生态监测的特点模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇生态监测的特点，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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中图分类号：G635.5文献标识码：A文章编号：1671―1580（2015）11―0014―03

农村寄宿制学校的产生由来已久，伴随着新时期农村学校布局调整政策陆续出台，它作为一种重要的办学形式逐渐在农村迅速推广开来。寄宿制学校封闭或半封闭的管理模式到底带给学生什么样的影响，不同类型的学生文化在学校生活中是一种什么样的地位和生存环境，又会催生什么样的学生文化生态环境，我们带着这一疑问走访了河南省某县三所公立初中。

一、农村寄宿制初中学生文化生态的构成与特点

由于撤点并校政策的实施，该县所有的公立初中都包含两部分群体：走读生和寄宿生，其中以寄宿生为主。三所学校中一所位于县城旁边，也就是城关镇，另外两所位于乡里。

我们走访的学校在全县的考试排名均处于上游，而且三所学校在管理上有高度的一致性。这三所学校不论是半封闭式（所有学生中午可自由出入）还是封闭式（只有走读生可以凭证出入），都在时间管理上极为严格，学生的一日生活从晨读、吃早饭、上午上课、午饭和休息、下午上课、晚饭、晚自习，整个流程下来，全天学习时间超过10个小时，午饭与午休时间合计约一个半小时，不少学生中午直接趴在桌子上休息一会儿。晚上就寝前的时间看似是学生最自由的时间，实际上严格的宿舍管理制度将班主任的津贴与学生熄灯后的表现联系起来，因此，晚上熄灯后的宿舍也很快沉寂下来。

不过，这三所学校在学校管理和课程设置上存在一些不同，这些差异恰恰为学生文化生态的丰富性和差异性提供了不同的环境。我们走访的三所学校虽然都有基本的体育器材和图书馆，但是，其中一所乡镇初中的设施主要是为了应付上级检查，平时图书馆并不对学生开放，有限的体育设施也并非学生可以自由使用，体育课完全针对中招考试的项目训练，美术、音乐被语文、数学和英语等课程挤占。位于城关镇的学校图书馆不对学生开放，美术、音乐课程同样是被所谓的主科所挤占，体育课同样为中招考试而设，不过不同的是学生在有限的课余时间可以自由使用体育设施（各种球类、跳绳等）。第三所学校虽然同是位于乡里，但是情况相比之下好很多，尽管藏书量有限，但这所学校的图书馆平常对学生开放，每个班级设有小书架，陈列学校购书与学生自愿提供书目，供学生自由借阅，自主管理，体育设施的种类和场地虽然有限，但是学生可自由使用。学校为学生正常开设美术课、音乐课，每周各1节，体育课每周2节，丰富了学生学习生活，也有助于释放青少年多余的精力，缓解高强度学习带来的压力。

这三所学校均要求学生遵循高强度的学习节奏，周考、月考都是惯例，这在以学习成绩和学校排名论成败的应试教育文化氛围下几成公认的管理模式。尽管我们看到不同的学校在为学生提供什么样的校园生活条件上有所不同，但是，课外阅读资源的缺乏和艺体方面课程的变质很难作为学生紧张学习之余的调剂。严格的学生管理制度也使得绝大多数学生循规蹈矩，触犯校规校纪的学生会因严重程度受到相应的处分，严重的将被劝退，可以说严格的管理大幅度减少了学生硬性对抗教师或学校的行为。不过，受访班级的教师反映，实际上相当一部分学生会选择上课睡觉或是走神等消极的形式对抗学校的管理体制，表达其对成人社会规范的不服从。

因此，尽管生存空间不同，但是学术型、玩乐型和违规型这三种学生亚文化类型是天然地存在于初中学生群体中的，这也构成了寄宿制学校学生文化的基本生态系统。不过，调研中发现相当多的学生追求学业成功的动力并非内源性的，多来自于想使父母得到安慰或是获得教师的肯定等外源性因素。表面上看，离家寄宿使得大多数学生有机会生活在一起，应该能够增进同辈之间的交流，激发不同类型学生文化的生长空间，但是我们看到的却是这样一种极为脆弱的学生文化生态。正如正常而健康的自然生态一定是丰富的、充满了差异性的状态，校园的学生文化生态也应该给不同的学生文化类型以生存和发展的空间。当然，我们并不是主张助长违规型亚文化，而恰恰是严格的非人性化的管理模式和贫乏的教育资源剥夺了青少年发挥潜能、丰盈个性的空间，反而更容易催生违规型亚文化，只是表现形式是软性的，甚至会令教师感到麻木和无奈。当学校的升学率高低与考试成绩排名影响到校长的晋级、名誉及地位等切身利益时，当所教班级的升学率高低与考试排名已成为学校考核与评价教师的一项基本依据，进而影响到任课教师和班主任的奖金、晋级、名誉及地位时，一切以文化课学习为重（确切地说是考试课为重）的管理模式必将造成学术性亚文化一家独大，其他的亚文化类型或无生存空间，或者被压抑扭曲地释放出来。

由于学生文化属于亚文化范畴，学生文化的形成与发展深受学生的年龄阶段、家庭背景、学生在学校的社会位置等多种因素的影响。因此，我们走访的三所学校不能代表所有的农村寄宿制初中学生文化生态发展的状况，但是，以军事化管理闻名全国的“衡中模式”被那么多学校所追捧也反映了这种状况可能并非单一的现象。本应在学习、体育和文艺活动当中绽放青春活力的学生形象却成了不少农村寄宿制初中稀有的风景，我们看不到十几岁少年的青春活力，也看不到同辈之间深入的交流与碰撞，日复一日埋首苦读的背影充斥校园，被学校所鼓励的只是一个个学生追求学业成功的单打独斗式的学习生活。这样的学校生活甚至使学生失去了非寄宿情况下本可以从家庭、社区和大众传媒获取多方面信息的可能，不能不令人深思。

二、农村寄宿制初中学生文化生态失衡的原因

作为学生个体，其价值观念可能呈现出复杂的融合，即追求学业成功，在文体活动中放松自我，追求同辈群体的认可，抑或不适应学校生活，被动或主动地违反校规校纪，以的姿态标榜青春的独特性，这三种亚文化类型基本上代表了学生生活的三种维度或是倾向。校园环境天然地存在这三种学生文化类型，只是不同类型的学生文化在整个文化生态中所能得到的生存空间不同，而且这种畸形的失衡的状态对于学生发展的不利已无须赘述，因为多年来学术界对应试教育的批判屡见报章。

