāo)植被是對區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況最為敏感的指示因子．歸一化植被指數(shù)(NDVI)利用植物葉面在紅光波段強(qiáng)的吸收和近紅外波段強(qiáng)的反射特性組合而成，是遙感監(jiān)測植被覆蓋度、生物量、葉面積指數(shù)等生理參數(shù)的重要指標(biāo)．

1.3.3熱度指標(biāo)地表溫度(LST)與植被的生長與分布、農(nóng)作物產(chǎn)量、地表水資源蒸發(fā)循環(huán)等許多自然、人文現(xiàn)象和過程密切相關(guān)，是反映地表環(huán)境的一個重要參數(shù)．對于Landsat5TM6波段，利用熱紅外波段輻射定標(biāo)參數(shù)將像元灰度值(DN)轉(zhuǎn)換為傳感器處的輻射亮度值(L6)，通過Planck輻射函數(shù)求出包含了大氣影響的像元亮度溫度(Tb)，進(jìn)而通過比輻射率(ε6)轉(zhuǎn)換為地表溫度(Ts)，基于TM6的地表溫度提取公式如下。

1.3.4干度指標(biāo)裸土和建筑用地均會造成地表“干化”，因此，干度指標(biāo)由裸土指數(shù)(SI)和建筑指數(shù)(IBI)合成，記為裸土指數(shù)(NDSI)。

1.3.5指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化為了消除量綱以及不同指標(biāo)數(shù)值大小對遙感生態(tài)指數(shù)結(jié)果的影響，采用下式將4個指標(biāo)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化為［0，1］之間的無量綱．

1.4遙感生態(tài)指數(shù)生態(tài)環(huán)境評價的關(guān)鍵是將由遙感調(diào)查獲得的濕度指數(shù)、植被指數(shù)、地表溫度和裸土指數(shù)轉(zhuǎn)化為綜合評價指標(biāo)．本研究對標(biāo)準(zhǔn)化后的評價指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，以主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，富縣遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)可以表示為:代表綠度的NDVI和代表濕度的Wet變量系數(shù)為正值，它們共同對生態(tài)起正面的貢獻(xiàn);而代表熱度和干度的LST、NDSI變量系數(shù)為負(fù)值，說明它們協(xié)同對生態(tài)起負(fù)面影響．利用式(12)對兩個時期的遙感生態(tài)指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的RSEI值越接近于1，說明生態(tài)環(huán)境越好．在ArcGIS中利用重分類函數(shù)，采用自然斷點法，按照數(shù)值由小到大將遙感生態(tài)指數(shù)RSEI劃分為差、較差、中等、良和優(yōu)5個生態(tài)等級，分別量化為1、2、3、4、5等級數(shù)值．

1.5生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)為定量表達(dá)兩個時期生態(tài)環(huán)境的整體狀況，客觀分析生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化，定義生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)(ESI)的公式如下。

2結(jié)果與分析

2.1研究區(qū)的生態(tài)質(zhì)量總體評價1995年，富縣遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)值在0．09～0．99，平均值為0．55，45．8%的地區(qū)RSEI在0．4～0.6;2014年，其RSEI值介于0．03～0．99，平均值為0.57，較1995年略有增加，63．8%的地區(qū)RSEI在0.4～0．6(表1)．根據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》，富縣生態(tài)環(huán)境整體屬于良好級別，植被覆蓋度較高，生物多樣性較豐富，與卓靜［24］的研究結(jié)果一致．1995—2014年間，研究區(qū)生態(tài)等級為差和較差所占的面積比例明顯下降，從33．8%下降到16．3%;中等級別和良好級別的面積比例分別由1995年的23．5%和23．0%上升到2014年的30．5%和34．6%;而優(yōu)等級所占的比例從20．8%下降到18．7%．2014年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)ESI由1995年的3.17上升到3．53，表明研究期間富縣生態(tài)環(huán)境得到了較大改善．2014年，富縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差的面積為114．2km2，占全縣總面積的2．8%，主要分布于縣城和富城鎮(zhèn)洛陽村，土地利用為城鎮(zhèn)和工礦建設(shè)用地，少量分布在中部塬面，零星分布在洛河、葫蘆河、川子河、余渠溝以及青蘭高速以北的埝溝等川道地．生態(tài)環(huán)境較差的地區(qū)主要分布在各大塬面和河谷川道地以及部分溝坡地上，土地利用以農(nóng)耕地為主，易受城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村建設(shè)和農(nóng)事活動的干擾．中等級別占到富縣總面積的30．5%，廣泛分布在塬面邊緣、塬間溝壑區(qū)、低山丘陵、梁峁緩坡和半陽向溝坡地，土地利用以天然草地和灌木林地為主．塬面和川道以外的地區(qū)生態(tài)環(huán)境以良和優(yōu)等級為主，優(yōu)等級主要分布在縣西北部、東北部和葫蘆河南岸的丘陵溝壑區(qū)．

2.2富縣生態(tài)質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測在生態(tài)質(zhì)量指數(shù)5個等級的基礎(chǔ)上，對富縣的生態(tài)變化進(jìn)行差值變化檢測(圖2)．從變化檢測的結(jié)果來看(表2和表3)，1995—2014年間，該區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級下降的面積為688．26km2，生態(tài)轉(zhuǎn)好的面積則達(dá)1763．14km2，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量維持不變的面積有1674．79km2，約占富縣總面積的41%．研究區(qū)生態(tài)環(huán)境等級為差的地區(qū)環(huán)境質(zhì)量明顯提高，其中，45．2%的生態(tài)質(zhì)量差的地區(qū)增加1個等級，40.3%的地區(qū)增加2個等級，但是另有40．3%的生態(tài)質(zhì)量為優(yōu)的地區(qū)下降1個等級，總體上等級上升的幅度和比例高于下降的幅度和比例，生態(tài)質(zhì)量明顯得到改善．從空間上看，相對于1995年，生態(tài)環(huán)境得到改善的地區(qū)主要分布在縣域中部的高塬和丘陵溝壑地，縣東北部的土石低山區(qū)和西南的子午嶺自然保護(hù)區(qū)．生態(tài)質(zhì)量變差的地區(qū)主要是縣西北部的丘陵溝壑區(qū)、川子河沿岸和洛河河流階地，其中，川子河和葫蘆河沿岸主要是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為優(yōu)等級的面積下降．

2.3富縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)(ESI值)越大，說明生態(tài)環(huán)境越好;其值越小，說明生態(tài)環(huán)境越脆弱．2014年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)ESI值(表4)由大到小依次為牛武鎮(zhèn)、張村驛鎮(zhèn)、寺仙鄉(xiāng)、張家灣鄉(xiāng)、茶坊鎮(zhèn)、直羅鎮(zhèn)、北道德鄉(xiāng)、交道鎮(zhèn)、南道德鄉(xiāng)、吉子現(xiàn)鄉(xiāng)、富城鎮(zhèn)、羊泉鎮(zhèn)，表明當(dāng)前牛武鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體狀況最好，最差的是羊泉鎮(zhèn)．研究期間，全縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，只有張家灣鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)略微下降，由3．62下降到3.57，但整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)在全縣仍然靠前．其他12鄉(xiāng)鎮(zhèn)的綜合指數(shù)都呈現(xiàn)不同幅度的上升，說明近20年來富縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均得到了一定程度的改善．從空間上看，由西北到東南方向，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改變的幅度逐漸遞增，變化最大的是交道鎮(zhèn)和南道德鄉(xiāng)，ESI分別提升0．87和0．83，其次是鉗二鄉(xiāng)、羊泉鎮(zhèn)和吉子現(xiàn)鄉(xiāng)，變化最小的是張家灣鄉(xiāng)．鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級的變化差異較大，羊泉鎮(zhèn)和鉗二鄉(xiāng)差等級的比例減少最多，分別減少了各自鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積的32．5%和31．2%．寺仙鄉(xiāng)較差等級的下降比例和良等級增加的比例最高，分別占寺仙鄉(xiāng)面積的23．4%和16．9%．張村驛鎮(zhèn)、張家灣鄉(xiāng)和直羅鎮(zhèn)生態(tài)質(zhì)量優(yōu)等級的比例下降，牛武鎮(zhèn)優(yōu)等級的增加幅度最大，占牛武鎮(zhèn)面積的9．7%，而牛武鎮(zhèn)差、較差和中等級的比例都有所下降，成為全縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)．

2.4生態(tài)環(huán)境變化成因植被覆蓋度因受人類活動干擾的影響，對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的等級有明顯影響．縣域范圍內(nèi)地形、水熱條件和土壤類型相對穩(wěn)定，土地植被覆蓋度增加，土壤侵蝕等級明顯下降，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著提高．自國家退耕還林還草政策實施以來，全縣不僅保質(zhì)保量完成了1999—2010年15773hm2退耕還林工程的檢驗，此后每年就天然林保護(hù)工程飛播造林、天保工程人工造林、“三北”防護(hù)林造林、“三北”防護(hù)林封山育林、退耕還林進(jìn)行補(bǔ)植．基于像元二分模型［25］遙感估算植被覆蓋度的結(jié)果表明(圖2B)，1995年研究區(qū)67．7%的植被覆蓋度在20%～40%，僅1%的植被覆蓋度在60%～80%，全縣平均植被覆蓋度為31.7%;2014年全縣平均植被覆蓋度為62%，50．1%的地區(qū)植被覆蓋度在60%～80%．植被覆蓋度較高的石泓寺至直羅鎮(zhèn)段、葫蘆河南岸、張家灣鄉(xiāng)海拔1370m以上丘陵梁脊地區(qū)、茶坊鎮(zhèn)西北部和縣城東北部牛武鎮(zhèn)也是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最優(yōu)的地區(qū)．退耕還林還草工程的實施和集雨工程的推廣運用對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善成效顯著．富縣已經(jīng)成為陜北地區(qū)土壤侵蝕等級比例下降最快的地區(qū)［．

