談環(huán)境生態(tài)監(jiān)測技術(shù)

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摘要：隨著環(huán)境科學(xué)認識上的突破以及人們對環(huán)境質(zhì)量的多種要求，環(huán)境監(jiān)測也不再僅僅是化學(xué)分析測定污染物質(zhì)濃度的污染監(jiān)測，而是包含了化學(xué)分析、物理測定、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測等多種方式互滲互補的科學(xué)活動過程。生態(tài)監(jiān)測已成為環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分。關(guān)鍵詞：環(huán)境生態(tài)監(jiān)測技術(shù)目前，環(huán)境科學(xué)正在迅速發(fā)展，人們對環(huán)境問題的認識也不斷深入，環(huán)境問題已不再僅僅是排放污染物所引起的人類健康問題，而且包括自然環(huán)境的保護和生態(tài)平衡，以及維持人類繁衍、發(fā)展的資源問題。1.生態(tài)質(zhì)量與生態(tài)監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量是指環(huán)境素質(zhì)的優(yōu)劣程度而言，優(yōu)劣是質(zhì)的概念，程度則是量的表征。具體地說，環(huán)境質(zhì)量是指在一個具體的環(huán)境內(nèi)，環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素對人群的生存和繁衍及社會經(jīng)濟發(fā)展的適宜程度，是反映人類的具體要求而形成的對環(huán)境的性質(zhì)及數(shù)量進行評定的一種概念。生態(tài)質(zhì)量是環(huán)境質(zhì)量劃分中的一種，目前，在關(guān)于“生態(tài)質(zhì)量評價”、“生態(tài)質(zhì)量分析”方面的文章中，都很少涉及生態(tài)質(zhì)量的概念問題。有些文章也僅是以一些簡單的理化統(tǒng)計指標(biāo)、多樣性指數(shù)和指示生物等指標(biāo)來分析和判定生態(tài)質(zhì)量，顯然這是不夠的。究其原因，主要是生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和動態(tài)性增加了對其分析、評價的難度。所以，生態(tài)質(zhì)量目前尚無統(tǒng)一的明確的定義。在實際運用中，有的將生物環(huán)境質(zhì)量視為生態(tài)質(zhì)量的同義語，將前者定義為“生物群落的組成結(jié)構(gòu)、功能和質(zhì)量”，這與生態(tài)質(zhì)量的定義在本質(zhì)上是相同的，并運用生態(tài)系統(tǒng)的彈性、適應(yīng)性、物種多樣性、棲息地容量、種群密度、食物網(wǎng)等生態(tài)指標(biāo)來進行環(huán)境影響的評價；而與之相反的情況也存在，如有的將污染物和農(nóng)藥在生物體內(nèi)的殘留量，某些重金屬等有毒物質(zhì)在農(nóng)產(chǎn)品中的容許含量等方面的內(nèi)容也稱之為生態(tài)質(zhì)量。嚴格說來，生物環(huán)境質(zhì)量與生態(tài)質(zhì)量是有區(qū)別的，通常前者多指由于環(huán)境因素的改變（自然的或人為的）而使生物的諸多指標(biāo)發(fā)生異常變化而言。就環(huán)境質(zhì)量變化來說，生態(tài)要比生物環(huán)境具有更廣泛的內(nèi)涵。生態(tài)系統(tǒng)是由多種生物構(gòu)成的，但生態(tài)系統(tǒng)與生物卻有著質(zhì)的差別。如同群落與種群、種群與個體的區(qū)別一樣，層次的變化已使事物發(fā)生了質(zhì)的飛躍。從前面的分析可以看出，生態(tài)質(zhì)量是以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，從生態(tài)系統(tǒng)的層次上，研究系統(tǒng)各組分，特別是有生命組分的質(zhì)量變化規(guī)律和相互關(guān)系，以及人為作用下結(jié)構(gòu)和功能的變化情況，從而評價其環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。因此，生態(tài)質(zhì)量及其評價的綜合性很強。生態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)層次的生物監(jiān)測。其觀點是：生態(tài)監(jiān)測就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變化及人為變化所做出的反應(yīng)，是對各類生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的時空格局的度量，包括生物監(jiān)測和地球物理化學(xué)監(jiān)測兩方面的內(nèi)容。生態(tài)監(jiān)測是比生物監(jiān)測更復(fù)雜、更綜合的一種監(jiān)測技術(shù)。持這種觀點的人認為：從學(xué)科上看，生態(tài)監(jiān)測屬于生物監(jiān)測的一部分，但它涉及的范圍遠比生物學(xué)廣泛、綜合，能夠系統(tǒng)地收集大范圍的生命支持能力的地球資源信息，因此可把生態(tài)監(jiān)測獨立于生物監(jiān)測之外。生物監(jiān)測包括著生態(tài)監(jiān)測。持這種觀點者的理由是，生物監(jiān)測就是系統(tǒng)地利用生物反應(yīng)以評價環(huán)境的變化，并把它的信息應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量控制的程序中去。從生物學(xué)組建水平觀點出發(fā)，各級水平上都可以有反應(yīng)，但生態(tài)監(jiān)測重點是放在生態(tài)系統(tǒng)的生物反應(yīng)上。