生态监测在环境保护中的重要作用.docx

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生态监测在环境保护中的重要作用

生态监测在环境保护中重要作用

郭海洋•20070144005

摘要：

生态监测是指利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化反应来判定环境质量，从而对环境保护方向和策略给予指导。

本文主要从生态监测概念、特点、原理、方法以与进展等几方面来阐述生态监测在环境保护中举足轻重作用。

关键词：

生态监测；环境保护；指标体系；指示生物法；遥感技术

前言：

生物与环境之间是相互依存、相互影响、协同进化。

生物与环境相互补偿、协同发展是在自然界长期发展过程中形成，生物变化是某一区域内环境变化一个组成部分，因此，生态学上个体、种群、群落和生态系统各组织层次生物变化可以作为环境改变指示和象征。

从而利用生态监测方法为环境保护提供指导是非常明智做法。

生态监测（ecologicalmonitoring）是生态系统层次生物监测，是运用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用反应或反馈效应综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生影响、危害与其规律，为环境质量评估、调控和环境管理提供重要科学依据科学活动过程。

生态监测分为宏观生态监测和微观生态监测两大类。

宏观生态监测研究对象是区域范围内各类生态系统组合方式、镶嵌特征、动态变化和空间分布格局等与其在人类活动影响下变化

其内容主要包括监测区域范围内具有特殊意义生态系统分布与面积动态变化。

而微观生态监测是指对一个或几个生态系统内各生态因子进行物理和化学监测，其又可细分为干扰性生态监测、污染性生态监测、治理性生态监测三种。

生态监测主要有八大任务：

（1）对区域范围内珍贵生态类型包括珍稀物种以与因人类活动所引起重要生态问题发生面积与数量在时间以与空间上动态变化监测。

（2）对人类资源开发话动所引起生态系统组成、结构和功能变化监测。

（3）环境污染物对生态系统组成、结构和功能影响监测与其在生物链中传递。

（4）对破坏生态系统在人类治理过程中生态平衡恢复过程监测。

（5）通过监测数据集积，研究上述各种生态问题变化规律与发展趋势，建立数学模型，为预测预报和影响评价打下基础。

（6）为政府部门制定有关环境法规，进行有关决策提供科学依据。

（7）寻求符合我国国情资源开发治理模式与途径，以保证我国生态环境改善与国民经济持续协调地发展。

（8）支持国际上一些重要生态研究与监测汁划，如GEMS、MAB、IGBP等，加入国际生态监测网络。

由此可见生态监测在当今全球环境保护中举足轻重地位。

生态监测具有其它监测方法（化学监测、物理监测、地球物理化学监测）无法具备优势：

（一）生态监测能综合地反映环境质量状况：

环境问题是复杂，某一生态效应反常是几种因素综合作用结果，如污染水体中通常是多种污染物质并存，而每种物质并非都是各自单独作用，种类物质之间也存在着一定关联性，仪器或化学监测通常反映不出这种复杂关系，生态监测往往可以进行综合测定。