研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與海拔、坡度無明顯相關(guān)，不同坡向、地貌形態(tài)和土地利用方式下的生態(tài)環(huán)境差異顯著．高塬溝壑區(qū)海拔在1000～1390m，塬面地形平坦，土壤為黑壚土，土層深厚，理化性能良好，全縣60%以上的耕地和農(nóng)業(yè)人口分布在水源欠缺、水利條件差的塬區(qū)，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地人口承載壓力的加大，使土地利用類型急劇變化，直接造成地表形態(tài)與植被的破壞．塬周溝壑發(fā)育，溝谷深切，坡度較大的塬邊耕地和以灌草覆蓋為主的塬間溝壑地容易發(fā)生面蝕，生態(tài)環(huán)境較為脆弱，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以差等級為主．河谷川道占地242km2，水利資源豐富，侵蝕輕微，是富縣主要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)．該區(qū)人類活動強(qiáng)度相對劇烈，如新修基本農(nóng)田、新建田間配套設(shè)施、大面積發(fā)展蔬菜大弓棚和日光溫室等，隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程和川道地區(qū)產(chǎn)業(yè)開發(fā)的推進(jìn)，差等級和優(yōu)等級的面積下降，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以中等為主．丘陵溝壑區(qū)生態(tài)環(huán)境以良為主，該區(qū)植被為保存較好的次生林區(qū)，以灌木林地占優(yōu)，現(xiàn)代侵蝕緩慢，水土流失較輕．次生林邊緣地帶，因植被稀疏而水土流失較為嚴(yán)重．縣西部子午嶺和東緣黃龍山為不連續(xù)薄層黃土覆蓋的低山土石地貌區(qū)．洛河?xùn)|側(cè)黃龍山山系的北端，地形起伏大，土體厚度和腐殖質(zhì)層厚度低，但隨著人工造林和退耕還林的開展，植被覆蓋度大幅增加，局部小氣候環(huán)境優(yōu)越，生態(tài)環(huán)境優(yōu)等級別所占的面積比例較大，但此區(qū)坡耕地由于表層土壤質(zhì)地疏松，易漏肥和產(chǎn)生水土流失，因此溝底河道生態(tài)環(huán)境相對較差．縣西南部子午嶺國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以良為主，植被屬暖溫帶半濕潤落葉闊葉林帶的北部西段，是森林草原向草原植被的過渡地帶，土壤深厚肥沃的陰坡、半陽向溝坡地和梁峁緩坡，森林植被生長良好;陽坡陡壁，基質(zhì)，坡度較大，有機(jī)質(zhì)含量較少，因此林木稀疏，生長較差．保護(hù)區(qū)人為活動較為頻繁，加之受傳統(tǒng)耕作觀念的影響，林緣地帶仍有非法占用林地和毀林開荒等現(xiàn)象．

3結(jié)論

篇3

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；環(huán)境監(jiān)測；應(yīng)用意義

中圖分類號：B845.65 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)涉及到諸多個方面，是一項系統(tǒng)性的技術(shù)，比如物理、化學(xué)以及生物等等；最初的環(huán)境監(jiān)測主要是監(jiān)測工業(yè)污染狀況，經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在的環(huán)境監(jiān)測已經(jīng)是監(jiān)督和測定大環(huán)境的污染狀況，從而合理科學(xué)的評價大環(huán)境的質(zhì)量。

1、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的意義

環(huán)境問題日益突出，并且以災(zāi)難的形式向人們述知生態(tài)保護(hù)的重要性，人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng)；在這種情況下，人們既需要熟練的掌握基本的生態(tài)知識，又需要對生態(tài)的運作發(fā)展規(guī)律熟練的掌握，而環(huán)境監(jiān)測技術(shù)就可以有效的滿足人們的需求，人們要想對生態(tài)環(huán)境的狀況進(jìn)行充分的了解，只需要合理的運用生態(tài)監(jiān)測技術(shù)即可，并且為了方便人們的理解，還可以以更加直觀的形式表現(xiàn)出來，比如圖表、數(shù)據(jù)等等。要知道，污染源的監(jiān)測以及生態(tài)質(zhì)量的檢測并不是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的唯一內(nèi)容，還需要對生態(tài)環(huán)境下的生態(tài)平衡問題和資源的開采情況進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的過程中，主要采用的是動態(tài)監(jiān)測的方式，這樣可以充分的把握生態(tài)環(huán)境演化規(guī)律以及存在的主要問題，從而采取一系列的措施來進(jìn)行預(yù)防和控制。

和其他的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)相比，具有一定的差異性，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的環(huán)境監(jiān)測主要是監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大生態(tài)環(huán)境，重點內(nèi)容是監(jiān)測大范圍的生態(tài)破壞情況，然后借助一些專業(yè)知識來對大范圍的生態(tài)狀況進(jìn)行檢測，依據(jù)檢測的結(jié)果來實時的調(diào)整生態(tài)環(huán)境，從而起到環(huán)境保護(hù)的作用。

2、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用意義

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測具有重要的意義，它在很大程度上影響到社會的可持續(xù)發(fā)展；并且，要想進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè)，就需要更高質(zhì)量的生態(tài)環(huán)境，因此，就需要向更深處和更廣泛處來開展環(huán)境監(jiān)測工作。在實際監(jiān)測的過程中，經(jīng)常有一些因素會影響到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的開展，比如惡劣的天氣等等；為了提高生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，就需要將先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備積極的應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的過程中。具體來講，目前主要有三種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，分別是遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。

遙感技術(shù)的應(yīng)用：遙感技術(shù)具體指的是采用衛(wèi)星作業(yè)的形式，衛(wèi)星在運作的過程中，會十分敏感于物體發(fā)出的電磁波，而這種物體的電磁波可以將物體本身的位置以及表層等的變化給有效的反映出來，針對這個特點，遙感技術(shù)就可以讓遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實現(xiàn)。因此，遙感技術(shù)其實是對生態(tài)狀況以及變化趨勢進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在監(jiān)測的過程中，遙感技術(shù)還會對遠(yuǎn)程信息進(jìn)行實時記錄，地面的信息收集站所收到的信息都是數(shù)據(jù)庫的形式，這個過程不需要花費過長的周期，并且還有著十分豐富的內(nèi)容，比如海洋、森林、草原等等。以草原植被的遙感監(jiān)測為例，它的工作原理基本上可以這樣解釋：目前，草原植被的荒漠化情況越來越嚴(yán)重，如果草原處于一種良好的狀態(tài)，那么只有一種顏色存在于衛(wèi)星感測圖上；如果有荒漠化問題存在于部分草原當(dāng)中，也就是不斷的在減少草原植被區(qū)域，那么這些區(qū)域內(nèi)的草原電磁波會和完整狀態(tài)下發(fā)出的草原電磁波存在著較大的差異，電磁波的不同，在感測圖上所反應(yīng)的顏色也會存在著較大的差異。遙感衛(wèi)星主要以衛(wèi)星圖的形式來呈現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)，其中顏色會存在著較大的變化，深淺不一，深淺狀況可以對地表和水域等的變化程度進(jìn)行有效的反應(yīng)，這樣讓人們更加容易理解。

主要是在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的生態(tài)破壞監(jiān)測中應(yīng)用遙感技術(shù)，衛(wèi)星可以對生態(tài)的破壞生態(tài)進(jìn)行及時的監(jiān)測，依據(jù)遙感技術(shù)的監(jiān)測結(jié)果可以對所應(yīng)采取的措施進(jìn)行確定，結(jié)合衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)，遙感技術(shù)還可以依據(jù)氣象云圖的變化，來對可能發(fā)生的自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，從而針對這些自然災(zāi)害制定針對性的預(yù)防措施。遙感技術(shù)十分廣泛的應(yīng)用到了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，它還具有預(yù)測功能，這樣就需要投入過多的人力資源和物力資源，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的水平也可以得到大大的提高。

GPS技術(shù)的應(yīng)用：GPS技術(shù)的功能主要是定位，將GPS技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，可以有效的定位導(dǎo)航遙感技術(shù)所提供的信息變化區(qū)域，這種技術(shù)十分的精確。

GPS技術(shù)主要是分析遙感技術(shù)所提供的實況數(shù)據(jù)感測土，然后將地理坐標(biāo)提供出來，它的應(yīng)用原理可以這樣敘述：遙感技術(shù)的GPS儀器可以接收到實況數(shù)據(jù)，經(jīng)過定位導(dǎo)航之后，GPS儀器就可以對新的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建，并且動態(tài)監(jiān)測實況變化情況。

GPS技術(shù)在遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上所發(fā)展起來的，它應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，可以對監(jiān)測目標(biāo)的實時動態(tài)進(jìn)行反映和分析，從某種程度上來講，它領(lǐng)先于遙感技術(shù)。此外，GPS技術(shù)還可以有效的監(jiān)測某一時段事物的數(shù)量，從而做出合理科學(xué)的推測，比如，對某一區(qū)域的樹木數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測，就可以對樹木某一時段的二氧化碳吸收量進(jìn)行實時的監(jiān)測。這種技術(shù)可以在很廣泛的范圍內(nèi)應(yīng)用，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，可以有效的結(jié)合遙感技術(shù)，對動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行適時監(jiān)測，還可以適時關(guān)注采取的措施的有效性，對生態(tài)鏈的平衡程度也可以實時的監(jiān)測，這樣就可以節(jié)約出大量的人力資源和物力資源。

GIS技術(shù)的應(yīng)用：GIS技術(shù)是一種地理信息處理技術(shù)，它包括著很多個方面，比如信息輸入、儲存、管理、分析、應(yīng)用等等。它的內(nèi)部可以對大量的信息進(jìn)行儲存，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而有效的決定采取何種措施。將GIS技術(shù)有效的結(jié)合遙感技術(shù)和GPS技術(shù)就可以促使數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理系統(tǒng)生成，從而對某段時間內(nèi)生態(tài)環(huán)境變化狀況進(jìn)行實時的監(jiān)測，將原始數(shù)據(jù)提供給人們，從而有效的分析生態(tài)變化狀況。

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用GIS技術(shù)可以有著十分顯著的作用，這樣技術(shù)的地理數(shù)據(jù)可以十分的豐富，對宏觀決策起到一個輔助的作用。在生態(tài)發(fā)展的規(guī)劃方面也可以有效的利用GIS技術(shù)，對地理資源的開發(fā)狀況進(jìn)行合理的監(jiān)測和分析，提高地理資源管理的質(zhì)量，對生態(tài)平衡的監(jiān)測起到一個輔助的作用。

3、結(jié)語

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的合理應(yīng)用，可以有效的實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，注重對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。目前，越來越多新生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，需要對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀琳.遠(yuǎn)程通信技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析[J].廣東科技，2013,2（12）：123-125.

篇4

1.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的類型

1.1.1宏觀生態(tài)監(jiān)測

宏觀的生態(tài)監(jiān)測，是指監(jiān)測范圍較大的生態(tài)監(jiān)測類型，一般以一個區(qū)域作為監(jiān)測的整體，如一個地區(qū)或者一個國家的生態(tài)系統(tǒng)等。宏觀的生態(tài)監(jiān)測主要以區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的分布、面積和具有特殊意義的生態(tài)功能的變化為監(jiān)測的對象，利用技術(shù)主要包括喲地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和生態(tài)制圖技術(shù)等，還包含生態(tài)統(tǒng)計和生態(tài)調(diào)查等手段。宏觀生態(tài)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)大多以圖件的方式進(jìn)行顯示，通過與自然底圖和專業(yè)圖件之間的對比和分析，對宏觀區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)變化進(jìn)行監(jiān)測和評價。

1.1.2微觀生態(tài)監(jiān)測

微觀生態(tài)監(jiān)測是指監(jiān)測范圍較窄，其主要內(nèi)容為監(jiān)測生態(tài)因子在人類活動下的影響變化情況。微觀的生態(tài)監(jiān)測按照具體監(jiān)測內(nèi)容的不同，可以分為以下幾種：一是污染性生態(tài)監(jiān)測，主要以農(nóng)藥和工業(yè)污水、重金屬等對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行監(jiān)測，重點監(jiān)測其在食物鏈循環(huán)中的傳遞；二是干擾性監(jiān)測，以人類的生產(chǎn)生活活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾情況作為監(jiān)測對象，如草場的過度放牧與草原沙漠化，生產(chǎn)能力下降之間的關(guān)系，樹木砍伐對森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部動植物生態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，工業(yè)污染物的排放對水資源和土地資源的影響，濕地過度開發(fā)對濕地區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響等；三是治理性生態(tài)監(jiān)測，主要是以人類對以遭破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)治理的過程為監(jiān)測對象，如退耕還林、沙漠化土地治理等生態(tài)環(huán)境的治理工作。