抛开那些宏观的大命题，人们很容易想到的理由是，不少农村的学校受制于办学条件，难以为学生提供丰富的文化生活环境。不过，这个理由也需重新加以审视。由于义务教育经费的主要来源是县级财政收入，而河南省不少县级财政的支撑能力难以与城市和发达地区的农村相比，我们所走访的正是一个位于河南省中部的经济发展水平处于中游的县。2004 年以后，教育部提出西部“两基”攻坚计划和“中西部农村初中校舍改造工程”，加大了财政支持力度，不少学校的校舍得到改善，该县也曾有所受益。河南省教育厅2011年制定了《河南省义务教育学校办学条件标准化建设规划（2011―2015年）》，除了提出加强基础的校舍标准化建设，还专门强调教育装备标准化建设，要求各地装备教学实验仪器、图书、多媒体远程教学设备和体育、音乐、美术、卫生器材。走访中不少教师也提到，由于面临着上级教育主管部门检查的压力，学校在经费紧张的情况下建起了计算机教室、图书馆、基本的体育场地和设施。但是，这些简陋的设备和藏书量少而陈旧的图书馆更多的是作为摆设，只有空架子，利用率很低，平时都是门窗紧闭，学生无缘使用。因此，大家反复提及农村教育资源的匮乏是一个相对的问题，如果与10年前、20年前相对比，我们会看到农村教育硬件的改善，师资力量的充实。因此，在宏观的教育管理体制改革艰难推进的大背景下，以办学条件作为理由似乎并不令人信服。

实际上，功利的教育理念和非人性化的教育管理模式是学生文化生态失衡的根本性原因。一提到农村，人们首先想到的贫穷、落后、封闭，但是，各级政府多年来的投入已经使大部分学校具备了基本的办学条件，而图书馆、阅览室（我们走访的三所学校均无阅览室）和体育器材的闲置、社团活动的取消，多半是因为追求学校排名、追求升学率造成的。当然，这是关涉不少校长和教师切身利益之所在，由于影响因素众多且非一日之寒，很难对其进行简单的道德判断。不过，学校能否并愿否尝试另一种发展路径，教师和学生的主体性能在多大程度上被激发出来，却是身为一线管理者的校长应该考虑的问题。访谈中很有意思的一个对比是，同样是位于乡镇，一所学校的校长信奉“严就是好，严才能好”，学校实施全封闭式管理，课堂上学生不能发出任何声音，除非教师提问，自习时间更是寂静一片，因为自习时间也有教师值班看管学生。有限的体育器材在课余时间成了摆设，更不用奢谈开放图书馆、增设选修课、组织学生社团活动等。“校长不喜欢师生活跃”，这样一句话可以想见学校的师生在一种什么样的氛围中生活和学习。这所学校的排名在县里一直名列前五，校长将之归功于严格的管理。学校引以为傲的是考进县一中的学生人数比较多，不过访谈中某位教师也提到，学生习惯了被管得过细过多，不少高分进入县一中的学生由于不适应高中自习课无教师专门指导的情况，分数下滑的不在少数，学生的自我管理能力和自主学习能力欠缺在后续的学习阶段暴露无遗。另一所学校则显得人性化很多，半封闭式的管理使得学生可以利用中午有限的时间自由出校活动，同样是每天学习10小时以上，但是学校图书馆对学生开放，每个教室也设有书架，体育设施可供学生在课余自由使用，学校还非常难得地组织部分教师为学生开设多领域的选修课程，在现有的办学条件下尽可能地为学生提供学习和活动的空间，这所学校在全县的排名与前一所管理甚严的学校不相上下。当我们在抱怨农村学校办学条件差、师资质量难以保障等困难时，是不是应该着眼当下的实际，尽可能挖掘身边的课程资源，既尊重并释放了教师的潜能，也能为学生多方面的兴趣和需要提供力所能及的引导。这样一种既考虑升学率，也尽量发挥办学自主性，努力促进学生全面发展的做法也许更值得学习。

三、农村寄宿制初中学生文化生态的构建策略

原因的分析内在地蕴含了问题的解决方向。宏观的教育政策和教育管理体制改革是改善学校教育质量，滋养健康的学生文化生态的大背景和根本性的影响因素，但是，我们关注的是作为行动者的学校和教师。因此，接下来将从微观的角度探讨如何构建自然的、丰富的、差异性的学生文化生态。

一种策略是做减法。即减少学生过于沉重的学习负担，改变学习变异为重复性训练和考试的做法，严格按国家相关规定，保障信息技术教育、研究性学习、社区服务与社会实践以及劳动与技术教育等综合实践活动的正常开展，开放图书馆、阅览室、微机房、操场、体育设备等，让音乐、美术、体育课回归其本来面目。要做到上述要求，除了学校管理者的责任意识外，还需要各级教育督导部门的评估和过程管理作为保障。这里要考虑的问题是，如果教育主管部门也默认一些学校的做法，这些教育主管部门的责任谁来追究？如果学校愿意按国家的教育计划开设相关课程，有没有专业的师资作为保障？地方教育主管部门在安排新进教师计划时，是否充分考虑到专业的艺体类课程教师的紧缺问题？如果缺乏此类课程的师资，学校可以请有此兴趣爱好的教师暂时担任，即使难以与专业的师资相比，但是至少丰富了学生的文化生活，滋养了学生的身心，也能在一定程度上减少违规型行为的发生率。

另一种策略是做加法。根据国家九年义务教育课程计划的要求，学校应充分利用开设校本课程的权力和机会。校本课程开发是新课改以来课程管理权力下放的突出标志，是以满足本校全部学生或部分学生的兴趣和需要为旨趣的课程，与国家课程和地方课程一样，应受到同样的重视。尽管严格意义上的校本课程开发应吸纳学生代表、教师代表、校长、家长代表、课程专家、社区代表等多方人员共同参与，集体审议，民主决策整个课程开发的过程，但是，在现有条件下，如果学校鼓励教师发挥个人的专长，为学生开设内容丰富、类型多样的选修课，同样值得肯定和提倡。广大的教师群体中不乏对学术研究（任教专业的深层次的钻研）、文体娱乐、职业发展规划和技能训练等方面有心得体会之人，若有学校的激励，相信学生的学校生活也将充满活力，教师也能获得更多的职业成就感，于多方都有益而无害。

[参考文献]

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一、生态环境监测概述

上世纪60年代后，随着全球生态环境问题的出现，生态环境监测从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽，生态环境监测采用的是生态学的多种措施与方法，从多个尺度上对各个生态系统结构和功能的格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对生态环境压力的写照及其趋势而获得，也可以说生态监测是运用可比的方法，在时间与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、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程，其监测的结果则用于评价和预测人类活动对生态系统的影响，从方法原理、目的、意义等多方面作了较为全面的阐述，而在监测对象上，生态环境监测既不同于城市环境质量监测，也不同于工业污染源监测，从生态环境监测发展的历程来看，现今的生态环境监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题，其反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、综合影响的优点，生态环境监测可用作对农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等进行监测，我们不难看出，生态环境监测是环境监测的拓宽，除开新理论、新技术和新措施外，环境监测的理论和实践定能作为生态监测得以发展和完善的基础保障，景观生态学、农业生态学、森林生态学、淡水生态学、海洋生态学、荒漠生态学、环境经济学等理论与实践对生态环境监测也是大有益处。

