生态环境监测研究

环境保护包括环境污染防治和生态环境保护两个方面的内容。经过 30多年的工作 ,我国在环境污染防治、监理、监测方面形成了一套较为完整的工作方法 ,而生态环境保护方面的工作相对滞后 ,也没有一套行之有效的监测方法。生态监测是生态环境保护的基础 ,是生态科学管理的依据 ,是加强生态环境法制的重要手段。近年来 ,由于人为因素、气候变迁等原因 ,灾害性天气增加 ,水土流失加剧 ,江河泥沙含量增加 ,导致洪水泛滥 ,沙尘暴泥石流频发 ,森林植被锐减 ,干旱少雨 ,本来比较脆弱的生态环境面临严重的挑战。我国政府高屋建瓴 ,以对人类、对子孙后…     

生物多样性监测指标体系构建研究进展

生物多样性监测是为确定与预期标准相一致或相背离的程度,而对生物多样性进行定期或不定期的监视,目前已成为生物多样性研究和保护的热点问题。生物多样性监测指标则是一些简化的生物或环境特征参数,说明生物多样性现状和变化趋势,以及人类活动压力对生物多样性的影响,以促进科学界、政府和公众间的沟通,提高生物多样性管理水平。近10年来,国际组织、政府机构和各国学者对生物多样性指标体系的构建进行了大量的探索工作,取得了很多进展,其中有些指标已经应用于实际监测项目。本文综述了生物多样性监测指标筛选的一般标准和指标体系构建的主要理论,梳理目前已提出或应用的主要生物多样性监测指标,以期为我国构建国家或区域尺度生物多样性监测指标体系提供参考。在此基础上分析提出：生物多样性概念的泛化、指标含义模糊以及知识和数据的缺乏是构建生物多样性监测指标的主要困难。我国未来的生物多样性监测指标体系构建需要关注以下两个方面：（1）紧密联系实际,构建适应性的监测指标体系,加强对典型生态系统区域的监测;（2）发展经济社会发展方面的指标,分析生物多样性变化的驱动力,为生物多样性保护和区域可持续发展提供科学依据。     

试论谈澳地区的生态环境和对策

从区域的自然和社会经济状况入手,特别对交通运输和土地利用现状等地理环境条件进行了分析,对目前区域的环境质量现状（包括水环境,大气环境和土壤作物等）进行了初步的评价,在此基础上,提出了关于区域生态环境建设的六点建议,为以后区域的开发提供了背景材料堵对策依据。     

Exergy作为生态学指标用于底栖动物群落恢复监测

Exergy作为热力学指标是指系统从给定状态到与其周围介质达到热力学平衡所需做的最大功,Exergy概念被生态学家借鉴应用于生态系统的研究,使它有了生物学的含义。应用Exergy作为生态指标,用于指示崇西潮滩湿地生态工程中受到干扰的大型底栖动物群落结构的复杂的恢复过程。用BACI（before versus after,control versus impact）方法进行底栖动物采样,根据（a）TV同食性类群的代码基因数;（b）储存在有机体基因内的信息;（c）种水平上的基因组尺度（C值）作为参数估算局域Exergy。结果显示工程区的Exergy值在工程干扰后9d时降到最低,接着工程区大型底栖动物群落的Exergy值逐渐与周围对照区趋向平衡。270d后,工程区的大型底栖动物群落得到恢复。3种不同方法估算的区域Exergy值表现出极为相似的动态趋势,进一步证实了用基因组尺度数据估算Exergy的可行性和优越性。研究表明Exergy指标不但适用于干扰后底栖动物群落恢复过程的监测,而且适合更广泛的生物系统研究。用周边对照区作为计算受干扰群落的局域Exergy值的动态参考比用历史资料更合适。     

城市生态环境质量评价方法

城市生态环境质量评价是城市生态学研究的重要领域,是城市区域规划、生态管理的基础,研究从城市生态系统结构、城市生态效能与城市环境各个方面出发,基于科学性、目的性、系统性与可操作性原则,提出了生态服务用地指数、人均公共绿地指数、物种丰富指数、非工业用地指数等10类城市生态环境质量评价指数,根据专家经验赋权重方法,建立了城市生态环境质量评价指标.研究选择青岛、上海、长春等7个城市作为评价对象,进行了城市生态环境质量评价,结果表明,青岛城市生态环境质量优,昆明、上海、成都、长春、重庆城市生态环境质量较好,乌鲁木齐城市生态环境一般,生态环境质量评价结果与现状基本相符,可为城市规划、城市生态环境整治和城市生态环境管理提供重要基础.     