1.2生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的特點

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測具有綜合性的特點，是因為生態(tài)監(jiān)測工作涉及到很多學(xué)科，監(jiān)測的對象包含有農(nóng)林牧副漁等；生態(tài)環(huán)境監(jiān)測具有長期性的特點，自然環(huán)境中的生態(tài)變化過程是十分緩慢的，生態(tài)環(huán)境自身的平衡調(diào)節(jié)也是潛移默化進(jìn)行的，因此，生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作也需要長期性，需要在長期的監(jiān)測結(jié)果基礎(chǔ)上對生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀和變化進(jìn)行分析和總結(jié)，較為典型的例子為北美酸雨的發(fā)現(xiàn)；復(fù)雜性，生態(tài)系統(tǒng)本身就十分復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測又包含有自然因素和人為因素兩大方面，因此具有復(fù)雜性的特點；分散性，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的時間和空間跨度都較大，導(dǎo)致其監(jiān)測工作具有一定的分散性，表現(xiàn)在監(jiān)測站點分布廣泛，間隔較大和生態(tài)監(jiān)測的時間跨度大，有時需要周期性的監(jiān)測。

二、生態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)和技術(shù)方法

2.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的指標(biāo)體系

生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系的建立，首先要確定指標(biāo)確定的原則，主要的原則包括有：代表性原則，可以反映生態(tài)系統(tǒng)的主要問題；敏感性，選擇在生態(tài)環(huán)境內(nèi)部和對外界環(huán)境變化較為敏感的因素作為監(jiān)測指標(biāo)；可操作性，選擇具有可操作性和監(jiān)測簡單的因素作為監(jiān)測指標(biāo)；選擇性原則，根據(jù)每一個生態(tài)系統(tǒng)的特點選擇具有自身特點的選擇性指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)體系設(shè)置，首先要考慮不同生態(tài)系統(tǒng)的類型，選取能夠代表生態(tài)系統(tǒng)基本現(xiàn)狀和變化特征的因素作為生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測的指標(biāo)。一般情況下，對于陸地生態(tài)系統(tǒng)，選擇氣象、土壤、水文、動物、植物和微生物作為監(jiān)測要素；對于水文生態(tài)系統(tǒng)，選擇水文、水質(zhì)、浮游植物、浮游動物、底質(zhì)、游泳動物、底棲動物和微生物作為監(jiān)測的因素。不同的生態(tài)系統(tǒng)需要根據(jù)特點進(jìn)行監(jiān)測指標(biāo)的選擇。

2.2生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法

生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方法既是指通過現(xiàn)代儀器等對生態(tài)系統(tǒng)中的檢測指標(biāo)進(jìn)行測量和判斷，從而對生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，對生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行判斷。生態(tài)監(jiān)測技術(shù)和方案的制定，大致包含以下幾點：生態(tài)問題的提出，監(jiān)測站的選址，監(jiān)測方法和監(jiān)測內(nèi)容的確定，生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系的確定，監(jiān)測范圍和監(jiān)測周期的確定，數(shù)據(jù)的整理等。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理主要包含有觀測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、圖形及圖像數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。

三、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的起步較晚，在理論和技術(shù)方面還存在著一些不足。但是隨著我國政府和社會各界對環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷加強(qiáng)，國家在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面的科技和資金投入不斷加大，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在我國獲得了較快的發(fā)展。如在2003年，江蘇省率先建立生態(tài)監(jiān)測部，對省內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測；2010年，安徽成立全國首個煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)國家級實驗室，對煤礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù)研究；2012年，山東建立黃河三角洲濕地生態(tài)補(bǔ)水的生態(tài)監(jiān)測工作，對黃河三角洲的濕地保護(hù)和恢復(fù)工作進(jìn)行監(jiān)測。我國先后在全國建立了十幾個生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，為微觀生態(tài)監(jiān)測的發(fā)展奠定基礎(chǔ)；利用地理信息技術(shù)對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，對生態(tài)退化、土地沙化和流失等問題進(jìn)行監(jiān)測；利用資源衛(wèi)星技術(shù)，對全面重點區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測；利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，對農(nóng)作物產(chǎn)量、森林農(nóng)牧的產(chǎn)量等進(jìn)行監(jiān)測，為宏觀生態(tài)監(jiān)測奠定基礎(chǔ)。3S監(jiān)測技術(shù)成為當(dāng)前生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的主要發(fā)展趨勢。相對歐美發(fā)達(dá)國家來說，我國的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測存在著理論研究落后的問題，需要加強(qiáng)研究。此外，相關(guān)的生態(tài)監(jiān)測體系不完善和專業(yè)人才缺失，也是制約我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的主要問題。

四、結(jié)束語

篇5

關(guān)鍵詞：聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 世界糧農(nóng)組織 世界氣象組織 生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）008-132-02

1 前言

當(dāng)今世界環(huán)境問題不再是各國小區(qū)域范圍的問題，而已經(jīng)演變成了全人類面臨的重大問題。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是人類認(rèn)識環(huán)境，研究環(huán)境，管理環(huán)境以至于解決世界環(huán)境問題的重要手段。聯(lián)合國作為解決全球環(huán)境問題的主要參與者，建立了十分龐雜和巨大的全球性生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。在這其中聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和全球環(huán)境基金（GEF），是該監(jiān)測網(wǎng)的主要倡導(dǎo)者，其主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)有十余個全球和區(qū)域性體系；世界糧農(nóng)組織（FAO）在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、土地管理和植物保護(hù)等領(lǐng)域開展了環(huán)境保護(hù)和監(jiān)測的項目；世界氣象組織（WMO） 關(guān)注大氣和氣候，與UNEP聯(lián)合建立了著名的政府間氣候變化專門委員會，并與之完成了全球氣候觀測系統(tǒng)（GCOS）等。接下來，我們重點介紹UNEP、FAO和WMO主導(dǎo)的幾個著名的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系。

2 UNEP主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

UNEP由1972年斯德哥爾摩人類環(huán)發(fā)大會上建立的，總部設(shè)于內(nèi)羅畢，該機(jī)構(gòu)用于整合和協(xié)調(diào)聯(lián)合國各機(jī)構(gòu)的有關(guān)環(huán)境的議題，為聯(lián)合國體系內(nèi)的全球環(huán)境事務(wù)提供一個中心平臺，匯集、協(xié)調(diào)、調(diào)動現(xiàn)有的一切專門技能以解決迫在眉睫的環(huán)境危機(jī)。

全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)/水項目（GEMS/Water）在一系列國家和國際伙伴之間發(fā)展和維持了一個全球淡水質(zhì)量信息系統(tǒng)。該計劃的目標(biāo)在于對全球、區(qū)域和國家尺度的環(huán)境評價、淡水資源的過程和水質(zhì)利用狀況的報告提供支持，主要的方式為全球淡水生態(tài)系統(tǒng)提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和信息。

本項目在1972年斯德哥爾摩人類環(huán)發(fā)大會上由世界衛(wèi)生組織（WHO）建立，后期根據(jù)發(fā)展的需要逐漸由UNEP逐漸統(tǒng)管。本項目是通過和地方水權(quán)利和行政機(jī)構(gòu)共同組建網(wǎng)絡(luò)，并且設(shè)計一些國家重點（NFPs）和協(xié)作重點項目（CFPs）來運行的，前者由是與各國政府合作的項目，后者則是與非政府組織，如大學(xué)和非營利組織合作。該項目中心設(shè)于加拿大安大略省伯靈頓。

本項目所用的監(jiān)測站點，是依附于聯(lián)合國全球環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)站點（GEMStat），該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)包含全球范圍內(nèi)的超過3800個監(jiān)測站點，接近430萬個數(shù)據(jù)記錄，標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測變量超過100個。整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)存有1965年到2012年的觀測資料，分為物理/化學(xué)、營養(yǎng)、主要離子、金屬、有機(jī)物質(zhì)、有機(jī)污染物、微生物以及水文學(xué)樣本8個監(jiān)測目錄。成員國包括18個非洲國家、16個美洲國家、26個亞洲國家、21個歐洲國家、5個大洋洲國家和39個觀察成員國，供125國。通過不同活動對水生態(tài)環(huán)境的需求的不同，又在人類飲水健康，農(nóng)業(yè)，城市/工業(yè)，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)和健康，旅游業(yè)和娛樂，五大領(lǐng)域選取監(jiān)測變量。

3 FAO主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

FAO成立于1945年，是聯(lián)合國體系中最大的自治機(jī)構(gòu)宗旨是提高人們的營養(yǎng)和生活水平，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，更利于農(nóng)村人口。其中收集、分析和傳播信息是該機(jī)構(gòu)的重要職責(zé)之一。因此，F(xiàn)AO為主導(dǎo)與ICSU、UNEP、UNESCO和WMO等機(jī)構(gòu)組建了巨大的全球陸地觀測體系（GTOS）使得對人類對地球系統(tǒng)的變化有更為深刻的理解。GTOS主要關(guān)注全球五大領(lǐng)域的變化：土地質(zhì)量變化，可以用淡水資源，生物多樣性的遺失，氣候變化，以及污染和毒素。GTOS的體系十分龐雜，包括技術(shù)平臺、項目活動和合作關(guān)系三大部分。

聯(lián)合國陸地生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（TEMS）是由國際站點和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成的，能夠執(zhí)行長期陸地生態(tài)監(jiān)測和研究活動的網(wǎng)絡(luò)名錄。該生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是全球觀察系統(tǒng)（GSO）的一部分。該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在覆蓋全球，擁有2060個監(jiān)測站點，44個觀測網(wǎng)絡(luò)，1200個聯(lián)絡(luò)人。在觀測的過程之中，需要監(jiān)測超過180個環(huán)境指標(biāo)和55個社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在組成該網(wǎng)絡(luò)的次級網(wǎng)絡(luò)中比較著名的有中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)、中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位、研究網(wǎng)絡(luò)、國際林業(yè)研究中心、森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)控、熱帶林業(yè)中心、英國環(huán)境變化網(wǎng)、歐洲森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)、國際森林合作計劃、長期森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)等。該網(wǎng)絡(luò)同時擁有水文、山地、生物多樣性和海岸等多種專題模型。并且做到了全球范圍的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和信息的共享與更新。TEMS自2006年起就一直致力于升級其數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并整合了DEM技術(shù)，將觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行3D處理，從而全方位的展現(xiàn)數(shù)據(jù)。

此外，網(wǎng)絡(luò)還不斷擴(kuò)充自己的觀測數(shù)據(jù)和服務(wù)站點，新近加入的站點有CarboAfrica，PLaNet等站點。近年來，聯(lián)合國系統(tǒng)的各監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)業(yè)正在整合，其中將TEMS數(shù)據(jù)整合入全球變遷總目錄資料庫（GCMD）也是重要的組成部分。

