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面向生态监管的国家生态质量监测网络构建框架
发布时间:2020-09-22浏览次数:29
摘要:从生态监管对生态质量评价的需求角度,梳理了我国生态监测的现状及存在问题,分析了我国构建生态质量监测网络的必要性,并从网络建设目的、原则、空间布局、监测内容和工作机制等5个方面提出了国家生态质量监测网络的构建思路,最后指出“十四五”期间国家生态质量监测网络的重点任务,即开展生态质量综合观测站建设并进行生态功能相关监测和评估研究,开展生态质量监测样地系统建设并进行生态系统结构组成监测,从引导生态保护修复的科学性和提高自然生态用地利用效率出发,开展生态质量监测和评价的尝试,最终建成天-空-地一体化的生态质量监测与预警体系。


生态文明是中华民族永续发展的千年大计。党的十八大将生态文明纳入中国特色社会主义“五位一体”的总体布局,这个“生态”的核心要义就是山水林田湖草是一个生命共同体。在习近平生态文明思想指引下,我国积极探索生态优先绿色发展之路,全国多地开启了生态文明建设示范市县创建的实践,成为绿色发展的示范。在全国范围内划定并严守生态保护红线,确保国家生态安全底线[1]。尝试建立国家公园为主体、自然保护区为基础、各类自然公园为补充的自然保护之路[2]

党中央、国务院高度重视生态环境监测工作,先后印发《国务院办公厅关于印发生态环境监测网络建设方案的通知》《关于省以下环保机构监测监察执法垂直管理制度改革试点工作的指导意见》《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》等3个文件。为加强生态环境监测网络建设,原环境保护部印发了《关于印发〈生态环境监测网络建设方案实施计划(2016—2020 年)〉的通知》等文件,要求建设“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”。

本文从生态监管需求出发,梳理了我国生态监测的现状及存在问题,分析了生态质量监测网络的必要性,提出了网络建设目的、原则、空间布局、监测内容、工作机制和构建思路等,明确了“十四五”期间网络的重点任务。


1生态监测现状及存在问题

在我国,生态环境部、自然资源部、农业农村部、水利部、中国科学院、科学技术部等多个部门均有生态相关监测和观测工作。生态环境部以大气、水、土壤等环境要素污染监测为主,20世纪90年代尝试了水生生物监测;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、结合环境监测等多源数据每年对我国生态状况进行评价;2011年后开展了森林、草原、湿地等典型生态系统的试点监测,目前局限在特定区域和有限指标。自然资源部整合了原林业部门的森林资源监测、原农业部门的草原资源监测,其生态监测能力最为扎实[3];农业农村部以农业生产和渔业资源为主,开展相关生态调查和监测;水利部以水土流失防治为主实施相关生态监测;中国科学院生态系统研究网络(CERN)以生态系统演变过程和机理研究为主进行长期定点观测;科学技术部整合科学院、高校等生态科学观测站,组成国家生态系统观测研究网络,联合开展系列生态科学观测和实验研究[3-5]

由此可见,我国各部门生态监测支撑相应管理需求,但监测目的、方法和标准体系不统一,数据整合性差,还没有形成面向国家生态监管的生态质量监测技术体系和评价方法,难以满足生态文明建设过程中生态质量监管需要[4]


2构建生态质量监测网络的必要性

1)履行部分生态监管职责。2018年中共中央印发的《深化党和国家机构改革方案》中提出组建生态环境部,“统一行使生态和城乡各类污染排放监管与行政执法职责,加强环境污染治理,保障国家生态安全,建设美丽中国”。环境保护部转为生态环境部,整合强化了环境职能,同时赋予了生态意义。水、大气、土壤、生物等通过物质、能量、物种等流动相互作用和联系,组成了人类社会发展的生态环境[6],健康的生态环境是人类社会发展的支撑基础[7]。自然资源部、农业农村部、水利部等资源利用部门,从生态资源利用角度开展生态资源调查和监测,并实施生态保护和修复。因此,其生态调查和监测侧重于生态服务功能、生态资源利用等。中国科学院、科学技术部等从生态系统演变过程机理进行长期观测研究,为生态资源利用、生态保护、全球变化等提供理论依据和技术支撑[5-6]。生态环境部从生态环境整体对生态保护和生态修复进行监管,主要是从生态环境健康角度监督监控生态保护/修复的效果,掌握国家/区域生态环境质量整体现状和变化趋势。因此,如何更好地发挥生态监管职能,保障国家生态格局安全,保持我国生态系统的整体性功能持续向好,促进和引导生态保护和生态修复更符合生态意义,构建国家生态质量监测网络就显得尤其重要。

