本刊網(wǎng)址：www.engineering.org.cn/ch/journal/sscae

一、 前言

我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)面臨著4個(gè)重大轉(zhuǎn)變：由重點(diǎn)整治到系統(tǒng)治理的重大轉(zhuǎn)變、由被動(dòng)應(yīng)對(duì)到主動(dòng)作為的重大轉(zhuǎn)變、由全球環(huán)境治理參與者到引領(lǐng)者的重大轉(zhuǎn)變、由實(shí)踐探索到科學(xué)理論指導(dǎo)的重大轉(zhuǎn)變。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要基礎(chǔ)，在美麗中國(guó)建設(shè)、“山水林田湖草沙”一體化保護(hù)與系統(tǒng)治理、從山頂?shù)胶Ｑ蟮谋Ｗo(hù)治理大格局構(gòu)建中發(fā)揮著更為顯著的作用?？陀^來(lái)看，目前我國(guó)僅是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)大國(guó)，還不是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)強(qiáng)國(guó)。國(guó)家部署了加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系、健全“天空地?！币惑w化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的重大任務(wù)，標(biāo)志著我國(guó)正在由生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)大國(guó)向監(jiān)測(cè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，如美國(guó)、歐盟分別實(shí)施了衛(wèi)星和地面綜合觀測(cè)計(jì)劃，建成了兼顧全球、國(guó)家、地區(qū)等尺度，融合“天空地?！笔侄危⒅氐孛婧托l(wèi)星觀測(cè)協(xié)同的立體、多維、連續(xù)監(jiān)測(cè)體系，為公共管理、公眾生活提供了全方位的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)[1]。我國(guó)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，基本建立了包括90多萬(wàn)個(gè)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)、2000多個(gè)海洋監(jiān)測(cè)點(diǎn)、160多顆衛(wèi)星在內(nèi)，覆蓋“水、氣、土、聲、固、生”等六大介質(zhì)、具有1000多個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，初步實(shí)現(xiàn)城市、區(qū)域（流域）、國(guó)家尺度上常規(guī)生態(tài)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的變化狀況監(jiān)測(cè)，積極參與國(guó)際履約、跨境、全球性生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)活動(dòng)。整體上，我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能力正在全面接軌國(guó)際先進(jìn)水平并逐步實(shí)現(xiàn)全球化發(fā)展[2~6]。

也要注意到，我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)與裝備、指標(biāo)、運(yùn)行保障與應(yīng)用等方面依然存在一系列問(wèn)題，沒(méi)有形成覆蓋從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，尚不能滿足減污降碳、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、氣候變化應(yīng)對(duì)等新發(fā)展階段的重大需求；如不加緊解決，將對(duì)美麗中國(guó)建設(shè)帶來(lái)制約性、系統(tǒng)性的影響。為此，需要加快構(gòu)建“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，全面提升對(duì)美麗中國(guó)建設(shè)的支撐能力。

面向我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)事業(yè)面臨的新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)、新要求，本文從生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)與裝備、監(jiān)測(cè)指標(biāo)、應(yīng)用等方面出發(fā)，系統(tǒng)梳理我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系的發(fā)展需求、現(xiàn)狀及問(wèn)題，針對(duì)性地提出重點(diǎn)任務(wù)與發(fā)展建議，以期推動(dòng)我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力邁向更高水平。

二、 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系的發(fā)展需求

（一） 美麗中國(guó)建設(shè)

1. 生態(tài)文明建設(shè)需求

在新階段，美麗中國(guó)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)提出了更高要求[7]。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)需具備全面性和科學(xué)性，完善監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，提升監(jiān)測(cè)能力，準(zhǔn)確反映各層次的生態(tài)環(huán)境狀況。美麗中國(guó)建設(shè)還要求，深入推進(jìn)污染防治攻堅(jiān)，提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性，守牢生態(tài)環(huán)境安全底線，建立重大戰(zhàn)略區(qū)示范。需要加強(qiáng)生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和監(jiān)督能力，提升預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警水平，構(gòu)建多要素、多尺度、多手段綜合的一體化監(jiān)測(cè)體系。

2. 國(guó)家政策制定需求

為了深化全國(guó)生態(tài)文明建設(shè)，在新時(shí)期進(jìn)一步強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境管理部門(mén)的職責(zé)，組織開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)估，統(tǒng)籌實(shí)施地下水、水功能區(qū)、入河（海）排污口、海洋、農(nóng)業(yè)面源、溫室氣體等的監(jiān)測(cè)，及時(shí)制定科學(xué)、精準(zhǔn)的政策措施，推進(jìn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)改革創(chuàng)新，更好發(fā)揮法治、政策、技術(shù)等要素的價(jià)值。相關(guān)工作都需要建立先進(jìn)適用、符合國(guó)情的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。

（二） 環(huán)境治理能力現(xiàn)代化建設(shè)

1. 精準(zhǔn)污染防治需求

環(huán)境治理現(xiàn)代化助力科學(xué)決策，支持開(kāi)展精準(zhǔn)污染防治和環(huán)境治理。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是評(píng)價(jià)治理質(zhì)量、反映治理成效、實(shí)施管理與決策的基本依據(jù)。污染防治已進(jìn)入攻關(guān)階段，破解突出的環(huán)境問(wèn)題，防范區(qū)域性、布局性、結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)成為關(guān)鍵內(nèi)容。需要生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系提供及時(shí)、可靠、全面的數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)支撐科學(xué)決策和實(shí)施。

