水土保持監(jiān)測的“優(yōu)”與“憂”

來源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

2004年8月9日

背景

我國水土保持監(jiān)測始于20世紀(jì)30年代。首先在福建長汀、重慶北碚、甘肅天水等地建立了水土保持試驗站，開始進行水土流失定位觀測。1955年，水利部首次組織了全國范圍的水力侵蝕人工調(diào)查，隨后，有關(guān)流域機構(gòu)和科研單位相繼建立了水土保持試驗站所，布設(shè)了一大批觀測站點，開展水土流失規(guī)律、防治措施、效果評估及預(yù)報模型等方面的試驗研究，取得了一批成果。20世紀(jì)80年代末，水利部利用衛(wèi)星影像，組織進行了全國第一次水土流失遙感普查，在監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測手段上有了新的突破。1991年《中華人民共和國水土保持法》的頒布，明確了水土保持監(jiān)測工作的地位和作用，標(biāo)志著我國水土保持監(jiān)測工作進入了新的發(fā)展階段。2004年4月的全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)工作會議總結(jié)了經(jīng)驗，提出了水土保持監(jiān)測的指導(dǎo)思想，原則和目標(biāo)，明確了近期工作的主要任務(wù)。

目標(biāo)

到2006年，初步建成覆蓋全國的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，初步建設(shè)全國水土保持數(shù)據(jù)庫與信息管理系統(tǒng)，初步形成水土保持信息共享與服務(wù)體系，實現(xiàn)對水土流失嚴(yán)重地區(qū)、重點防治區(qū)和大型開發(fā)建設(shè)項目區(qū)的動態(tài)監(jiān)測預(yù)報和公告。

到2010年，建成覆蓋全國的水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立健全的監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和管理運行制度，建成完善的水土保持數(shù)據(jù)庫和信息管理系統(tǒng)，形成高效便捷的信息采集、處理、傳輸和發(fā)布體系。

任務(wù)

●完成全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)，包括水利部水土保持監(jiān)測中心、7個流域機構(gòu)監(jiān)測中心站、31個省級監(jiān)測總站和分布在不同類型區(qū)的175個監(jiān)測分站。

●形成一套健全的監(jiān)測預(yù)報管理制度。依法實施水土保持監(jiān)測定期公告制度。水利部將每年對國家重點水土保持生態(tài)建設(shè)項目的水土流失防治進行公告，每五年對水土保持重點地區(qū)進行一次公告，每十年公告一次全國水土流失狀況。各地要結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)建設(shè)的實際需要，定期發(fā)布水土流失公告或公報。

●完善監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。在總結(jié)經(jīng)驗、引進先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步制定并完善水土流失數(shù)據(jù)采集、信息管理、設(shè)施設(shè)備通用條件等標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)報技術(shù)的規(guī)范化。

●建立健全水土流失預(yù)測預(yù)報模型。在大量試驗觀測的基礎(chǔ)上，借鑒國外經(jīng)驗，建立適應(yīng)不同區(qū)域的、較為完整的水土流失預(yù)測模型體系，滿足生產(chǎn)實踐的需要。

●建設(shè)水土保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支撐下，建立包括全國水土流失動態(tài)數(shù)據(jù)庫、國家水土保持重點建設(shè)項目數(shù)據(jù)庫、開發(fā)建設(shè)項目水土保持管理數(shù)據(jù)庫、水土流失試驗觀測數(shù)據(jù)庫等，為水土保持管理、行政決策、預(yù)測預(yù)報和公告奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。尤其對過去長期的觀測資料要抓緊進行搶救性整理，盡快納入數(shù)據(jù)庫管理。

●建立一支監(jiān)測預(yù)報技術(shù)隊伍。通過系統(tǒng)培訓(xùn)、崗位考核，提高監(jiān)測人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，建設(shè)一支熟悉業(yè)務(wù)，熟練掌握運用計算機和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的專業(yè)技術(shù)隊伍，適應(yīng)水土保持監(jiān)測預(yù)報工作的需要。

必須做好五個結(jié)合

水土保持監(jiān)測工作雖然取得了階段性成果，但與發(fā)達國家相比還有很大差距，很多問題亟待解決，為了能夠更好地實現(xiàn)上述目標(biāo)任務(wù)，建立可靠完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就要做到鄂竟平副部長在全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)工作會議上提到的五個結(jié)合。