二、生态环境监测程序

一是现场调查与资料收集。生态环境污染随时间、空间变化，受气象、季节、地形地貌等因素的影响，应根据监测区域呈现的特点，进行周密的现场调查和资料收集工作，主要调查各种污染源及其排放情况和自然环境特征，包括地理位置、地形地貌、气象气候、土地利用情况以及国家经济发展状况；二是确定监测项目。应当按照国家规定的生态环境质量标准，结合该地区污染源及其主要排放物的特点用以选择，并且还要测定一些气象与水文项目；三是数据处理与结果上报。因监测误差存在于生态环境监测的整个过程，所以唯有在可靠的采样和分析测试的基础上，运用数理统计的办法来处理数据，方有可能得出符合客观要求的数据，处理得出的数据应经仔细复核后才可上报。

三、监测的方案与技术路线

生态环境监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，以获得生态系统中某一指标的关键数据，通过统计数据，来反映该指标的状况及变化趋势，我们在选择生态环境监测具体技术方法前，需根据已知条件，结合确定的技术路线，确定最理想的监测方案，技术路线和方案的确定大致包括以下几点：生态问题的提出，生态监测台站的选址，监测的对象、方法及设备，生态系统要素及监测指标的确定，监测场地、监测频度及周期描述，对于一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法，生态监测具有着眼于宏观的特点，是一项宏观与微观监测相结合的工作，对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测，必须采用先进的技术手段。

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水土保持生态建设是我国可持续发展战略中的重要内容之一，也是我国实现建设和谐社会的重要环节之一，对我国经济社会的长期可持续发展十分重要。水土保持生态环境建设工作有着自身的要求和特点，也有着一定的区域特色，不同的环境区域面临的水土保持生态建设的不同现状，也需要采取不同的水土保持生态环境建设手段。水土保持生态环境监测作为水土保持生态环境建设的重要部分，对水土保持生态环境建设起到重要作用，但是现阶段我国的水土保持生态环境监测工作还缺乏比较充足的成功经验可以借鉴，所以也在不断摸索进行。水土保持生态环境监测体系的建设和完善正在进行，这对促进我国水土保持生态环境监测工作的发展进步有着积极的作用。笔者在工作中深刻认识到水土保持生态环境监测工作的重要性，也将自身工作经验进行了认真总结与提炼，现将对水土保持生态环境监测的相关内容进行论述。

网络布局为水土保持生态环境监测奠定了基础

水土保持环境生态监测网络有着自身的特点和要求，在水土保持生态环境监测网络建设的时候要注意网络的整体性与系统性，而且还要兼顾到不同区域之间的差异，根据区域差异来建设合适的水土保持环境生态建设网络。水土保持环境生态监测网络的建设有着相应的原则，首先就是要确保自然水系与行政区划是相统一的；其次，水土保持生态环境监测网络要兼顾微观监测与宏观监测相结合；再者，水土保持生态环境监测网络要注重整体与特殊性相结合；最后，水土保持生态环境监测网络要将治理与保护相结合，避免先破坏后治理的观念。我国很多省市都在水土保持生态环境监测网络建设工作中秉持了这些原则和理念，根据省市之间的区域性来开展水土保持生态环境监测网络建设工作，以促进水土保持生态环境监测网络的发展，以保证我国水土保持生态环境监测的进步。

水土保持生态环境监测工作的注意事项

2.1、重视水土保持生态环境监测工作的重要性

水土保持生态环境监测工作是整个水土保持生态环境工作中的重要环节，对水土保持生态环境工作的正常开展以及成效都有着重要影响，因此，应该全面客观认识水土生态环境监测工作，以便在水土保持生态环境监测工作中采取适合的措施来促进水土保持生态环境监测的发展。水土保持生态环境监测的重点工作主要是宏观区域水土流失的阶段性变化，根据对区域水土流失的监测结果进行科学合理分析，进而为水土保持工作的下一个环节提供科学的依据，以制定下一步的水土保持生态建设策略。在进行水土保持生态环境监测的时候要注意监测工作的全面系统性，不能只是将监测工作停留在水土保持工作的完成状况上，也不能只是对水土保持生态建设的数据复核，而是要将水土保持工作中的预防保护与治理相结合，正确处理水土保持监测工作的相关内部矛盾问题，以促进水土保持生态环境监测网络的完善，提高我国水土保持生态环境监测工作的水平。

2.2、客观处理不同行政区域之间的水土保持生态环境监测问题

水土保持生态环境监测的工作不仅涉及到自然环境的划分，也关系到不同行政区域之间的工作配合。不同的省份根据自身的具体情况来制定相应的监测工作管理内容，有些省份会规定一般省级的监测公告要在5年更新一次，这一个周期的水土保持生态环境监测报告要展示出该省在水土保持生态环境监测的相关数据。例如某个省份展示的监测数据就可以显示出这个省份的侵蚀面积和侵蚀级别，其减少幅度大体上是南部大于北部，而国家和省份水土保持的资金重点反而不在侵蚀面积和侵蚀级别较高的地方，这就使得水土保持的效果很难实现。很多省份之所以会出现这样的情况，那是因为水热条件比较好、植被恢复比较快，这些水土流失的情况在影像上也可以体现出来。不同的省份应该根据自身的情况，决定该省区域应该间隔多少时间对数据进行采集，进行系统监测、评价并公告值得认真考虑。如果间隔的时间太短，那么就可能会导致监测投入的问题，以至于治理的效果不太明显；如果间隔的时间太长也会影响到监测工作的意义。因此，不同的省份在开展水土保持生态环境监测工作的时候也要注意监测时间的间隔问题，根据省份自身的特点和情况来决定适当的间隔时间，尽量确保水土保持生态环境监测工作的效果和意义。

2.3、正确处理监测数据

利用遥感手段可以监测到水土流失的面积、分布和程度等数据，但是如果要分析出水土流失的危害、水土保持效益等数据，就需要采用一定的观测或调查来取得。在实际的监测工作中，点源数据得出的结果会与实际情况比较接近，但是在一些省级行政区域公布的水土保持公告中没有体现出点源数据的重要性。那么，在实际工作中应该正确处理水土保持生态环境监测数据中的点源数据和面源数据关系和在公告中所占的比例，尽量将点源数据和面源数据的优势都充分发挥利用起来，这样不仅可以完善水土保持生态环境监测数据的利用体系，而且也可以保证我国水土保持生态环境监测数据的客观真实性。

三、结束语

水土保持生态环境建设工作是我国社会主义和谐社会建设的重要环节之一，对我国实现社会经济的长期健康发展十分重要。本文论述了水土保持生态环境监测工作的相关内容，着重对水土保持生态环境监测工作的注意事项进行了论述，希望可以促进我国水土保持生态环境监测工作的进步。