2. 數(shù)字化與智能化需求

加快建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，確保監(jiān)測(cè)數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化、立體化，支撐基于大數(shù)據(jù)的生態(tài)環(huán)境智慧應(yīng)用。需要應(yīng)用新一代信息技術(shù)，構(gòu)建一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，提升預(yù)警分析、決策支持、智慧化應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)監(jiān)控；引進(jìn)先進(jìn)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備，提升監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平與能力；也需科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、高校進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)升級(jí)，建立更高水平的監(jiān)測(cè)技術(shù)支撐體系，使監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)更好適應(yīng)復(fù)雜多變的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)際狀況，為綠色發(fā)展提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

（三） 國(guó)家生態(tài)安全體系建設(shè)

1. 預(yù)警預(yù)測(cè)能力提升需求

在國(guó)家強(qiáng)調(diào)生態(tài)安全的背景下，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)需提升預(yù)警預(yù)測(cè)能力，以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)高風(fēng)險(xiǎn)源、盡量預(yù)防突發(fā)生態(tài)環(huán)境事件。掌握高風(fēng)險(xiǎn)源的基本情況及變化趨勢(shì)，進(jìn)行突發(fā)事件的預(yù)警和應(yīng)急監(jiān)測(cè)，掌握污染物動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，預(yù)防并控制生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，降低潛在損失和危害。

2. 生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需求

掌握高生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的基本情況及變化趨勢(shì)，離不開(kāi)功能全面的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。生態(tài)環(huán)境高風(fēng)險(xiǎn)源通常具有較高的污染潛力，一旦發(fā)生污染事故就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、公眾健康造成嚴(yán)重威脅。需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)這些高風(fēng)險(xiǎn)源，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并可靠預(yù)警潛在的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，確保在污染事故發(fā)生前即采取有效的預(yù)防措施，降低生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。

3. 應(yīng)急監(jiān)測(cè)與快速響應(yīng)需求

在生態(tài)環(huán)境突發(fā)事件發(fā)生后，應(yīng)急監(jiān)測(cè)和快速響應(yīng)至關(guān)重要。需要建立功能完善的生態(tài)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，便于在第一時(shí)間掌握突發(fā)事件的關(guān)鍵信息及演變情況，為應(yīng)急處置工作提供態(tài)勢(shì)參考；提升面向生態(tài)環(huán)境突發(fā)事件的快速響應(yīng)能力，以有效減少對(duì)生態(tài)環(huán)境、公眾健康的影響，降低損失和危害性，確保生態(tài)環(huán)境安全和社會(huì)穩(wěn)定。

（四） 公共服務(wù)與公眾參與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)建設(shè)

1. 監(jiān)測(cè)服務(wù)供給需求

美麗中國(guó)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)提出了增強(qiáng)服務(wù)供給能力的需求。需要改善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深度、廣度、服務(wù)能力，創(chuàng)新集成應(yīng)用技術(shù)，優(yōu)化管理運(yùn)行機(jī)制，突出監(jiān)測(cè)綜合效能，高水平支撐各類(lèi)生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)應(yīng)用，滿足社會(huì)公眾的生產(chǎn)生活需求，保障生態(tài)文明建設(shè)質(zhì)量。

2. 信息公開(kāi)與公眾參與需求

社會(huì)公眾對(duì)健康環(huán)境、優(yōu)美生態(tài)的需求持續(xù)增加，也對(duì)生態(tài)環(huán)境方面的信息公開(kāi)、宣傳引導(dǎo)、公眾監(jiān)督等提出更高的要求。需要基于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，加強(qiáng)與生命健康密切相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，提高應(yīng)急監(jiān)測(cè)的響應(yīng)時(shí)效；通過(guò)信息公開(kāi)和公眾參與，推動(dòng)社會(huì)共同參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，共建美麗中國(guó)。

（五） 全球環(huán)境治理背景下的中國(guó)行動(dòng)

1. 國(guó)際環(huán)境公約履行需求

隨著全球氣候與生態(tài)環(huán)境治理更為深入，我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作需要加強(qiáng)國(guó)際生態(tài)環(huán)境公約履行和相關(guān)的國(guó)際合作。應(yīng)用生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，深度參與全球氣候與生態(tài)環(huán)境治理，展現(xiàn)中國(guó)責(zé)任和大國(guó)擔(dān)當(dāng)；履行相關(guān)國(guó)際公約，參與全球新興生態(tài)環(huán)境問(wèn)題治理，應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域監(jiān)測(cè)支撐能力，提升我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的國(guó)際形象及影響力。

2. 國(guó)際合作與標(biāo)準(zhǔn)化需求

積極開(kāi)展生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域的國(guó)際合作，提升我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析精度，確保數(shù)據(jù)可靠和國(guó)際通用。需要把握國(guó)際生態(tài)環(huán)境治理趨勢(shì)，以法律規(guī)章為基礎(chǔ)、信息化平臺(tái)為支撐，突出新技術(shù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，強(qiáng)化全過(guò)程質(zhì)量管理；監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)需全面覆蓋大氣、水、海洋、土壤、聲、輻射、生態(tài)等要素，動(dòng)態(tài)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻次，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，確保相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、普及化，展示我國(guó)在全球環(huán)境治理中的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

三、 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系的發(fā)展現(xiàn)狀

（一） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

1. 天基網(wǎng)絡(luò)

