1、7. 生態監測技術崔兆杰2003.6 7.1 生態監測技術概略7.1.1 生態質量與生態監測生態質量目前尚無一致的明確的定義生態監測是生態系統層次的生物監測，是運用各種技術測定和分析生命系統各層次對自然或人為作用的反響或反響效應的綜合表征來判別和評價這些干擾對環境產生的影響、危害及其規律，為環境質量的評價、調控和環境管理提供重要科學根據的科學活動過程7.1.2 生態監測技術類型與空間尺度1. 宏觀生態監測對象：區域范圍內各類生態系統的組合方式、鑲嵌特征、動態變化和空間分布格局等及其在人類活動影響下的變化內容：監測區域范圍內具有特殊意義的生態系統的分布及面積的動態變化2. 微觀生態監測微觀生態監

2、測是指對一個或幾個生態系統內各生態因子進展的物理和化學的監測對象：某一特定生態系統或生態系統聚合體的構造和功能特征及其在人類活動影響下的變分類：干擾性生態監測：對人類特定消費活動所呵斥的生態干擾監測污染性生態監測：對農藥及一些重金屬污染物等在生態系統中食物鏈的傳送及富集的監測治理性生態監測：對破壞生態系統經人類的治理后生態平衡恢復過程的監測7.1.3 生態監測的義務與特點根本仟務：(1)對區域范圍內珍貴的生態類型包括珍稀物種以及因人類活動所引起的重要生態問題的發生面積及數量在時間以及空間上動態變化的監測。(2)對人類的資源開發話動所引起的生態系統的組成、構造和功能變化的監測。(3)環境污染物對

3、生態系統的組成、構造和功能的影響監測及其在生物鏈中的傳送。(4)對破壞的生態系統在人類的治理過程中生態平衡恢復過程的監測。(5)經過監測數據的集積，研討上述各種生態問題的變化規律及開展趨勢，建立數學模型，為預測預告和影響評價打下根底。(6)為政府部門制定有關環境法規，進展有關決策提供科學根據。(7)尋求符合我國國情的資源開發治理方式及途徑，以保證我國生態環境的改善及國民經濟繼續協調地開展。(8)支持國際上一些重要的生態研討及監測汁劃，如GEMS、MAB、IGBP等，參與國際生態監測網絡7.1.3 生態監測的義務與特點特點：綜合性長期性復雜性分散性7.1.4 國內生態監測情況自然環境質量評價目的

4、體系方面 生態監測目的的研討方面生態監測宏觀領域生態監測宏觀領域世界總體趨勢：遙感手段和地面監測相結合，從宏觀和微觀角度來全面審視生態質量情況網絡設計上趨于一體化，思索全球生態質量變化，注重加強國與國之間的協作在生態質量評價土逐漸從生態質量現狀評價轉為牛態風險評價，對于生態質量情況提供早期預警在信息管理上強調規范化，廣泛采用地理信息系統，注重國與國之間數據聯絡7.2 生態監測技術大綱技術大綱的主要任務內容：明確生態監測的根本概念和任務范圍，并制定相應的技術道路，提出主要的生態問題以便進展優先監測，制定我國主要生態類型和微觀監測的目的體系，根據目前的分析程度，選出常用的監測目的分析方法7.2.1

5、 生態監測技術道路見下頁圖7.2.2優先監測的生態工程及生態臺站的選定優先監測的生態工程：(1)全球氣候變暖所引起的生態系統或動植物區系位移的監測(2)珍稀瀕危動植物物種的分布及其棲息地的監測(5)水土流失的面積及其時空分布和環境影響的監測(4)沙漠化的面積及其時空分布和環境影響的監測(5)草場沙化退化面積及其時空分布和環境影響的監測(6)人類活功對陸地生態系統包括森林、草原、農田和荒漠等構造和功能的影響監測(7)水環境污染對水體生態系統包括湖泊(含水庫)、河流和海洋等構造和功能的影響監測。(8)主要環境污染物包括農藥、化肥、有機污染物和重金屬在土壤一植物一水體系統中的遷移和轉化的監測t(9)