（二）生态监测具有连续监测功能：

仪器或化学监测结果所反映常常只是一个瞬时值，不能真实地反映这种环境中一定时空环境影响。

生态监测可以反映一定生活周期内环境污染或破坏情况，肯有一定长期性。

但生物监测所得结果常常具有滞后性。

因此，实际工作中二者常常互补。

（三）生态监测具有多功能性：

仪器和化学监测专一性强，如测定臭氧不能测定二氧化硫。

而生态监测可通过批示生物不同反映症状分别监测多种干扰效应。

如污染水体中通过鱼类种群动态和鱼体内物质分析可以获得水体中污染物质类别和物质富集等信息。

（四）生态监测监测灵敏度高：

某些生物对某些物质非常敏感，可以快速监测环境中某一类污染物。

如有一种唐菖薄在浓度为0.01×10氟化氢作用下20h就出现反应症状。

当然，生物监测也有其无法避免缺陷，这主要体现在生物监测复杂性上：

（一）外界各种因子容易影响生态监测结果。

如二氧化硫对_____植物危害受气候条件影响。

即相同含量二氧化硫在不同气候条件下会表现出不同效应。

（二）生态监测常常不能监测环境效应自然性和人为性。

（三）生物生长发育以与生理代谢都对生态监测有一定影响。

如不同生长发育期会对同种等量污染物质有不同程度症状表现。

（四）生态监测建站工作复杂性。

瑕不掩瑜，纵然生物监测有其自身方面无可避免缺陷，但是其在环境监测上巨大潜力却是有目共睹。

如今，生态监测在许多方面应用已经相当成熟。

要进行生态监测,首先要明确优先监测生态项目以与确定生态监测主要类型指标体系。

优先监测生态项目主要有以下十项：

（1）全球气候变暖所引起生态系统或动植物区系位移监测；

（2）珍稀濒危动植物物种分布与其栖息地监测；

（5）水土流失面积与其时空分布和环境影响监测；

（4）沙漠化面积与其时空分布和环境影响监测；

（5）草场沙化退化面积与其时空分布和环境影响监测；

（6）人类活功对陆地生态系统包括森林、草原、农田和荒漠等结构和功能影响监测；

（7）水环境污染对水体生态系统包括湖泊（含水库）、河流和海洋等结构和功能影响监测；

（8）主要环境污染物包括农药、化肥、有机污染物和重金属在土壤一植物一水体系统中迁移和转化监测；

（9）水土流失地、沙漠化地与草原退化地优化治理模式生态平衡监测；

（10）各生态系统中微量气体释放通量与吸收监测。

而生态监测指标体系确定主要遵循以下原则：

（1）监测指标体系确定应根据监测内容充分考虑指标代表性、综合性与可操作性

（2）不同监测台站间同种生态类型监测必须按统一指标体系进行，尽量实现监测内容具有可比性。

（3）各监测台站可依监测项目特殊性增加特定指标，以突出各自特点

（4）指标体系应能反映生态系统各个层次和主要生态环境问题．并应以结构和功能指标为主

（5）宏观监测可依监测项目选定相应数量指标和强度指标。

微观生态监测指标应包括生态系统各个组分，并能反映主要生态过程。

生态监测方法主要在个体和种群水平以与群落和生态系统水平两个层面上进行：

（一）个体和种群水平

在此水平上，应用最为成熟当属指示生物法，是用指示生物来监测环境状况一种方法。

指示生物是指对环境中某些物质，包括污染物作用或环境条件改变能较敏感和快速地产生明显反应生物，对环境现状和变化起“预警”功能。

指示生物必须具备以下基本条件：

①对干扰作用反应敏感且健康；

②对环境适宜性宽，在群落中（常见）具有代表性；

③对干扰作用反应个体间差异小、重现性高；

④具有多功能，即在起监测作用同时还具有经济、绿化、观赏等价值。

指示生物法常用指示生物有很多种，对SO2污染具有指示作用有紫花苜蓿、蕨类、苹果等，

对氟化物污染具有指示作用有地衣和苔藓、杏、唐菖蒲等，对O3污染具有指示作用有菜豆、烟草、菠菜、萝卜等，另外还有很多生物对过氧乙酰硝酸酯、氮氧化物、乙烯等气体具有非常明显指示作用。

下面重点介绍一些水体污染指示生物：

①睫毛针杆硅藻、簇生针杆硅藻、簇生竹枝藻只能在DO值高、未受污染水体中大量繁殖，是清洁水体指示生物。

②小颤藻等浮游藻类是严重污染水体中优势种。

③小口钟虫属污水性指示种

④匣壳虫属寡污性指示种

⑤石蝇、石蚕、浅滩甲虫类对许多污染物敏感。

⑥水蚯蚓、摇蚊幼虫、蛭类通常在有机质丰富环境大量繁殖。

通过这些指示生物对于环境变化敏感反应，可较简单针对某一方面环境问题进行防治，省时省力又高效。

（二）群落和生态系统水平

在此水平上，主要有污水生物系统法、水生生物群落优势种监测法、PFU法、生物指数法等。

⑴污水生物系统法

由于河流受污染后，在污染源下游一段流程里会发生自净过程，即随着河水污染程度逐渐减轻，生物种类组成也随之发生变化，在不同河段将出现不同物种。

根据生物种类组成将河流划分为多污带、α-中污带、β-中污带和寡污带。

各污染带都有各自物理、化学和生物特征。

⑵水生生物群落优势种监测法

根据污染水体中不同生物优势种群，把污染河流划分为9个水体带:

