随着科学的发展和对环境间题研究的不断深入，人们已认识到，环境问题已不仅仅是污染物引起的人类健康问题，而是还包括自然环境的保护和生态平衡，以及维持人类繁衍、发展的资源问题。因此，环境监测正从一般意义上的环境污染因子监测向生态监测拓宽，生态监测已成为环境监测的重要组成部分。

一、生态监测的定义

生态监测是在地球的全部或局部范围内观察和收集生命支持能力数据，并加以分析研究，以了解生态环境的现状和变化。所谓生命支持能力数据，是采用各种技术和手段得到的生态系统中生物(人类、动物、植物和微生物等)和非生物(地球的基本属性)的相关信息。

联合国环境规划署(1993)在《环境监测手册》上指出，生态监测是一种综合技术，是通过地面固定的监测站或流动观察队、航空摄影及太空轨道卫星获取包括环境、生物、经济和社会等多方面数据的技术。因此，生态监测是运用具有可比性的方法，在时间或空间上对特定区域范围内生态系统或生态系统组合体的类型、结构、功能，以及组成要素等进行系统的测定和观察的过程，监测的结果用于评价和预测人类活动对生态系统的影响，为合理利用资源、改善生态环境和自然保护提供决策依据。与其他监测技术相比，生态监测是一种涉及学科多、综合性强和更复杂的监测技术。

二、生态监测的类型及内容

从不同生态系统的角度出发，生态监测可分为城市生态监测、农村生态监测、森林生态监测、草原生态监测及荒漠生态监测等。这种划分方式突出了生态监测对象的价值尺度，旨在通过生态监测获得关于各生态系统生态价值的现状资料、受干扰(主要指人类活动的干扰)程度、承受影响的能力、发展趋势等。从生态监测的对象及其涉及的空间尺度，可将其分为宏观生态监测和微观生态监测两大类。

(一)宏观生态监测

宏观生态监测是对区域范围内生态系统的组合方式、镶嵌特征、动态变化和空间分布格局等，以及在人类活动影响下的变化进行的观察和测定，例如：热带雨林、荒漠、湿地等生态系统的分布及面积的动态变化。宏观生态监测的地域等级至少应在区域生态范围之内，最大可扩展到全球一级。其监测手段主要依赖于遥感技术和地理信息系统。监测所得的信息多以图件的方式输出，将其与自然本底图件和专业图件比较，评价生态系统质量的变化。当然，区域生态调查与生态统计也是宏观生态监测的一种手段。

(二)微观生态监测

微观生态监测是用物理、化学和生物方法对某一特定生态系统或生态系统聚合体的结构和功能特征，以及在人类活动影响下的变化进行的监测。这项工作要以大量的野外生态监测站为基础，每个监测站的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区，最小也应代表单一的生态类型。按照监测内容，微观生态监测可分为：

(1)干扰性生态监测：指对人类特定生产活动干扰生态系统的情况进行监测，如砍伐森林所造成的森林生态系统结构和功能、水文过程和物质迁移规律的改变；草场过度放牧引起的草场退化，生产力降低；湿地的开发引起的生态型改变；污染物排放对水生生态系统的影响等。

(2)污染性生态监测：主要指对农药及重金属等污染物在生态系统食物链中的传递及积累进行监测。

(3)治理性生态监测：指对被破坏的生态系统经人类治理后，生态平衡恢复过程的监测，如对荒漠化土地治理过程的监测。

上述三类微观生态监测均应以背景生态系统监测资料作为类比，以反映在人类活动的影响下，生态系统内部各个过程所发生的变化及其程度。

只有把宏观和微观两种不同空间尺度的生态监测有机地结合起来，并形成生态监测网，才能全面地了解生态系统受人类活动影响发生的综合变化。

三、生态监测的任务和特点

(一)生态监测的任务

生态监测的任务包括以下几个方面：①对生态系统现状及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；②对人类的资源开发和环境污染物引起的生态系统组成、结构和功能的变化进行监测，从而寻求符合我国国情的资源开发治理模式及途径；③对被破坏的生态系统在治理过程中的生态平衡恢复过程进行监测；④通过监测数据的积累，研究各种生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，为预测预报和影响评价打下基础；⑤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；⑥支持国际上一些重要的生态研究及监测计划，如GEMS全球环境监测系统),MAB(人与生物圈计划),IGBP(国际地圈-生物圈计划)等，加入国际生态监测网。