6、水土流失地、沙漠化地及草原退化地優化治理方式的生態平衡監測。(10)各生態系統中微量氣體的釋放通量與吸收的監測。7.2.2優先監測的生態工程及生態臺站的選定生態監測臺站的選定：(1)生態監測臺站包括生態監測平臺和野外生態監測站兩種類型。(2)生態監測平臺必需以遙感技術作支持，并要具備容量足夠大的計算機和宇航信息處置安裝，生態監測平臺是宏觀監測的任務根底。(3)野外生態監測站必需以完好的室內外分析觀測儀器作支持，并要具備計算機等信息處置系統，以實現監測網絡內信息的共享。野外生態監測站是微觀監測的任務根底。(4)生態監測臺站的選定必需思索區域內生態系統的典型性和代表性及臺站對全區的可控件。一個大的

7、監測區域至少應設置一個監測臺和數個野外監測站7.2.3生態監測主要類型的目的體系確實定生態監測目的體系主要是指野外生態站的地面或水面監測工程設置目的體系時，首要的思索要素是生態類型及系統的完好性，要充分思索生態系統的功能以及不同生態類型間相互作用的關系生態監測目的體系確實定原那么： (1)監測目的體系確實定應根據監測內容充分思索目的的代表性、綜合性及可操作性 (2)不同監測臺站間同種生態類型的監測必需按一致的目的體系進展，盡量實現監測內容具有可比性。 (3)各監測臺站可依監測工程的特殊性添加特定目的，以突出各自的特點 (4)目的體系應能反映生態系統的各個層次和主要的生態環境問題并應以構造和功能

8、目的為主 (5)宏觀監測可依監測工程選定相應的數量目的和強度目的。微觀生態監測目的應包括生態系統的各個組分，并能反映主要的生態過程7.2.4 不同類型生態站的目的1. 森林生態系統監測站氣候要素目的常規目的：氣溫、濕度、風向、風速、降水量及其分布、蒸發量、土壤溫度梯度，日照和輻射收支。選擇目的：大氣干濕沉降物及其化學組成，林冠徑流量及化學組成，林間CO2氣體濃度及其動態水文要素目的常規目的：地表徑流量及其化學組成(N、P、K、Ca、Mg、Na、S、有機質)，地下水位。選擇目的：泥沙流失量及其顆粒組成和化學成分(N、P、K、Ca、Mg、Na、S、有機質)，附近河水化學成分(同上)土壤要素目的常規

9、目的：土壤營養含量及有效態含量(N、P、K、S)pH值，交換性酸及其組成，交換性鹽基及其組成，陽離子交換量，土壤有機質含量，土壤顆粒織成，團粒構造組成容重、孔隙度、透水率、飽合水量及凋萎水量。選擇目的：土壤元素背景值土壤礦質全量，土壤CO2釋放量及季節動態7.2.4 不同類型生態站的目的植物要素目的常規目的：植物種類及組成，指示植物、指示群落、種群密度、覆蓋度、土物量、長量、凋落物量、凋落物的化學組成及分解率以及熱量、光能和水分的收支。選擇目的：珍稀植物及其物候特征，森林不同器官的生物量和化學組成。動物要素目的常規目的：動物種類，種群密度，生物量及時空變化，能量和物質的收支，熱值。選擇目的：珍

10、稀野少動物的數量及動態，動物灰分、蛋白質、脂肪含量、必需元素。微生物要素目的常規目的：種類、分布及其密度和季節動態變化，生物量、熱值。選擇目的：土壤酶類型與活性，呼吸強度，元素含量與總量，固氮菌生物量及其固氮量7.2.4 不同類型生態站的目的2. 草原生態系統監測站氣候要素目的常規目的與森林生態系統氣候常規目的一樣。選擇目的：大氣CO2氣體濃度及其動態，大氣干濕沉降物的量及化學組成水文要素目的與森林生態系統水文常規目的和特選目的一樣。土壤要素目的與森林生態系統土壤常規目的和特選目的一樣。植物要素目的常規目的；與森林生態系統植物常規目的一樣。選擇目的：珍稀物種及其物候特征。動物要素目的與森林生態

11、系統動物常規目的和特選目的一樣。微生物要素目的與森林生態系統微生物常規目的和特選目的一樣7.2.4 不同類型生態站的目的3. 荒漠生態系統監測站荒漠生態系統監測目的與草原生態系統監測目的根本一樣在水文要素目的中可去掉泥沙流失量及顆粒組成和化學組成，地表徑流量及化學組成兩項內容在土壤要素目的中那么添加土壤鹽分含量及其組成、堿飽合度、土壤風蝕量以及沙丘動態監測目的7.2.4 不同類型生態站的目的4. 農田生態系統監測站氣候要素目的常規目的：與森林生態系統氣候常規目的一樣。選擇目的：大氣于濕沉降物的量及化學組成，大氣CO2濃度及動態水文要素目的常規目的：與森林生態系統水文常規目的一樣。選擇目的：泥沙

