气候变化背景下的生态环境监测与应对策略

田思源

（上海源悦检测股份有限公司，上海 201907）

1 气候变化对生态环境的影响

1.1 温室气体排放导致全球气候变暖

温室气体是指能够吸收和辐射地球表面长波辐射的气体，主要包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等。人类活动如燃烧化石燃料、森林砍伐和农业生产等，导致温室气体大量排放，使得地球气候系统发生变化，全球气温持续上升，降雨分布和气候形态也发生改变。这些变化对生态环境造成了重大影响。气候变暖引起的海平面上升和海洋酸化，对海洋生态系统造成了重大影响。海平面上升导致海岸线后退，海岛和低洼地区受到威胁，海洋酸化则对海洋生态系统中的生物多样性和食物链产生了影响。气候变暖导致的干旱、洪涝和暴雨等极端气候事件频繁发生，对陆地生态系统造成了影响。干旱导致水资源短缺，影响植被生长和生态系统稳定，洪涝和暴雨则对生态系统中的动植物造成了影响。气候变暖还对生物多样性和生态系统的稳定性产生了影响。气候变暖导致的气候形态变化和极端天气事件，使生物栖息地受到威胁，物种的迁移和适应能力受到挑战，从而影响生物多样性和生态系统的稳定性。

1.2 极端气候事件频率和强度增加

极端气候事件包括暴雨、洪涝、干旱、热浪、寒潮等。随着全球气温的持续上升，极端气候事件的频率和强度也在不断增加，对生态环境造成了严重威胁。首先，暴雨和洪涝会导致土壤侵蚀和水体污染，对生态环境造成破坏。洪涝还会影响农作物生长和动物栖息地，对生物多样性和生态系统稳定性造成影响。其次，干旱会导致水资源短缺，影响植被生长和生态系统稳定。长期干旱还会引起土地沙漠化和荒漠化，对生态环境和人类生活造成威胁。最后，热浪和寒潮对生态环境和生物多样性也有影响。热浪会导致水资源短缺、森林火灾和生物多样性丧失，寒潮则会导致农作物死亡、动物死亡和栖息地丧失。

1.3 生物多样性受到严重威胁

生物多样性是指地球上各种生命形式的多样性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。生物多样性对人类的生存和发展具有重要意义，它不仅为人类提供了食品、药品和其他生态系统服务，还维护着生态平衡和全球生态系统的稳定性。然而，人类活动对生物多样性产生了巨大影响，导致生物多样性受到严重威胁。其中，栖息地破坏是最严重的影响。随着城市化和工业化的加速发展，人类不断侵占自然栖息地，导致许多物种失去了生存的栖息地，从而导致物种灭绝和生态系统失衡。

1.4 森林覆盖率减少，草原退化加剧

森林和草原是地球上最重要的生态系统之一，它们对人类和生态系统都具有重要作用。森林可以吸收大量的二氧化碳，减缓气候变化的影响；同时，森林还是各种动植物的栖息地，对维护生物多样性和生态系统稳定性具有重要作用。草原则是重要的畜牧业和农业生产区，同时也是各种草食动物的栖息地，对维护生物多样性和生态系统稳定性也具有重要作用。然而，森林砍伐和草原过度放牧等人类活动，导致了森林覆盖率减少和草原退化加剧的问题。森林砍伐和采伐导致森林覆盖率减少，破坏了生物多样性和生态系统平衡；草原过度放牧导致草原植被退化、土壤侵蚀和水源枯竭等问题，进一步导致草原生态系统的破坏。此外，气候变化也对森林和草原的生态环境产生了影响。气候变化导致的极端天气和气候形态变化，使得森林和草原生态系统的稳定性受到威胁，进一步加剧了森林覆盖率减少和草原退化的问题。

1.5 海平面上升，沿海地区生态环境恶化

海平面上升导致沿海湿地的退化。沿海湿地是重要的生态系统，可以提供生态系统服务，如防洪、抗风、水质净化和栖息地等。然而，海平面上升导致沿海湿地退化，沿海湿地的生态系统服务遭受破坏，对生态环境造成了严重影响。其次，海洋酸化也是海平面上升对生态环境的影响之一。海洋酸化是由于二氧化碳的排放导致海水中酸性物质增加，对海洋生态系统造成了影响，如对海洋生物的生长和繁殖造成了不利影响。最后，海岸侵蚀是海平面上升对生态环境的另一种影响。随着海水位的上升，海浪和潮汐的影响也加强了，导致海岸线的侵蚀和退缩。海岸线的退缩不仅威胁到沿海地区的人类居住和经济活动，还会破坏海岸生态系统的平衡。

