環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用及發(fā)展措施

＊軒海洲

（內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站通遼分站 內(nèi)蒙古 028000）

引言

隨著人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的壓力逐漸升級(jí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)在保障可持續(xù)發(fā)展方面的重要性日益凸顯。在全球范圍內(nèi)，各國(guó)逐步建立多種環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，覆蓋水質(zhì)情況、土壤污染等多個(gè)關(guān)鍵維度[1]。通過采用傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集裝置以及先進(jìn)的通信技術(shù)，這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得以實(shí)時(shí)地收集并傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)，從而形成一個(gè)全面且動(dòng)態(tài)的信息網(wǎng)絡(luò)[2]。這些環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的部署，已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)高度連接的數(shù)據(jù)采集和傳輸網(wǎng)絡(luò)，各類環(huán)境數(shù)據(jù)可以迅速被采集、記錄并上傳至中央數(shù)據(jù)庫，以供進(jìn)一步分析和解讀。

1.環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的現(xiàn)狀

隨著環(huán)境問題的不斷升級(jí)和復(fù)雜化，環(huán)境監(jiān)測(cè)能力也在不斷加強(qiáng)，可以更加深入地了解、分析并應(yīng)對(duì)各類環(huán)境問題。這種積極的行動(dòng)旨在確保環(huán)境可持續(xù)性，為當(dāng)前和未來的代際提供一個(gè)更加健康、可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。其中不僅包括了水體、土壤等基礎(chǔ)要素，還涵蓋了生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化、生物多樣性的保護(hù)等更加綜合的內(nèi)容[3]。通過投入大量資源和技術(shù)，監(jiān)測(cè)體系能夠?qū)崟r(shí)、全面地收集環(huán)境數(shù)據(jù)，形成一個(gè)高效、覆蓋廣泛的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)[4]。環(huán)境監(jiān)測(cè)的強(qiáng)化不僅在于數(shù)據(jù)的收集，更在于數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用。通過引入先進(jìn)的信息技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段，各國(guó)能夠更加準(zhǔn)確地解讀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，揭示環(huán)境問題的深層次原因，并從中獲取有價(jià)值的洞察[5]。這種深入的數(shù)據(jù)分析，有助于制定更具針對(duì)性和可行性的環(huán)境政策，以及采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2.環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的重要作用

(1)數(shù)據(jù)支撐作用

持續(xù)、系統(tǒng)地收集環(huán)境數(shù)據(jù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的核心職責(zé)之一。這些數(shù)據(jù)涵蓋了水體、土壤等多個(gè)要素的變化情況。通過收集和分析這些數(shù)據(jù)，決策者可以深入了解環(huán)境的變化趨勢(shì)、問題的嚴(yán)重性以及可能產(chǎn)生的影響。持續(xù)的數(shù)據(jù)收集為科研人員提供了寶貴的資源，使他們能夠深入了解和研究環(huán)境變化的趨勢(shì)和原因。這不僅可幫助發(fā)現(xiàn)潛在的問題所在，還便于科研人員對(duì)比過去和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，從而確定環(huán)境變化的速度和規(guī)模。更進(jìn)一步，這種持續(xù)的數(shù)據(jù)流為學(xué)術(shù)界開辟了新的研究領(lǐng)域，使得從化學(xué)到氣候?qū)W的專家都可以深化其領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)。憑借環(huán)境監(jiān)測(cè)所提供的最新、最準(zhǔn)確的信息，政策制定者可以更精確地定位問題，預(yù)測(cè)未來的挑戰(zhàn)，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。此外，這些數(shù)據(jù)還為公眾提供了一個(gè)透明的視角，使他們能夠監(jiān)督政策實(shí)施并提出建議。

(2)早期預(yù)警作用

隨著技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)已成為可能。這種實(shí)時(shí)性使得在發(fā)現(xiàn)潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，能夠迅速進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)偵測(cè)到空氣質(zhì)量突然下降或水質(zhì)出現(xiàn)異常時(shí)，可以立刻通過各種媒體渠道和公共信息平臺(tái)對(duì)公眾發(fā)出預(yù)警，這不僅能夠及時(shí)地提醒公眾采取相應(yīng)的防護(hù)措施，還能夠加強(qiáng)他們對(duì)環(huán)境問題的關(guān)注和意識(shí)。此外，早期預(yù)警系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)是為決策者贏得了關(guān)鍵的反應(yīng)時(shí)間。在預(yù)測(cè)到某地可能出現(xiàn)的污染情況下，能夠及時(shí)撤離人員、加固設(shè)施和調(diào)配救援資源。從經(jīng)濟(jì)角度看，環(huán)境災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的沖擊是巨大的，但通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，這種沖擊有望被大幅度地減輕。預(yù)警系統(tǒng)為企業(yè)、農(nóng)業(yè)和各個(gè)行業(yè)部門提供了更多的準(zhǔn)備時(shí)間，使其能夠事先采取措施，避免造成更大的損失，從而降低災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)的整體影響。