在我國(guó)的環(huán)境衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星等民用衛(wèi)星系列中，用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的在軌衛(wèi)星超過(guò)100顆，其中業(yè)務(wù)化運(yùn)行的衛(wèi)星超過(guò)20顆，全面具備將地面、點(diǎn)狀、離散的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)拓展到空間、面上、連續(xù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的能力。環(huán)境衛(wèi)星系列包括HJ1A/B/C等共12顆，具備大氣、土壤、水等的監(jiān)測(cè)能力。資源衛(wèi)星系列包括ZY-1、ZY-3、高分系列，高分系列又包括GF-1/2/3/4/5等共8顆，可開(kāi)展針對(duì)陸地、水體、大氣的全要素、高精度監(jiān)測(cè)，支撐生態(tài)環(huán)境應(yīng)急、執(zhí)法、督查等業(yè)務(wù)應(yīng)用。氣象衛(wèi)星系列包括風(fēng)云靜止衛(wèi)星（FY-2F~H、FY-4A/B）、風(fēng)云極軌衛(wèi)星（FY-3B~G）等，支持靜止衛(wèi)星、極軌衛(wèi)星的業(yè)務(wù)云運(yùn)行，成為氣象服務(wù)、生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)的重要能力構(gòu)成。海洋系列衛(wèi)星包括HY-1、HY-2系列，中法海洋衛(wèi)星等共7顆，在海洋水環(huán)境方面具備綜合監(jiān)測(cè)能力。

2. 空基網(wǎng)絡(luò)

我國(guó)利用無(wú)人機(jī)、浮空器、高塔等平臺(tái)，搭載了數(shù)量為數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的多光譜、紅外、高光譜等探測(cè)儀器，用于快速監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域的大氣成分及通量、水體水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境變化、重要?dú)庀髤?shù)等生態(tài)環(huán)境要素。其中，無(wú)人機(jī)部署靈活，搭載多光譜相機(jī)、紅外相機(jī)等設(shè)備，適用于空氣質(zhì)量、水質(zhì)、植被的監(jiān)測(cè)以及災(zāi)害預(yù)警等；氣象塔、通量塔、環(huán)境監(jiān)測(cè)塔等，搭載氣象設(shè)備和通量等監(jiān)測(cè)設(shè)備，支持開(kāi)展長(zhǎng)期、穩(wěn)定的通量與生態(tài)環(huán)境變化等監(jiān)測(cè)。

3. 地基網(wǎng)絡(luò)

我國(guó)建立了網(wǎng)格覆蓋精度細(xì)、自動(dòng)化程度高的國(guó)家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)，點(diǎn)位約為3.72×105個(gè)，涵蓋大氣、水、土壤、生態(tài)、噪聲、輻射等要素，支撐污染防治與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量管理。其中，全國(guó)范圍內(nèi)有覆蓋城市和農(nóng)村、數(shù)量超過(guò)5000個(gè)的空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣化學(xué)成分和物理參數(shù)；水質(zhì)監(jiān)測(cè)的國(guó)控?cái)嗝嬗?646個(gè)，涵蓋河流、湖泊，支持開(kāi)展實(shí)時(shí)、月度人工監(jiān)測(cè)；土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)超過(guò)8×104個(gè)，支持開(kāi)展土壤成分、理化參數(shù)的年度人工監(jiān)測(cè)；生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，共有55個(gè)站點(diǎn)、749個(gè)樣區(qū)，支持實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物多樣性、物種、覆蓋率等生態(tài)指標(biāo)。此外，在我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)地基網(wǎng)絡(luò)中，以業(yè)務(wù)應(yīng)用為目標(biāo)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)有生態(tài)環(huán)境部的全國(guó)陸地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)、中國(guó)氣象局的綜合氣象觀測(cè)網(wǎng)、國(guó)家林業(yè)和草原局的中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)等；以科研應(yīng)用為目標(biāo)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)有中國(guó)科學(xué)院的中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)、近海海洋環(huán)境觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)，教育部的野外科學(xué)觀測(cè)研究站等[8~12]。

4. ?；W(wǎng)絡(luò)

我國(guó)主要利用船舶平臺(tái)搭載的船浮標(biāo)和光學(xué)儀器開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，典型網(wǎng)絡(luò)主要有海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)、近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)、中國(guó)科學(xué)院近海海洋環(huán)境觀測(cè)研究網(wǎng)、南海立體觀測(cè)網(wǎng)等。其中，海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)以1359個(gè)海水質(zhì)量國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位為基礎(chǔ)，形成點(diǎn) - 站 - 區(qū)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)布局，支持開(kāi)展生物、生態(tài)等要素的實(shí)時(shí)與高精度測(cè)量；近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)由65家機(jī)構(gòu)聯(lián)合組成，包括301個(gè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量國(guó)控點(diǎn)、198個(gè)入海／河水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面、415個(gè)污水排放點(diǎn)位（排放量>100 t/d）、16個(gè)沿海城市共27個(gè)海水浴場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位；中國(guó)科學(xué)院近海海洋環(huán)境觀測(cè)研究網(wǎng)包括3個(gè)海灣站、4個(gè)近海站、1個(gè)臨海站、1個(gè)濱海濕地站[13]。

（二） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀

1. 天基監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備

我國(guó)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)經(jīng)歷了主要應(yīng)用國(guó)外衛(wèi)星、發(fā)展自主的環(huán)境衛(wèi)星、應(yīng)用高分系列衛(wèi)星3個(gè)階段。天基監(jiān)測(cè)裝備性能實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，遙感分辨率、精度、覆蓋能力、重訪周期等技術(shù)指標(biāo)以及遙感反演技術(shù)能力接近世界先進(jìn)水平；衛(wèi)星平臺(tái)與載荷的國(guó)產(chǎn)化率不斷提高，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的時(shí)效性明顯提升。在全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查、氣象預(yù)報(bào)等應(yīng)用中，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)的替代率進(jìn)一步提高。