12、流失量及其顆粒組成，泥沙及徑流攜帶農藥(DDT、有機磷等)和其他有毒物質的量(Pb、Cd、Hg、Ni、Cr、F和As以及多環芳烴等)，泥沙化學組成，附近河流或水庫的水質及化學成分，農田的灌水量、入滲量和蒸發量土壤要素常規目的：與森林生態系統土壤常規目的一樣。選擇目的：土壤元素背景值，土壤礦質含量，土壤CO2和CH4的釋放量及季節動態，土壤農藥、重金屬及其他有毒物質的累積量，稻田的氧化復原電位，鹽堿地的總鹽分含量及八大離子組分含量，堿飽合度，土壤化肥和有機肥的施用量7.2.4 不同類型生態站的目的植物要素目的常規目的：作物地上、地下及種子生物量和化學組成，熱量、水分和光能的收支。選擇目的：果實或

13、種子中含農藥、重金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽等有毒物質的含量，作物粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維。動物要素目的常規目的：與森林生態系統動物常規目的一樣選擇目的：動物體內農藥、重金屬、硝酸鹽及亞硝酸鹽等有毒物質含量，微生物要素目的與森林生態系統微生物常規目的和特選目的一樣7.2.4 不同類型生態站的目的5. 水生生態系統監測站水文氣候要素常規目的：水溫、水深、水色、透明度、氣溫、風向、風速、降水量及其分布、蒸發量、日照和輻射。選擇目的：海況。水質要素常規目的：pH、堿度、酸度、Eh、蒸發殘渣及SS、COD、BOD5、Cl-、DO、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、酚、氰化物、硫化物、重金屬元家(汞、鉻、銅、鉛、

14、鋅、飼、鐵、錳、砷)和農藥含量選擇目的：油類。底質要素常規目的：顏色、顆粒分析、有機質、總氯、總磷、pH、Eh、總汞、甲基汞、銅、鉻、砷、硒、酮、鉛、鋅、氰化物和農藥。選擇目的：硫化物、COD、BOD5浮游植物要素常規目的：浮游植物總生物量、浮游植物群落組成及其數量(定量分類)，優勢種的動態。選擇目的：有毒物質在浮游植物中的殘留量7.2.4 不同類型生態站的目的浮游動物要素常規目的：小型、中型和大型浮游動物群落構造、類型及總數，優勢種的變化動態總生物量。選擇目的：有毒物質在浮游動物中的殘留量，底棲生物要素常規目的：生物量、群落構造及組成(定量分類)種的豐度或覆蓋面積，優勢種及動態。選擇目的：有

15、毒物質殘留量。微生物要素：細菌和大腸桿菌的總量、分類及生化活性。游泳動物要素常規目的：個體種類與數量，年齡與豐富度，現存量，捕獲量和消費力選擇目的：殘毒分析，致殘量和亞致死量，酶活性(P450酶)。7.2.5 生態監測目的中分析方法的選定生態站一樣的監測目的應按一致的采樣、分析和測定方法進展，以便站際間的數據具有可比性和交流性。這也是生態監測規范化的根本保證但在實踐中離規范化和規范化的要求相差尚遠在確定生態監測目的的分析方法過程中，應按照下面一個原那么進展，即假設國家已制定出該工程的分析方法規范，就運用國家規范方法，在國家尚無相關規范制定的情況下就引薦運用該學科較權威的分析方法進展分析參考資料

16、P273)7.3 生態監測技術方法7.3.1 生態監測目的體系1. 自然陸地生態監測目的森林生態系統7.3.1 生態監測目的體系荒漠生態系統7.3.1 生態監測目的體系2. 農業系統生態監測目的農業系統包括農田、農墾區、草地和水產水域4類生態于系統，各于系統的生態學特點不同，生態監測目的也不一樣7.3.1 生態監測目的體系7.3.1 生態監測目的體系3. 淡水生態監測目的淡水系統包括河流湖泊生態系統和濕地生態系統2類，它們的生態監測目的體系不盡一樣7.3.1 生態監測目的體系7.3.1 生態監測目的體系7.3.1 生態監測目的體系3. 海洋生態監測目的7.3.1 生態監測目的體系7.3.2 優