参考文献

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1.前言

随着社会制度的不断完善，各种相应措施进行分析，是利用各种施工控制手段进行整理，采用相应的技术方法和技术措施进行管理，随着当前人们对环境认识的不断增加，对环境发展过程中的规律也在日益的总结，环境问题不再局限于排放污染物引起的健康问题，其在社会发展的过程中成为影响社会发展的关键手段。在环境保护的过程中，主要包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。随着社会发展过程中各种科学技术手段在环境保护中的不断应用，逐步的建立了一套系统化的监测手段和保护措施。环境监测从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。是利用当前各种常见的污染因子进行分析和总结，提出其对形成的原因和各种现状。随着当前工业的大力发展，使我国本已十分脆弱的生态环境更加恶化。这就促使了我国人们对环境认识和环境保护的不断提高，同时更是存进环境审查和环境监测的发展和改变。人们开始认识到，为了保护生态环境，必须采用综合的处理手段对环境进行分析和认识，监理完善的并具有实际操作性质的管理体系，这是生态环境监测系统出现的必然性，更是当前社会发展过程中的必然趋势。

2.生态监测

所谓生态系统（Ecosystem）是指地表生物与非生物间的相互依存关系。生态质量是环境质量的核心。是以生态学理论为基础，从生态系统层次上研究系统各组成、变化规律和相互关系、以及人为作用下结构和功能的变化，从而评价环境质量。因而生态质量及其评价的综合性极强。

生态监测是采用生态学的各种方法和手段，从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测，又称生态环境监测，目前的定义不很一致。美国环保局Hirsch把生态监测解释为自然生态系统的变化及其原因的监测，内容主要是人类活动对自然生态结构和功能的影响及改变。国内有学者提出“生态监测就是运用可比的方法，在时间和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、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程，监测的结果则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，这一定义似乎从方法原理、目的、手段、意义等方面作了较全面的阐述。

3.1宏观生态监测

研究对象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。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业数据为基础，采用遥感技术和生态图技术，建立地理信息系统（GIS）。其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。

3.2微观生态监测

研究对象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。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础，以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性信息。

4.生态监测的任务与特点

4.1生态监测的基本任务

对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述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；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）等，加入国际生态监测网络。

4.2生态监测的特点

4.2.1综合性

生态监测是一门涉及多学科的交叉领域，涉及到农、林、牧、副、渔、工等各个生产行业。

4.2.2长期性

自然界中生态过程的变化十分缓慢，而且生态系统具有自我调控功能，短期监测往往不能说明问题。长期监测可能导致一些重要的和意想不到的发现，如北美酸雨的发现就是典型的例子。

4.2.3复杂性

生态系统本身是一个庞大的复杂的动态系统，生态监测中要区分自然因素（如洪水、干旱和水灾）和人为干扰（污染物质的排放、资源的开发利用等）这两种因素的作用有时十分困难，加之人类目前对生态过程（ecological process）的认识是逐步积累和深入的，这就使得生态监测不可能是一项简单的工作。

4.2.4分散性

生态监测站点的选取往往相隔较远，监测网的分散性很大。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。转

5.生态监测的技术方法

生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标的特征数据，通过统计分析，以反映该指标的现状及变化趋势。在选择生态监测具体技术方法前，要根据现有条件，结合实际制定相应的技术路线，确定最佳监测方案。技术路线和方案的制定大体包含以下几点：生态问题的提出，生态监测台站的选址，监测的内容、方法及设备，生态系统要素及监测指标的确定，监测场地、监测频度及周期描述，数据的整理（观测数据、实验分析数据、统计数据、文字数据、图形及图象数据），建立数据库，信息或数据输出。

6.国内生态监测现状

随着我国空间技术的发展，宏观生态监测有了一定的进步，3S技术成为近几年来生态监测工作者们研究的重点内容，并显示出其快速准确的明显优点，是宏观监测技术发展的趋势：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。

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关键词:生态环境监测;生态监测技术

Key words: ecological monitoring;ecological monitoring technology

中图分类号:X835 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0109-01

0引言

随着人们对环境问题认识的不断深化,环境问题不再局限于排放污染物引起的问题,而且还包括环境的保护、生态平衡和可持续的资源问题,因此,环境监测也从一般的环境污染因子监测向生态环境监测过渡和拓宽。人们开始认识到,为了保护生态环境,必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系,这就是生态环境监测。环境监测以单纯的理化指标和生物指标监测,只对大气、水、土壤等中的化学毒物或有害物理因子进行测定,强调“局部剖析”,存在很大的局限性;而生态环境监测着眼于“整体综合”,对人类活动造成的生态破坏和影响进行测定。可以说,生态环境监测是生态保护的前提,是生态管理的基础,是生态法规的依据。生态环境监测是环境监测发展的必然趋势。目前,生态环境监测已在全球范围内展开,但在我国才刚起步,还缺乏统一的标准和技术规范。

1生态监测

生态系统是指地表生物与非生物间的相互依存关系。生态质量是环境质量的核心,是以生态学为基础,通过生态系统各部分组成、变化规律和相互关系、以及人为作用下生态系统结构和功能的变化来评价环境质量。生态监测是采用生态学的方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测,又称生态环境监测,目前国际上还没有统一规范的定义。国内有学者提出“生态监测就是运用可比的方法,在时间和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、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程,监测的结果则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。目前所指的生态监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题。生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。生态监测可分为宏观生态监测和微观生态监测两大类:宏观生态监测对象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。微观生态监测研究对象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。一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。

2生态监测技术

生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断,从而获得生态系统中某一指标的特征数据,通过统计,以反映该指标的现状及变化趋势。生态监测技术方案的制定大体包含以下几点:生态的提出;生态监测台站的选址;监测方法及设备;生态系统要素及监测指标的确定;监测场地、监测频度及周期描述;数据的整理;建立数据库;信息或数据输出;信息的利用。在确定具体的生态监测技术方法时要遵循一个原则,即尽量采用国家标准方法,尽量采用该学科较权威或大家公认的方法。一些特殊指标可按生态站常用的监测方法。生态监测是一项宏观与微观监测相结合的工作。生态监测平台是宏观监测的基础,它以3S技术作支持,并具备强大的信息处理装置。3S技术(即地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位技术(GPS))是宏观生态环境监测发展的方向,它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,依靠专门的软硬件使生态监测智能化,使生态资料数据上网,实现生态监测化,是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。