2)国际生态环境保护经验。从国际发达国家环境保护发展历程来看,生态与环境的协同保护是环境管理的发展趋势[8-10]。美国环保署非常重视流域生态健康,制定了面向流域的由物理、化学、生物/生态组成的流域生态环境健康管理体系等[8];英国环境部实施以流域为单元的生态管理、规划和保护,对河流流量、气候变化、生物多样性、水环境化学物质和水域污染、外来物种及河流栖息地等实施综合监测和管理[9];德国环境部以自然为导向,实施自然河道恢复,注重自然用地保护和农田生物多样性维护,关注人工硬化地面对自然生态系统功能的影响以及景观破碎化、水体富营养化对生物多样性的影响[10]

3)我国当前生态保护形势需求。当前,我国自然生态系统总体稳定向好,我国生态保护和修复取得一定成效,绿色植被覆盖度持续上升,但存在一定的结构性退化问题,导致部分生态功能下降或丧失[11-14],如单一乔木型森林偏多,片面追求木材生产等服务功能,森林结构性退化风险增大,生态调节功能降低[15];湿地连通性降低甚至消失,河湖海岸生态硬化或简化导致防洪蓄洪减灾功能降低[16-19];过度放牧和不合理围栏导致草原结构性退化严重[20-22];过量使用化肥、除草剂、杀虫剂等导致受粉昆虫减少,土壤生态退化[23-24];城市建设中追求居住和交通空间舒适而忽略人居生态健康;气候变化导致冰川变化、极端天气频发等[25-27]。因此,加强生态质量监测,加强生态监管,成为生态保护的迫切任务之一。

4)监管职能的有效发挥需要独立系统数据支撑。系统、精准、客观、独立的生态监测数据支撑是切实履行生态监督职责的重要保障。要会同有关部门拟订国家生态环境政策、规划并组织实施,起草法律法规草案,制定部门规章,必须有全面系统的数据支撑;要制定生态环境监测制度和规范、拟订相关标准并监督实施,必须要有系统、完善、科学、先进的相关研究数据作基础;要监督生态保护效果,查处不利于美丽中国建设的系列活动,必须要有精准、客观、独立的数据支撑。因此,当下筹建生态质量监测网络成为必须做好的事情。


3国家生态质量监测网络框架思路

1)目的。国家生态质量监测网络的主要目的是服务生态监管,维护区域自然生态格局安全,保持生态系统结构性合理,维持生态系统各项功能保持整体性稳定并持续向好[26-30]

2)原则。国家生态质量监测网络的构建原则是总体规划、资源共享、填平补齐、天地融合、服务监管,即根据我国当前生态特征及主要生态问题,以满足生态保护红线区、自然保护地、重点生态功能区、生物多样性优先保护区监管需求为重点,以系统客观评价我国生态质量为目标,统一规划国家生态质量监测网络。网络建设中优化整合中国科学院、高校、科学技术部等多部门已有可用生态监测站点,以满足我国生态质量监测与监管为牵引,确定生态质量监测内容和监测能力,本着填平补齐的原则,在生态监测空白区改造现有水、气站点或者土壤点布设监测样地,逐步优化配齐生态空间监测监管体系,以生态质量监管为核心,加强以生物/生态为核心的国家生态质量监测与评估网络体系建设与关键技术研究,结合遥感和无人机监测技术,开展生态监测与预警技术攻关,最终建立生态质量监测监控指标体系、评价标准体系、质量控制体系等生态质量监测网络技术体系。建成后,该网络作为国家生态保护和监管的重要基础,可以监测和评价生态质量的现状及变化趋势,掌握生态质量的胁迫因素,评估生态保护效果。

3)网络构建空间布局。在空间布局上,国家生态质量监测网络以综合观测站与生态样地相结合的方式,采用部门共享、央地共建、升级改造等多种途径,建成300个左右生态综合监测站。按照“一站多点(样地、样区)”的布局模式,采用抽样网格法在我国森林、草原、湿地等典型生态系统和重点生态功能区、生态保护红线区等建设由23000个各类样地组成的国家生态质量样地系统。根据调研,对现有监测站点进行整理、整合、去重、提升(现有综合观测站约129个,观测样区近800个,监测样方15000个),建成国家生态质量监测网络,覆盖森林、草原、湿地、荒漠、水体、海洋、农田、城乡等主要生态系统以及国家级自然保护地、生物多样性优先保护区、国家重点生态功能区、生态保护红线区等重点生态区。协同提升地面监测、生物多样性监测和遥感验证等生态质量综合监管能力。

