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加快构建生态监测技术体系

来源:环境经济杂志 时间:2022-01-11 14:43:47

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作者:董贵华 于洋 刘海江 罗海江

生态质量监测是掌握生态形势与动态变化、支撑生态保护监管的重要基础性工作。党的十九大以来,党和国家对生态环境管理提出新任务新要求,生态环境部负有“组织对生态环境质量状况进行调查评价、预警预测”的职责。中央巡视提出“污染防治和生态保护一条腿粗一条腿细”,要求加强生态监管。《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》《关于深化生态保护补偿制度改革的意见》《关于进一步加强生物多样性保护的意见》等中央多项文件中也提出开展环境质量、生态质量、污染源监测全覆盖,建设“陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络”,补齐生态短板,强化生态保护监管,加强生态保护修复监督评估。

2021年10月生态环境部印发《区域生态质量评价办法(试行)》,以县级行政区为基本单元,从生态格局、生物多样性、生态功能和生态胁迫等四个方面,采用11个二级指标、18个三级指标分析区域生态质量状况,即生态质量指数(Ecological Quality Index,EQI)。生态格局指生态系统的类型、数量、空间分布与配置情况,是自然、生态、人为多重作用下的现实表征。生物多样性指生命形式的多样性,综合考虑评价尺度和“十四五”技术可行性,主要针对物种层次提出评价指标。生态功能指生态系统对地球生命的稳定调节功能和为人类提供惠益的能力。生态胁迫指生态系统正常结构和功能所受的干扰与压力。

生态质量指数将各地区生态质量类型分为四类,即一类(EQI≥70)、二类(55≤EQI<70)、三类(40≤EQI<55)、四类(30≤EQI<40)和五类(EQI<30)。根据生态质量指数变化,即ΔEQI,将各地生态质量变化幅度分为三级七类,即变好(轻微变好、一般变好、明显变好)、基本稳定、变差(轻微变差、一般变差、明显变差)。


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全国生态质量状况整体偏好


2020年数据测算结果表明,全国生态质量指数(EQI)为58.4,为“二类”。

我国县区生态质量类型以“一类”“二类”和“三类”为主,占我国陆域面积的比例分别为23.3%、35.0%和28.7%,其中“一类”主要分布在大兴安岭、长白山、秦巴山脉、横断山区、东南部沿海山区等区域,这些地区主要以自然生态系统为主,生物多样性丰富,生态结构完整,系统稳定,功能完善,其生态保护的主要目标是严控生态空间占用,保护重要优质生态系统,保持生态系统稳定和质量。

“四类”和“五类”区域主要分布在西北地区和东部平原地区,主要是由于这些地区自然生态本底条件恶劣,或人类干扰强度大,生态系统脆弱,结构不完整,生态功能低。西北地区生态保护的目标是在遵循自然生态系统演替和地带性规律基础上,充分发挥生态系统自我修复能力,必要时辅以生态修复工程,维护好脆弱生态系统。东部地区主要是加强生态恢复,在城市区域以自然资源承载能力和生态环境容量为基础,合理确定开发建设密度和强度,实施城市生态修复工程,保护城市山体自然风貌,修复江河、湖泊、湿地,加强城市生态建设,农村地区以持续改善人居环境和农业生态质量为目标,推进生态清洁流域建设,提高生态用地效率,提高生态质量。

“十四五”全面开展生态质量监测评价


目前,生态质量指数已经纳入“十四五”生态环境保护规划,“十四五”期间我国将每年开展监测评价,利用遥感技术监测生态系统类型空间分布、面积、变化等,利用遥感与野外验证相结合的方式监测建设用地、海岸带人为活动等生态胁迫因素,在全国开展生态样地/样方监测,开展生态系统关键物种和生物多样性指示物种监测,综合运用天地一体化生态监测技术监测评估生态质量现状及变化,评价生态修复和保护效果,提升生态质量稳定性,服务生态监管支撑。

生态质量监测的工作基础

生态环境部门的生态监测开始于1993年,初始以水生物监测为主,2000年联合中国科学院开展了我国第一次生态遥感调查,2005年颁布了我国第一个生态评价标准,2015年进行修订,即《生态环境状况评价技术规范》(HJ192-2015),并以遥感为主,综合环境监测等多源数据,每年对我国县域、省域和流域生态状况进行评价,评价结果作为生态部分纳入《中国生态环境质量报告》和《中国生态环境状况公报》公开发布。

2010年起生态地面监测逐步得到重视,我国先后开展了森林、草原、湿地等典型生态系统的群落组成、生境、生态功能的试点监测,为全国生态地面监测提供了技术探索和储备。2012年原环境保护部开展了生物多样性调查,在全国范围内对维管植物、哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖、鱼类等生物类群的数量和空间分布进行了调查和监测,初步建成了生物多样性调查网络。