3.環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的發(fā)展措施

(1)提高數(shù)據(jù)采集的精度

隨著科技的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出各種高精度的傳感器和設(shè)備。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，提高數(shù)據(jù)采集的精度已成為確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可信度的關(guān)鍵因素。只有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才能真實(shí)地反映環(huán)境的實(shí)際狀況，從而為政策制定者、科學(xué)研究人員以及社會(huì)大眾提供有價(jià)值的信息和依據(jù)。高精度的監(jiān)測(cè)設(shè)備在不同環(huán)境維度的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。通過使用精密的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種污染物的濃度，準(zhǔn)確判斷質(zhì)量狀況。水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠檢測(cè)微量污染物，識(shí)別水體中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而幫助保護(hù)水源的安全性。此外，土壤傳感器能夠探測(cè)土壤中的化學(xué)成分和濕度，為農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)的管理提供重要信息。高分辨率遙感技術(shù)是另一個(gè)突破性進(jìn)展，它允許遠(yuǎn)程獲取地表信息，并捕捉到微小尺度的環(huán)境變化。通過衛(wèi)星、無人機(jī)等平臺(tái)，高分辨率遙感技術(shù)能夠捕捉到細(xì)微的環(huán)境變動(dòng)，為規(guī)劃和保護(hù)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

(2)提高信息流通效率

信息流通的高效性對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的成功至關(guān)重要，它直接影響著數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果和決策制定的精確性。建立跨部門、跨地區(qū)的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)的全面性和可持續(xù)性的關(guān)鍵一步。為了實(shí)現(xiàn)信息流通的高效性，首先需要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)。通過統(tǒng)一的平臺(tái)，各類數(shù)據(jù)可以被集中存儲(chǔ)、管理和分析，從而減少重復(fù)采集和數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的綜合利用效率。此外，使用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式是實(shí)現(xiàn)信息流通的重要手段之一。通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以確保不同數(shù)據(jù)源之間的互通性和一致性。標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式有助于降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和整合的難度，使得數(shù)據(jù)共享更加便捷。云計(jì)算技術(shù)可以提供高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力，支持大規(guī)模數(shù)據(jù)共享和分析。通過這些技術(shù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以更迅速地被收集、傳遞和共享?？梢蚤_發(fā)應(yīng)用程序提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)可視化、預(yù)警信息等功能，使得數(shù)據(jù)在收集后可以迅速、實(shí)時(shí)地共享和傳遞。

(3)加速數(shù)據(jù)處理過程

大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的復(fù)雜且耗時(shí)的任務(wù)。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集手段的不斷進(jìn)步，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)涵蓋了多個(gè)維度的信息，包括實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史的時(shí)間序列數(shù)據(jù)以及空間分布數(shù)據(jù)等。在這樣的背景下，處理這些數(shù)據(jù)需要面對(duì)諸多挑戰(zhàn)和難題。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以通過并行處理、分布式計(jì)算等方式加速數(shù)據(jù)處理過程，從而在更短的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換和整合。這有助于及時(shí)獲取清晰、可靠的數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過分析多個(gè)維度的數(shù)據(jù)，這些技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)人類難以察覺的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性，為環(huán)境問題的原因分析提供新的視角。基于歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以進(jìn)行環(huán)境變化的預(yù)測(cè)，從而提前識(shí)別可能的風(fēng)險(xiǎn)和問題。通過模擬不同決策方案的影響，人工智能可以幫助決策者做出更明智的選擇，最大程度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

(4)分析數(shù)據(jù)，提升環(huán)境質(zhì)量

對(duì)于任何環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，單純的數(shù)據(jù)收集并不足以發(fā)揮其真正價(jià)值。數(shù)據(jù)，作為一項(xiàng)關(guān)鍵的資產(chǎn)，只有在經(jīng)過適當(dāng)分析后，其內(nèi)含的信息才會(huì)被揭示，為環(huán)境保護(hù)工作提供真實(shí)、科學(xué)的依據(jù)。深入的數(shù)據(jù)分析可以幫助識(shí)別和預(yù)測(cè)潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為環(huán)境危機(jī)的防范和管理提供早期指導(dǎo)。例如，通過分析氣候數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)極端天氣事件的可能性，為相關(guān)部門提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)分析不僅可以展示問題的存在，更可以深挖其背后的原因。對(duì)于上述的水質(zhì)下降問題，除了明顯的工業(yè)污染源，還可能涉及土地變化、下游水體的變動(dòng)或氣候因素等多種原因。通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，可以建立模型預(yù)測(cè)未來的環(huán)境變化趨勢(shì)。這些預(yù)測(cè)可以幫助政府和社區(qū)提前布局，確保資源的最佳配置，從而更好地應(yīng)對(duì)可能的挑戰(zhàn)。環(huán)境治理策略實(shí)施后，也需要通過數(shù)據(jù)分析來評(píng)估其效果。