2. 空基監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備

空基監(jiān)測(cè)平臺(tái)包括有人飛機(jī)、飛艇、高塔、無(wú)人機(jī)等，以無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)為主流應(yīng)用形式。飛艇在我國(guó)城市地表熱環(huán)境、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害性天氣研究、生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、大氣監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了積極作用。高塔主要用于氣象要素梯度、通量等觀測(cè)，如中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)利用高塔進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)利用無(wú)人機(jī)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)參量（如植被狀況、生物多樣性、農(nóng)作物產(chǎn)量、森林火災(zāi)等）、土壤屬性、海洋綠潮、大氣溫室氣體、污染氣體與顆粒物、河流水質(zhì)等進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，90%以上的無(wú)人機(jī)為國(guó)產(chǎn)，而搭載的監(jiān)測(cè)傳感器有近50%為進(jìn)口。以機(jī)載污染氣體和溫室氣體多功能探測(cè)器為代表的自主空基監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)備發(fā)展較快。

3. 地基監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備

地基監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備用于大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤與固體廢棄物（固廢）、生態(tài)系統(tǒng)、物理環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)。① 在大氣環(huán)境方面，發(fā)展了多種成熟的監(jiān)測(cè)技術(shù)和裝備，在環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、大氣污染源在線監(jiān)測(cè)、移動(dòng)污染源排放監(jiān)測(cè)等方向應(yīng)用較成熟。國(guó)產(chǎn)設(shè)備占有一定的市場(chǎng)份額，但大氣氧化性在線監(jiān)測(cè)、溫室氣體排放監(jiān)測(cè)方面的份額不足10%。② 在水環(huán)境方面，自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品趨于多樣化，如化學(xué)需氧量在線監(jiān)測(cè)儀器，氨氮、總有機(jī)碳、總氮、總磷在線監(jiān)測(cè)儀器，而浮游藻類(lèi)、有毒有機(jī)污染物、水質(zhì)重金屬的在線原位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較少。③ 在土壤與固廢方面，多采用現(xiàn)場(chǎng)采樣加實(shí)驗(yàn)室分析的監(jiān)測(cè)方式。土壤采樣、前處理技術(shù)與設(shè)備較為成熟，產(chǎn)品多，功能豐富，朝著精準(zhǔn)化、全自動(dòng)化方向發(fā)展；土壤重金屬、有機(jī)污染物檢測(cè)的技術(shù)和裝備類(lèi)型較多，進(jìn)口儀器的市場(chǎng)占有率較高。④ 在生態(tài)系統(tǒng)方面，生物多樣性調(diào)查多采用野外實(shí)地調(diào)查加人工記錄的監(jiān)測(cè)方式，遙感、分子生態(tài)學(xué)、生物聲學(xué)、相機(jī)陷阱等新興技術(shù)和裝備開(kāi)始得到應(yīng)用，但進(jìn)口設(shè)備的市場(chǎng)占有率較高；對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中碳、水、熱通量的觀測(cè)，因缺乏國(guó)產(chǎn)高精度、快速響應(yīng)溫室氣體分析儀而主要采用進(jìn)口產(chǎn)品。⑤ 在物理環(huán)境方面，近年來(lái)建立了環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，提高了環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化水平；國(guó)家和地方各級(jí)電磁輻射監(jiān)測(cè)站多選用進(jìn)口的綜合場(chǎng)強(qiáng)分析儀、工頻電磁場(chǎng)分析儀、選頻式電磁輻射監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備，僅少數(shù)監(jiān)測(cè)站采用國(guó)產(chǎn)的電磁輻射選頻分析儀；寬帶式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要份額，而作為未來(lái)主流的選頻式在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用較少；常用的光污染監(jiān)測(cè)設(shè)備多為進(jìn)口，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備剛剛上市。

4. ?；O(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備

我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)以“船舶采樣后實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)”為主，衛(wèi)星遙感、浮標(biāo)自動(dòng)站、岸基雷達(dá)、無(wú)人機(jī)觀測(cè)等為輔，初步形成了“天空?！币惑w化監(jiān)測(cè)能力。我國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)步明顯，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距穩(wěn)步縮小，部分達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但在特殊功能傳感、高端裝備、海洋垃圾及微塑料監(jiān)測(cè)等方面仍有較大的差距。

（三） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系正在向全面化、系統(tǒng)化邁進(jìn)。生態(tài)環(huán)境部門(mén)構(gòu)建了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，包括環(huán)境空氣、淡水、海洋、聲環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)村、土壤環(huán)境質(zhì)量、輻射環(huán)境、污染源在內(nèi)的9個(gè)一級(jí)類(lèi)、共51個(gè)二級(jí)類(lèi)、超過(guò)1000個(gè)三級(jí)類(lèi)指標(biāo)，用于全國(guó)性、常態(tài)化、業(yè)務(wù)化運(yùn)行。自然資源、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、水利等部門(mén)以及中國(guó)科學(xué)院根據(jù)管理業(yè)務(wù)與科研工作的需求，也構(gòu)建了多元化、多維度，涵蓋資源、環(huán)境、生態(tài)等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。衛(wèi)星遙感與航空遙感在生態(tài)質(zhì)量、大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境、固廢、海洋生態(tài)環(huán)境、核安全等7項(xiàng)業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用成熟，常態(tài)化的監(jiān)測(cè)指標(biāo)有71個(gè)，含生態(tài)指標(biāo)13個(gè)、大氣指標(biāo)13個(gè)、水指標(biāo)19個(gè)、土壤指標(biāo)3個(gè)、固廢指標(biāo)13個(gè)、海洋指標(biāo)7個(gè)、核安全指標(biāo)3個(gè)。