但我国生态质量监测仍存在一定问题,首先是国家生态质量监测网尚未形成,主要是因为国家生态监测技术体系尚不统一,面向国家生态监管的监测指标体系和技术体系还不健全,缺乏技术方法和质控技术体系,监测范围和要素覆盖不全面,生态环境监管能力相对薄弱。

加快建设生态质量监测评价技术体系

按照生态环境监测“五个统一”的要求,落实生态环境部生态质量监测监管职责,统筹考虑生态监测工作基础和部门现状,应加快建设生态质量监测评价技术体系,部内统筹协调现有相关生态监测与科研力量,加强部门协调,促进数据共享,明确职责分工,强化质量控制,保证生态监测数据质量和评价结果的客观性,确保生态质量监测高效高质实施并完成。

一是加快推进国家生态质量监测网络建设。从履行部门职责、总结国际经验、分析当前生态环境保护形势、满足生态监管需求出发,联合其他部门构建“一站多点”的国家生态质量监测网。其中的“站”即生态综合监测站,截至目前,生态环境部已建成29个站。为满足国家重点战略区监测需求,采用以现有环境站为基础升级改造的方式形成生态环境部生态自主监测能力,2022~2024年每年23个,后续开展61个,预计可建成159个综合站。同时,积极与中国科学院、科学技术部和自然资源部合作,目前已与中国科学院签订《战略合作协议》,以数据共享方式实现对其他区域全覆盖,预计约有141个生态站。初步预计,生态环境部自主监测能力约为53.0%,部际层面数据共享约为47.0%。生态质量监测网中的“点”即为生态监测样地,以反映生态质量整体状况评估和生态保护修复成效评估为目标,依据我国地形地貌、气候水文、生态类型、土地利用现状及变化以及交通条件等,参考生态样地监测技术规范,基于最邻近点指数法和面积指数法优化,在全国布设2.3万个样地,监测生态系统群落结构和关键物种组成。

二是构建统一的国家生态质量监测指标体系。以支撑《区域生态质量评价办法(试行)》为主,针对我国当前及今后一段时期生态问题和生态监管需要,确定国家生态质量监测网的监测内容为生态系统空间分布、结构完整性组成、生态服务功能、受胁迫程度和人类活动对生态系统的影响等。生态综合监测站还要对生态质量突出问题和关键生态功能进行观测和研究,为生态质量状况和变化的原因诊断、预测分析、指标调整等提供科研技术支撑;样地主要监测生态系统结构组成和典型指示物种;遥感技术主要监测生态系统空间格局现状及变化特征。遥感与地面深度结合,以获取河湖海岸带等重要生态系统的精细化生态监管信息为主。综合利用地面观测与卫星遥感数据,建立天空地一体化的生态环境综合评价模型,可全面、客观、深入地评价区域生态质量现状及变化趋势,支撑生态监管。

三是建立生态质量监测技术标准和方法。首先,推进生态综合监测站和样地的标准化建设,生态站标准化建设就是基于生态监测功能特征制定生态标准化仪器设备清单,主要包括固定样地、水文观测设施、气象观测设施、生物观测设施、数据传输设施等,生态站建设中根据生态区位和监测功能需求配备相应能力,开展生态功能及突出生态问题相关观测监测及评估研究。研究制定生态质量样地标准化建设内容,统一样地布设标准。对生态样地进行现场勘查,并统一标定。国家、省、市按照分级落实、上下联动的方式开展生态监测工作。

其次是研究制定生态质量监测技术标准化体系,基于生态质量监测数据特征及监测关键环节,研究制定生态质量监测评价技术方法的标准化体系。在监测技术方法方面,主要对样地监测指标、样方布设方法、采样时间和方法、物种鉴定技术、数据信息规范填报和统计、数据精度评估规范等进行统一规定,确保监测数据可比性。

最后,研究建立天空地一体化的国家生态质量监测与预警平台体系。构建国家生态质量信息平台和预警体系,研发生态质量监测数据采集终端、远程传输系统、数据库和信息平台,规范生态质量监测数据的采集、整理和分析。研究生态质量评价技术和模型,深化生态系统质量、功能基值及变化临界值分析技术。充分利用先进科研成果,研发基于eDNA的物种监测及生态系统功能群组监测技术,扩展海量多源卫星影像高效处理技术和基于AI技术的生态类型变化专家识别系统的应用研究,开展土地利用/覆盖变化、气候变化等区域环境变化驱动下的生态质量预测和情景模拟分析技术,构建全国生态质量监管决策支持系统。

(作者单位:中国环境监测总站)