(二)生态监测的特点

生态监测不同于环境质量监测，生态学的理论及检测技术决定了它具有以下几个特点：

(1)综合性：生态监测是一门涉及多学科(包括生物、地理、环境、生态、物理、化学、数学信息和技术科学等)的交叉领域，涉及农、林、牧、副、渔、工等各个生产领域。

(2)长期性：自然界中生态变化的过程十分缓慢，而且生态系统具有自我调控功能，一次或短期的监测数据及调查结果不可能对生态系统的变化趋势作出准确的判断，必须进行长期的监测，通过科学对比，才能对一个地区的生态环境质量进行准确的描述。

(3)复杂性：生态系统是自然界中生物与环境之间相互关联的复杂的动态系统，在时间和空间上具有很大的变异性，生态监测要区分人类的干扰作用(污染物质的排放、资源的开发利用等)和自然变异及自然干扰作用(如干旱和水灾)比较困难，特别是在人类干扰作用并不明显的情况下，许多生态过程在生态学的研究中也不十分清楚，这使得生态监测具有复杂性。

(4)分散性：生态监测平台或生态监测站的设置相隔较远，监测网络的分散性很大。同时由于生态过程的缓慢性，生态监测的时间跨度也很大，所以通常采取周期性的间断监测。

(三)生态监测的发展及我国生态监测现状

生态监测始于20世纪40年代的英国，当时主要是从地面上调查一个区域的生境资料。航空摄影扩大了人类的视野。全球环境监测系统(GEMS)的建立和1972年开始的地球资源卫星的发射使人类对地球资源及其变化有了更详细的了解，逐步形成了现代概念的生态监测。

近年来，我国的生态监测取得了长足的进展，提出的“地球动态观测信息网络”、“我国代表类型区生态状况和变迁规律的大尺度时空观测研究以及发展趋势预测”、“中国资源生态环境预警研究”等方案及计划，均侧重生态监测的内容。在此基础上，中国科学院的“中国生态系统研究网络”(CERN)研究计划已经实施，其所属的53个生态监测站进行了大量的生态研究工作，成果已引起世界各国的关注。新疆、内蒙古、洞庭湖、舟山等地区生态监测站的建立，为生态监测提供了广阔的应用前景。我国在生态监测指标及生态质量评价指标体系方面也做了一些工作。中山大学与华南环境科学研究所在海南岛生态质量评价指标体系的研究中，提出生物量、多样性、稳定性和清洁度四个原则和20个指标参数，并将每个参数按生态学特征及影响划分为五个等级。吉林省环境保护研究所在东北自然保护区生态指标体系的研究中，将生态指标体系划分为三个层次、五个指标，并运用层次分析法确定指标权重，将保护区评出七个等级。