2 生态环境监测方法与技术

2.1 遥感监测技术

遥感技术在环境和资源监测中的应用能够提供全面、快速和高分辨率的地表覆盖信息。实时监测和预警环境和资源的变化和事件，有助于及时采取措施进行调控和保护。还可以提供数据支持和决策依据，为环境和资源管理部门制定政策和规划提供科学依据。

2.2 生物指示物监测方法

生物指示物监测方法是通过观察和分析生物体对环境变化的响应来评估环境质量和生态系统健康的方法。其敏感性较高，生物指示物能够对环境变化做出敏感和快速的反应，提供对环境质量的实时监测，且可以直接反映生态系统变化。但是，生物指示物监测方法对生物多样性要求较高，需要有足够的物种数量和代表性，因此在一些特殊地区或受人为干扰较大的地方可能不适用。另外，时间周期较长。采用生物指示物监测方法需一定的时间周期，观察和收集足够的数据才能得出可靠的结论，不能提供即时的监测结果。

为改进和优化生物指示物监测方法以更好地服务于环境保护和生态系统保护，需建立完善的生物指示物数据库，通过收集和整理各种生物指示物的响应特征和环境适应性，为监测和评估提供更可靠的参考。此外，还可以与其他监测方法结合应用：将生物指示物监测方法与遥感技术、传感器技术等相结合，实现多源数据的融合，提高环境监测的综合性和准确性。

2.3 物联网与大数据在生态环境监测中的应用

物联网是指将万物互联，通过智能感知、数据传输、数据处理等技术手段实现物与物、物与人的互联互通。大数据则是指海量、多样化、高速度、复杂结构的数据集合，通过数据采集、存储、处理、分析和呈现等技术手段实现对大数据的深度挖掘和利用。在生态环境监测中，物联网和大数据的应用可以提高监测数据的精度和时效性，支持决策制定和环境保护。

具体来说，物联网和大数据在生态环境监测中的应用如下。

（1）智能感知：物联网技术可以实现对环境参数的实时监测和感知，例如气象数据、水质数据、土壤数据等，还可以通过无人机、卫星等手段实现对环境的无缝覆盖和监测。

（2）数据传输：物联网技术可以实现对监测数据的实时传输和共享，例如通过云端存储和共享平台实现对全国范围内监测数据的实时共享和交换。

（3）数据处理：大数据技术可以实现对监测数据的深度挖掘和分析，例如通过数据挖掘和机器学习技术实现对监测数据的自动识别和分类，提取出监测数据中的有用信息和规律。

2.4 地理信息系统（GIS）与生态环境监测

地理信息系统（GIS）是一种基于计算机软硬件的空间数据采集、存储、管理、分析和呈现的技术系统，其主要应用于地理信息的采集、处理、分析和应用。在生态环境监测中，GIS 技术可以实现对生态系统的空间分析和管理，支持环境保护和生态系统保护的决策制定。

具体来说，GIS 在生态环境监测中的应用如下。

（1）空间分析：GIS 技术可以实现对生态系统的空间分析和管理，例如通过空间分析和模拟技术实现对生态系统的分布、结构和功能的评估和分析。

（2）数据管理：GIS 技术可以实现对监测数据的存储、管理和共享，例如通过GIS 数据库实现对监测数据的集中存储和管理，并支持数据的共享和交换。

3 应对气候变化的生态环境保护策略

3.1 减少温室气体排放，推广清洁能源

减少温室气体排放、推广清洁能源是应对气候变化和环境污染的重要措施。减少温室气体排放、推广清洁能源的相关内容为：首先，减少温室气体排放是应对气候变化的关键。温室气体是指二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等气体，它们的排放会导致地球温度上升，引发气候变化。为了减少温室气体排放，需要采取一系列措施，包括加强能源效率、推广清洁能源、改善交通运输方式、降低工业排放等。其次，推广清洁能源是减少温室气体排放的重要手段。清洁能源指的是太阳能、风能、水能等可再生能源，其排放的温室气体极少，对环境污染影响小。推广清洁能源可以减少化石燃料的消耗，降低二氧化碳等温室气体的排放，缓解气候变化和环境污染问题。同时，清洁能源还可以提高能源利用效率，降低能源成本，促进经济可持续发展。最后，减少温室气体排放、推广清洁能源需要政府、企业和个人共同参与。政府可以加强政策引导和监管，制定相关法律法规，鼓励企业和个人采用清洁能源，减少温室气体排放。企业可以加强技术创新和研发，推广清洁能源技术，减少温室气体排放。个人可以改变生活方式、节能减排，选择环保、低碳的消费方式，减少自身对环境的负面影响。