地面監(jiān)測(cè)指標(biāo)整體上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化應(yīng)用。① 在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)方面，對(duì)SO2、NO2、可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）、CO、O3等6項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)展了自動(dòng)監(jiān)測(cè)。② 在地表水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，對(duì)地表水環(huán)境指標(biāo)體系中的水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、濁度等9項(xiàng)基本指標(biāo)開(kāi)展了自動(dòng)監(jiān)測(cè)，部分站點(diǎn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)了總有機(jī)碳、葉綠素a、藻密度、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、生物毒性、糞大腸菌群、重金屬等方面的指標(biāo)。③ 在大氣溫室氣體、陸域輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面，對(duì)高精度CO2、CH4、CO、氣象參數(shù)（如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速）等8項(xiàng)城市大氣溫室氣體指標(biāo)開(kāi)展了每日24 h連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，也開(kāi)展了γ輻射空氣吸收劑量率，γ輻射累積劑量，氣溶膠中的γ核素、90Sr、137Cs、210Po、210Pb，空氣中的碘、3H，降水中的3H，沉降物中的γ核素、90Sr、137Cs等13個(gè)主要指標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

在海基監(jiān)測(cè)指標(biāo)方面，已由20世紀(jì)90年代末的污染監(jiān)測(cè)為主拓展到了海洋環(huán)境質(zhì)量、海洋生態(tài)、主要用海區(qū)域等，增強(qiáng)了陸海監(jiān)測(cè)指標(biāo)的統(tǒng)籌銜接，開(kāi)展了入海河流與直排海污染源監(jiān)測(cè)，相關(guān)監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)100個(gè)。

（四） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)構(gòu)建了“監(jiān)測(cè) ? 傳輸 ? 處理 ? 分析 ? 應(yīng)用”一體化監(jiān)管平臺(tái)，支撐了環(huán)保、資源、水利等行業(yè)業(yè)務(wù)，在污染防治攻堅(jiān)、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)管、“雙碳”目標(biāo)任務(wù)、美麗中國(guó)建設(shè)、氣候變化應(yīng)對(duì)等方面開(kāi)展了應(yīng)用。① 在大氣生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了城市空氣質(zhì)量、沙塵、酸沉降、國(guó)家空氣質(zhì)量背景、污染源監(jiān)督等監(jiān)測(cè)工作，為大氣環(huán)境管理提供了科學(xué)依據(jù)。② 在水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了地表水環(huán)境質(zhì)量、全國(guó)城市飲用水源地水質(zhì)、流域水生態(tài)狀況、國(guó)界水體水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警等評(píng)價(jià)工作，為生態(tài)環(huán)境部門(mén)提供了全面的水環(huán)境狀況信息。③ 在土壤生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)企業(yè)周邊土壤、土壤背景值、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境等監(jiān)測(cè)工作，為土壤環(huán)境質(zhì)量管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。④ 在生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了全國(guó)和區(qū)域性的生態(tài)狀況調(diào)查、生物多樣性監(jiān)測(cè)、自然保護(hù)地監(jiān)測(cè)等工作，為全國(guó)生態(tài)保護(hù)紅線劃定、重要生態(tài)功能區(qū)劃定、生態(tài)敏感區(qū)劃定等工程提供了精準(zhǔn)參考。⑤ 在海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了海洋生態(tài)環(huán)境調(diào)查、海洋生態(tài)本底和污染基線調(diào)查、重大海洋環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)、近岸海域海水水質(zhì)監(jiān)測(cè)等工作，為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)及治理提供了科學(xué)依據(jù)。⑥ 在氣候變化應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)方面，開(kāi)展了溫室氣體排放、氣候變化與氣象災(zāi)害等監(jiān)測(cè)工作，支撐了氣候變化應(yīng)對(duì)和“雙碳”目標(biāo)任務(wù)實(shí)施。

四、 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系存在的問(wèn)題

（一） “天空?！北O(jiān)測(cè)能力有所不足，未能形成一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

高軌和中軌遙感衛(wèi)星布局滯后，極軌衛(wèi)星過(guò)境時(shí)間較為集中，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星載荷的探測(cè)能力及精度不足，無(wú)法滿足高精度、全方位、短周期的探測(cè)要求[2]；空基探測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)碎片化，未形成全域覆蓋網(wǎng)絡(luò)；海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)偏向近海，而面向遠(yuǎn)洋、深海的監(jiān)測(cè)能力極度缺乏；地面測(cè)點(diǎn)分布不均，位于山區(qū)、荒漠、城市的測(cè)點(diǎn)依然不足。此外，不同的監(jiān)測(cè)手段多為獨(dú)立部署和應(yīng)用，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全覆蓋、高分辨率、跨行業(yè)、多尺度、多手段的協(xié)同監(jiān)測(cè)，尚未建立從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地海”一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。

（二） 高端生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝備及核心部件的自主研發(fā)能力薄弱，先進(jìn)協(xié)同監(jiān)測(cè)裝備缺乏

現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝備多為跟蹤研發(fā)與仿制，而原理、方法上的源頭創(chuàng)新缺乏，關(guān)鍵部件、核心技術(shù)的外部供應(yīng)易受約束，高端監(jiān)測(cè)裝備依賴進(jìn)口。例如，2013—2021年，中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)中配置了1080臺(tái)/套、總價(jià)值2.82 億元的生態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備，進(jìn)口占比超過(guò)80%。自主研發(fā)能力薄弱，國(guó)內(nèi)企業(yè)在設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的主導(dǎo)作用發(fā)揮不足，致使國(guó)產(chǎn)“天空地?！北O(jiān)測(cè)裝備性能滯后，難以滿足面向新污染物、氣候變化等的監(jiān)測(cè)需求。適應(yīng)極端環(huán)境、跨要素、跨尺度、跨介質(zhì)的“天空地?！眳f(xié)同監(jiān)測(cè)裝備缺乏，成為突出短板[14,15]。

（三） 一體化監(jiān)測(cè)指標(biāo)研發(fā)滯后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)智能化處理與共享服務(wù)短板突出