近期與長遠相結(jié)合

近期重點和長遠目標(biāo)必須協(xié)調(diào)統(tǒng)一，近期工作要突出重點，早出成果，滿足急需，主要是運用現(xiàn)代空間技術(shù)，采取快速普查的方法，解決當(dāng)前生產(chǎn)實踐中急需進行監(jiān)測預(yù)報的重點內(nèi)容和區(qū)域。同時，要著眼于長遠，從現(xiàn)在開始就扎扎實實打好基礎(chǔ)，科學(xué)合理地布設(shè)站點，系統(tǒng)地采集和積累資料，摸清家底，逐步完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)。

宏觀與微觀相結(jié)合

微觀監(jiān)測是通過設(shè)立監(jiān)測點與觀測設(shè)施，定點定位地對水土流失及各種措施防治效果進行實地觀測，其結(jié)果主要用于水土流失規(guī)律研究、預(yù)測預(yù)報模型開發(fā)、小流域規(guī)劃設(shè)計、水土流失量的計算。宏觀監(jiān)測是利用遙感技術(shù)對全國、各大流域和大區(qū)域的水土流失及其防治效果進行普查，其結(jié)果將成為區(qū)域和全國水土保持生態(tài)建設(shè)規(guī)劃、重點水土保持項目布局等提供決策依據(jù)。兩者互為支撐，缺一不可，不可替代。

高新技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合

運用遙感、地球定位、計算機等高新技術(shù)開展監(jiān)測預(yù)報，科技含量高、工作效率高、直觀性強，是今后的發(fā)展方向。運用測量儀器、觀測小區(qū)、樣方、實地調(diào)查等傳統(tǒng)技術(shù)，可以客觀、真實、可靠地反映實際情況，也是監(jiān)測預(yù)報工作不可缺少的重要方法。

定性和定量相結(jié)合

水土保持工作面廣量大，影響因素多，問題復(fù)雜，在目前條件下，要根據(jù)實際需要和技術(shù)的可行性，綜合采用多種方法，從多個角度進行分析說明，需要定性、定量相結(jié)合。隨著技術(shù)水平的提高和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)完善，要逐步提高定量數(shù)據(jù)的比重。

與其他行業(yè)監(jiān)測相結(jié)合

當(dāng)前最重要的是與水文觀測相結(jié)合，水文站是按江河流域布設(shè)的，站點密度大，控制范圍廣，積累了長期的水文泥沙觀測資料，這些數(shù)據(jù)資料對于定量研究水土流失程度、水土保持措施效果以及水沙關(guān)系十分重要。其次，要加強同國土資源、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等部門的協(xié)作，充分利用相關(guān)的土地利用、植被覆蓋、生態(tài)環(huán)境、面源污染等監(jiān)測成果，取長補短，豐富水土保持監(jiān)測預(yù)報的內(nèi)容。

科學(xué)網(wǎng)絡(luò)智能水保監(jiān)測新優(yōu)勢（許峰　水利部水土保持監(jiān)測中心博士）

在今后較長的一個時期內(nèi)，水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測將更加科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

科學(xué)化體現(xiàn)在信息獲取、處理過程的各個環(huán)節(jié)，一是反映水土流失特征的地表屬性及動態(tài)變化的判定將建立在更加嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)之上，二是水土保持監(jiān)測定量化程度的提高。

網(wǎng)絡(luò)化是水土保持信息化、社會化的必由之路。各級水土保持監(jiān)測部門將能根據(jù)不同的需要通過高速的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及時迅速地得到所需要的數(shù)據(jù)，從而可以實時分析、觀測其管理地域。靈活的數(shù)據(jù)處理分發(fā)能力對于許多具有實時性的系統(tǒng)，例如工程建設(shè)的水土流失監(jiān)測、泥石流監(jiān)測等是必不可少的。網(wǎng)絡(luò)化工作可以依托現(xiàn)有的因特網(wǎng)，實現(xiàn)各級、各類水土保持機構(gòu)和國內(nèi)外社會團體、公眾對水土保持監(jiān)測資料不同程度的共享，提高水土保持工作的信息化程度。

智能化是水土保持信息化管理的未來發(fā)展趨勢，其主要內(nèi)容是水土保持信息管理在數(shù)據(jù)采集、信息提取、制圖等方面提高智能程度，減少人工處理量。在國內(nèi)，目前發(fā)展的重點是集成，即“3S”技術(shù)的有機結(jié)合。

名詞解釋：地球信息技術(shù)指對地觀測、進行有關(guān)地球空間與屬性信息管理與開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)?！?S”技術(shù)為其核心技術(shù)?！?S”（GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)）與專家系統(tǒng)ES、數(shù)字測量系統(tǒng)DPS并稱“5S”技術(shù)。

