环境监测在生态环境保护中的价值

环境监测在生态环境保护中的价值

刘晏伍

烟台市牟平环境监控中心  山东烟台 264100

摘要：环境监测工作作为生态环境保护工作开展的重要手段，愈发受公众关注。文章简单阐述了环境监测在生态环境保护中的价值，并以某地为例，对基于生态环境保护的环境监测方案进行了进一步探究。得出：环境监测可以助力生态环境保护工作高效率开展，提高突发性污染问题解决实效，应科学布置环境监测点位，合理利用RS与GIS技术，为环境监测在生态环境保护中价值的充分发挥提供依据。

关键词：环境监测；生态环境保护；遥感数据

前言：近几十年来，因气候变化、人类活动的双重作用，我国生态系统日益退化，已严重影响了经济社会的可持续发展。由我国生态环境部在2021年7月召开的新闻发布会中展示的资料可知，2021年上半年全国细颗粒物（PM2.5）平均浓度为34μg/m3，臭氧浓度为138μg/m3，全国优良天数为84.3%，生态环境保护势在必行。而环境监测可以揭示生态环境现状，为环境保护策略优化提供依据。因此，探究环境监测在生态环境保护中的价值及应用非常必要。

一、环境监测在生态环境保护中的价值

1、助力生态环境保护工作高效率开展

    在生态环境保护工作中，精准开展环境监测作业，能够获取生态环境质量演变规律，为生态环境保护工作方案的优化提供支持。同时借助现代化环境监测技术手段，可以准确获知生态环境中存在的污染物，为环境保护方案的精准策划提供依据。比如，在唐峰华等关于《北太平洋公海中心渔场海域放射性核素137Cs的生态环境监测与风险评估》中，就通过连续3年测定放射性核素137Cs值，了解了核污染情况，为生态环境工作高效率开展提供了助力[1]。

2、提高突发性污染问题解决实效

突发性污染是生态环境污染中处理难度最大的污染问题之一，其产生的原因多因操作者操作失误、环境骤然变化，多发生于化工行业，对生态环境具有较大危害。而利用环境监测技术，可以有效的预测突发性化学污染问题，及时采取应急防控措施，降低突发性污染问题危害。比如，在2005年因中国石油吉林石化公司双苯厂爆炸而发生的重大水污染事故，就可通过监测有害物硝基苯的浓度，为突发性污染问题解决实效的提高提供依据。

二、基于生态环境保护的环境监测方案

1、监测对象

    某地位于我国东西结合部，地貌包括平原、山区两大部分，总体呈现出北部高、南部低的特点。区域处于北温带，属于气候温和的暖温带大陆性季风型气候，多风，热量充足。因海拔高差悬殊，区域自然灾害发生概率较高，雾霾天气也较多。作为我国具有代表性的资源枯竭区域，受掠夺式矿产开采影响，区域资源浪费现象显著，对生态环境造成了极大的破话作用，比如，松散固体废弃物堆积，致使地表植被减少，水土流失严重。再如，废弃物中所含二氧化硫、重金属超标，对地表水、土壤环境造成了严重的污染。

2、监测方案

根据该地生态环境保护需要，拟选择Landsat8遥感卫星影像数据、国产高分二号GF-2进行环境监测。Landsat8遥感卫星为陆地卫星，包括B1海岸波段、B2蓝波段、B3绿波段等几个波段，波长范围在0.433~1.390μm之间，空间分辨率可达到15.0m，可为研究区植被生长指数NDVI（归一化植被指数）、荒漠化状况、植被覆盖率的提取提供依据；GF-2卫星为亚米级民用遥感卫星，星下点全色影像数据分辨率可达到0.80m，可为监测区道路、矿堆积物、水系、房屋等生态环境信息解析提供依据。具体监测方案如下：