不同的管理部門(mén)職能交叉且缺乏有效的協(xié)調(diào)機(jī)制，各部門(mén)出于自身業(yè)務(wù)管理需求構(gòu)建了面向同一對(duì)象的不同指標(biāo)體系，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)指標(biāo)“重復(fù)”甚至存在潛在的“沖突”。國(guó)家層面統(tǒng)一化、系統(tǒng)化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系尚未建立。以水生態(tài)指標(biāo)為例，生態(tài)環(huán)境、水利、自然資源等部門(mén)分別構(gòu)建了監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，相應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的出發(fā)點(diǎn)分別側(cè)重流域水生態(tài)、水生生物、地表水資源要素，但具體到監(jiān)測(cè)指標(biāo)上，水生生物、物理生境的較多指標(biāo)存在重疊現(xiàn)象。然而，面向氣候變化、減污降碳、新污染物等新興方向，山區(qū)、海洋等關(guān)鍵區(qū)域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)明顯缺乏；地面監(jiān)測(cè)指標(biāo)多、遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)少，“天空地?！币惑w化監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系尚未形成。

面向高寒、干旱、深海等極端環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸效率低下，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息的深度挖掘利用不夠，高價(jià)值產(chǎn)品的生產(chǎn)、應(yīng)用、服務(wù)能力不強(qiáng)，從監(jiān)測(cè)、處理到應(yīng)用，全鏈條、智能化、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理與共享服務(wù)嚴(yán)重不足[16]；滿足全域、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)需求的從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化監(jiān)測(cè)智能化技術(shù)體系尚未建立，“感知 ? 傳輸 ? 處理 ? 分析 ? 服務(wù)”一體化的智能監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)有待構(gòu)建。

（四） 一體化協(xié)同及保障機(jī)制缺乏，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與數(shù)據(jù)共享方面存在短板

不同部門(mén)按照自身業(yè)務(wù)需求獨(dú)立布局并建設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，而各部門(mén)的監(jiān)測(cè)職能交叉且分割，頂層設(shè)計(jì)及一體化協(xié)同機(jī)制缺乏，跨部門(mén)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)合力有待形成。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、運(yùn)行、應(yīng)用缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，共性監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備也不統(tǒng)一，難以開(kāi)展一體化保障與應(yīng)用[17]。各部門(mén)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享不充分，兼顧數(shù)據(jù)安全合規(guī)和數(shù)據(jù)共享的合作機(jī)制與技術(shù)路徑缺乏，導(dǎo)致“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象長(zhǎng)期存在，數(shù)據(jù)集成和共享嚴(yán)重不足，數(shù)據(jù)安全共享與應(yīng)用面臨較大挑戰(zhàn)。

五、 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系的重點(diǎn)任務(wù)

（一） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)一體化

基于先進(jìn)監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)陸海統(tǒng)籌、天地一體、信息共享的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，具備環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)質(zhì)量、污染源的全要素、全指標(biāo)、全覆蓋監(jiān)測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)全國(guó)尺度上從山頂?shù)胶Ｑ?，天基、空基、地基、?；虮O(jiān)測(cè)的“設(shè)計(jì) ? 建設(shè) ? 運(yùn)行 ? 應(yīng)用”一體化，為全面推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)、加快實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化提供監(jiān)測(cè)能力支撐。

按照陸海統(tǒng)籌、天地一體、全面覆蓋的原則，融合各領(lǐng)域／行業(yè)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一布局并建設(shè)從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地海”一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。圍繞生態(tài)環(huán)境高精度、全方位、短周期、定量化遙感監(jiān)測(cè)需求，發(fā)展高空 ? 中空 ? 低空協(xié)同的天／空基監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，重點(diǎn)強(qiáng)化環(huán)境衛(wèi)星和碳衛(wèi)星體系；統(tǒng)籌陸地海洋、山區(qū)平原、綠洲荒漠、城市鄉(xiāng)村、地表地下、流域上下游，發(fā)展地基監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，提升跨介質(zhì)、跨部門(mén)、跨區(qū)域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力；橫向覆蓋“近岸 ? 近海 ? 遠(yuǎn)洋 ? 極地”，縱向貫通“海岸 ? 海面 ? 海中 ? 海底”，發(fā)展?；O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，將海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)范圍從近岸和淺海拓展到南北極。

（二） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備自主化

圍繞全面推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)、加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系、健全“天空地?！币惑w化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)等方面的需求，著重解決部分領(lǐng)域缺少先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)與高端裝備，核心技術(shù)、關(guān)鍵部件、軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)面臨供應(yīng)安全，一體化、協(xié)同化的立體監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備能力不足等問(wèn)題，自主建設(shè)高精度、多尺度、全覆蓋、立體協(xié)同的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備體系。以生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備能力的自主提升，保障從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)亟需，促進(jìn)裝備領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

研發(fā)高時(shí)空分辨率、高光譜分辨率、智能天基／空基監(jiān)測(cè)裝備，攻克高性能載荷制造、多星組網(wǎng)觀測(cè)等“瓶頸”環(huán)節(jié)，支撐從山頂?shù)胶Ｑ蟮娜轿槐O(jiān)測(cè)；研發(fā)高精度、快響應(yīng)、高靈敏度的?；O(jiān)測(cè)裝備，攻克低功耗、高環(huán)境耐受性、高可靠性的傳感器關(guān)鍵技術(shù)，支撐從海面到深海的全覆蓋監(jiān)測(cè)；研發(fā)自動(dòng)化、便攜式、實(shí)時(shí)在線、高穩(wěn)定性的地基監(jiān)測(cè)裝備，攻克高端器件制造、新污染物檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，支撐從地表到地下的全要素監(jiān)測(cè)；加大產(chǎn)業(yè)扶持力度，培育高端裝備領(lǐng)軍企業(yè)，加快生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)高端裝備的“研發(fā) ? 制造 ? 應(yīng)用”國(guó)產(chǎn)化布局，全面提升關(guān)鍵部件研發(fā)與制造能力。