水土保持監(jiān)測部門可以按照統(tǒng)一的調(diào)查規(guī)范和精度要求，利用RS技術(shù)迅速獲得大范圍的土壤、植被、土地利用、水文等因子比較準(zhǔn)確的信息。GPS技術(shù)可以為相對較小的地域提供精度更高的幾何定位信息，GPS技術(shù)和RS技術(shù)的結(jié)合，可以為GIS系統(tǒng)提供精確的信息。GIS系統(tǒng)具備的空間查詢和分析功能為及時掌握各種范圍的水土流失狀況、變化態(tài)勢以及面積統(tǒng)計和水土保持項目生態(tài)效益調(diào)查等提供有力的支持。“3S”的結(jié)合，為現(xiàn)代水土保持監(jiān)測發(fā)展開辟了廣闊的前景。

水土流失普查

在全國第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查工作中，通過TM數(shù)字影像和其他基礎(chǔ)資料反映的土壤侵蝕信息，經(jīng)過GIS編輯整理后，建立了全國土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫和圖形庫?？梢栽?∶10萬的數(shù)字土壤侵蝕圖上查詢?nèi)珖我豢h（市）的土壤侵蝕現(xiàn)狀，可查詢每一地塊的幾何特征、侵蝕程度等。

水土流失數(shù)據(jù)更新

典型的水土流失數(shù)據(jù)更新是利用不同時期RS影像對比，發(fā)現(xiàn)變化靶標(biāo)，再利用GPS技術(shù)為變化靶標(biāo)精確定位，目前國內(nèi)的土地利用監(jiān)測精度可達1米。“3S”結(jié)合的調(diào)查技術(shù)可以減少縣級調(diào)查50％以上的人力，縮短工時75％～80％，在大范圍的地域效率更高。

水土流失動態(tài)分析

GIS系統(tǒng)可以提供各級行政、流域單元、各個層面的分類統(tǒng)計資料和有關(guān)屬性因子之間的關(guān)系，GIS系統(tǒng)制圖功能可以根據(jù)需要提供各種專題圖、演示圖和相應(yīng)的文檔報表。

水土流失預(yù)測預(yù)報

目前國內(nèi)針對不同區(qū)域的水土流失特點開發(fā)出集成預(yù)測預(yù)報模型的GIS系統(tǒng)，或利用成熟的GIS系統(tǒng)開發(fā)預(yù)測預(yù)報模型已經(jīng)有成功的范例。

動態(tài)

黃河水土保持監(jiān)測中心：結(jié)合948項目的實施，對黃河流域水土流失狀況進行了遙感普查，摸清了多沙區(qū)、多沙粗沙區(qū)分布和范圍，掌握了豐富的第一手資料，為黃土高原水土流失重點治理提供了重要依據(jù)，同時，在水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)開發(fā)等方面做了大量的工作。

中國科學(xué)院·水利部水土保持研究所：在土壤侵蝕規(guī)律研究、水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)戰(zhàn)略性研究、水土保持綜合措施研究和以野外生態(tài)站（點）為基地的水土保持長期定位監(jiān)測與試驗示范研究等方面取得突破性進展，為國家黃河流域生態(tài)建設(shè)與評價提供了科學(xué)依據(jù)，為黃土高原生態(tài)建設(shè)提供了試驗示范樣板。

陜西?。撼浞掷脟鴤椖康臋C遇，投入500多萬元用于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，注意加強隊伍體系建設(shè)和機構(gòu)能力建設(shè)，推動監(jiān)測工作的穩(wěn)步發(fā)展。

北京市：發(fā)揮首都科技優(yōu)勢，引進智力資源，積極探索，利用第二次水土流失遙感調(diào)查成果和地理信息系統(tǒng)技術(shù)、計算機技術(shù)，對全市的小流域進行了劃分，建立了北京市小流域數(shù)據(jù)庫，為規(guī)劃、治理和管理工作奠定了堅實可靠的基礎(chǔ)，并以地面徑流觀測小區(qū)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，連續(xù)四年對北京水土流失狀況實施公報，提高了水土保持的社會影響力。

山西?。核帘３盅芯克L期堅持開展定位觀測研究，積累了大量、豐富、真實的第一手資料，為小流域水土保持規(guī)劃設(shè)計、效益評價和監(jiān)測預(yù)報等提供了科學(xué)依據(jù)。

甘肅?。憾ㄎ魇兴帘３直O(jiān)測分站優(yōu)化監(jiān)測站點布局，科學(xué)監(jiān)測，為區(qū)域水土保持生態(tài)建設(shè)提供技術(shù)支撐。