4 WMO主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

WMO成立于1950年，1951年成為聯(lián)合國專門負(fù)責(zé)氣象的專門機(jī)構(gòu)。氣候的變化是無國界的，因此建立起全球氣象觀測網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，現(xiàn)在WMO下面有兩大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)全球氣候觀測系統(tǒng)（GCOS）和全球綜合觀測系統(tǒng)（WIGOS），其中GCOS已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，是現(xiàn)在負(fù)擔(dān)主要功能的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；WIGOS為2007年世界氣候大會上決定建立的其成長仍需要一定時間，下面著重介紹GCOS。

全球氣候觀測系統(tǒng)（GCOS）是國際間協(xié)調(diào)的觀測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以及一系列能夠支持并提升該網(wǎng)絡(luò)的計劃組成。該系統(tǒng)是設(shè)計用來實現(xiàn)并發(fā)展國家和國際對于氣候變化的觀測標(biāo)準(zhǔn)。GCOS是在1992世界第二次氣候變化會議上建立的。GCOS致力于為所有對氣候變化相關(guān)問題關(guān)心的研究者們提供他們所需要的數(shù)據(jù)、觀測記錄和信息。研究領(lǐng)域橫跨大氣、海洋和陸地領(lǐng)域，包含水文與碳循環(huán)以及冰凍圈。

GCOS是由WMO，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的政府間海洋學(xué)委員會（IOC），UNEP以及國際科學(xué)協(xié)會理事會（ICSU）共同出資建立的。本檢測體系是由各種檢測網(wǎng)絡(luò)組成，其中包括各成員國天氣預(yù)報和空氣質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)，IOC主導(dǎo)的全球海洋檢測系統(tǒng)（GOOS），F(xiàn)AO主導(dǎo)的全球陸地觀測系統(tǒng)（GTOS）以及WMO主導(dǎo)的全球觀測系統(tǒng)（GOS）和全球大氣觀察（GAW），專家隊伍是由各科學(xué)學(xué)會和世界氣候研究計劃（WCRP）共同提供的。

5 結(jié)論和建議

綜上所述，聯(lián)合國組建的這些環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)有著其他網(wǎng)絡(luò)難以超越的優(yōu)勢：

（1）聯(lián)合國主導(dǎo)的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，匯集了大批世界頂級的科學(xué)家，大批對于環(huán)境監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)和研究具有世界先進(jìn)水平，從而為各國完善和建立自身的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系提供了模板。

（2）一個國家的國力很難做到覆蓋全球的水平，聯(lián)合國站在全人類的角度對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行的監(jiān)測是迄今全球水平上最為全面的。從而使全球性的現(xiàn)象得以體現(xiàn)，使人類能夠更好的了解自然的規(guī)律，從而進(jìn)行大規(guī)模的環(huán)境管理。

（3）監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)有明顯的交叉性。環(huán)境問題本身就是跨多個領(lǐng)域的綜合性問題，對于多方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，最終都可以在UN System-Wide EarthWatch中集成，為氣候變化等綜合性問題的解決提供了契機(jī)。

但是環(huán)境問題自1972年人類環(huán)發(fā)大會后仍然繼續(xù)惡化，作為主要問題解決者的聯(lián)合國也應(yīng)負(fù)有很大的責(zé)任。單就環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)就有不少缺陷，在此提出幾點建議：

在整理與考察過程中，明顯能感到聯(lián)合國系統(tǒng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)并沒有很清晰的脈絡(luò)。各監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的功能常常重合，這與聯(lián)合國內(nèi)部官僚機(jī)構(gòu)的權(quán)力爭奪有重要關(guān)系，各機(jī)構(gòu)常常獨立運營自身機(jī)構(gòu)所管轄領(lǐng)域的監(jiān)測，從而使得監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有些混亂。

聯(lián)合國各環(huán)境管理機(jī)構(gòu)，特別是UNEP存在比較大的資金短缺問題，2007年其全年的預(yù)算僅有2.7億美元。這與其巨大的歷史使命是不相稱的，這就造成了有些生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)因為資金短缺而無以為繼，或者發(fā)展緩慢。

由于大部分全球監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立都是和各國自身的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)相重合，這就導(dǎo)致了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量差別比較大。因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步敦促發(fā)達(dá)成員國對發(fā)展中成員國的幫助，從而整體提升生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

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篇6

【關(guān)鍵詞】生態(tài)環(huán)境；監(jiān)測技術(shù)

1、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的定義

上世紀(jì)60年代后，隨著全球生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測從一般意義上的環(huán)境污染因子監(jiān)測開始向生態(tài)環(huán)境監(jiān)測過渡和拓寬。

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測采用的是生態(tài)學(xué)的多種措施與方法，從多個尺度上對各個生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的格局的度量，主要通過監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)條件、條件變化、對生態(tài)環(huán)境壓力的寫照及其趨勢而獲得。可以說生態(tài)監(jiān)測是運用可比的方法，在時間與空間上對特定區(qū)域范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)組合體的類型、結(jié)構(gòu)和功能及其組合要素等進(jìn)行系統(tǒng)地測定和觀察的過程，監(jiān)測的結(jié)果則用于評價和預(yù)測人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響，從方法原理、目的、意義等多方面作了較為全面的闡述。

在監(jiān)測對象上，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測既不同于城市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，也不同于工業(yè)污染源監(jiān)測。從生態(tài)環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的歷程來看，現(xiàn)今的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測主要側(cè)重于宏觀的、大區(qū)域的生態(tài)破壞問題，其反映人類活動對我們所處的生態(tài)環(huán)境的全貌、綜合影響的優(yōu)點。

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測可用作對農(nóng)田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等進(jìn)行監(jiān)測。不難看出，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的拓寬，除開新理論、新技術(shù)和新措施外，環(huán)境監(jiān)測的理論和實踐定能作為生態(tài)監(jiān)測得以發(fā)展和完善的基礎(chǔ)保障。景觀生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、淡水生態(tài)學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)、荒漠生態(tài)學(xué)、脆弱帶生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)、氣象學(xué)、物候?qū)W、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等理論與實踐對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測也是大有益處。

2、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的主要內(nèi)容

2.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測主要原理

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測最主要原理便是“準(zhǔn)確性原理”，即監(jiān)測活動及其所獲得的生態(tài)環(huán)境信息是生態(tài)環(huán)境歷史和生態(tài)環(huán)境管理的記錄、書寫，也是生態(tài)環(huán)境歷史的“鏡像”寫照，同時更能體現(xiàn)環(huán)境及環(huán)境管理的真實性及環(huán)境信息的權(quán)威性。為滿足“準(zhǔn)確性”的要求，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測還衍生出了以下3個基本原理。

2.1.1代表性原理 即監(jiān)測是以有限的點位、斷面代表“無限”的生態(tài)環(huán)境整體，以有限的采樣頻率代表時刻變化著的生態(tài)環(huán)境變化信息，以有限的數(shù)據(jù)信息量代表“無限”的生態(tài)環(huán)境內(nèi)部信息。

2.1.2完整性原理 監(jiān)測通過采用環(huán)境“要素”和“相素”、環(huán)境“壓力”組合監(jiān)測模式來反映環(huán)境及其內(nèi)涵信息的完整性、復(fù)雜性，同時體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的系統(tǒng)性。

2.1.3規(guī)范性原理 監(jiān)測通過實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測制度化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)規(guī)范化來反映環(huán)境及其內(nèi)涵信息的可靠性、可比性，同時體現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的可溯源性、精密性。

2.2監(jiān)測對象

近幾年來，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵已獲得極大的豐富，傳統(tǒng)的“水、氣、聲、渣”已不能代表環(huán)境監(jiān)測的對象特征。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的范圍和對象概括為以下幾個方面。

2.2.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測范圍 包括區(qū)域的、流域的、全國的。按照不同的需要和目的，能夠組合成不同的監(jiān)測范圍。

2.2.2生態(tài)環(huán)境“要素”監(jiān)測 包括各種環(huán)境要素、生態(tài)系統(tǒng)中的各環(huán)境介質(zhì)、環(huán)保部門主管、監(jiān)測對象（如各種排氣、排水、固體廢物等）。

2.2.3生態(tài)環(huán)境“相素”監(jiān)測 包括同一環(huán)境要素或同一環(huán)境介質(zhì)中的多相監(jiān)測，水環(huán)境監(jiān)測中的水相、生物相、沉積物相監(jiān)測，環(huán)境空氣監(jiān)測中的氣液相、固相等。

2.2.4生態(tài)環(huán)境“壓力”監(jiān)測 廣義為“源解析”監(jiān)測，通過廣義的“源解析”監(jiān)測，可以解答環(huán)境變化與污染源排放之間的關(guān)系，找出環(huán)境管理的主要對象和目標(biāo)等。

2.3生態(tài)環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的本質(zhì)是環(huán)境“要素”和環(huán)境“相素”中目標(biāo)污染物各類信息的生產(chǎn)過程，即環(huán)境信息的生產(chǎn)過程。現(xiàn)階段的環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容包括綜合性指標(biāo)、物理學(xué)指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物學(xué)指標(biāo)、生態(tài)學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)等，或者分為環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)、自然生態(tài)指標(biāo)、環(huán)境保護(hù)建設(shè)指標(biāo)等。

3、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)和方法

3.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測程序

3.1.1現(xiàn)場調(diào)查與資料收集 生態(tài)環(huán)境污染隨時間、空間變化，受氣象、季節(jié)、地形地貌等因素的影響，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測區(qū)域呈現(xiàn)的特點，進(jìn)行周密的現(xiàn)場調(diào)查和資料收集工作，主要調(diào)查各種污染源及其排放情況和自然環(huán)境特征，包括地理位置、地形地貌、氣象氣候、土地利用情況以及國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

3.1.2確定監(jiān)測項目 應(yīng)當(dāng)按照國家規(guī)定的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合該地區(qū)污染源及其主要排放物的特點用以選擇，并且還要測定一些氣象與水文項目。

3.1.3數(shù)據(jù)處理與結(jié)果上報 因監(jiān)測誤差存在于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的整個過程，唯有在可靠的采樣和分析測試的基礎(chǔ)上，運用數(shù)理統(tǒng)計的辦法來處理數(shù)據(jù)，方有可能得出符合客觀要求的數(shù)據(jù)，處理得出的數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)仔細(xì)復(fù)核后才可上報。

3.2監(jiān)測的方案與技術(shù)路線

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方法就是對生態(tài)系統(tǒng)中的指標(biāo)進(jìn)行具體測量和判斷，以獲得生態(tài)系統(tǒng)中某一指標(biāo)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)，來反映該指標(biāo)的狀況及變化趨勢。在選擇生態(tài)環(huán)境監(jiān)測具體技術(shù)方法前，需根據(jù)已知條件，結(jié)合確定的技術(shù)路線，確定最理想的監(jiān)測方案。技術(shù)路線和方案的確定大致包括以下幾點：生態(tài)問題的提出，生態(tài)監(jiān)測臺站的選址，監(jiān)測的對象、方法及設(shè)備，生態(tài)系統(tǒng)要素及監(jiān)測指標(biāo)的確定，監(jiān)測場地、監(jiān)測頻度及周期描述。一些特殊指標(biāo)可按目前生態(tài)站常用的監(jiān)測方法。生態(tài)監(jiān)測具有著眼于宏觀的特點，是一項宏觀與微觀監(jiān)測相結(jié)合的工作。對于結(jié)構(gòu)與功能復(fù)雜的宏觀生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段。