實際上，無論是生物監(jiān)測還是生態(tài)監(jiān)測，都是利用生命系統(tǒng)各層次對自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)來判定環(huán)境質(zhì)量，都是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互關(guān)系，這無疑又都屬于生態(tài)學(xué)研究范疇。從這種意義上說，凡是利用生命系統(tǒng)（無論哪一層次）為主進行環(huán)境監(jiān)測的方法和手段都可稱為生態(tài)監(jiān)測。就是被視為生物監(jiān)測開創(chuàng)者的科爾克威茨和馬森也不主張簡單地使用他們的生物表，強調(diào)不要根據(jù)某種生物，而應(yīng)該根據(jù)其生物群落來評價環(huán)境。目前人們所說的生物監(jiān)測，實際上大多都是生態(tài)監(jiān)測。生態(tài)監(jiān)測包含了上述兩者。根據(jù)上面的分析，生態(tài)監(jiān)測概念較合理的描述是：運用各種技術(shù)測定和分析生命系統(tǒng)各層次對自然或人為作用的反應(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、危害及其規(guī)律，為環(huán)境質(zhì)量的評估、調(diào)控和環(huán)境管理提供重要科學(xué)依據(jù)的科學(xué)活動過程。形象些說，生態(tài)監(jiān)測就是利用生命系統(tǒng)及其相互關(guān)系的變化反應(yīng)用儀器來監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化的科學(xué)活動過程。換言之，生態(tài)監(jiān)測是運用可比的方法，在時間或空間上對特定區(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)和功能及其組成要素等進行系統(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，為合理利用資源、改善生態(tài)環(huán)境和自然保護提供決策依據(jù)。2.生態(tài)監(jiān)測技術(shù)類型與空間尺度生態(tài)監(jiān)測的范圍是很廣的，但根據(jù)生態(tài)監(jiān)測的對象和內(nèi)容，可把生態(tài)監(jiān)測概括地分為兩類，即宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測，這也是生態(tài)監(jiān)測兩個基本的空間尺度。2.1宏觀生態(tài)監(jiān)測宏觀生態(tài)監(jiān)測的對象是區(qū)域范圍內(nèi)各類生態(tài)系統(tǒng)的組合方式、鑲嵌特征、動態(tài)變化和空間分布格局等及其在人類活動影響下的變化。宏觀生態(tài)監(jiān)測以原有的自然本底圖和專業(yè)圖件為基礎(chǔ)，主要依賴于遙感技術(shù)和生態(tài)圖技術(shù)。監(jiān)測所得的幾何信息多以圖件的方式輸出。主要內(nèi)容是監(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)具有特殊意義的生態(tài)系統(tǒng)的分布及面積的動態(tài)變化，例如熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)、沙漠化生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等等，這類生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，極易受到人類活動的影響而發(fā)生變化。因此，宏觀生態(tài)監(jiān)測的地域等級至少應(yīng)在區(qū)域生態(tài)范圍之內(nèi)，最大可擴展到全球一級。宏觀生態(tài)監(jiān)測最有效的方法是應(yīng)用遙感技術(shù)，建立地理信息系統(tǒng)。當(dāng)然區(qū)域生態(tài)調(diào)査與生態(tài)統(tǒng)計也是宏觀生態(tài)監(jiān)測的一種手段。2.2微觀生態(tài)監(jiān)測微觀生態(tài)監(jiān)測是指對一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生態(tài)因子進行的物理和化學(xué)的監(jiān)測。微觀生態(tài)監(jiān)測的對象是某一特定生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)聚合體的結(jié)構(gòu)和功能特征及其在人類活動影響下的變化。微觀生態(tài)監(jiān)測以物理、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。因此，微觀生態(tài)監(jiān)測要以大量的生態(tài)監(jiān)測站為工作基礎(chǔ)，每個監(jiān)測站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。生態(tài)監(jiān)測站的建立與選擇一定要有代表性，可按生態(tài)監(jiān)測計劃的大小，將不同的監(jiān)測站分布于整個區(qū)域甚至全球系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測的具體內(nèi)容，可將微觀生態(tài)監(jiān)測分為干擾性監(jiān)測、污染性監(jiān)測和治理性監(jiān)測。一個完整的生態(tài)監(jiān)測計劃必須把各個空間尺度的監(jiān)測結(jié)合起來，才能全面而又清楚地了解生態(tài)系統(tǒng)在人類活動影響下的綜合變化。宏觀監(jiān)測必須以微觀監(jiān)測為基礎(chǔ)，微觀監(jiān)測也必須以宏觀監(jiān)測為主導(dǎo)，二者只能相互補充，不能相互代替。宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測既相互獨立，又相互補充，一個完整的生態(tài)監(jiān)測計劃必