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生态监测的主要内容

发布时间: 2021-02-01 23:19:30

①  地学生态监测系统

地学生态监测系统主要包括如下内容:

1)土地状况的监测与评估

其中包括在地理信息系统支持下,应用遥感技术定期、快速提供土地状况,分析土地的时空变化和土地承载力。

2)水资源状况的调查、监测与评估

水资源短缺是人类在21世纪面临的一个普遍而严重的问题。在地理信息系统支持下,应用遥感技术调查和监测河流、湖泊、冰雪和湿地的状况和变化是进行水资源管理和制定治理规划的科学依据。

3)自然灾害的监测与评估

遥感技术在减少自然灾害和对灾害进行评估方面发挥着重大作用。美国气象卫星的投资为3亿美元,应用效益达20亿美元,投资效益比为1:7;原苏联遥感的投资效益比达1:10。

4)生物量变化监测

生物量变化是生态环境变化的重要指标,也是全球变化的重要内容。生物量变化监测包括主要农作物产量、草场生物量和海洋生物量的预测与评估、农产品供需状况的分析以及生物量结构变化对资源和环境的影响等。

5)全球环境变化监测

当前,整个世界面临着紧迫的环境问题。如臭氧洞的出现与扩大、温室效应、厄尔尼诺现象、气象异常及灾害、酸雨和荒漠化等。它们极大地威胁着人类的生存。全球环境问题已远远超出任何单一学科的研究领域。它们是地球系统各组成部分(大气圈、水圈、岩石圈和生物圈)之间的相互作用,是物理、化学和生物过程的相互作用,以及人与环境相互作用的结果,是地球系统的整体行为。这当中,人类的活动日渐增强。人类的活动导致了地球植被变化,土地荒漠化,气候变化和大气中主要微量气体含量分布的变化。人类活动是全球变化中最活跃、最具全球意义的因子。在这里,卫星遥感预测与科学数据库的建立在全球变化研究中具有十分重要的作用(徐冠华,1995)。

② 生态学常规野外采样监测的内容

(英美学派样地是离散的,而且是同样大小的,那么需要考察两倍样地面积上的植被特点时,应如何处理呢?这和Arrhenius1921年的处理方式也许类似。)

种面关系的绘制:

样方调查是野外生态学最常用的研究手段。首先要确定样方面积。样方面积应一般不小于群落的最小面积。所谓最小面积,就是只有这样大的空间,才能包涵组成群落的大多数植物种类。最小面积通常是根据种-面积曲线来确定的。
① 样方面积的确定
在研究群落中选择植物生长比较均匀的地方,用绳子圈定一块小的面积。对于草本群落最初的面积为10cm×10cm;对于森林群落则至少为5m×5m。登记这一面积中所有植物的种类。开始,植物种类随着面积的扩大而迅速增加,尔后随着面积增加的种类数目降低,直到面积扩大时植物种类很少增加或不再增加。
② 样方面积扩大的方式
法国的生态学工作者提出巢式样方法(图1)。即在研究草本植被类型的植物种类特征时,所用样方面积最初为1/64m2,之后依次为1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512m2,依次记录相应面积中物种的数量。把含样地总和数84%的面积作为群落最小面积。

针对不同的群落类型,巢式样方起始面积和面积扩大的级数有所不同,但可参考表6的形式进行设计。
表6巢式样方法记录表

顺序

面积/m2

种类

1

1/64

2

1/32

3

1/16

4

1/8

5

1/4

6

1/2

7

1

8

2

9

4

10

8

11

16

12

32

13

64

14

128

15

256





将以上获得的结果,在坐标纸上以面积作为横坐标、种类数目为纵坐标作图,可以获得群落的最小面积。

样方法:

样方,即方形样地,是面积取样中最常见的形式,也是植被调查中使用最普遍的一种使用技术。当然,其它形式的样地也同样有效,有时甚至效率更高,如样圆。样方的大小、形状和数目,主要取决于所研究群落的性质,采用的学术思路(如英美学派和法瑞学派)。一般地,群落越复杂,样方面积越大,取样的数目一般不少于3个。取样数目越多,取样误差越小。
因工作性质不同,样方的种类很多,可以分为以下几种:
①记名样方:主要用来计算一定面积中植物的多度、个体数等等。比较一定面积中各种植物的多少,就是精确地测定多度。
②面积样方:主要是测定植物群落所占生境面积的大小,或者各种植物所占整个群落面积的大小。这主要是用在比较稀疏的群落里。一般是按照比例把样方中植物分类标记到坐标纸上,然后再用求积仪计算。有时根据需要,分别测定整个样方中全部植物所占的面积(样方面积),以及植物基部所占的面积(基面样方)。这些在认识群落的盖度、显著度中是不同缺少的。
③重量样方:主要是测定一定面积样方内群落的生物量。将样方中地上和地下部分进行收获称重,研究其中种类植物的地下和地上生物量。该方法适应于草本植物群落,对于森林群落,多采用体积测定法。
④永久样方:为了进行追踪研究,可以将样方外围明显的标记进行固定,从而便于以后再在该样方中进行调查。一般多采用较大的铁片或铁柱在样方的左上方和右下方打进土中深层位置,以防位置移动。