1粪生带：

无藻类优势种

2甲型多污带：

裸藻群落，优势种为绿裸藻

3乙型多污带：

裸藻群落，优势种为绿裸藻和静裸藻

4丙型多污带：

绿色颤藻群落

5甲型中污带：

环丝藻群落或底生颤藻群落

6乙型中污带：

脆弱刚毛藻或席藻群落

7丙型中污带：

红藻群落，优势种为串珠藻；或绿藻群落，优势种为团刚毛藻或环丝藻群落。

8寡污带：

绿藻群落，优势种为簇生竹枝藻；或环状扇形藻群落；或红藻群落。

9清水带：

绿藻群落、优势种为簇生竹枝藻；或红藻群落，优势种为胭脂藻等。

⑶PFU法

PFU法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和测定其群集速度来监测和评价环境质量状况一种方法。

1969年由美国弗吉尼亚工程学院和弗吉尼亚州立大学环境研究中心Cairns等人1969年创立。

国内自80年代起将这种方法用于污染水体监测和评价。

PFU法原理是岛屿生物学原理，即原生动物集群过程实际上是集群速度随着种类上升而下降过程，二者交叉点就是种数平衡点。

达到平衡点时间取决于环境条件。

PFU法使监测水平提高到了群落层次，并使监测更符合客观事实和真实环境，且简便易行。

⑷生物指数法

生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变化，以评价环境质量。

常用有：

①生物指数（BI）＝2nA+nB,n为底栖大型无脊椎动物种类数，A为敏感种类数，B为耐污染种类数。

②污染生物指数＝颤蚓类个体数量／底栖动物个体数量＊100

③硅藻指数＝（2A＋B－2C）／（A＋B－C）＊100，A为不耐污染种类数；B为对有机污染耐力强种类数；C为在污染区内独有种类数。

进行生态监测还必须运用一定生态监测技术方法，也就是对生态系统中指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标特征数据。

通过统计分析，以反映该指标现状与变化趋势，在选择生态监测具体技术方法前，要根据现有条件，结合实际制定相应技术路线，确定最佳监测方案。

当前国家监测总站确定生态监测技术路线是以空中遥感监测为主要技术手段，地面对应监测为辅助措施，结合GIS和6PS技术，完善生态监测网络，建立完整生态监测指标体系和评价方法，达到科学评价生态环境状况与预测其变化趋势目。

生态监测是一项宏观与微观监测相结合工作，依靠传统监测手段只能解决局部监测问题，而综合整体且准确完全监测结果必须依赖“3S技术”。

所谓3s技术，即地理信息技术（6IS）、遥感技术（RS）和全球卫星定位技术（GPS）“3S技术”充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来。

依靠专门软硬件使生态监测智能化。

使生态资料数据上网，实现生态监测网络化，是宏观生态环境监测发展方向，是其发展主要技术。

在今后较长一个时期内，遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛应用，地理信息系统作为“3S"tt术核心将发挥更大作用。

其中，已经投入应用最多是遥感技术。

遥感技术是指从不同高度平台上，使用各种传感器，接收来自地球表层各类地物电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同地物与其特征进行远距离探测和识别，是延伸环境信息获取、传输、处理、综合分析、发布、为管理决策服务一整套技术体系。

在江苏，上世纪80年代后期至90年代前期，省环境科学研究院专门设立了环境遥感研究室。

此后先后承担了苏南大运河水污染环境遥感研究、太湖水环境遥感分析、蓝藻遥感调查等。

2003年起省环境监测中心新成立生态监测部江苏省也确立了，从2005年开始通过全面开展牛态环境监测试点工作，2年内形成全省生物、生态和海洋例行监测工作局面，通过对生态环境建设深入探索全省生态监测技术路线和发展方向。

经过各方努力，全省13个省辖市成立了独立生态监测科室，负责区域内生态环境监测和生态环境质量状况评价工作组织实施，协助开展全省范围内生态调查工作，使江苏生态监测水平达到国内一流水平，与国际先进水平接轨。

未来，生态监测世界总体趋势主要有以下几个方面：

①遥感手段和地面监测相结合，从宏观和微观角度来全面审视生态质量状况；

②网络设计上趋于一体化，考虑全球生态质量变化，重视加强国与国之间合作；

③在生态质量评价土逐步从生态质量现状评价转为牛态风险评价，对于生态质量状况提供早期预警；

④在信息管理上强调标准化，广泛采用地理信息系统，重视国与国之间数据联系。

总之，随着经济发展，人口、资源、环境问题日益严峻，单纯从理化、生物指标监测来了解环境质量已不能满足要求。

生态监测是环境监测发展必然趋势，通过生物与环境之间相互关系、生态系统结构和功能进行监控和测试，可以为评价生态环境质鼍，保护生态环境、重建生态环境、合理利用自然资

源提供有效地依据。

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