4.環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的發(fā)展策略

(1)精細(xì)化監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展將朝著更精細(xì)化的方向邁進(jìn)，這意味著能夠更準(zhǔn)確地了解環(huán)境變化的細(xì)微差異，從而更有效地應(yīng)對(duì)各種環(huán)境問題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，監(jiān)測(cè)設(shè)備將變得更加先進(jìn)和精密，具備更高的分辨率，可以捕捉到更微小的環(huán)境變化，無論是在水體還是土壤中。高分辨率設(shè)備能夠提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)，揭示出之前可能被忽略的環(huán)境變化，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。未來的監(jiān)測(cè)將趨向于更具針對(duì)性，而不再是一刀切的全面監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)將根據(jù)特定的污染物或生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測(cè)，從而更好地理解特定問題的本質(zhì)。例如，針對(duì)某一種特定的污染物，可以開發(fā)特定的監(jiān)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)更有針對(duì)性的監(jiān)測(cè)。這種目標(biāo)化監(jiān)測(cè)能夠更快速地發(fā)現(xiàn)問題、制定對(duì)策，并監(jiān)測(cè)措施的效果。未來的監(jiān)測(cè)將更加注重微觀與宏觀的結(jié)合。除了關(guān)注大范圍的環(huán)境變化，監(jiān)測(cè)還將深入到微觀層面。這意味著監(jiān)測(cè)不僅關(guān)注整體環(huán)境的變化，還能夠深入到生態(tài)系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)。

(2)智能化監(jiān)測(cè)

智能化監(jiān)測(cè)具有自適應(yīng)性、預(yù)測(cè)性和自動(dòng)化的特點(diǎn)，能夠更有效地響應(yīng)環(huán)境變化，提供更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和決策支持。智能化監(jiān)測(cè)利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，使監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化。監(jiān)測(cè)設(shè)備可以實(shí)時(shí)分析環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的情況調(diào)整監(jiān)測(cè)策略和參數(shù)，從而確保采集到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、有意義。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以分析大量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律，并根據(jù)這些規(guī)律預(yù)測(cè)未來可能出現(xiàn)的環(huán)境問題。一旦預(yù)測(cè)到潛在的問題，智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的響應(yīng)措施，如發(fā)出警報(bào)、調(diào)整排放標(biāo)準(zhǔn)等，從而及時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。智能化監(jiān)測(cè)還將借助邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理和分析。邊緣計(jì)算允許數(shù)據(jù)在采集源附近進(jìn)行處理，減少數(shù)據(jù)傳輸和中心處理的需求，從而降低延遲并提高響應(yīng)速度。這對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速?zèng)Q策具有重要意義，特別是在需要迅速應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)。

(3)綜合評(píng)估監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)將越來越強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合評(píng)估，因?yàn)榄h(huán)境問題往往涉及多個(gè)領(lǐng)域和復(fù)雜的相互關(guān)系。這種綜合性的監(jiān)測(cè)方式將有助于更全面地理解環(huán)境問題的本質(zhì)，為決策制定提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。除了自然科學(xué)數(shù)據(jù)，未來的環(huán)境監(jiān)測(cè)還將更加強(qiáng)調(diào)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素的結(jié)合。環(huán)境問題往往與人類活動(dòng)緊密相關(guān)，因此將社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子納入監(jiān)測(cè)和分析范疇，可以更全面地評(píng)估環(huán)境問題的影響和原因。這為決策者提供更準(zhǔn)確、全面的參考依據(jù)，幫助制定更具針對(duì)性的政策和措施。綜合評(píng)估監(jiān)測(cè)將采用系統(tǒng)科學(xué)的方法，對(duì)環(huán)境的各種因子和其相互作用進(jìn)行全面、深入的評(píng)估。這種方法不僅關(guān)注各個(gè)因素的單獨(dú)影響，還著重于分析因素之間的相互作用和反饋機(jī)制。通過系統(tǒng)性評(píng)估，可以更好地把握環(huán)境問題的整體情況，避免單一因素導(dǎo)致的局限性。

5.結(jié)論

環(huán)境監(jiān)測(cè)不僅在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有監(jiān)測(cè)與預(yù)警功能，更在為制定科學(xué)合理的環(huán)境政策、規(guī)劃和決策提供支持方面發(fā)揮著重要作用。這一系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)收集和分析過程，有助于揭示環(huán)境變化的趨勢(shì)和規(guī)律，從而為問題的根源分析提供了數(shù)據(jù)支撐。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，未來環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有望更加智能化、精準(zhǔn)化。通過引入更先進(jìn)的傳感技術(shù)、高分辨率遙感、人工智能分析等手段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境狀況的更精細(xì)化監(jiān)測(cè)和更深入的數(shù)據(jù)挖掘。這將進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的能力，使其更好地適應(yīng)日益復(fù)雜的環(huán)境挑戰(zhàn)。