工作中的“憂” （郭彥索　水利部水土保持監(jiān)測中心主任）

我們清醒地認識到，我國水土保持監(jiān)測同世界發(fā)達國家相比，還有一定差距，并且在工作中還存在許多問題，亟待解決。

認識不到位，機構(gòu)不健全。一些省到目前為止還沒有成立機構(gòu)，已經(jīng)成立機構(gòu)的，有些沒有落實辦公場所，有些技術(shù)人員不能到位，有些職責(zé)不清、任務(wù)不明，等等。這些都不同程度地影響了監(jiān)測工作的正常開展。

經(jīng)費不落實，工作難保障。一是個別省沒有落實監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)配套經(jīng)費，二是監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)運行費沒有明確的落實渠道，三是沒有正常的監(jiān)測工作經(jīng)費。

監(jiān)測場點少，測試手段落后。一是監(jiān)測場點數(shù)量少，建設(shè)緩慢，不能滿足預(yù)測預(yù)報的需要；二是現(xiàn)有場點設(shè)施設(shè)備不足，且嚴(yán)重老化，有些甚至廢棄；三是觀測手段和方法落后，觀測數(shù)據(jù)科學(xué)性和可比性程度不高；四是現(xiàn)有監(jiān)測場點交通不便，工作條件差。

模型不完善，實用效果差。目前，我國還沒有建立較為完整的實用性預(yù)測預(yù)報模型，尚不能對區(qū)域性水土流失狀況及時預(yù)報。

與國外相比我們還差多遠（劉寶元　北京師范大學(xué)教授）

我國在水土流失監(jiān)測方面積累了豐富的資料，取得了突出的成績，但與一些發(fā)達國家相比還存有很大差距。

監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不健全

我國幅員遼闊，自然環(huán)境差異大，要了解我國水土流失狀況必須建立完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通過監(jiān)測站點的相互補充，提供更多的信息。美國在水土流失調(diào)查中，利用了數(shù)十萬個長期監(jiān)測樣點，對各種影響因素進行全面觀測，及時地了解全國水土流失動態(tài)和生態(tài)環(huán)境狀況。但我國實驗站比較分散，所屬部門也各不相同。因此，研究我國現(xiàn)有水土流失監(jiān)測站點的空間布局、科學(xué)合理布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，收集、匯編、分析全國資料是我國水土流失監(jiān)測的當(dāng)務(wù)之急。

監(jiān)測規(guī)范不統(tǒng)一

規(guī)范監(jiān)測方法是保證監(jiān)測精度、增強資料可比性、提高數(shù)據(jù)利用價值的基礎(chǔ)，在我國很多監(jiān)測方法、數(shù)據(jù)整理計算的程序尚沒有統(tǒng)一，地區(qū)間差異顯著，而一些發(fā)達國家，監(jiān)測儀器基本實現(xiàn)了自動采集、記錄、保存和發(fā)送數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)的可靠性和時效性。所以制定一套較為完善的監(jiān)測規(guī)范、統(tǒng)一操作規(guī)程，是監(jiān)測工作順利進行的保障。

預(yù)測預(yù)報應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的差距

長期以來，我們雖然建立了一大批小流域和一些區(qū)域性的預(yù)測預(yù)報模型，但多數(shù)模型的適用性差，推廣應(yīng)用受到很大限制，難以直接指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。而美國在長期、大量的試驗觀測基礎(chǔ)上，總結(jié)出了水土流失通用模型，在美國以及許多國家也得到了廣泛應(yīng)用。

監(jiān)測設(shè)備的自動化程度比較低

國際土壤侵蝕的研究是從總量向動態(tài)發(fā)展，要了解動態(tài)則自動化觀測設(shè)備是有力的手段。自動記錄同時也能消除人為誤差，提高監(jiān)測資料的質(zhì)量。然而，與美國等發(fā)達國家相比，我國水土流失監(jiān)測中所使用的儀器、設(shè)備的自動化程度都還比較低。

信息系統(tǒng)的差距

水土保持信息系統(tǒng)建設(shè)剛剛起步，很多地方僅僅購置了一些設(shè)備，缺少相應(yīng)的軟件支持，即使開發(fā)了一些應(yīng)用軟件也沒能直接服務(wù)于生產(chǎn)實踐。歐洲一些國家建立的空間數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)，可以定位、定量地反映水土流失的面積、分布、程度及其動態(tài)變化，與實踐緊密結(jié)合起來，有效地提高了水土保持措施配置的科學(xué)性、針對性及其防治效果。（完）

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水土保持監(jiān)測的“優(yōu)”與“憂”

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