3.2 生态修复与生态工程建设

生态修复是指通过自然或人工手段恢复、重建或改善生态系统的结构、功能和服务，以达到生态可持续发展的目的。生态修复的方法包括植被恢复、土地改良、水土保持和污染治理等。生态修复是改善生态环境、保护生物多样性和提高生态系统服务价值的重要手段。生态工程建设是指通过人工手段建设、改造或管理生态系统，以达到生态环境保护和生态系统可持续利用的目的。生态工程建设的方法包括湿地建设、水土保持工程、生态护岸、植被覆盖等。生态工程建设是保护生态环境、降低自然灾害风险和提高生态系统服务价值的重要手段。生态修复与生态工程建设的关系密切，两者相互补充、相互促进。生态修复是对已经受损的生态系统进行恢复和改善，而生态工程建设则是对未受损的生态系统进行保护和管理。生态修复和生态工程建设是促进生态环境保护和可持续发展的重要手段。最后，生态修复和生态工程建设需要政府、企业和公众共同参与。只有政府、企业和公众共同参与，才能推进生态修复和生态工程建设，实现生态环境保护和可持续发展的目标。

3.3 森林碳汇项目与生态补偿机制

森林碳汇项目和生态补偿机制是保护生态环境和应对气候变化的重要手段。森林碳汇项目和生态补偿机制的相关内容为：森林碳汇项目是指通过森林的生长和管理，将大气中的二氧化碳转化为植物生物量和土壤有机质，以减少二氧化碳的排放和增加碳吸收量，从而达到减缓气候变化的目的。森林碳汇项目通常通过碳排放权交易或碳补偿机制实现经济效益，同时也可以促进森林保护和生态系统恢复。生态补偿机制是指通过对生态系统服务价值的补偿，促进保护和恢复生态系统，以实现生态环境保护和可持续发展的目标。生态补偿机制通常通过政府、企业和公众等多方参与，根据生态系统服务价值的不同，采取不同形式的补偿方式，例如生态补偿金、生态保护债券、生态保护税等。森林碳汇项目和生态补偿机制是促进生态环境保护和可持续发展的重要手段。森林碳汇项目可以通过减少二氧化碳的排放和增加碳吸收量来减缓气候变化，同时也可以促进森林保护和生态系统恢复。生态补偿机制可以通过补偿生态系统服务价值来促进生态环境保护和可持续发展，同时也可以激励企业和公众参与生态环境保护和管理。最后，森林碳汇项目和生态补偿机制需要政府、企业和公众共同参与。政府可以加强政策引导和监管，制定相关法律法规，鼓励企业和公众参与森林碳汇项目和生态补偿机制。企业可以积极参与森林碳汇项目和生态补偿机制，履行社会责任，促进企业可持续发展。公众可以加强环保意识，参与环保行动，保护生态环境，提高生态系统服务价值。

3.4 生物多样性保护与国际合作

保护生物多样性需要全球合作和共同努力，生物多样性保护与国际合作的相关内容为：生物多样性是指地球上各种生命形式的多样性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。生物多样性的保护不仅能够保护物种和生态系统，维护生态平衡，还能为人类提供食品、药品和其他生态系统服务。保护生物多样性需要采取一系列措施，包括保护自然栖息地、控制物种入侵、减少生态系统破坏等。国际合作是保护生物多样性的重要手段。国与国间可以通过建立国际组织、制定国际公约、开展国际合作项目等方式，共同保护全球生物多样性。例如，联合国生物多样性公约就是国际上保护生物多样性的重要公约之一，旨在促进全球生物多样性保护和可持续利用。最后，保护生物多样性需要全球合作和共同努力。各国政府可以加强政策引导和监管，制定相关法律法规，鼓励企业和公众参与生物多样性保护。国际组织可以加强协调和合作，共同推进全球生物多样性保护工作。企业可以积极履行社会责任，采取环保措施，减少对生态环境的负面影响。

4 结束语

从气候变化对生态环境的影响、生态环境监测方法与技术，以及应对气候变化的生态环境保护策略方面对气候变化背景下的生态环境监测与应对策略进行了研究。气候变化对生态环境产生了严重影响，需要采用先进的监测方法与技术进行实时监测。同时，通过制定和实施有效的应对策略，可以减轻气候变化对生态环境的负面影响，促进可持续发展。在未来，各国需要加强合作，共同应对气候变化挑战，保护地球家园。