3国内生态监测现状

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1、森林资源监测的内容和建设构想

我国现在各方面的监测体系很多，林业部门除了国家森林资源连续清查监测体系外，还有沙漠监测、生态定位观测、森林病虫害观测等，中国林业科学研究院还提出了森林环境监测体系。各种调查监测体系如何协调配合，从而实现跨部门、多学科共同监测国家的土地资源利用的目标。在科技高速发展的今天，依靠先进的计算机技术、遥感技术、GIS 技术与地面调查相结合是建立我国林业科学监测体系的必由之路。要建立科学的监测体系，首先必须对监测对象的现状有科学的认识，认识监测对象发展的科学规律。目前，我国森林资源监测的内涵和任务正发生巨大的转变，一是由单一林木蓄积调查为主的资源调查向森林资源和生态状况综合监测转变；二是由资源现状调查向动态监测转变；三是由以地面调查为主向地面调查与应用科学技术全面结合转变；四是由单独的技术调查向技术和执法性相结合的调查转变。为了适应林业工作向生态环境建设的战略性转变，监测工作必须首先实现战略性转变：从单项的监测向综合的、动态的资源和生态环境监测、分析和评价转变；从侧重于宏观监测向宏观监测、重点生态环境保护与治理工程效益监测评价并重转变；从以地面调查为主要手段的监测评价方法，向以广泛应用高新技术为标志的监测评价方法转变；从单纯搜集信息向信息更新与管理，为决策的每一个环节提供服务转变。国家林业资源和生态环境监测评价体系的内容组成部分有森林资源监测体系、野生动植物监测体系、荒漠化监测体系、林火监测体系、湿地监测体系、生态工程监测体系、森林生态环境监测体系、其他监测体系。基于对生态建设、生态安全、生态文明这一林业发展总体战略思想的认识，我国提出了森林资源与生态状况综合监测体系建设的总体战略思想：确立以森林资源连续清查为主体、各专项监测相结合的国家森林资源综合监测系统和以森林资源规划设计调查为主体、各专题调查相结合的地方森林资源监测系统为体系建设的总体框架。

2、森林资源动态监测新技术

2.1 3S技术

3S是地理信息系统（GeographicalInformation System，简称GIS）、全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）和遥感技术（Remote Sensing，简称RS）这3项的全称缩略，集信息获取、信息处理、信息应用于一身，具有快速、实时的空间信息获取与分析能力，是构成地理信息产业的支柱产品和技术，也是应用于森林资源动态监测的一种技术手段和科学方法.3S技术中，GPS主要被应用于实时、快速地提供目标，包括各种传感器和运载平台的空间位置，利用其定位功能，快速准确地测量控制点坐标，辅助遥感图像的几何纠正，可大大提高工作效率和精度.RS用于实时或准时提供目标及其环境的语义和非语义信息，及时地对GIS进行数据更新，具有快速机动性和高分辨率的特点，GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理，为信息的处理、信息的应用提供强有力的工具，可进行动态仿真、模拟，进行最优化决策，是3S技术集成的基础平台，3者的结合与集成已成为空间科学的发展方向和必然趋势，该技术不受气候、日照影响，能穿透云层并能全天候工作的雷达卫星遥感技术等.20世纪80年代中期，美国林务局就在资源、流域、生物多样性保护等方面的管理监测中广泛推广GIS，GPS，RS技术和计算机等先进手段，目前美国已突破传统的森林资源调查和监测范围，渗透到全球环境变化监测和森林保健监测（FHM）研究，利用航天遥感技术建立大范围的森林生态图和森林健康指数图，对森林的生物和环境因子，森林的健康状况进行连续和动态的研究与监测。我国也是开展3S技术较早的国家之一，国家十分重视对3S技术的研究，一直都把遥感技术、GIS作为优先发展的技术，国家高技术发展计划也把遥感技术及3S技术的发展列为重点加以资助，并取得了一些重大科技成果，成功地实现了一些实用的集成模式。

2.2抽样技术

在动态监测体系中，除3S技术外，传统的抽样技术必不可少.基本的抽样方法，如简单随机抽样、分层抽样、整群抽样、二阶与多阶抽样、系统抽样在林业资源调查及监测中都有所应用.应用抽样技术与3S技术相互协作进行调查和监测，可充分展示现代科技赋予现代林业的高效率、低成本、高精度的特点.美国林学界从20世纪70年代后期开始两阶抽样方法研究，先后设计出3种HPS/PPS抽样方法，20世纪90年代设计出的第3种方法，即第1阶为水平点抽样，第2阶为简单随机抽样，随机样本限制在第1阶样点内，样本选取是按与直径平方成比例的概率进行，特别适用于大面积的总体调查，而且对树龄较大的天然混交林更呈现出它的优点.国内在林业抽样方面的研究也较深入，如在森林资源清查中应用2期抽样方法进行动态监测，另外还有PR抽样、角规点抽样等方法，且仍在不断探索准确、高效、费用少的抽样方法。

3、展望

3.1提供更有时效的重复观测能力

即有较短的重复观测周期，并能较快地得到数据。这对于许多应用是非常重要的，特别是对于灾害的监测，常需要1天以内甚至数时小时的重复观测时间才能有效地监视和评估灾害，及时采取措施。

3.2进一步细化波谱分辨率

以期提高缩小波段波谱长度，获取监测对象中更有针对性和更具体的信息。增加波段总数，为研究同一对象提供了更多的波段选择。

3.3多数据源综合分析和利用

目前卫星遥感主要有光学遥感和微波遥感两大部分，两者各有特点。光学遥感技术成熟，谱段所含信息丰富，数据容易理解，但很难探测云层覆盖下的区域，而微波有穿透能力，能全天候全天时工作，但信号处理复杂；光学数据能描述地物的化学物理性质，微波则适于反映地形及表面结构特征。充分利用两种遥感的特点，取长补短，能得到更好的监测效果。

3.4推广应用遥感技术

提高数据的处理加工能力和服务水平，发展小卫星来降低成本。

参考文献：

[1]张增祥.我国资源环境遥感监测技术及其进展[J].中国水利，2004， （11）.

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中图分类号：Q14文献标识码： A 文章编号：

环境问题不仅仅是工农业生产和人民生活所排放的污染防治问题,而且包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。人们开始认识到,为了保护生态环境,必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系,这就是生态环境监测。可以说,生态环境监测是开展生态保护的前提,是实施生态管理的基础,是建立生态法律法规的依据。

一、生态监测

生态监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。从环境监测发展历程来看,目前所指的生态监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点。

生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。每一类型的生态系统都具有多样性,它不仅包括了环境要素变化的指标和生物资源变化的指标,同时还要包括人类活动变化的指标。

国内对生态监测类型的划分有许多种,常见的是从不同生态系统的角度出发,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。根据生态监测两个基本的空间尺度,生态监测可分为两大类:宏观生态监测,微观生态监测。宏观生态监测研究对象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。微观生态监测研究对象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。

根据监测的具体内容,微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。宏观生态监测必须以微观生态监测为基础,微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导,二者相互独立,又相辅相成,一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。

生态监测可概括为以下几个方面特点:

1综合性生态监测是一门涉及多学科的交叉领域,涉及到农、林、牧、副、渔、工等各个生产行业。

2长期性自然界中生态过程的变化十分缓慢,而且生态系统具有自我调控功能,短期监测往往不能说明问题。长期监测可能导致一些重要的和意想不到的发现,如北美酸雨的发现就是典型的例子。

3复杂性生态系统本身是一个庞大的复杂的动态系统,生态监测中要区分自然因素(如洪水、干旱和水灾)和人为干扰(污染物质的排放、资源的开发利用等)这两种因素的作用有时十分困难,加之人类目前对生态过程的认识是逐步积累和深入的,这就使得生态监测不可能是一项简单的工作。

4分散性生态监测站点的选取往往相隔较远,监测网的分散性很大。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。