4、開展生態(tài)監(jiān)測的建議

4.1發(fā)揮生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系優(yōu)勢

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的理論具有廣泛的內(nèi)容，環(huán)境監(jiān)測的實踐豐富了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系，要發(fā)揮生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系優(yōu)勢，使其成為開展生態(tài)監(jiān)測工作的基礎(chǔ)保證。

4.2合理選擇監(jiān)測指標(biāo)

我們現(xiàn)有的監(jiān)測能力、技術(shù)與設(shè)備水平有限，因此必須從實際出發(fā)，結(jié)合本地的特點，從由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過快對生態(tài)環(huán)境形成壓力和影響生態(tài)系統(tǒng)變化的因子中，選取易監(jiān)測、針對性強(qiáng)、能說明問題、對特定環(huán)境敏感和屬于污染的因子開展監(jiān)測，以此表征主要的生態(tài)環(huán)境問題，待今后條件具備時，逐步加以補(bǔ)充、擴(kuò)展。

4.3充分利用先進(jìn)技術(shù)

當(dāng)前許多現(xiàn)代化的技術(shù)和手段，還沒有在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系中發(fā)揮作用，如3S技術(shù)已經(jīng)趨于成熟并廣泛得到應(yīng)用，要使其和生態(tài)監(jiān)測密切結(jié)合，并以最少費用獲得必要的生態(tài)環(huán)境信息，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系中發(fā)揮效用。

5、結(jié)束語

隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實施生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測體系發(fā)展和完善的必然趨勢和要求，這一項復(fù)雜的工程，向生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作提出了更高的要求，也必定更深層次地為環(huán)境管理部門服務(wù)，為經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)營造良性循環(huán)、天地人和的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。人口、資源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，單從生物指標(biāo)監(jiān)測來了解環(huán)境質(zhì)量已不能達(dá)到要求，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢，也必定會作為環(huán)境監(jiān)測的重要方式。

參考文獻(xiàn)

篇7

據(jù)常態(tài)測算，稻田可維持近10cm的水層，遇到暴雨可達(dá)15cm。每公頃稻田比旱地多蓄水1500m3。穩(wěn)定水稻生產(chǎn)是長江三角洲地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的基石，一旦改變用途，夏季對雨水的調(diào)控能力就會下降，易造成水澇帶來環(huán)境破壞。再次，生物入侵威脅到生物生態(tài)環(huán)境健康。外來物種入侵是生物多樣性衰減和喪失的三個原因之一，而生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一旦多樣性受到了嚴(yán)重威脅，物種滅絕速度就會不斷加快，遺傳多樣性急劇貧乏，生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，這些都將加劇人類面臨的資源、環(huán)境、糧食和能源危機(jī)。最后，湖泊富營養(yǎng)化造成水體自凈能力下降?，F(xiàn)代工業(yè)進(jìn)程加速了水中植物營養(yǎng)成分（N、P等）的過量積累，水體營養(yǎng)過剩，藻類等水生生物大量繁殖，致使水體處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)，并分解出有毒物質(zhì)危害水質(zhì)生態(tài)環(huán)境。2007年無錫太湖飲用水水源地藍(lán)藻的大面積爆發(fā)后，《太湖水污染防治條例》緊急出臺，環(huán)太湖五市的蘇州、無錫、常州、嘉興、湖州頻頻推出重磅應(yīng)急機(jī)制和措施應(yīng)對日益惡化的水生生態(tài)，生態(tài)監(jiān)測的開展刻不容緩。

2生態(tài)監(jiān)測的學(xué)科綜述

生態(tài)監(jiān)測一直是較為爭議的，主要表現(xiàn)在生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測的相互關(guān)系上，認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測包括生物監(jiān)測，如劉培哲認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測，是對生態(tài)系統(tǒng)的自然變化及人為變化所做反應(yīng)的觀測和評價。生態(tài)監(jiān)測包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩方面內(nèi)容。金嵐等將生態(tài)監(jiān)測與生物監(jiān)測統(tǒng)一起來，將二者統(tǒng)稱為生態(tài)監(jiān)測，認(rèn)為生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的組成部分，是利用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為的反應(yīng)或反饋效應(yīng)的綜合表征，來判斷和評價這些干擾對環(huán)境產(chǎn)生的影響、危害及其變化規(guī)律，為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。前者側(cè)重在對生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)方面，后者則包括生態(tài)系統(tǒng)各個層次，即對個體、種群、群落乃至生態(tài)系統(tǒng)對外干擾的反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測。這種觀點表明，生態(tài)監(jiān)測是一種監(jiān)測方法，是對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的一種補(bǔ)充，利用的是“生態(tài)”來做“儀器”進(jìn)行監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量。

3生態(tài)環(huán)境影響評價

在工作中，我們主要通過對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)（EI）來對一個區(qū)域進(jìn)行生態(tài)的宏觀評價。生態(tài)環(huán)境指數(shù)（EcologicalEnvironmentIn-dex）是指反映被評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況的一系列指數(shù)的綜合。EI＝0.25×生物豐度指數(shù)＋0.2×水網(wǎng)密度指數(shù)＋0.2×植被覆蓋指數(shù)＋0.2×（100-土地退化指數(shù)）＋0.15×環(huán)境質(zhì)量指數(shù)生物豐度指數(shù)＝Abio×（0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域濕地+0.11×耕地+0.04×建設(shè)用地+0.01×未利用地）/區(qū)域面積。式中：Abio＝692.096020，全國生物豐度指數(shù)歸一化系數(shù)。歸一化系數(shù)＝100/A最大值，A最大值指某指數(shù)歸一化處理前的最大值。植被覆蓋指數(shù)＝Aveg×（0.38×林地面積＋0.34×草地面積＋0.19×農(nóng)田面積+0.07×建設(shè)用地+0.02×未利用地）/區(qū)域面積。式中：Aveg＝601.110997，全國植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)。水網(wǎng)密度指數(shù)＝Ariv×河流長度/區(qū)域面積＋Alak×湖庫（近海）面積/區(qū)域面積＋Ares×水資源量/區(qū)域面積。式中：Ariv＝71.768110，全國河流長度的歸一化系數(shù)；Alak=805.664908，全國湖庫（近海）面積的歸一化系數(shù)；Ares=88.36616016，全國水資源量的歸一化系數(shù)。土地退化指數(shù)＝Aero×（0.05×輕度侵蝕面積＋0.25×中度侵蝕面積＋0.7×中度侵蝕面積）/區(qū)域面積。式中：Aero＝146.33，全國土地退化指數(shù)的歸一化系數(shù)。環(huán)境質(zhì)量指數(shù)＝0.4×(100-ASO2×SO2排放量/區(qū)域面積)+0.4×(100-ACOD×COD排放量/區(qū)域年均降雨量)+0.2×（100-A-SOL×固廢排放量/區(qū)域面積)。式中：ASO2＝1.725721，SO2的歸一化系數(shù)；ACOD＝0.052749，COD的歸一化系數(shù)；ASOL＝2.424802，固體廢物的歸一化系數(shù)。

4結(jié)語

篇8

關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng) 水質(zhì)環(huán)境檢測系統(tǒng) 水質(zhì)模型

1、緒言

1.1、研究背景及意義

近年來，大東湖水質(zhì)狀況不容樂觀，除了嚴(yán)東湖水質(zhì)為三類外，其余均為五類或劣五類。國家經(jīng)過嚴(yán)密論證，決定進(jìn)行大東湖綜合整治，并擬用十二年的時間來完成“武漢市大東湖生態(tài)水網(wǎng)”的構(gòu)建。具體包括污染控制、水網(wǎng)連通和生態(tài)修復(fù)三大工程，和建立監(jiān)測評估研究平臺，總投資158.78億元人民幣。實現(xiàn)東湖、外沙湖、楊春湖、嚴(yán)西湖、嚴(yán)東湖、北湖和長江的連通，以達(dá)到“引江濟(jì)湖，湖湖連通”的目的。引長江水將受污染的湖水置換出來。目前這項工程只是拉開了序幕，各項具體措施尚未全部實施，從零九年開始，漫漫十二年的工期將是生態(tài)水網(wǎng)構(gòu)建的重要過程。

在實現(xiàn)“武漢市大東湖生態(tài)水網(wǎng)”的構(gòu)建的過程中，建立水質(zhì)監(jiān)測成為舉足輕重的環(huán)節(jié)。為了在完成湖湖連通之后，預(yù)防污染現(xiàn)象的再次惡化，需要實時對水質(zhì)狀況進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)警和管理，從根本上改善大東湖水體的水質(zhì)。我們將使用已有的項目研究成果，對湖泊、河流的水體進(jìn)行管理。并利用已有的項目，針對大東湖水系現(xiàn)狀和水質(zhì)特點，建立基于GIS的動態(tài)數(shù)據(jù)庫和大東湖智慧管理系統(tǒng)。而要實現(xiàn)這樣一個“大東湖水系智慧監(jiān)測管理系統(tǒng)”，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無疑為我們系統(tǒng)的搭建和水質(zhì)監(jiān)測提供了便利。

1.2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及趨勢

1.2.1國外研究現(xiàn)狀

在水環(huán)境監(jiān)測方面，20 世紀(jì)80 年代初,發(fā)達(dá)國家相繼建立了自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和宏觀生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),并借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS) 、遙感技術(shù)(RS) 和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS) ,連續(xù)觀察水體污染狀況變化及生態(tài)環(huán)境變化,預(yù)測預(yù)報未來環(huán)境質(zhì)量,有力擴(kuò)大了環(huán)境監(jiān)測范圍以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、處理、傳輸、應(yīng)用的能力,為水環(huán)境監(jiān)測動態(tài)監(jiān)控區(qū)域環(huán)境質(zhì)量乃至全球水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障,極大促進(jìn)了水環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化發(fā)展,實現(xiàn)了監(jiān)測的實時性、連續(xù)性和完整性。為了更好的監(jiān)測水環(huán)境，各國已經(jīng)開始著手將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到水環(huán)境檢測中，各國早已開始使用的GIS技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)的前身。目前，物聯(lián)網(wǎng)的研究主要集中在美，歐，日，韓少數(shù)等國家，最初的研發(fā)方向是條形碼、RFID等技術(shù)在商業(yè)零售、物流領(lǐng)域應(yīng)用，而隨著RIFD、傳感器技術(shù)、近程通訊和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，近年來其研發(fā)、應(yīng)用開始拓展到環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域。如韓國環(huán)境部為全面推進(jìn)RFID政策，啟動了水資源污染管理系統(tǒng)等等。