（三） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系一體化

圍繞健全科學(xué)、獨(dú)立、權(quán)威、高效的“天空地?！币惑w化指標(biāo)體系發(fā)展主線，剖析生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的弱點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，統(tǒng)籌構(gòu)建跨介質(zhì)協(xié)同、生態(tài)保護(hù)修復(fù)、新型污染物、減污降碳等方面的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，進(jìn)一步完善海洋生態(tài)、生物多樣性、農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)村環(huán)境、地下水環(huán)境等方面的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，形成從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地海”一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，更好發(fā)揮生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的支撐、引領(lǐng)、服務(wù)作用，支撐現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)體系建設(shè)。

針對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的熱點(diǎn)、難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題，加強(qiáng)指標(biāo)體系研制，逐步補(bǔ)齊與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。開(kāi)展新污染物、跨介質(zhì)協(xié)同等方面的指標(biāo)體系研制，提高生態(tài)環(huán)境國(guó)際履約監(jiān)測(cè)水平；加強(qiáng)污染物、碳排放方面的指標(biāo)研制，為中長(zhǎng)期減污降碳提供精準(zhǔn)依據(jù)；強(qiáng)化新形勢(shì)下農(nóng)業(yè)面源、生物多樣性、農(nóng)村環(huán)境、地下水環(huán)境等方面的指標(biāo)研制。

加強(qiáng)數(shù)字化、智能化監(jiān)測(cè)指標(biāo)研制，全面提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)代化水平。構(gòu)建“天空地?！眳f(xié)同的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，拓寬智能化監(jiān)測(cè)手段的應(yīng)用范圍；依托現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，開(kāi)展各領(lǐng)域“無(wú)人化”監(jiān)測(cè)；在利用自動(dòng)化、遙感等方式開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，加快制定技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

研制“天空地?！币惑w化協(xié)同的生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)天基、空基、地基、?；鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)的跨介質(zhì)、跨領(lǐng)域、跨部門(mén)統(tǒng)籌與協(xié)同；構(gòu)建一體化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，提高指標(biāo)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化水平；構(gòu)建以生態(tài)系統(tǒng)為單元的指標(biāo)體系群或數(shù)據(jù)庫(kù)，強(qiáng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)與指標(biāo)的融合發(fā)展，及時(shí)更新監(jiān)測(cè)指標(biāo)；評(píng)估各領(lǐng)域監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況，反饋到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂。

（四） 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一體化

依托先進(jìn)的時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)“數(shù)智化轉(zhuǎn)型、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)、數(shù)治化能力”。構(gòu)建覆蓋監(jiān)測(cè)、處理、應(yīng)用，具有全鏈條、智能化、自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理和共享服務(wù)能力的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，支持污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)管、環(huán)境應(yīng)急管理、“雙碳”目標(biāo)任務(wù)、美麗中國(guó)建設(shè)、全球環(huán)境治理等應(yīng)用場(chǎng)景。

在數(shù)據(jù)傳輸方面，重點(diǎn)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境信息時(shí)空基準(zhǔn)網(wǎng)，突破數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與動(dòng)態(tài)匯聚技術(shù)，形成支持“天空地?！眳f(xié)同作業(yè)，日處理能力突破PB級(jí)，生態(tài)環(huán)境全要素、全方位、全天候的協(xié)同監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯聚能力。

在數(shù)據(jù)處理與分析方面，重點(diǎn)發(fā)展“快速處理 - 關(guān)聯(lián)融合 ? 智能提取 ? 協(xié)同分析 ? 知識(shí)挖掘”的智能化引擎，強(qiáng)化多源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析與挖掘，深化數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，滿足“日清日結(jié)”處理及分析要求，支撐美麗中國(guó)建設(shè)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)評(píng)估。

在智能服務(wù)方面，統(tǒng)籌環(huán)境、國(guó)土、氣象、海洋、科研等部門(mén)／領(lǐng)域的應(yīng)用需求，重點(diǎn)發(fā)展時(shí)空?qǐng)鼍爸R(shí)融合技術(shù)，形成系列化、業(yè)務(wù)化、規(guī)模化的新型監(jiān)測(cè)知識(shí)服務(wù)產(chǎn)品；建設(shè)動(dòng)態(tài)分析、智能推演所需的工具及平臺(tái)，提供多目標(biāo)協(xié)同、多功能統(tǒng)籌，跨地區(qū)、跨時(shí)空、跨層級(jí)、小時(shí)級(jí)的數(shù)智化協(xié)同管控服務(wù)。

六、 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展建議

（一） 構(gòu)建從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系

針對(duì)新時(shí)期減污降碳、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、氣候變化應(yīng)對(duì)等需求，統(tǒng)籌考慮陸地海洋、近海遠(yuǎn)洋、山區(qū)平原、綠洲荒漠、城市鄉(xiāng)村、流域上下游，統(tǒng)一布局并建設(shè)跨介質(zhì)、跨部門(mén)、跨區(qū)域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。融合天基、空基、地基監(jiān)測(cè)手段，確保全面覆蓋、重點(diǎn)突出、協(xié)同應(yīng)用，盡快形成具有全球生態(tài)系統(tǒng)狀況全地域監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染及影響全過(guò)程感知、“氣水生土固”全要素獲取、“山水林田湖草沙冰”全覆蓋監(jiān)測(cè)、減污降碳全方位支撐、從山頂?shù)胶Ｑ蟮摹疤炜盏睾！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖1），支撐建設(shè)面向美麗中國(guó)建設(shè)所需的全地域、全方位、全要素、全過(guò)程、跨介質(zhì)、跨部門(mén)、立體化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