二、生态监测指标体系与优先监测项目

1生态监测指标体系

生态监测指标体系主要指一系列能敏感清晰地反映生态系统基本特征及生态环境变化趋势的并相互印证的项目,是生态监测的主要内容和基本工作。生态监测指标的选择首先要考虑生态类型及系统的完整性,一般说来,陆地生态站(农田生态系统、森林生态系统和草原生态系统等)指标体系分为气象、水文、土壤、植物、动物和微生物六个要素;水文生态站(淡水生态系统和海洋生态系统)指标体系分为:水文、气象、水质、底质、浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物和微生物八个要素。

从生态资源的环境价值、评价问题、所受的环境压力及生态系统结构与功能间关系的角度出发,生态监测指标可分为条件指标和环境压力指标,其中条件指标又可分为反映指标、暴露指标和生态指标。反映指标是关于生态系统中生物在各层次上(生物个体、种群、群落及生态系统)组合状况的环境特征的指标;暴露指标是关于反映生态系统中物理、化学和生物的压力大小的环境特征指标;生态指标是生态系统中受外来环境压力下,能满足生态系统中层次生物正常生活和循环的各种物理、化学和生物状况的指标;压力指标是关于自然力和人为因素影响生态系统发生变化的指标。

2生态监测指标体系的确定原则

生态监测指标体系是一个庞大的系统,应遵循以下几个方面的原则。在可作为监测指标的众多要素中,科学性、实用性、代表性、可行性尤为重要。一般来讲,选择与确定生态监测指标体系应遵循以下几个方面的原则:

2.1代表性指标应能反映生态系统的主要特征,表征主要的生态环境问题。

2.2敏感性确定那些对特定环境敏感的生态因子,并以结构和功能指标为主,以此反映生态过程的变化。

2.3综合性真实反映生态环境问题。

2.4可行性指标体系的确定要因地制宜,同时要便于操作。

2.5简易化从大量影响生态系统变化的因子中

选取易监测、针对性强、能说明问题的指标进行研究。

2.6可比性不同监测台站间同种生态类型的监测应按统一的指标体系进行。

2.7灵活性对同类型的生态系统,在不同地区应用时指标体系也应作相应调整。

2.8经济性尽可能以最少费用获得必要的生态环境信息。

2.9阶段性根据现有水平和能力,先考虑优先监测指标,条件具备时,逐步加以补充,已确定的指标体系也可分阶段实施。

2.10协调性多数生态环境问题已是全球性问题,所确定的指标体系,尽量和“全球环境监测系统”(CEMS)相协调,以便国际间的技术交流与合作。

3优先监测的指标体系

优先监测指标体系必须满足对生态系统的生命支持能力进行评价的最大的要求。优先监测指标的确定原则是:当前受外力影响最大、可能改变最快的指标;反映生态系统的生命支持能力的关键性指标;有综合代表意义的指标。

根据专家意见和安徽省实际,下列指标可列入优先监测的指标体系中:全球气候变暖所引起的生态系统或植物区系位移的监测;珍稀濒危动植物物种的分布及其栖息地的监测;水土流失面积及其时空分布和环境影响的监测;人类活动对森林、草原、农田等结构和功能影响的监测;水体污染对水体生态系统包括湖泊、水库、河流和海洋等结构和功能影响的监测;主要污染物(农药、化肥、有机物、重金属)在土壤———植物———水体中的迁移和转化的监测;水土流失生态平衡的监测;各生态系统中微量气体的释放通量与吸收的监测等。

三、结语

生态监测是环境监测领域的扩展和对环境监测的新的要求,是一项复杂的系统工程。随着对生态环境保护的日益重视,为满足更深层次的环境管理的要求,我们对不同的生态系统开展了一些生态监测,并取得了一定的成效。

参考文献:

[1]张建辉,吴忠勇.生态监测指标选择一般过程探讨[J].中国环境监测,1996,4.

[2]王洪庆,陶战.农业生态监测指标体系探讨

[3]张增祥,彭旭龙.生态环境综合评价与动态监测的空间信息定量分析方法及应用

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生态监测是采用生态学的各种方法和手段，从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。每一类型的生态系统都具有多样性，它不仅包括了环境要素变化的指标和生物资源变化的指标，同时还要包括人类活动变化的指标。

2 生态监测的类型

根据生态监测两个基本的空间尺度，生态监测可分为两大类：

2.1 宏观生态监测。

研究对象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。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业数据为基础，采用遥感技术和生态图技术，建立地理信息系统（GIS）。其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。

2.2 微观生态监测。

研究对象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。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础，以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性信息。

根据监测的具体内容，微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。

宏观生态监测必须以微观生态监测为基础，微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导，二者相互独立，又相辅相成，一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。

3 生态监测的任务

对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述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；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）等，加入国际生态监测网络。

4 生态监测的技术方法

生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标的特征数据，通过统计分析，以反映该指标的现状及变化趋势。在确定具体的生态监测技术方法时要遵循一个原则，即尽量采用国家标准方法，若干国家标准或相关的操作规范，尽量采用该学科较权威或大家公认的方法。一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法。

生态监测具有着眼于宏观的特点，是一项宏观与微观监测相结合的工作。对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测，必须采用先进的技术手段。其中，生态监测平台是宏观监测的基础，它必须以三S技术作支持，并要具备容量足够大的计算机和宇航信息处理装置。三S技术，即地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）和全球卫星定位技术（GPS）。三项技术形成了对地球进行空间观测、空间定位及空间分析的完整的技术体系。它能反映全球尺度上生态系统各要素的相互关系和变化规律，提供全球或大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像，揭示岩石圈、水圈、气圈和生物圈的相互作用和关系。在RS和GIS基础上建立的数学模型，能促进以定性描述为主到定量分析为主的过渡，实行时空的转移，在空间上由野外转入室内，在时间上从过去、现在的研究发展到在三维空间上定量预测未来。

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根据研究调查显示，全球陆地面积的24%是山地，山地环境为人类提供了大量生存资源，如淡水资源、矿产资源以及良好的生态环境等，丰富的植被覆盖和地理特征成为很多濒危物种生存和避难的场所，山地生态环境对全球变暖具有很强的敏感性，同时也为山地农业发展提供了所依赖的生态环境[1]。中国是农业大国，也是山地资源较为丰富的国家，因此对山地生态环境的研究与开发也是目前的重点发展方向之一。随着物联网技术的迅猛发展，无线传感器网络（WSN）作为数字化信息采集的重要手段，无线传感器网络具有自组织、无需布线、易安装、携带方便、价格低廉等特点，使得它在环境监测技术方面的使用越来越多，因此对很多复杂山地生态环境的监测也逐渐走向智能化，在环境监测、森林防火预警以及农业病虫害防治等方面有着广泛的应用。由于山地环境气候的多变性，地理位置的复杂性等，文中设计了一套基于ZigBee的山地生态环境监测系统，适用于对大部分山地生态环境的影响因子（空气温湿度、土壤水分、光照度、风速风向、土壤pH值、CO2浓度、降雨量等）进行实时监测，并将数据通过汇聚节点发送到远端服务器供进一步分析处理。