小麦不同生育时期Cd、Cr、Pb污染监测指标体系

以小麦为供试材料,分别采用发芽试验、溶液培养、土柱栽培等毒理试验方法,研究了小麦萌芽期、幼苗期及成株期受重金属污染毒害的指标体系。结果表明,①小麦根伸长抑制率可作为萌芽期重金属污染评价的一项生物指标;Cd、Cr、Pb对小麦根生长的7d半效应浓度(EC50)值分别为1.39、0.20mmo.lL-1和2.75mmol.L-1,据此得到3种重金属对小麦同一性状的毒性次序为CrCdPb;此外各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用双曲线模型y=x/(a+x/100)或指数曲线模型y=a(1-exp(-bx))较好模拟。②Cd、Cr、Pb单一污染胁迫对小麦幼苗性状的毒性次序均以影响叶面积和冠部干重为主,表明叶面积和冠部干重为幼苗期污染监测的敏感指标;重金属对除根干重外所有性状的毒性次序:CrCdPb,该毒性次序是根据引起50%抑制的临界浓度即EC50值确定的;各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用直线模型、或双曲线模型、或指数曲线模型较好模拟。③重金属单一污染胁迫造成小麦籽粒产量下降幅度是CdCrPb;二元互作对产量影响的重要性次序为CdCrCdPbCrPb;在Cd、Cr、Pb复合污染胁迫条件下,穗数可以作为成株期重金属污染监测的首选指标。以上指标可为农田小麦重金属污染的监测和综合治理提供一些理论依据。     

面向管理目标的国家公园生态监测指标体系构建与应用

国家公园具有生态系统保护、自然资源可持续利用等管理目标,这些管理目标的实现需要大量监测数据和信息的支持。对国家公园开展生态监测有助于了解国家公园内生态系统的动态变化并揭示管理活动的影响,从而为管理决策的规划和实施提供有用信息。为推动我国国家公园生态监测体系的建立,提出了面向管理目标的国家公园生态监测指标构建方法。该方法由确定国家公园生态监测目标、识别国家公园管理目标、识别国家公园关键生态过程、确定需要监测的生态过程并制定初始监测指标清单、确定最终监测指标清单5个部分组成。该方法在三江源国家公园进行了应用。三江源国家公园的管理目标包括生态系统保育、维持江河径流量持续稳定等13项,在区域、景观、生态系统和种群尺度上共识别出16个关键生态过程。通过匹配三江源国家公园的关键生态过程与管理目标,构建了一个由两级共93个指标组成的三江源国家公园生态监测指标体系,为三江源国家公园生态监测体系的构建奠定了基础。     

城市生态学长期监测的几个关键问题

伴随城市人口快速聚集及人类活动加剧,城市生态环境质量及其对人类社会经济发展的支撑能力正在受到严重挑战,城市生态系统及其变化的研究越来越受到重视,国内外涌现出大量城市生态学长期监测工作,但相关监测方法的讨论还很少。在分析城市生态学长期监测类型和实践经验基础上,从城市面临的环境胁迫和建设管理需求出发,构建了城市生态学长期监测的"胁迫+需求-生态系统响应"总体思路框架;从科学上最基本和社会上最关心的城市生态系统要素、格局和过程着眼,提出城市生态学长期监测的7项内容(土地覆盖与利用、人居环境质量、生物多样性、生物质生产、水文过程、生物地球化学循环和物质代谢);并分析了城市生态学长期监测的4种方法(遥感监测、仪器监测、调查监测、公众科学监测),分析了城市生态学长期监测单元及其空间布局及监测频率。这将为我国城市生态学长期监测工作开展提供方法论基础和实践参考。     