1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國水環(huán)境監(jiān)測起步較晚,但經(jīng)過30 年的發(fā)展,水環(huán)境監(jiān)測已從單一的環(huán)境分析發(fā)展到物理監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、遙感、衛(wèi)星監(jiān)測,從間斷性監(jiān)測逐步過渡到自動連續(xù)監(jiān)測。監(jiān)測范圍從一個斷面發(fā)展到一個城市、一個區(qū)域乃至全國。一個以環(huán)境分析為基礎(chǔ),以物理測定主導(dǎo),以生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測為補(bǔ)充的水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系已初步形成。同時,初步形成了具有中國特色的水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、水環(huán)境監(jiān)測分析方法、水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系和水環(huán)境質(zhì)量報告制度,并逐步邁向標(biāo)準(zhǔn)化軌道。水環(huán)境監(jiān)測實現(xiàn)了監(jiān)測信息公開,環(huán)境管理政務(wù)公開,同時監(jiān)測系統(tǒng)緊扣環(huán)境管理和社會公眾的需要,且能夠提高公眾環(huán)保意識和提升水環(huán)境監(jiān)測的地位和形象。

1.2.3研究趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，各種新的技術(shù)也不斷地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的實際工作中。水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范鼓勵各級水環(huán)境監(jiān)測中心在水環(huán)境監(jiān)測工作中積極采用新技術(shù)、新方法、新材料、新設(shè)備等。同時，水環(huán)境監(jiān)測應(yīng)基于實驗室儀器設(shè)備的現(xiàn)狀對分析方法進(jìn)行選擇，積極鼓勵采用新的先進(jìn)技術(shù)(如等效或參照采用有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)等)， 以提高水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)水平。目前自動化程度的不斷提高，對水環(huán)境的監(jiān)測可實行水污染的動態(tài)監(jiān)測。水污染動態(tài)監(jiān)測是在常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是針對水污染特點，在時間或水質(zhì)水量方面進(jìn)行動態(tài)的同步監(jiān)測。在監(jiān)測項目、時間、頻率以及監(jiān)測范圍方面，是根據(jù)各河道污染的主要水質(zhì)指標(biāo)，分河段按不同水情和污染狀況，采取不同監(jiān)測頻率，對河道水污染進(jìn)行跟蹤性或監(jiān)視性監(jiān)測，以確定污染的影響范圍與程度，便于管理部門及時采取對策。隨著今后RFID，3G網(wǎng)絡(luò)，智能傳感器等硬件功能的不斷完善，造價不斷降低，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴(kuò)展到更多環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，如大氣監(jiān)測、固體廢棄物檢測、海洋污染環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等等也是可行的。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的東湖水環(huán)境信息管理系統(tǒng)平臺設(shè)計

2.1、東湖水環(huán)境信息系統(tǒng)總體設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)是由感知層，連接層和只能層組成，本系統(tǒng)構(gòu)建也由此分為三部分。感知層由各個帶有3G模塊水質(zhì)監(jiān)測傳感器組成，主要監(jiān)測水中PH值、濁度、水溫、電導(dǎo)、COD等的基本參數(shù)。連接層通過已借助布點模型安排好的傳感器上的3G模塊將探測到的數(shù)據(jù)發(fā)到各對應(yīng)分站點，分站點匯總數(shù)據(jù)再通過VPN組成的局域網(wǎng)傳輸?shù)剿|(zhì)監(jiān)控總站。智能層有安裝有水環(huán)境綜合管理系統(tǒng)的PC機(jī)，記錄水質(zhì)數(shù)據(jù)的服務(wù)器等組成，在監(jiān)控總站可以匯總各湖水環(huán)境信息，根據(jù)不同的水質(zhì)情況運用不同的水質(zhì)模型進(jìn)行分析，最終上傳到高級管理部門的PC端。水質(zhì)監(jiān)測總站通過互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的武漢地理信息平臺連接。

2.1.1系統(tǒng)感知層

監(jiān)測點傳感器是體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知能力的核心因素，水質(zhì)監(jiān)測基站主要負(fù)責(zé)采集水樣并通過各種水質(zhì)監(jiān)測儀器對水樣的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，包括PH值、濁度、水溫、電導(dǎo)、COD等基本參數(shù)。并且對這些基本參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。按照一定時間設(shè)定通過各種通訊方式上傳到中心服務(wù)器，同時可以接受中心服務(wù)器的控制，并輔助以攝像頭對水面進(jìn)行全面檢測。（采用GPRS或者PSTN modem撥號作為備用通信通道，一旦主通訊通道發(fā)生故障不能上傳數(shù)據(jù)時控制器可以通過撥號方式采用備用通訊通道上傳數(shù)據(jù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)能夠及時準(zhǔn)確地上傳。）如圖2.1所示，傳感器節(jié)點可由水質(zhì)傳感器、信號采集模塊、無線通信模塊組成。其中水質(zhì)傳感器將水質(zhì)參數(shù)的物理量和化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號。信號調(diào)理模塊對采集到的電信號進(jìn)行放大處理,每一個調(diào)理模塊上都相應(yīng)的附有一個電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽里面包含著各種傳感器的屬性信息（包括是否正常工作，是否睡眠模式，地理位置信息等等）。無線通信模塊負(fù)責(zé)傳感器節(jié)點與其他節(jié)點之間進(jìn)行無線通信。傳感器節(jié)點使用太陽能電板供電，因而低功耗設(shè)計成為主要考慮的問題。系統(tǒng)傳感器節(jié)點在不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，進(jìn)入睡眠模式，在睡眠模式時將供電電源關(guān)閉，這樣在很大程度上節(jié)省系統(tǒng)的功耗，擴(kuò)展了整個網(wǎng)絡(luò)的生存周期。

圖2.1感知層模塊設(shè)計圖

2.1.2系統(tǒng)連接層

由于地理條件的限制，裝載3G無線傳輸模塊的傳感器將監(jiān)測到的各項參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到各個分站點，已連接了互聯(lián)網(wǎng)的分站點將信息通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到檢測中心。分站點的終端與監(jiān)測中心的終端通過因特網(wǎng)組建VPN（虛擬私人網(wǎng)絡(luò)）傳輸數(shù)據(jù)，使用VPN的優(yōu)勢在于成本低，有服務(wù)質(zhì)量保證，即便在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)也能保證數(shù)據(jù)的安全性，還能通過控制訪問權(quán)限進(jìn)行身份識別，進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)的安全性，成為數(shù)據(jù)透明公開的基礎(chǔ)。監(jiān)測中心匯總來自各個分站點的參數(shù)后使用相應(yīng)的水質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，傳送到上一級的管理部門。同時，水質(zhì)監(jiān)測中心將接收來自污水處理中心，自來水廠，重點檢測企業(yè)等與水環(huán)境安全密切相關(guān)的部門的信息，在于新聞媒體等部門保持溝通，既做到水環(huán)境信息公開透明化，也能有效地保證水質(zhì)監(jiān)測長期有效。

此外，在傳感器的布點方面，首先，傳感器的布局直接影響到檢測點的樣本代表性。傳感器布局越密，對于全方位的檢測就越精確，但由此也帶來了成本的上升。因此，對于傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)而言，一個考慮到污染源地理位置，季節(jié)時間變換，水質(zhì)水流影響等的基于最低成本和最佳檢測效果的傳感器布局就特別重要。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我們的傳感器將備有RFID電子標(biāo)簽， 輸?shù)剿|(zhì)檢測中心。結(jié)合該傳感器傳回的此區(qū)域的水質(zhì)信息，可以實現(xiàn)相鄰傳感器的數(shù)據(jù)比較，從而對傳感器的檢測效果進(jìn)行判斷，若發(fā)現(xiàn)兩個臨近的傳感器的水質(zhì)數(shù)據(jù)一直處于相近狀態(tài)即前文所述的動態(tài)貼近法優(yōu)化布點，可以考慮減掉一個傳感器。若發(fā)現(xiàn)兩個臨近的傳感器的水質(zhì)數(shù)據(jù)相差較大，可以考慮增加。這樣的設(shè)計，可以根據(jù)實際情況實時調(diào)整傳感器的位置，達(dá)到檢測的最佳效果。因此，傳感器布局將在大東湖水系現(xiàn)有的布局之上運用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)對傳感器的位置和合理性進(jìn)行判斷、調(diào)整。

圖2.2系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

2.1.3智能管理層

系統(tǒng)智能層分為基本智能處理功能，現(xiàn)場監(jiān)測智能功能，拓展功能三部分。

基本智能處理功能：水質(zhì)信息系統(tǒng)（包含水質(zhì)信息查詢和水質(zhì)情況分析），現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時反饋（也就是通過傳感器實現(xiàn)實時監(jiān)控），水質(zhì)監(jiān)測管理，權(quán)限管理功能。

現(xiàn)場智能監(jiān)測功能：水環(huán)境基本情況監(jiān)測，重點監(jiān)測對象監(jiān)測（包含各湖連通處監(jiān)測，重點污染企業(yè)排污口監(jiān)測，危險源監(jiān)測，重點保護(hù)區(qū)域監(jiān)測，如景區(qū)等）。

拓展功能：湖泊水環(huán)境評價系統(tǒng)，湖泊水環(huán)境影響評價系統(tǒng)，水環(huán)境信息網(wǎng)上系統(tǒng)，災(zāi)害反映預(yù)警數(shù)據(jù)庫，智能環(huán)境決策支持。

水質(zhì)監(jiān)測中心應(yīng)具備以下功能：在監(jiān)測總站配置3G無線網(wǎng)絡(luò)接收器，其串口與PC機(jī)連接，建立完成對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)監(jiān)聽、接收以及與數(shù)據(jù)庫的連接，數(shù)據(jù)自動保存至數(shù)據(jù)庫以及對數(shù)據(jù)庫的管理。高層管理者的PC機(jī)可以獲取最新水環(huán)境的分析數(shù)據(jù)，現(xiàn)場監(jiān)測的人員可以通過接收彩信的方式獲取信息。為各級部門及時掌握水質(zhì)情況，預(yù)警災(zāi)害等提供了保障。

圖2.3系統(tǒng)功能圖

2.1.4系統(tǒng)特點

傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法要靠人工取回水樣、實驗室化驗的老辦法，對于水環(huán)境不斷惡化的當(dāng)今，這種方法不利于及時處理水污染。物聯(lián)網(wǎng)作為新興產(chǎn)業(yè)，其應(yīng)用領(lǐng)域還有待開發(fā)。我們選擇物聯(lián)網(wǎng)作為研究水環(huán)境檢測的媒介，正是基于物聯(lián)網(wǎng)“感知—連接—智能”的結(jié)構(gòu)特點，以此來實現(xiàn)智能化的水質(zhì)監(jiān)測。為了實現(xiàn)對“大東湖”水系的有效監(jiān)測和快速反應(yīng)，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)變得十分必要，由于它能智能化的搜集、處理數(shù)據(jù)，所以不僅在人力開銷上能節(jié)省大筆費用，而且在也便于管理。同時，為了實現(xiàn)信息資源更有效地利用，合理的構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，這也是其生命力所在。此外，物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的GIS相比，在空間定位上有了新的突破。相對于傳統(tǒng)的GPS定位，RFID定位，WIFI定位等新的定位方式使得定位精確度更高，在GIS的監(jiān)控體系下加入更多的主動的復(fù)雜設(shè)備動作，可使監(jiān)測水環(huán)境更加智能化。