③ 生态环境监测

植被生产力水平和多样性是直接度量陆地生态系统的健康状况的优良指标。而植被生产力水平可以通过地面植被调查、遥感等手段获取。当前,通过植被多光谱和高光谱数据定量反演植被生产力、叶面积指数等关键参数的方法和技术已日臻成熟。并且通过长期、定量和高频监测区域植被健康状况来间接监测大区域CO2地质储存的环境影响情况,是一种极具潜力的低成本、高效率技术。

1.高光谱数据对比

高光谱数据主要是通过可见光到近红外的植被反射光谱(通常为400~2500nm)来反演植被的生长状况。高光谱传感器可以搭载在卫星、飞机以及安装在地面观测平台上(例如监测塔或者三脚架等),不同搭载平台的主要差异是地面覆盖范围和空间分辨率不同。对于健康正常的植被,叶绿素吸收400~650nm波段的太阳辐射,在蓝光和红光波段的吸收率非常强,而在绿光波段的吸收率相对很弱,从而在可见光谱曲线中形成了绿光的反射峰,大约在550nm。植被对太阳光的反射曲线在1300nm出现较强低谷,同时在1400nm 和1900nm 两个波段由于水的吸收也出现波谷(Keith,2009)。

由于植被在不同波段的吸收特性取决于植被有机体的化学组成和结构,因此当植被生理健康出现问题时,其对于太阳辐射的反射和吸收特征会相比正常植被出现偏差。利用多光谱和高光谱遥感同时也可以定量反演植被的能量交换、植被净第一生产力(NPP)(误差范围低于20%)。归一化植被指数(NDVI)和植被净第一生产力,植被叶面积指数(LAI)都是评价植被生长状况和健康状况的关键参数,而这些指标都可以通过已有卫星遥感多光谱和高光谱数据基于较为成熟的方法获取。直接监测和评价植被的生长和健康状况,可以及时和有效地掌握植被是否受到损伤,以及间接推测储存于地下的CO2是否泄漏。生态系统对于CO2浓度变化的敏感性会随物种及种群结构的不同而有所不同,因此长期的本底值观测非常重要,同时要注意监测期间内的气象条件(温度、积温和降雨等)的变化,防止对植被生产力变化的错误归因。

对于水生生态系统,水质特别是p H值对于诊断水域系统是否受到CO2泄漏影响非常重要。直接测量和监测水生生态系统的生产力和生物多样性也是评价海洋生态系统受CO2浓度变化影响的重要手段。

土壤中高浓度的CO2容易对植被长势造成压力,植被压力可以作为一个独立的指标用来表征CO2是否从地下泄漏。植被压力可以用航空摄影、卫星图像和光谱图像方法测得。调查前必须建立背景基线条件,包括特定场地的温度、湿度和光线的季节性自然变化以及场地的营养变化等。一旦基线建立后,就可能观察到异常的植被压力。

2.高光谱成像技术

高光谱成像技术的定义是在多光谱成像的基础上,在从紫外到近红外(200~2500nm)的光谱范围内,利用成像光谱仪,在光谱覆盖范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体连续成像。在获得物体空间特征成像的同时,也获得了被测物体的光谱信息。在研究与应用中,通过现场测量高浓度CO2胁迫条件下植被样本光谱曲线,并根据其他实验组测量的土壤CO2通量、大气CO2浓度及生物量等要素,能够分析不同CO2浓度胁迫条件下与植被光谱之间的相关性等。

3.多光谱成像监测技术

利用植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性及其在近红外波段有很强的反射特性,进行植被长势遥感监测,通过这两个波段测值的不同组合得到不同的植被指数,从而识别植被种类及其长势差异,同时可利用波段组合计算的指数反映植被生长对土壤背景的变化。该指数随生物量的增加而迅速增大。比值植被指数又称为绿度,为二通道反射率之比,能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异,特别适用于植被生长旺盛、具有高覆盖度的植被监测。归一化植被指数为两个通道反射率之差除以它们的和。在植被处于中、低覆盖度时,该指数随覆盖度的增加而迅速增大,当达到一定覆盖度后增长缓慢,所以适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。蓝光、红光和近红外通道的组合可大大消除大气中气溶胶对植被指数的干扰,所组成的抗大气植被指数可大大提高植被长势监测和作物估产精度。