17、先監測的目的體系優先監測目的的主要特征優先監測目的體系不是隨意確定的，也不是完全遷就現有監測才干條件確定的，優先監測目的體系的選擇必需滿足對生態系統的生命支持才干進展評價的最根本要求特點：針對性適時性系統類型7.3.2 優先監測的目的體系優先監測目確實定的原那么重點與全面兼顧的原那么當前受外力影響最大、能夠改動最快的目的一定要選為當前優先監測目的反映生態系統的生命支持才干的關鍵性目的一定要選為優先監測目的有綜合性代表意義的目的該當盡能夠選作優先監測目的照顧現有監測才干與不放棄緊急監測目的的原那么確定當前的優先監測目的必需從現有監測閱歷和才干的實踐情況出發，屬于污染生態的目的應選為當前優先監側目

18、的生態系統某些目的受開發壓力影響而變化很快，應把這類緊急需求監測的目的列人優先監側目的7.3.2 優先監測的目的體系優先監測目的逐漸完善的原那么要根據實踐情況和客觀需求作適當調整總的原那么是逐漸開展，不斷調整，使生態監測嚴密效力于生態系統評價和國民經濟開展的需求盡量采用可用的調查和統計資料的原那么在信息事業迅速開展的今天，生態監測系統應該首先強化信息任務和手段，充分利用已有的可用資料，減少任務反復、浪費，加強協作與信息共享，經過信息利用擴展生態監測、評價才干7.3.2 優先監測的目的體系3. 各類生態子系統的優先監測目的自然陸生生態系統(1)森林生態系統 當前重點應放在污染(SO2、酸雨、O3

19、)對森林小態系統的影響目的、森林生長量目的、火災、蟲害影響目的、酸雨引起土壤釀化目的，森林面積變化反森林開荒、破壞目的以及林區生物多樣性改動(特別是珍稀瀕危物種)等方而的目的。(2)荒摸生態系統 當前重點應放在荒摸化面積擴展，準荒漠化地帶植被量和過牧、樵采情況，荒漠地帶水系改動以及人口、農牧業開展的情況方向的目的農業生態系統(1)農田(包括農墾區)生態系統 當前重點應放在土壤、農作物和農用水源污染土地利用改動，農區植被破壞，病蟲害發生情況，天敵物種變化，農墾區野生動物改動以及農用生物種和種類數量改動等方面的目的(2)草地生態系統 當前重點應放在草地面積變化，草地消費力變化，放牧強度地沙漠化程度

20、和開展趨勢，南方草地被墾殖和水土流失情況等方而的目的。(3)水產水域牛態系統 當前重點應放在水體污染、富營養化，水體利用改動域面積和水源枯渴情況，養殖與捕撈情況，水域水產物種改動等方面的目的7.3.2 優先監測的目的體系淡水生態系統大致同于水產水域的優先目的其中濕地還要重點監偏重要水鳥、兩棲類和獸類動物的物種和種群改動情況等方面的目的。海洋生態系統大致同于水產水域生態系統的優先目的，同時要留意監測赤潮發牛情況，河口流量與水質改動，海岸借開發利用情況，石油開采的污染和生態影響等方面的目的7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法1. 氣候要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法7.

21、3.3陸生生態系統監測目的的監測方法2. 水文要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法3. 土壤要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法4. 植物要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法5. 動物要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法6. 微生物要素目的監測方法7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法7. 植物要素目的的測定生物量生物量是指一定地段面積內某個時期生存著的活有機體的數量，又稱現存量生物量的測定，采用樣地調查收割法熱帶天然林的生物量計算公式如下：橡膠因是作物，植株分布均勻，枝葉繁茂，含水量也較多，將上式修訂后計算橡膠的生物量7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法草木層生物量的測定略比木本層簡便些，但往往由于種類分布的不均勻性和生物質積累的季節性而影響準確度豐滿度：某種植物在生存期間內所占的位置及其飽和程度，以植物的相對高度()、蓋度()、頻度()三者的連乘積表示豐滿度與生物量的關系可用下式表達：7.3.3陸生生態系統監測目的的監測方法生長量生長量是生物消費力的主要標志。綠色植物的消費力是生物消費力的根底，即單位面積的植物消費量木本層生長量的測定，普通采用