3、東湖水環(huán)境信息系統(tǒng)模型庫

3.1水質(zhì)模型

這里我們只對水溫這一指標(biāo)作為參考。我們暫且假設(shè)只需計算日平均水溫，所以借助平均氣溫、濕度、風(fēng)速、水汽壓等氣象參數(shù)計算平均熱通量 ，假設(shè)實現(xiàn)了六湖連通，則連通后的六湖與長江看成一個河流系統(tǒng)，則可以應(yīng)用線性化的河流溫度模型來簡化計算。

假設(shè)在大東湖水域里，起始水溫為 ，分河段末的水溫為T，使差值 足夠小 。如果 較大，則分為更多的分河段，使分河段首末的溫差足夠小。這樣在 附近展開 ：

（1）

利用關(guān)系式 和 可以得到

（2）

將（1）代入（2）可得 （3）

其中 和 都是常數(shù)。

令 ，并應(yīng)用關(guān)系式 ，

代入（3）式可以得到 （4）

（4）式為一階微分方程，可知解為：

使用初始條件 ，則可以得到：

（5）

因此可知第一小段末端的溫度為 （6）

將上述過程得到的 作為第二個小河段的初始值 ，再重復(fù)第一個步驟，則可以得到第二個小河段末端的溫度 。以此循環(huán)下去，則可以得到整個河段的水溫分布，做出曲線圖，現(xiàn)實變化規(guī)律，展示在監(jiān)控端的顯示器上，即可以直觀的看到大東湖連通后的河段水溫變化圖。

4、總結(jié)與展望

該系統(tǒng)的構(gòu)建將會實現(xiàn)對東湖水質(zhì)的實時監(jiān)測，并傳給信息中心進(jìn)行記錄，以便及時采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐刮廴镜臄U(kuò)大和加深。對東湖水質(zhì)的感知對污染的監(jiān)控及時有效，將取代傳統(tǒng)的人工取水、實驗室化驗的模式，讓對污染的治理與對污染的監(jiān)控情況連成一個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對污染治理的智能感知、調(diào)度和管理。系統(tǒng)的運用將會大大節(jié)約以往的人力、物力，從長期的發(fā)展來看，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。對各個污染點的實時監(jiān)控也可以防止有些企業(yè)白天治污，晚上排污，可以迅速地確定排污點的位置，治標(biāo)亦治本。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也便于東湖的區(qū)域劃分，對污染源的準(zhǔn)確定位可以明確區(qū)域責(zé)任，將制度與科學(xué)相結(jié)合，打造一個美麗的東湖。我們可以展望未來，在大東湖的污染得到有效治理后，房地產(chǎn)與旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)的開發(fā)將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益，美麗的大東湖水系也將成為一顆點綴在武漢的美麗明珠。

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作者簡介：

篇9

摘要：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測中的新概念，是環(huán)境生態(tài)建設(shè)的技術(shù)保證。本文論述了態(tài)環(huán)境監(jiān)測的基本概念和原則、任務(wù)、生態(tài)環(huán)境指標(biāo)等、生態(tài)監(jiān)測技術(shù)和方法等進(jìn)行了介紹，結(jié)合我國在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面所開展的工作提出今后工作的設(shè)想。關(guān)鍵詞：生態(tài)學(xué)、生態(tài)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、地理信息系統(tǒng)

Abstract: the ecological environment monitoring is the environment monitoring of new concept, it is environmental ecological construction technology guarantee. This paper discusses the state of the environment monitoring basic concept and principle, task, ecological environment, ecological monitoring index of technology and methods are introduced, with China's in ecological environment monitoring research work put forward the idea of work.

Keywords: ecology and ecological monitoring, environment monitoring, geographic information system

中圖分類號：S891+.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：一、前言 隨著人們對環(huán)境問題及其規(guī)律認(rèn)識的不斷深化，環(huán)境問題不再局限于排放污染物引起的健康問題，而且包括自然環(huán)境的保護(hù)、生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展的資源問題。人們開始認(rèn)識到，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，必須對環(huán)境生態(tài)的演化趨勢、特點及存在的問題建立一套行之有效的動態(tài)監(jiān)測與控制體系，這就是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢。 二、生態(tài)監(jiān)測的重要性 所謂生態(tài)系統(tǒng)是指地表生物與非生物間的相互依存關(guān)系。生態(tài)質(zhì)量是環(huán)境質(zhì)量的核心。是以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，從生態(tài)系統(tǒng)層次上研究系統(tǒng)各組成、變化規(guī)律和相互關(guān)系、以及人為作用下結(jié)構(gòu)和功能的變化，從而評價環(huán)境質(zhì)量。因而生態(tài)質(zhì)量及其評價的綜合性極強(qiáng)。生態(tài)監(jiān)測是采用生態(tài)學(xué)的各種方法和手段，從不同尺度上對各類生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的時空格局的度量，主要通過監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)條件、條件變化、對環(huán)境壓力的反映及其趨勢而獲得。生態(tài)監(jiān)測，又稱生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。在監(jiān)測對象上，生態(tài)監(jiān)測既不同于城市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，也不同于工業(yè)污染源監(jiān)測。從環(huán)境監(jiān)測發(fā)展歷程來看，目前所指的生態(tài)監(jiān)測主要側(cè)重于宏觀的、大區(qū)域的生態(tài)破壞問題，它具有反映人類活動對我們所處的生態(tài)環(huán)境的全貌、有機(jī)綜合影響的優(yōu)點。三、宏觀意義上的生態(tài)監(jiān)測 監(jiān)測對象的地域等級至少應(yīng)在區(qū)域生態(tài)范圍之內(nèi)，最大可擴(kuò)展到全球。宏觀生態(tài)監(jiān)測以原有的自然本底圖和專業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用遙感技術(shù)和生態(tài)圖技術(shù)，建立地理信息系統(tǒng)（GIS）。其次也采取區(qū)域生態(tài)調(diào)查和生態(tài)統(tǒng)計的手段。 四、微觀上的生態(tài)監(jiān)測 監(jiān)測對象的地域等級最大可包括由幾個生態(tài)系統(tǒng)組成的景觀生態(tài)區(qū)，最小也應(yīng)代表單一的生態(tài)類型。微觀生態(tài)監(jiān)測以大量的生態(tài)監(jiān)測站為工作基礎(chǔ)，以物理、化學(xué)或生物學(xué)的方法對生態(tài)系統(tǒng)各個組分提取屬性信息。根據(jù)監(jiān)測的具體內(nèi)容，微觀生態(tài)監(jiān)測又可分為干擾性生態(tài)監(jiān)測、污染性生態(tài)監(jiān)測和治理性生態(tài)監(jiān)測以及環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價生態(tài)監(jiān)測。宏觀生態(tài)監(jiān)測必須以微觀生態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，微觀生態(tài)監(jiān)測又必須以宏觀生態(tài)監(jiān)測為主導(dǎo)，二者相互獨立，又相輔相成，一個完整的生態(tài)監(jiān)測應(yīng)包括宏觀和微觀監(jiān)測兩種尺度所形成的生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)。 五、生態(tài)監(jiān)測的特點與任務(wù)（一）、生態(tài)監(jiān)測的任務(wù) 加強(qiáng)對生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀以及因人類活動所引起的重要生態(tài)問題進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測；對破壞的生態(tài)系統(tǒng)在人類的治理過程中生態(tài)平衡恢復(fù)過程的監(jiān)測；通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的集積，研究上述各種生態(tài)問題的變化規(guī)律及發(fā)展趨勢，建立數(shù)學(xué)模型，為預(yù)測預(yù)報和影響評價打下基礎(chǔ)；支持國際上一些重要的生態(tài)研究及監(jiān)測計劃，如GEMS（全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)），MAB（人與生物圈）等，加入國際生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。 （二）、生態(tài)監(jiān)測的特點生態(tài)監(jiān)測的特點綜合性主要是三個方面：一是：生態(tài)監(jiān)測是一門涉及多學(xué)科的交叉領(lǐng)域，涉及到農(nóng)、林、牧、副、漁、工等各個生產(chǎn)行業(yè)。二是：長期性，自然界中生態(tài)過程的變化十分緩慢，而且生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)控功能，短期監(jiān)測往往不能說明問題。長期監(jiān)測可能導(dǎo)致一些重要的和意想不到的發(fā)現(xiàn)。 三是：復(fù)雜性，生態(tài)系統(tǒng)本身是一個龐大的復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)監(jiān)測中要區(qū)分自然因素（如洪水、干旱和水災(zāi)）和人為干擾（污染物質(zhì)的排放、資源的開發(fā)利用等）這兩種因素的作用有時十分困難，加之人類目前對生態(tài)過程的認(rèn)識是逐步積累和深入的，這就使得生態(tài)監(jiān)測不可能是一項簡單的工作。 六、生態(tài)監(jiān)測體系與優(yōu)先監(jiān)測項目 生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系主要指一系列能敏感清晰地反映生態(tài)系統(tǒng)基本特征及生態(tài)環(huán)境變化趨勢的并相互印證的項目，是生態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容和基本工作。生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)的選擇首先要考慮生態(tài)類型及系統(tǒng)的完整性，一般說來，陸地生態(tài)站（農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)等）指標(biāo)體系分為氣象、水文、土壤、植物、動物和微生物六個要素：水文生態(tài)站（淡水生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)）指標(biāo)體系分為：水文、氣象、水質(zhì)、底質(zhì)、浮游植物、浮游動物、游泳動物、底棲生物和微生物八個要素。除上述自然指標(biāo)外，指標(biāo)體系的選擇要根據(jù)生態(tài)站各自的特點，生態(tài)系統(tǒng)類型及生態(tài)干擾方式同時兼顧以下三方面，即人為指標(biāo)、一般監(jiān)測指標(biāo)和應(yīng)急監(jiān)測指標(biāo)。態(tài)指標(biāo)是生態(tài)系統(tǒng)中受外來環(huán)境壓力下，能滿足生態(tài)系統(tǒng)中層次生物正常生活和循環(huán)的各種物理、化學(xué)和生物狀況的指標(biāo)；壓力指標(biāo)是關(guān)于自然力和人為因素影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)看到，復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境決定了生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系的多樣性、可變性，生態(tài)監(jiān)測內(nèi)容涉及面之廣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和工業(yè)污染源監(jiān)測。目前的生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系對監(jiān)測部門顯得太多，監(jiān)測方法不規(guī)范，微觀和宏觀生態(tài)監(jiān)測尚未有機(jī)結(jié)合，特別是一些指標(biāo)和方法路線應(yīng)當(dāng)有一個統(tǒng)一的規(guī)劃。生態(tài)監(jiān)測技術(shù)方法就是對生態(tài)系統(tǒng)中的指標(biāo)進(jìn)行具體測量和判斷，從而獲得生態(tài)系統(tǒng)中某一指標(biāo)的特征數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析，以反映該指標(biāo)的現(xiàn)狀及變化趨勢。在選擇生態(tài)監(jiān)測具體技術(shù)方法前，要根據(jù)現(xiàn)有條件，結(jié)合實際制定相應(yīng)的技術(shù)路線，確定最佳監(jiān)測方案。技術(shù)路線和方案的制定大體包含以下幾點：生態(tài)問題的提出，生態(tài)監(jiān)測臺站的選址，監(jiān)測的內(nèi)容、方法及設(shè)備，生態(tài)系統(tǒng)要素及監(jiān)測指標(biāo)的確定，監(jiān)測場地、監(jiān)測頻度及周期描述，數(shù)據(jù)的整理（觀測數(shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)、圖形及圖象數(shù)據(jù)），建立數(shù)據(jù)庫，信息或數(shù)據(jù)輸出，信息的利用。 七、國內(nèi)生態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀 在我國環(huán)境監(jiān)測中，對自然生態(tài)環(huán)境破壞和惡化的監(jiān)測與環(huán)境污染監(jiān)測相比，仍處于落后狀況。近年來，我國提出的“地球動態(tài)觀測信息網(wǎng)絡(luò)”、“我國代表類型區(qū)生態(tài)狀況和變遷規(guī)律的大尺度時空觀測研究以及發(fā)展趨勢預(yù)測”，“中國資源生態(tài)環(huán)境預(yù)警研究”等方案及計劃，均側(cè)重生態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，中科院的“我國生態(tài)系統(tǒng)研究站網(wǎng)”研究計劃（CERN）已經(jīng)實施，生態(tài)定位站進(jìn)行了大量的生態(tài)研究工作，成果已引起世界各國的關(guān)注。新疆、內(nèi)蒙、洞庭湖、舟山等生態(tài)站的建立，為生態(tài)監(jiān)測提供了廣大的應(yīng)用前景。國內(nèi)在生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)及生態(tài)質(zhì)量評價指標(biāo)體系方面也做了一些工作。中山大學(xué)與華南環(huán)科所在海南島生態(tài)質(zhì)量評價指標(biāo)體系研究中，提出生物量、多樣性、穩(wěn)定性和清潔度四原則和20個指標(biāo)參數(shù)，并將每個參數(shù)按生態(tài)學(xué)特征及影響劃分為5個等級。吉林環(huán)科所對東北自然保護(hù)區(qū)生態(tài)指標(biāo)體系研究中，將生態(tài)指標(biāo)體系劃分為三個層次五個指標(biāo)。從國內(nèi)已有工作來看，許多現(xiàn)代化的技術(shù)和手段，還沒有在生態(tài)監(jiān)測中發(fā)揮作用。多數(shù)工作尚屬研究性質(zhì)，環(huán)境監(jiān)測意義尚的常規(guī)生態(tài)監(jiān)測工作尚在起步和醞釀中，急待開發(fā)和實施。目前，特別需要一套操作性強(qiáng)的指標(biāo)體系和方法，并且對各種生態(tài)類型監(jiān)測的技術(shù)路線和要求有一個統(tǒng)一的規(guī)劃，以便大范圍普遍開展生態(tài)監(jiān)測工作。 八、結(jié)語 生態(tài)監(jiān)測是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對環(huán)境監(jiān)測工作者提出了很高的要求。環(huán)境監(jiān)測的最終結(jié)果是對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價從而提出污染治理方案。生態(tài)監(jiān)測將為環(huán)境管理和決策部門服務(wù)，提出生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、生態(tài)設(shè)計方案，目的是建立天地人和的生態(tài)環(huán)境。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口、資源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，單純從理化、生物指標(biāo)監(jiān)測來了解環(huán)境質(zhì)量已不能滿足要求，生態(tài)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)：[1]龐永師.建設(shè)工程監(jiān)理[M].廣東科技出版社,2004.[2]朱若華,強(qiáng)紅,王玉賢.環(huán)境分析與監(jiān)測課程體系的構(gòu)建與實踐[J].首都師范大學(xué)學(xué)報,2007.[3]尹常慶.對環(huán)境監(jiān)測工作定位的探討[J].中國環(huán)境監(jiān)測,1998.[4]黃鵬.淺談監(jiān)理工程師的環(huán)境工程監(jiān)理工作[J].四川環(huán)境,2006.