④ “生态监测包含生物监测,生物监测又是生态监测不可或缺的一部分。并且它们又是相互独立的。”如何理解

生态监测抄是在地球的袭全部或者局部范围内观察和收集生命支持能力的数据、并加以分析研究,以了解生态环境的现状和变化。主要包括宏观生态监测和微观生态监测。

生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况,从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。
简单来说,生物监测是生态监测的一种方式,也是一种表现形式,但生态监测包含的东西要多的多。所以是生态监测包含生物监测,而二者又是互不干扰的。

⑤ 环境监测是干什么的

环境监测是指通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。

⑥ 环境监测的简介

环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测,跟踪环境质量的变化,确定环境质量水平,为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。简单地说,了解环境水平,进行环境监测,是开展一切环境工作的前提。
环境监测通常包括背景调查、确定方案、优化布点、现场采样、样品运送、实验分析、数据收集、分析综合等过程。总的来说,就是计划-采样-分析-综合的获得信息的过程。
50 年代,即早期的环境监测主要采用分析化学的方法对污染物进行分析,但由于环境污染物含量低(通常是ppm或ppb级别)、变化快,实际上是分析化学的发展,被称为污染源监测阶段。从 60 年代起人们逐渐认识到环境污染不仅包括化学物质的污染,也包括噪声污染;不仅包括污染源的监测,也包括环境背景值的监测,环境监测的范围扩大,手段更多,这个阶段被称作环境监测阶段。进入 70 年代,环境监测技术进入自动化、计算机化,发达国家相继建立全国性的自动化监测网络,这个阶段被称为自动监测阶段。
环境监测的主要手段包括物理手段(对于声、光的监测),化学手段(各种化学方法,包括重量法,分光光度法等),生物手段(监测环境变化对生物及生物群落的影响)。
按照监测对象,环境监测分为环境质量监测和污染源监测两种。
生态环境监测是生态环境保护的基础。按照2015年8月12日印发《生态环境监测网络建设方案》,坚持全面设点、全国联网、自动预警、依法追责,形成政府主导、部门协同、社会参与、公众监督的生态环境监测新格局。其中,突出生态环境监测与监管执法联动是一项重要部署。
《方案》提出的“利用生态环境监测结果考核问责政府环保责任落实情况,依托重点排污单位污染源监测建立监测与执法相结合的快速响应体系,实现监测与监管有效联动”,针对的就是当前监测与监管结合不紧密、对追究各级政府和企业相关生态环境保护责任支撑不足的问题。
“监测和监管是生态环境保护的重要支撑和手段。”针对人为干扰采样装置,随意篡改监测数据;擅自修改自动监测设备设置,干扰自动监测设备正常运行等环境监测数据造假现象,《方案》提出,各级环境保护部门要加大监测质量核查巡查力度,严肃查处故意违反环境监测技术规范,篡改、伪造监测数据的行为。党政领导干部指使篡改、伪造监测数据的,按照《党政领导干部生态环境损害责任追究办法(试行)》等规定严肃处理。
环保部推动监测事权上收工作,国家环境监测网络运行机制改革已取得实质性进展。环境监测事权的上收,有利于避免个别地方政府受考核评比等行政干扰对监测数据进行造假,保障环境监测数据的真实性和全局性,增强监测数据的科学性、权威性。

⑦ 生态环境监测档案的内容和期限都有哪些要求

按一定的规则对生态环境档案的内容和形式特征进行 分析、选择和记录的过程

⑧ 生态环境监测测什么怎么测

《山东省生态环境监测技术规范》,作为山东省推荐性环境保护地方标准之一,率先在国内建立了生态系统监测、生物群落监测、污染生态监测和生态影响类建设项目竣工环保验收调查的指标体系和评价方法。
其中,生态系统监测指标体系分为两级:一级指标包括农田、森林、草地、水域湿地、城乡居民点和工矿用地、未利用地等6类生态系统。二级指标包括水田、旱田等24类次一级生态系统。对每一类生态系统类型监测其区域分布、面积及其动态变化。

生态系统监测方法采用遥感监测技术,其技术方法步骤主要包括遥感数据获取、遥感影像处理、遥感影像解译、地面核查和建立生态系统遥感监测数据库。
在生物群落监测方面,《规范》将山东省生物群落分为陆地生物群落、水生生物群落和海洋生物群落等3种主要类型。陆地生物群落监测方法主要包括样方法、样线法和访问调查法;水生生物群落监测和海洋生物群落监测采用实验室分析法。
在污染生态监测方面,以SO2为例,《规范》选用树生苔藓、地衣和紫花苜蓿作为SO2反应指示生物,选用垂柳和加拿大杨作为SO2污染累积指示生物,选用鲤鱼、鲫鱼和鲢鱼作为水环境污染累积指示生物。
通过生物伤害指数法和生物污染指数法判断生物伤害度指数和生物污染指数的特征,并将污染生态状况划分为4类,即无污染、轻污染、中污染和重污染。
生态影响类建设项目主要是指对生态环境产生影响的建设项目,主要包括交通运输、矿产资源开采、油田及输油气管线开发等建设项目。建设项目产生的主要生态环境问题包括生物多样性减少,自然资源减少或质量下降,生态格局与生态功能变化,景观变化,水土流失,环境污染。因此,在建设项目竣工环境保护验收调查中应将环境污染监测作为工作的重点。