图1 基于生态环境保护的环境监测方案

如图1所示，在基于生态环境保护的环境监测过程中，首先应收集监测区域基础地理、人文、地质资料以及遥感影像数据[2]。其次，需要在ENVI软件平台中利用数据融合、正射校正、图像镶嵌、影像增强等手段对GF-2影像进行处理，获得满足信息解析要求的基准影像数据。再次，提取基准影像数据中人类活动环境因子、河流湖泊环境因子、矿山活动环境因子以及植被覆盖度、金属氧化物污染、荒漠化等蚀变信息[3]。最后，根据所提取的信息，对区域生态环境进行综合评价，并为生态环境保护提出可行性建议。

三、基于生态环境保护的环境监测实践

1、监测区基础数据预处理

以全色影像为参考，利用ERDAS IMAGING V9.2的AutoSynv模块，进行GF-2影像配准，将各时期GF-2影像平均相对误差控制在0.4~0.5个像元。进而利用ENVI EX 4.7 Pansharp方法，融合全色、多光谱数据[4]。最后，基于长期其遥感影像动态变化监测以及评价需要，设定Projection、Central_Factor、Linear_Of_Origin、Linear Unit分别为Transverse_Mercator、123.000000、0.000000、Meter，将全部矢量数据、栅格数据转换为Transverse Mercator投影。

2、基准影像数据提取

以植被信息提取为例，以NDVI为对象，在标准算式中求取数值。具体如下：

    -1

-1中TM4为Landsat5近红外反射率，TM3为Landsat红光波段反射率。根据影像像元累计个数突变表现，得出：2017~2020年案述区域完全由无裸土（无植被）覆盖区的NDVI在0.023~0.036之间，完全被植被覆盖的像元NDVI值在-0.5804~-0.2657之间，对应的植被覆盖率为27%~34%，表明监测时间段区域植被覆盖率均值在35.5%之间，与NDVI呈线性关系。

3、综合环境评价及建议

    通过对提取的植被信息与矿山活动环境因子、河流湖泊环境因子进行关联分析可出，区域探槽面积占研究区总面积的0.075%，砂金尾矿堆积物总面积为7.66×105m2，造成了生态环境脆弱且高度敏感的情况，局部草地长时间无法修复，植被覆盖率显著下降。同时得出，区域河流受地表重金属氧化物堆积造成了严重高含盐情况，周边土壤也出现了盐碱化甚至盐碱渍荒漠化问题。为了解决上述问题，后续可以根据《中华人民共和国河道管理条例》，结合资源开发规划要求，在河道河流100.0m范围内设置缓冲区，严禁开展地质勘探、矿山开采活动；而对于盐碱渍荒漠化问题，则应综合利用排盐洗盐、种植耐盐碱植物、配肥土壤氡方式，降低生态环境负担，为区域可持续发展提供支持。

总结：

综上所述，生态环境与人类的活动息息相关，对区域社会经济发展也具有无法忽略的影响。在生态环境保护成为国内外热切关注问题之际，环境监测在其中的作用愈发显著。因此，在生态环境保护区域明确的基础上，可以依托区域遥感影像，选取生态因子，建立生态环境评价模型。在模型中确定GIS监测因子，合理提取，获得区域生态环境变化趋势以及不同时期生态环境质量分布情况。根据生态环境质量分布情况，确定环境保护重点，科学策划环境保护方案，保证环境保护实效。

参考文献：

[1]唐峰华, 张胜茂, 吴祖立,等. 北太平洋公海中心渔场海域放射性核素137Cs的生态环境监测与风险评估[J]. 农业环境科学学报, 2018, 037(004):680-687.

[2]陈明华, 曹娟, 贺美娇,等. 鄱阳湖生态环境监测布点现状及优化建议[J]. 环境监测管理与技术, 2018, 30(05):60-63.

[3]王俊华, 代晶晶, 令天宇,等. 基于RS与GIS技术的西藏多龙矿集区生态环境监测研究[J]. 地质学报, 2019, 93(04):197-210.

[4]乔敏,张永彬,宇林军.基于遥感生态指数的北京市生态环境质量动态监测[J].华北理工大学学报(自然科学版),2020,42(04):17-23.