1系统总体设计

基于WSN的监测系统主要由上位机监测单元，ZigBee智能网关以及传感器单元构成，系统整体结构框图如图1所示。ZigBee各终端节点上连接有相应的传感器，传感器采集数据后通过ZigBee自组网络的一个或者多个路由器转发从而传到协调器网关节点。一方面网关节点通过串口把数据存在本地PC端，另一方面通过3G模块把数据通过固定的IP地址发送到远端服务器，上位机单元通过网络可以查询数据，并进行实时显示和分析，用户也可以通过手机连接数据库来查看信息，从而达到实时监测的目的[2。

2硬件设计

2.1WSN的数据采集网络拓扑结构设计

Z-Stack协议栈是基于IEEE802.15.4标准协议建立的，定义了协议的PHY层和MAC层。ZigBee网络还具有成本低、功耗低、时延短、网络容量大、可靠度高等特点被广泛应用在多种无线监测领域[3]。其网络拓扑结构分为星型网络、簇型网络和网状网络。本系统的工作环境处于山地中，无线信号的传播会受到地形和障碍物的影响而发生折射和反射，因此我们选择簇型网络，该种拓扑结构能够保证数据的可靠传输，有较强的自组织能力，适用于山地环境中的数据采集[4]。WSN的数据采集网络拓扑图如图2所示。Z-Stack协议栈的数据传输方式分为广播、组播和单播。由于监测环境的需要，我们将终端监测节点的传输方式设置为单播，指向协调器的地址：0X0000发送数据；协调器节点则设置为广播传输，地址为：0XFFFF，传输对象为网络覆盖范围内的所有设备。这种传输机制能够有效减少数据冗余，有利于增加数据的真实性。

2.2硬件系统的整体设计

系统的硬件结构图如图3所示。该系统以STM32-LPC1752芯片作为MCU单元，以TI公司生产的ZigBeeCC2530低功耗模块作为搭建WSN网络的主要模块。当传感器单元采集到环境数据信息后，终端监测节点通过ZigBee网络将数据传送到协调器，协调器接收到数据后通过串口将数据发送到MCU单元，本地的上位机系统存储数据后，对之进行处理，并判断数据是否出现异常，一旦出现异常便触发3G（SIM5320E9）模块来发送短信给指定用户进行短信报警，通过GPS模块还可定位到每一个节点的相对具体区域，使得用户对每个监测区域环境的具体情况能做出更准确的判断。另一方面将数据通过3G模块发送到远端的上位机系统，用户通过访问固定的IP地址来获取实时数据信息，实现远程环境数据实时监测。由于监测节点需要在山地环境中工作，因此对该系统采用太阳能电池板供电和电池供电两种供电模式，以确保网络正常运行。

3上位机系统的设计

对于该系统上位机的监控中心部分，利用C#编程语言实现。通过C#与.NET实现网页和服务器之间的连接，以此来访问数据库中所接收到的实时环境监测数据[5]。Web网页包含实时数据显示、历史数据查询、历史数据曲线图等功能，用户在任何有网络的地方都可以随时查看实时数据，加入数据曲线图的功能后方便用户来对数据进行更好地观察和分析。图4所示为上位机接收数据流程图，图5所示为上位机接收数据监测界面，图6所示为上位机数据历史曲线趋势图。

4结语

针对山地生态环境的特点，文中设计了一种基于物联网的山地生态环境监测系统。该系统具有低功耗、数据传输可靠性高、安装方便、实时性好等特点。通过在实际环境中的测试，能够对监测区域的空气温湿度、风向、风速、二氧化碳浓度、土壤湿度、降雨量等多个重要的环境因子进行实时监测，满足了大部分山地生态环境监测的需求，为进一步研究山地生态环境提供了可靠的数据。

参考文献

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[3]张艺.基于ZigBee的无线自组网研究与实现［D].上海：上海大学，2009.

[4]许伟，赖国峰，林志忠，等.基于ZigBee和GPRS的山地茶园无线监测系统的设计[J].莆田学院学报，2016，23（2）：32-37．

[5]江凌，杨平利，杨梅，等.基于技术访问SQLServer数据库的编程实现[J].现代电子技术，2014，37（8）：95-98.

[6]王志雷，秦玉龙，张沈兵，等.基于ZigBee技术的环境监测系统设计[J].物联网技术，2013，3（12）：21-24.

[7]周高星，李国刚，邹程.基于农业物联网的数据监测系统的设计[J].福建电脑，2016，32（6）：37-38.

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中图分类号:X832

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2010)08-0142-03

1 引言

随着社会的发展,人口剧增,环境污染日趋严重。治理污染,保护环境已成为全人类的呼声。利用现代化的监测仪器和手段对污染物进行理化分析,是环境监测的常规方法。然而随着对环境污染认识地不断深入,污染对生物群及人类健康的影响逐渐显现出来。仅仅依靠理化监测不能反映出污染物对生物体及生态系统影响的综合效应,因此利用生物对环境污染进行监测,从不同层次上分析污染危害程度,已经成为一种被广为接受的环境监测手段。

利用生物的基因、结构、种群或群落对环境污染或环境变化所产生的反应进行分析,从生物学的角度提供依据,称为生物监测。生物监测技术诞生于20世纪初,经历了一个从宏观生物水平到微观的细胞水平、基因水平等地逐步深化的过程。20世纪90年代,分子生物学和细胞生物学研究的迅速进步,以及信息科学技术的突飞猛进,生物监测技术进入了一个全新的发展时期。

2 生物监测的内涵

生物监测的理论基础来自生态监测理论。污染物进入环境后,将对生态系统产生影响,引起系统原有结构和功能改变。在分子性能上,会激活或抑制酶活性,改变蛋白质的合成。在细胞结构上,会引起细胞膜的改变,破坏内质网、线粒体等。在表象上,会导致动物死亡,行为改变,或者抑制其生长发育与繁殖等。在植物表象上表现为生长速度变化,发育受阻,黄化及早熟等。在种群水平上的表象是引起种群数量或密度的改变,物种比例的变化,竞争关系和遗传基础的改变,引起群落中优势种群、数量、以及种群多样性的改变。

早期的微核试验,是以细胞中的微核数量为指标,监测污染物对染色体的损伤。环境中存在的污染物越多,诱发生物染色体的损害也越严重,其微核率也就越高。小白鼠血红细胞微核试验、蚕豆根尖细胞微核试验等都表明,污染因子引发染色体异常和微核率之间有较好的相关性。BC5试验(“鼠伤寒沙门氏菌”肝微粒体试验法)是目前最著名的一种常规监测方法,用于快速检测和筛选环境中致突变物和与致癌物。当环境诱变剂或经肝微粒体酶转化的诱变剂作用于鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营养缺陷型系列菌株,使其发生突变,就能在不加生物素和组氨酸的培养基上生长,计数回复突变的菌落数来评价污染物的诱变力。20年来,用这一方法对数百种化学品进行了试验。结果表明,回复率与化学品的遗传毒性之间有较高的相关性。BC5试验成功地运用于多重金属、环芳烃、农药和各类污水或废水等多种污染物的遗传毒性检测。