篇10

【關(guān)鍵詞】園林城市;生態(tài)環(huán)境;對策研究

在我國各城市由大興園林綠化到創(chuàng)建園林城市，從制定生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃到生態(tài)城市建設(shè)的付諸行動，其核心都是尋求達(dá)到城市與自然、人與自然的高度和諧。

創(chuàng)建園林城市是盡量保持現(xiàn)存的良好生態(tài)環(huán)境的同時，改善原有的不良生態(tài)環(huán)境，使城市景觀建立在一個良好的城市自然生態(tài)系統(tǒng)中。城市景觀是由以建筑、園林等為主的人文景觀和各類自然生態(tài)景觀構(gòu)成的。建筑景觀設(shè)計，做好在平面規(guī)劃基礎(chǔ)上的空間天際輪廓線的規(guī)劃設(shè)計即可，尤其是沿主要街道建筑景觀設(shè)計，在做好高層建筑景觀設(shè)計的同時，適當(dāng)布置低層的生態(tài)建筑。園林景觀的設(shè)計要做好沿江、河、湖、溪等兩岸林帶以及城市公園、城市廣場的景觀設(shè)計，融生態(tài)環(huán)境、城市文化、歷史傳統(tǒng)與現(xiàn)念及現(xiàn)代生活要求于一體，提高生態(tài)效益、景觀效應(yīng)和共享性。各類自然生態(tài)景觀的設(shè)計則重在完善基礎(chǔ)設(shè)施，完善生態(tài)功能。

我們都知道，園林設(shè)計最重要的造園原則是“源于自然，師法自然”，無論是水景、山石景、建筑景還是植物景營造，都離不開“自然”這兩字。園林讓人參與到自然中來，拉近了人與自然的距離，有效地綜合生態(tài)環(huán)境與景觀兩方面，并隔離過于密集的建筑景觀。建造園林的目的就是要形成一個更好的生活環(huán)境，人在這里可以更好地接近自然。從人的角度出發(fā)，用自然的植物和樹木分隔空間，密切人與自然的關(guān)系，體現(xiàn)人文主義的關(guān)懷，這正代表了現(xiàn)代園林的發(fā)展趨勢。

廣闊的大自然包容了豐富多樣的生物。與自然合作就要尊重和維護(hù)其多樣性。因此，城市生態(tài)園林設(shè)計要體現(xiàn)生物多樣性。

首先保持和維護(hù)自然生物與生態(tài)環(huán)境的多樣性。原生態(tài)的環(huán)境是任何人工生態(tài)都不可比擬的，挖掘和發(fā)揮原生態(tài)潛力，利用以土和水為主的自然環(huán)境異質(zhì)性，構(gòu)建多樣的生態(tài)類型或創(chuàng)造全新的動植物環(huán)境，給野生生物提供豐富多樣的棲息環(huán)境。例如在人工改造的較為清潔河流及湖泊附近，蜻蜓種類十分豐富，有時具有很高的密度。蘆葦?shù)雀卟萑郝?、花灌木、地被植被附近將會吸引各種蝴蝶，這對于青少年的自然認(rèn)知教育非常有利。人工湖的建設(shè)中應(yīng)節(jié)制使用鋼筋水泥、混凝土，還湖的自然本色，使垂直的和水平的生態(tài)過程得以延續(xù)。除了特殊地段外，道路綠化可以通過改變樹種單一、排列整齊的群落結(jié)構(gòu)，追求綠色空間的自然性，形成具有生態(tài)演替過程、層次分明的復(fù)層群落，增加綠色空間和營養(yǎng)空間的多樣性，為生物多樣性創(chuàng)造條件。公園或景區(qū)內(nèi)景觀斑塊類型的增加，生物多樣性也會相應(yīng)地增加。為此，應(yīng)設(shè)計各式各樣的園林景觀斑塊，如觀賞型植物群落、保健型植物群落、生產(chǎn)型植物群落、疏林草地、水生或濕地植物群落。

其次，保持綠化植物的多樣性。雖然我國各地氣候差異明顯，鄉(xiāng)土植物種類多樣，但在城市大街上可以見到的綠化植物品種單調(diào)，且往往多源于異地。我們常常不顧本地實際的生態(tài)情況，過分注重于奇花異草，但人們新鮮感過后，還有多少可以稱得上事奇花異草呢。因此植物種植要本著適地適樹的原則，根據(jù)植物的生物學(xué)特性和地理分布等知識，選取鄉(xiāng)土的、改善生態(tài)環(huán)境的、有利于人們健康的、抗污染的植物材料進(jìn)行種植，不能只考慮特色，而忽略其生長的條件。符合設(shè)計功能和特色的鄉(xiāng)土植物，應(yīng)強(qiáng)調(diào)植物的野生化，而不是園藝化，強(qiáng)調(diào)包括喬、灌木和草本植物的，可減少粉塵對環(huán)境的危害，防止水土流失，提高景觀效果，及時提高綠化覆蓋率等的能力。

城市中綠地的水系，建帶自然邊緣的水體和濕地系統(tǒng)，構(gòu)建水生和濕生群落；在公園的叢林邊緣，應(yīng)以植物種類豐富的草地代替單一的草坪。

在景觀建設(shè)需引進(jìn)新植物時，要經(jīng)過專家論證，以免破壞當(dāng)?shù)刂参锶郝涞纳鷳B(tài)平衡。

城市綠地對改善城市生態(tài)環(huán)境起著重要的作用。城市綠地的植物配置和空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)堅持以喬木為主體，喬灌草結(jié)構(gòu)合理，以提高綠地的空間利用率，增加城市的綠量，使有限的城市綠地發(fā)揮最大的生態(tài)效益和景觀效益。并堅持以生態(tài)平衡為指導(dǎo)思想，以生物多樣性為基礎(chǔ)，地帶性植被為特征，適地適樹，常綠樹種與落葉樹種相結(jié)合，喬灌草合理配植，從而，使城市綠地成為發(fā)揮最大生態(tài)效益和景觀效益的城市綠地生態(tài)群落系統(tǒng)。

生態(tài)園林城市是一個統(tǒng)一體。生態(tài)城市需要的不再是獨立的一塊塊草坪、一排排行道樹、一個個公園、一片片農(nóng)田。人類生活及方式在改變，城市形態(tài)也將改變，城鄉(xiāng)差別將縮小，城市在“溶解”。綠色基質(zhì)成為城市功能體的“溶液”，滲透到城市各個機(jī)體之中。公園不再是公園，農(nóng)田不再是農(nóng)田，綠地不再是綠地，它們都將作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一份子，共同建一個完整的生境；它們的界限逐漸模糊；它們已經(jīng)不是確定意義上的城市綠化，已經(jīng)成為城市的有機(jī)組成部分；它們的每一部分都能給人以多樣化的生態(tài)體驗，都能滿足人們不同的需要，都能成為動植物棲息、繁衍的庇護(hù)空間，都是彌漫在城市用地中的“綠色液體”，都在為城市的生態(tài)環(huán)境的改善做著不可磨滅的貢獻(xiàn)。

加快城市的園林進(jìn)程，應(yīng)優(yōu)先考慮增強(qiáng)生態(tài)功能，保護(hù)原生態(tài)的自然生態(tài)綠地，從而改善城市生態(tài)環(huán)境?！科]

【參考文獻(xiàn)】

［1］趙世偉.園林工程景觀設(shè)計.中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1988.