海洋激光雷达在渔业资源调查和生态环境监测中的应用

海洋激光雷达是最先进、最有效的海洋调查手段之一,激光雷达与海洋生物相关的应用主要体现在渔业资源调查和海洋生态环境监测两方面。前者常采用蓝绿脉冲光作为激发光源,通过对激光回波信号的识别提取以获得鱼群分布区域和密度信息,结合偏振特征分析可对鱼群种类进行识别;后者常采用海洋激光荧光雷达,通过对激光诱导目标物发射的荧光等光谱信号的探测分析以获得海洋浮游生物及叶绿素等物质的种类和浓度分布信息。本文对这两种海洋激光雷达的技术原理、国内外发展现状进行了详细的论述,并对今后的发展趋势进行了展望。     

浅议湿地生态监测

通过连续、长期的湿地生态监测,可以预测湿地内种群或群落未来的变化趋势。本文从湿地监测的意义、湿地监测的类型及湿地监测程序几方面对湿地生态监测进行了探讨。     

氟监测植物的筛选及监测指标的研究

本文报道用开顶式熏气装置筛选大气氟监测植物,研究监测植物在氟污染情况下的反应,以确立监测指标和监测定量化。结果表明,梅、唐菖蒲、赤胫散、火炭母、水杉、金荞麦、雪松、苹果等植物是良好的氟监测植物,其中赤胫散、火炭母是国内筛选出来的监测植物,可用来监测大气氟污染。受害浓度(阈值)、症状出现时间、受害叶面积％和叶片含氟量可作为植物的监测指标,生理反应指标作为参考。     

大型无脊椎动物群落指数和群落数量指数在河流水质评价中的应用

本文介绍了新西兰常用的大型无脊椎动物群落指数(MCI)和大型无脊椎动物群落数量指数(QMCI)的原理及使用方法,并利用MCI和QMCI对新西兰惠灵顿地区40条河流53个监测点进行评价.结果表明:MCI和QMCI均与河流营养指标呈极显著相关关系,可用来监测和评价水体的营养污染状况;二者快速准确地监测出惠灵顿地区河流水质总体良好,但部分河流污染严重,并分析了污染的原因.MCI与QMCI存在极显著相关关系,但MCI与营养指标间的相关关系大于QMCI,可以准确地反映出水体中营养元素的富集状况.     

温度植被干旱指数在蒙古高原干旱监测中的应用

以蒙古高原为研究区,选择2000-2019年植物生长季的MODIS归一化植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST)构建NDVI-LST特征空间,由该特征空间计算蒙古高原温度植被干旱指数(TVDI);利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验及Hurst指数方法分析蒙古高原TVDI的时空...     

基于复合生态系统理论的海洋生态监控区区划指标框架研究

海岸带是海陆生态系统的交错带,其生态系统对社会经济发展和全球变化敏感、脆弱。随着沿海各省市新一轮开发规划的实施,近岸海域生态环境面临巨大压力,海洋生态管理面临着新的经济、环境问题,海洋生态监控区需要进行适应性调整。海洋生态监控区,指依据海洋生态特征和问题冲突特点而确定的、通过生态监测和评价而提出的用于保护管理和开发利用调控的海洋区域。海洋生态监控区是基于生态系统的海洋管理的重要手段,是海洋生态系统管理的重要基础。基于复合生态系统理论,从自然视角、经济视角和社会视角3个方面深入分析了海洋生态重要性区域的内涵,并结合生态社会与生态系统服务描述了海洋生态监控区内涵;结合沿海社会经济发展新趋势和海洋生态系统管理需要,从管理学、生态学、管理对象及管理实施等方面探讨了海洋生态监控区区划的原则;分析了影响海洋生态监控区的主要因素,结合近岸海域生态系统主要服务功能,构建了区划指标体系,包括自然环境、生态系统和社会经济和三大方面14个指标。     