⑨ 生态环境监测及评价主要技术

主要工作包括 2005 影像资料的购买及控制影像的准备、土地利用/覆盖数据的解译。

本次生态环境遥感监测与评价中土地利用/覆盖数据的解译主要是在 2005 年全省生态监测工作基础上进行。主要方法和步骤如下:

( 1) 检查投影参数

检查 2005 年解译数据的投影参数是否与标准投影一致 ( 即 Albers Conical Equal Area,椭球体为 Krasovsky,中央经线为东经 110°,双标准纬线为北纬 25°和北纬 47°,投影起始纬度 12°,中央经线偏差和起始点偏差都为 0) ,如果不一致,就利用 ArcGIS 的投影转换模块转化成标准投影。

( 2) 解译标志

采用专题组建立的土地资源解译标志,进行人机交互判读分析研究区域的土地利用/覆盖数据。

( 3) 解译图层精度要求

判读提取目标地物的最小单元: 一般规定变化的面状地类应大于 4 ×4 个像元 ( 120m ×120m) ,线状地物图斑短边宽度最小为 2 个像元,长边最小为 6 个像元; 屏幕解译线画描迹精度为两个像元点,并且保持圆润。判读精度要求: 各图斑要素的判读精度具体如下:一级分类 >95% ,二级分类 >80% ,三级分类 >70% 。

⑩ 生态监测有哪些实际应用

生态监测(ecological monitoring): 利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量。

生态监测的特点:
1.能综合地反映环境质量状况;
2.具有连续监测的功能;
3.具有多功能;
4.监测灵敏度高。
生物与环境之间相互依存、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的,生物的变化是某一区域内环境变化的一个组成部分,因此,生态学上个体、种群、群落和生态系统各组织层次的生物变化可以作为环境改变的指示和象征。
方法:
个体和种群水平
指示生物法(indicator organism)
群落和生态系统水平
污水生物系统法(saprobien system)
PFU(聚氨酯泡沫塑料块)法(polyurethane foam unit)
生物测试(bioassay)

指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。指示生物(indicator organism)是一些对环境中的某些物质,包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物。通过其所作的反应可了解环境的现状和变化,起“预警”功能。
指示生物的基本特征:
对干扰作用反应敏感且健康;
具有代表性;
对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高;
具有多功能。
常用的指示生物:紫花苜蓿(SO2),地衣和苔藓(SO2、氟化物),菜豆、烟草 (O3)等。

污水生物系统法是由Kolkwiz 和 Marsson 1909年提出,后经完善的一种用于河流污染、尤其是有机污染的一种监测方法。
由于河流受污染后,在污染源下游的一段流程里会发生自净过程,即随着河水污染程度的逐渐减轻,生物的种类组成也随之发生变化,在不同的河段将出现不同的物种。
根据生物种类组成将河流划分为多污带、α-污染带、β-污染带和寡污染带。各污染带都有各自的物理、化学和生物的特征 。
亦可用群落中优势种群来划分污染带。

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的一种方法。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的Cairns 等人1969年创立的。国内自80年代起将这种方法用于污染水体的监测和评价。
PFU法的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的过程,二者的交叉点就是种数的平衡点。达到平衡点的时间取决于环境条件。
PFU法的优点:使监测水平提高到了群落层次,使监测更符合客观事实和真实环境;简便易行。

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。常用的有:
生物指数(BI)=2nA+nB, n为底栖大型无脊椎动物的种类数, A为敏感种类数,B为耐污染种类数。
污染生物指数=颤蚓类的个体数量/底栖动物个体数量*100
硅藻指数=(2A+B-2C)/(A+B-C)*100,A为不耐污染的种类数;B为对有机污染耐力强的种类数;C为在污染区内独有的种类数。

生物测试又称生物测定或生物检试,是利用生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污染状况的方法。
毒性试验
急性毒性试验
慢性毒性试验
致突变检测
微核技术:细胞分裂过程中染色体进行复制时,如果受到外界诱变因子作用,就会产生一些游离的染色体片断,形成包膜,变成大小不等的小球体,这就是微核。利用细胞减数分裂四分体时期出现的微核来指示环境污染的方法称微核技术。

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