随着生物技术地发展,电泳技术和DNA技术也被用于进行环境污染评价。16srDNA技术可以准确地表现待测环境中原核微生物的种类。Roane f213通过16srDNA序列技术,对毒性金属污染和无污染的水中微生物进行检测。获得细菌在基因水平上的多样性,通过对不同环境下原核微生物的16srDNA序列比较,证明金属污染的水体中可培养的细菌微生物数量和种类减少了。以后发展的变形梯度凝胶电泳技术能够把长度相同但序列不同的DN段区分开来,通过比较微生物种群多样性变化,预测环境污染的程度。

3 生物监测在环境监测中的实际应用

3.1 大气污染的生物监测

大气污染是通过对大气环境下生物监测确定大气的环境质量水平。在生物体系中,植物更易遭受大气污染的伤害,植物固定生长的特点使其无法避开污染物。对大气污染的反应敏感性强,本身位置的固定,便于监测与管理,大气污染的生物监测主要是利用植物进行监测。对大气污染反应灵敏,用以指示和反映大气污染状况的植物,称为大气污染的指示植物,较常用的大气污染的指示植物有以下几种。

3.1.1SO.2指示植物

主要为地衣、落叶松、苔藓、杜仲、水衫等。其典型症状为叶脉间显现块状伤斑,也可能在叶缘,伤斑多呈红棕色或土黄色。

3.1.2 氟化物指示植物

主要是有唐昌蒲、金线草、郁金香、大蒜、葡萄苔藓、杏、梅等。典型症状为叶尖多见伤斑,少数在叶脉之间,伤斑一般为浅褐、红褐色,坏死部分与健康部分存在明显的界线。

3.1.3NO.2指示植物

应用较多的有向日葵、番茄、秋海棠、柑桔、烟草等。典型症状为叶脉间有不规则伤斑,呈现白、棕色或黄褐色,也可能全叶点状伤斑。

3.2 水体污染的生物监测

在天然水域中的各种水生生物之间,以及和赖以生存的水环境之间,相互依存、相互制约,一旦水体被污染,水环境改变,各种水生物会产生不同的反应,从而构成水体污染监测的生物学根据。水体污染的生物监测的方法主要有以下几种。

3.2.1 微型生物群落监测法

微型生物群是水体系统的重要部分,对水体污染有敏感的反应。最常用的方法是聚氨酯泡沫塑料块法,特点是将这种泡沫塑料块投入水体,收集其中的微型生物。基质的使用不受时间和空间的限制,相对于其它的生物群落法,具有快速、经济和准确等优点,也适用于工业废水的监测。

3.2.2 指示生物法

指示生物法是最经典的水体污染的生物监测方法之一。利用对水环境中污染物敏感的生物种类的存在或缺失,来指示其所依赖的水体内污染物的存在状况。指示生物应具有生命周期长,活动范围固定等特点,便于持久地反映污染物对水体的综合影响。主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类和着生生物。从分类地位看,无脊椎动物地应用最广泛。指示水体严重污染的生物包括颤蚓类、细长摇静裸藻、蚊幼虫、小颤藻等。指示水体中等污染的生物包括四角盘星藻、居栉水蚤、脆弱刚毛藻等。指示水体清洁的生物包括扁蜉、蜻蜓、田螺等。

3.3 土壤污染的生物监测

土壤污染所产生的影响大都是间接的。通过土壤农作物、人体及土壤、地下水(地表水)、人体,这两个最基本的环节对人体产生影响。因此土壤污染的生物监测,包括土壤污染物对农作物生长发育的影响,对土壤微生物的影响。

3.3.1 植物监测法

利用土壤污染的指示植物进行监测。土壤受到污染后,污染物对植物产生各种反应“信号”,产生可见症状,生理代谢异常,如叶片上出现伤斑,蒸腾率降低、呼吸作用加强,生长发育受阻,植物成分发生变化等。

3.3.2 动物监测法

利用动物监测土壤的污染程度最常见的选择对象是蚯蚓,蚯蚓对土壤中的农药、铅等有较高的敏感性,此外蚯蚓体中的镉的浓度与土壤中镉的浓度明显相关,是一种有实用价值的土壤镉监测的指示动物。

3.3.3 微生物监测法

主要是通过监测土壤中微生物群落的变化来反映土壤受到生物污染的状况。人粪尿是土壤生物污染的主要污染源,其次污水灌溉也可引起土壤的生物污染。通过对土壤中异养菌(主要是细菌、放线菌和霉菌)的分离和计数,观察和了解受测土壤中微生物群系的结构和数量的改变,从而评价土壤被微生物所污染的状况及程度。

4 生物监测的发展趋势和前景

生物监测主要是利用有机体对污染物的反应来直接表征环境质量的好坏及污染的程度。环境污染的效应从根本上是对以人为主体核心的生物系统造成影响。因此生物监测对环境素质的优劣具有指示作用。但是生物监测对象的复杂性,反过来又使生物监测的操作面临许多问题。如其灵敏性、快速性和精确性等都需进一步提高,其对生物学知识和技术的依赖性决定需要以生命科学的理论和实践作为基础和指导。污染不仅会对生物的行为、形态、数量、种群或群落结构产生影响,而且可能造成细胞结构和遗传物质的破坏,导致机体畸变、致癌和变异。这些复杂的生物系统会给分析带来更多的困难。此外选择的指标生物在自然环境中,除受污染物影响外,还受到季节、气候、地域、病虫害、土壤等因素的影响,因此建立标准化的监测方法,使获得结果可比性强,才具有应用价值。

90年代以来,我国也开展了一系列的环境、资源和污染的调查与研究工作,建立了多个监测站。但我国尚未建立起完善的生态监测网络,虽然有关部门和系统相继建立了一些生态研究观测站、定位站和生态监测站,从事一定的生态监测工作,但仍处于分散和不规范的阶段,没有形成可直接应用于生态监测工作的成熟的技术体系。生态监测是一项复杂的系统工程,对环境监测提出了更高的要求。从生态监测的自身特点可以预见,生态监测的总体趋势是技术和监测相结合,从宏观和微观角度全面审视生态质量,网络设计趋于一体化,考虑全球生态质量,在生态质量评价上逐步从生态质量现状评价转为生态风险评价,提供早期预警。在信息管理上强调广泛采用地理信息系统,加强国与国之间的合作。随着经济地发展,资源、人口、环境问题日益严峻,生态监测是环境监测发展的必然趋势,而生物监测是生态监测最主要的手段。

参考文献:

[1] 杨小玲,杨瑞强,江桂斌.用贻贝、牡蛎作为生物指示物监测渤海近岸水体中的丁基锡污染物[J].环境化学,2006(1):17~18.

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