4)监测内容。根据网络建设目的和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络的监测内容主要包括对区域生态系统的空间分布、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进行系统监测,引导和促进生态保护和修复更符合生态发展演化规律[25-33]。其中,综合观测站针对生态质量突出问题和关键生态功能进行综合性观测和研究,为生态质量状况原因诊断、预测分析、指标调整等提供科研技术支撑;样地系统以生态系统结构组成和典型指示物种为主;遥感技术以生态系统空间格局现状及变化监测为主。遥感与地面深度结合,以获取河湖海岸带硬化等重要生态系统突出生态问题的精细化生态监管信息为主。建立地面观测中生态功能参数与卫星遥感数据耦合模型,可获得区域生态功能状态,实现地面监测与遥感监测协同评估,达到样地-局部-区域-流域的国家生态质量监测目标。国家生态质量监测网络框架体系见图1。

 图1  国家生态质量监测网络框架体系

5)工作机制。网络采用共建共享的模式开展。成立国家生态质量监测网络领导小组,以生态环境部为主导建立部门间协调机制,形成定期会商制度,明确职责定位,形成国家生态监测合力;成立国家生态质量监测网络领导小组办公室,指导全国生态监测工作,主要职责是受领导小组委托,组织开展网络日常管理,对运行过程中的资源整合、标准化规范化监测、数据共享等重大问题提供指导,保障高质高效网络的运行与维护;成立国家生态质量监测专家组,主要职责是对国家生态质量监测网络的长期发展战略、生态监测和评价技术标准的制定、考核评估、评估报告的编制与发布等提供咨询。


4国家生态质量监测网络重点任务

1)开展国家生态质量监测网络综合观测站建设。根据生态环境部、科学技术部、中国科学院、教育部等工作基础和发展潜力,优化改造一批生态质量综合观测站,分析现有综合观测站的空缺,开展实地考察,在样地/区基础上提升改建一批综合观测站,逐步建成由300个生态质量综合观测站构建的国家生态质量综合观测站网络。配齐生态功能观测相关仪器设备,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,开展针对生态功能及突出生态问题等的相关监测及评估研究。

2)开展生态质量监测样地标准化建设。根据生态质量监测目标,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,对现有生态监测样地进行现场勘查,并统一标定。在生态监测空缺区,根据国家环境质量监测网络中土壤、水和气等监测点(断面)情况,配套建设生态质量观测样地,针对生态区特征建立系列观测样地、样线、样方和样点,进行物种结构组成监测(图2)。


图2  国家生态质量样地与国家环境质量监测整合原则

3)开展生态质量监测与评价。区域生态质量是生态格局、结构和功能的有机结合体,合理、健全的格局和结构影响着生态功能的完善性和可持续性[25-29]。从数据可获得性来看,生态格局(即生态系统面积及空间分布)和生态结构(即生态系统物种群落组成特征)指标具备更高的可监测和可量化水平。生态功能中的粮食木材能源等产品供给的可监测和可量化水平也很高,这一直是资源部门(农业农村部、自然资源部、水利部等)长期监控和保障的重点任务。水源涵养、水土保持、防风固沙等生态调节功能一般是通过植被覆盖、地形地貌、降水等指标间接衡量,授粉、调节气候、控制疾病、净化环境、减轻洪涝与干旱灾害等生态功能的可量化水平非常有限[9,14-16]。因此,建议将生态类型空间格局和生态结构组成作为生态质量评价的重要内容,用于引导生态保护修复实施;将人类活动对自然生态改造而产生的生态胁迫强度作为生态质量约束性指标,主要目的是提高社会发展对生态用地的综合利用效率;将表征生态系统生产功能的生态参数作为参考指标,将蝴蝶、鸟类等生态环境变化敏感性指示物种作为生态质量的标识指标,主要用于生态质量预测和分析。整体来看,从生态格局安全、结构完整性、生态功能、人类胁迫强度、生态指示等5个方面构建生态质量指数,开展监测与评价,为维护自然生态格局安全、保持生态结构合理、推动生态功能持续向好提供支持[28,32,34]

4)建立天-空-地一体化的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体系和预警模型体系,深化生态系统质量、功能基值及变化临界值确定技术,研发基于eDNA的外来入侵物种监测及生态系统功能群组监测技术,扩展多源卫星影像高效处理技术和基于AR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,开发相关模型系统,构建全国生态质量预测预警管理决策支持系统。


5结语

生态环境保护是实现生态文明发展的重要内容,生态与环境协同保护是环境管理的发展趋势。加强生态质量监测,加强生态监管,成为生态保护的迫切任务之一。建议尽快构建天地一体化的生态质量监测网络,综合多源遥感和地面监测数据,整体提升生态质量监测与评价能力,为生态保护和监管工作提供科学支撑。


参考文献:
0592-6538162