大尺度景观监测信息系统的研究与建立

本文讨论景观监测信息系统(LMIS)的结构框架,并在AST/386和遥感图像处理机上建立了该系统。LMIS系统软件的工作方式采用汇编语言、多种高级语言和数据库语言混合编程的方式,并通过多级功能菜单完成全部功能。LMIS不同于微机GIS,除了GIS的一般功能外,还可对遥感信息进行处理,从而对有关专题数据加以更新,并进行大范围的景观监测。     

基于多传感器的声景大数据在线采集与分析系统研究

声景包含重要的生态信息,具有实时性强、信息密度高的特点,有重要研究价值。现有的声景研究中,音频及相关环境参数采集和分析仍需要大量的人工作业,耗时耗力。基于多传感集成、边缘计算和深度学习技术,建立了一套声景大数据在线采集与分析系统,包括边缘计算节点和中心计算服务器。并通过3个实验站点,进行了近1年的技术验证,实现了声景大数据的自动化在线采集、传输和分析。该系统能适应户外恶劣的自然环境,能根据任务需求持续不断地进行声景大数据在线采集和分析,稳定性好。声学指数可以反映声景变化,但因指数侧重点不同,不同的声学指数之间变化特征差异较大,需要组合使用。通过声纹特征图能直观地识别出不同发声源,对物种的快速识别、声源的分类等具有较强的借鉴意义。系统借助VGGish网络提取的高维声景特征图能很好地识别不同站点和不同时间的声景变化,在不同站点和昼夜上具有较高的区分精度,有快速和直观地反映不同生态系统的类型特征、生态系统动态变化的潜力。丰富声纹特征库、优化声景特征分析神经网络、建设声景长期监测共享网络,有助于扩展系统在物种识别、生物多样性快速分析、生物与环境相互作用机制方面的应用。研究为声景大数据的在线采集...     

基于景感生态学认知的生态环境损害问题辨析

环境污染和生态破坏行为削弱生态系统服务,也会造成美学价值的下降。景感生态学从物理感知与心理认知出发探究生态系统服务特点,有助于剖析生态环境损害特征。从生态环境损害鉴定评估角度,结合案例对恶臭物质污染、噪声污染、光污染等生态环境损害问题的内涵进行分析,并对生态环境损害典型案例中造成的美感、视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉、风感、方向感和心理反应等负面影响进行了研判。研究发现,大多生态环境损害行为都会破坏生态系统美学价值,给人类感知造成较大冲击;在发现和处理生态环境损害事件过程中,按照人类感知类型汇集的居民感觉信息是一种重要的数据来源。总之,采用景感生态学的研究方法既有利于加强人们对生态系统服务的理解,从而提升保护生态的动力,也有利于抵制生态环境损害行为。     

Making the biodiversity monitoring system sustainable: Design issues for large‐scale monitoring systems

Abstract There is strong demand for information about the status of, and trends in, Australia's biodiversity. Almost inevitably, this demand for information has led to demand for a broad‐scale monitoring system. However, the decision to embark on a monitoring system should only be made once it has been established that a monitoring system is the optimal way to inform management. We stress the need to invest resources in assessing whether a monitoring system is necessary before committing resources to the design and implementation of the system. Current debate associated with the design of a biodiversity monitoring system has similarities to the debate within the range management profession in the early 1970s. The experience with range monitoring shows that large‐scale monitoring systems such as those being proposed will require considerable resources, recurrently expended into the distant future, but with only a limited ability to adapt to new demands. Those involved in any biodiversity monitoring system will need to understand the implications of investing in a long‐term monitoring programme. Monitoring sustainability will only be possible if the monitoring system is itself sustainable. We discuss a number of issues that need to be addressed before the system is at all sustainable. These attributes are a mix of biophysical, social and institutional attributes and highlight the view that monitoring systems of the type being suggested comprise an unusual mixture of attributes not found in typical scientific activity. The present paper is not a technical manual, but rather considers some of the design issues associated with designing and implementing large‐scale monitoring systems.