Full size|PPT slide

（二） 推進(jìn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝備自主研發(fā)與應(yīng)用

注重原始技術(shù)創(chuàng)新，以重點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝備與核心技術(shù)為突破口，推進(jìn)“天空地海”一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝備的技術(shù)創(chuàng)新與自主研發(fā)。重點(diǎn)發(fā)展針對(duì)放射性物質(zhì)和生物多樣性的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，面向溫室氣體、超細(xì)顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)物、新污染物的跨介質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，“天空地?！眳f(xié)同的跨尺度監(jiān)測(cè)與跨要素組網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，顯著增強(qiáng)高寒高溫、高濕干旱、高壓高鹽等極端環(huán)境的監(jiān)測(cè)能力。推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，支持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新，培育高端設(shè)備制造領(lǐng)軍企業(yè)，開(kāi)展國(guó)產(chǎn)“天空地海”一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝備的推廣應(yīng)用。

（三） 建立新型生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與服務(wù)體系

聚焦美麗中國(guó)建設(shè)的任務(wù)要求，統(tǒng)一生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[18]，補(bǔ)齊山區(qū)、海洋、過(guò)渡帶等關(guān)鍵區(qū)域，新污染物、生物多樣性、農(nóng)業(yè)面源等新興領(lǐng)域，臭氧層保護(hù)、氣候變化、化學(xué)品、廢物管理國(guó)際履約支撐等方面的監(jiān)測(cè)指標(biāo)短板。加快構(gòu)建兼顧業(yè)務(wù)和科研需求、“天空地?！币惑w化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)與技術(shù)方法體系，深化多源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用?；谖锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)，拓展“天空地?！币惑w化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)能力[19,20]，形成適應(yīng)新時(shí)期生態(tài)環(huán)境管理與決策需求，系列化、業(yè)務(wù)化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)智慧服務(wù)。

（四） 保障一體化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系健康發(fā)展

論證并制定從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展規(guī)劃，明確發(fā)展目標(biāo)，凝練重點(diǎn)任務(wù)，落實(shí)建設(shè)方案。依據(jù)頂層設(shè)計(jì)，打破部門(mén)隔離，強(qiáng)化協(xié)同優(yōu)化，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一布局、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一質(zhì)控、統(tǒng)一管理，明晰多目標(biāo)協(xié)同、多功能統(tǒng)籌、多部門(mén)共享、“天空地?！币惑w化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)行機(jī)制[21]，支持各級(jí)、各類(lèi)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，各行業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享。合理增加研發(fā)與建設(shè)投入，從政策、機(jī)制、經(jīng)費(fèi)、人才等方面出發(fā)，切實(shí)提升從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)能力，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量與質(zhì)量。

（五） 啟動(dòng)科技重大項(xiàng)目與示范工程并率先開(kāi)展典型區(qū)域監(jiān)測(cè)應(yīng)用

針對(duì)從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與應(yīng)用目標(biāo)，建議在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃渠道擇機(jī)設(shè)立相關(guān)項(xiàng)目，突破“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)協(xié)同獲取與處理、融合分析與應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，筑牢“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)所需的技術(shù)與裝備體系、指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)體系、保障與應(yīng)用體系等基礎(chǔ)條件。統(tǒng)籌推進(jìn)相關(guān)的國(guó)家科技重大項(xiàng)目，在具備從山頂?shù)胶Ｑ蟮纳鷳B(tài)環(huán)境全要素特征、“天空地海”監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件較好的京津冀地區(qū)、西北內(nèi)陸河流域等典型區(qū)域，開(kāi)展研發(fā)、建設(shè)、示范應(yīng)用[22]，率先實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域／流域從山頂?shù)胶Ｑ?、“天空地?！币惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

利益沖突聲明

本文作者在此聲明彼此之間不存在任何利益沖突或財(cái)務(wù)沖突。

Received date: June 5, 2024; Revised date: September 2, 2024

Corresponding author: Liu Shaomin is a professor from the Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University. His major research field is comprehensive monitoring of surface water, heat, and carbon fluxes. E-mail: smliu@bnu.edu.cn

Funding project:Chinese Academy of Engineering project “Strategic Research on the Integrated Ecological Environment Monitoring Network System of ‘Sky, Air, Land and Sea’ from Mountain Top to Ocean”(2023-XBZD-18).

{{custom_sec.title}}

基金

中國(guó)工程院咨詢項(xiàng)目“從山頂?shù)胶Ｑ蟆炜盏睾！惑w化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系戰(zhàn)略研究”(2023-XBZD-18)

相關(guān)知識(shí)

建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系 美麗中國(guó)生態(tài)“顏值”更清晰
生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)亮劍藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)
生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)
生態(tài)環(huán)境部：推進(jìn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系現(xiàn)代化，推進(jìn)監(jiān)測(cè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型
生態(tài)環(huán)境部公布2022年我國(guó)居民環(huán)境健康素養(yǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果
《綠美廣州生態(tài)空間狀況監(jiān)測(cè)報(bào)告（2024年）》發(fā)布 構(gòu)建起了“空天地一體” 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)
【環(huán)境講壇180期】環(huán)境DNA生物監(jiān)測(cè)理論與方法研究進(jìn)展
生態(tài)環(huán)境部公布2022年我國(guó)居民環(huán)境健康素養(yǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果 居民環(huán)境健康素養(yǎng)水平4年提升50.4%——中國(guó)青年網(wǎng)
遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
查找： 關(guān)鍵字=生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

網(wǎng)址: 我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展研究 http://www.u1s5d6.cn/newsview1374054.html