随着我国空间技术的发展，“3S”技术成为近几年生态监测工作者研究的重点，并显示出其快速、准确的突出优点，是宏观生态监测技术的发展趋势。十多年来，我国利用“3S”技术在生态环境监测与国土资源监测信息系统方面做了大量的基础性工作，其中包括：黄土高原土壤侵蚀(水蚀)监测体系，定性、定量地监测分析了黄河水系泥沙的来源，以及研究了该地区防沙治沙的具体措施；“三北”防护林建设的遥感调查与监测体系，遥感调查了覆盖我国国土面积15％左右的“三北”地区的生态环境，用于指导我国北方防护林的建设；利用遥感技术对热带森林植被的动态变化、森林火灾后的生态变化、我国北方沙尘灾害特点及其下垫面状况、金衢盆地土地退化、黄河三角洲盐碱地、内蒙古上地盐渍化的典型区域、广州珠江口、太湖水体污染、大连湾海域水体富营养化状况进行监测；利用GIS系统预测预报模型对黄土高原、三峡库区等重点侵蚀区域进行土地退化预报、景观生态退化预测、小流域土壤侵蚀预测和应用国土资源卫星数据对陕北黄土高原生态环境进行遥感动态监测，初步建立了生态环境的遥感识别标志。

近年来，利用遥感技术监测牧场产量、农作物产量、资源调查、水土保持状况和灾害预测等方面都取得了一定的成果，为宏观生态监测积累了经验；利用多时相遥感图像判读，系统分析了西双版纳森林植被的动态变化，其结果经地面实况验证基本属实，为结构极为复杂的热带森林植被动态变化监测探索了一条新路。新疆环境监测中心站利用全区气象卫星NOAA-12五个波段的影像数据，完成了全区土地荒漠化现状的评价工作。

以下生态项目在我国生态监测中具有优先监测权：

①全球气候变暖引起的生态系统或动、植物区系位移；②珍稀、濒危动、植物种群的分布及其栖息地；③水土流失面积及其时空分布和对环境的影响；④荒漠化面积及其时空分布和对环境的影响；⑤草场沙化、退化面积及其时空分布和对环境的影响；⑥人类活动对陆地生态系统(森林、草原、农田、荒漠等)结构和功能的影响；⑦水环境污染对水生生态系统(湖泊、水库、河流和海洋等)结构和功能的影响；⑧主要环境污染物(农药、化肥、有机污染物和重金属)在土壤-植物-水体系统中的迁移和转化；⑨水土流失地、荒漠化地及草原退化地优化治理模式的生态平衡恢复过程；⑩各生态系统中微量气体的释放通量与吸收情况。

四、生态监测方案及技术路线

开展生态监测工作，首先要确定生态监测方案，其主要内容是：明确生态监测的基本概念和工作范围，并制订相应的技术路线，提出主要的生态问题以便进行优先监测，确定我国主要生态类型和微观生态监测的指标体系，依据目前的分析水平，选出常用的监测指标分析方法。

(一)生态监测方案的制订及实施程序

生态监测技术路线和方案的制订大体包含以下几点：资源、生态与环境问题的提出，生态监测平台和生态监测站的选址，监测内容、方法及设备的确定，生态系统要素及监测指标的确定，监测场地、监测频率及周期描述，数据(包括监测数据、实验分析数据、统计数据、文字数据、图形及图像数据)的检验与修正，质量与精度的控制，建立数据库，信息或数据输出，信息的利用(编制生态监测项目报表，针对提出的生态问题进行统计分析、建立模型、动态模拟、预测预报、进行评价和规划、制定政策)。

(二)生态监测平台和生态监测站

生态监测平台是宏观生态监测工作的基础，它以遥感技术作支持，并具备容量足够大的计算机和宇航信息处理装置。生态监测站是微观生态监测工作的基础，它以完整的室内外分析、观测仪器作支持，并具备计算机等信息处理系统。

生态监测平台及生态监测站的选址必须考虑区域内生态系统的代表性、典型性和对全区域的可控性。一个大的监测区域可设置一个生态监测平台和数个生态监测站。

(三)生态监测频率

生态监测频率应视监测的区域和监测目的而定。一般全国范围的生态环境质量监测和评价应1～2年进行一次；重点区域的生态环境质量监测每年进行1～2次；特定目的的监测，如沙尘天气监测和近岸海域的赤潮监测要每天进行一次或数次，甚至采取连续自动监测的方式。

图6-7生态监测方案制订及实施程序