|
|
|
|
自然生態系統極易受到氣候變化的影響而發生不可逆的破壞，如全球變暖、極端氣候災害的頻繁發生，導致森林、草原、濕地、湖泊、冰原等脆弱性生態系統的退化。應對氣候變化，開發、保護和改善氣候生態環境，實現生態環境的可持續發展， 需要建立長期自動觀測并提供準確性觀測數據的氣候生態環境監測系統。
一．什么是氣候生態系統？
生態系統是人類生存和發展的基本條件，保護和建設好生態和環境，實現人類與生態、環境的協調發展，是我國現代化建設中必須始終堅持的一項基本方針。
我國代表性的生態體統主要包括：農田生態系統、森林生態系統、草地生態系統、濕地生態系統、海洋生態系統、荒漠生態系統和城市生態系統。 |
|
|
二、系統需求及特點 |
|
隨著生態環境保護工作的不斷擴大，對生態環境監測技術的需求也越來越多。生態系統監測是氣候系統觀測的重要組成部分。進行生態系統監測的目的是通過對大氣、水、土壤、氣候及其生物狀況等進行同步、長期的監測，獲取生態系統的綜合信息，向國家和社會各部門提供綜合生態系統資料，為開發研制我國生態系統預警、預報業務系統提供基礎數據，為發展天氣、氣候模式提供基礎物理參數，為開展氣候變化與生態系統影響評價、農業氣象服務等業務提供支持。突出的系統需求來源于幾個方面：
A、對農田生態狀況的監測，要選擇具有代表性的水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、油菜等農田生態系統，開展對大氣要素、作物要素、土壤要素、水文要素、農業氣象災害的動態觀測。
B、森林生態監測主要是選擇具有代表性的東北、西南等森林生態系統，帶開展森林群落結構、森林生長狀況、凋落物等森林生物因子的監測，森林土壤物理和化學特征要素的監測，林內小氣候、大氣成分及水環境因子的監測，森林生物多樣性及森林氣象災害和病蟲害的監測。
C、草地生態監測主要是在我國有代表性的華北、西北和青藏高原等草原開展草地生態系統監測，包括大氣要素、作物要素、土壤要素、水文要素、草地氣象災害等的動態監測和生物多樣性等生物因子的監測。
D、濕地生態監測主要針對有代表性的黑龍江扎龍、海南紅樹林以及青海湖、三峽水庫、云南撫仙湖等的濕地生態系統開展濕地水體物理和化學要素的監測，濕地植物種類、生物多樣性項目的監測，濕地土壤成分、徑流量及水位的監測，濕地氣象災害等項目的監測。
|
|
三、系統設計方案 |
|
生態環境監測工作首先要解決4個問題，即：要有明確的生態環境監測目的；要有科學可行的生態環境監測計劃；要有正確統一的監測方法、監測手段、固定時間和質量保證措施；要有分析評價監測數據的科學方法。
新時期的環境監測工作的目的是要以區域環境質量監測為主，同時做好污染源監測、環境應急監測和重大環境污染問題的研究性監測。現在要說清楚區域環境質量狀況，就必須用現代化的監測技術從宏觀上、全面上、多手段上和多因子上對區域環境進行監測。體系所包含的監測領域如下圖所示。
|
|
四、系統在設計上遵循以下原則 |
|
A、長期性
系統監測的核心是在長期運行的基礎上反映該地區各類型生態環境的變化，地基生態環境監測系統要求能連續長時間地工作，重要事件應有預案和備份，保證在各種情況下能夠沒有遺漏地處理各類型生態環境數據。
B、穩定、可靠性
系統運行的穩定性、可靠性也是一個基本原則。采用優良的硬件、軟件產品和合理優化的系統解決方案，是保障系統穩定性和可靠性的前提條件，相應的選擇技術實力雄厚、社會信譽高、可持續發展生命力強的開發單位是保障系統運行穩定性和可靠性的重要條件。
C、前瞻性
系統應充分考慮監測不斷變化增加的需要：數據是本系統中最重要的基礎，也是系統生命力所在，數據管理是一個不斷更新的過程，因此充分滿足系統不斷更新和擴充的需要，是保證系統持續長久生命力的關鍵。
D、可擴展性
系統應充分考慮業務發展的需要：本系統面臨的業務有一個不斷變化的過程，系統在功能設計時必須考慮為業務的變化留有余地。系統必須具有較強的可擴展性和對需求變化的自適應能力，以適應業務管理內容和工作流程變化造成的系統需求的變化。
E、系統性與規范化
為了確保系統的基礎性，必須建立統一的標準和共同遵守的規范，使系統產品?監測數據能為政府各部門及社會各行各業所接受和使用。
|
|
五、Huatron氣候生態監測系統設計方案 |
|
1、大氣環境觀測 |
| 大氣環境觀測主要針對平原、高山、海島、荒漠等各類代表性地表環境的氣象與環境資料進行觀測，通過常規觀測和梯度觀測等手段，對大氣平均特征和湍流特征以及生態環境感熱、潛熱通量等進行直接測量，為生態環境中能量、輻射、多種物質交換、阻尼和擾動的觀測和研究提供精準的數據支持。 |
|
|
|
監測內容：
空氣溫度、相對濕度、風向風速、大氣壓力、降水；
分層（風向、風速）+ 單層（溫度、濕度）+ 擴展（降水、
總輻射、紫外輻射、能見度、天氣現象等）
|
|
|
推薦站型：CAMS620-HM氣象觀測站
|
|
| CAMS620-HM氣象觀測站是專為觀測采集平原、高山、海島、荒漠等各類代表性地表環境的氣象環境數據而設計的全天候自動監測設備。分為遙測站和自動站，以滿足氣象、水文、航空、環境、國防和科研等領域的需要。 |
|
| 推薦站型：CAMS620-GS梯度觀測站 |
|
| CAMS620-GS梯度觀測站是針對各要素垂直空間分布測量而設計的高精度氣象監測設備，它能對大氣平均特征和湍流特征進行直接測量，實現對不同下墊面的邊界層能量、輻射、多種物質交換、阻尼和擾動的觀測和研究。CAMS620-GS梯度觀測站可以廣泛應用于通量觀測、風能觀測、環境觀測等三個主流應用領域。 |
| |
|
2、輻射觀測 |
|
輻射環境觀測是主要通過長期采集測量太陽輻射以及與之相關聯的微氣象數據，通過監測數據的變化，直觀的反映出太陽輻射熱平衡以及收支平衡數據變化，為生態環境中的蒸發、植物的蒸騰，水循環研究提供重要的參考依據，同時還可為天氣和氣象學研究、家庭和工業太陽能技術的發展提供直接依據。 |
|
|
| 測量要素： 太陽總輻射、直接輻射、散射輻射、反射輻射、凈輻射、長波輻射、分光譜輻射及光合有效輻射、紫外輻射、微氣象 |
| 推薦站型：CAMS620-SP輻射觀測站 |
| CAMS620-SP輻射觀測站是由CAMS620嵌入式數采系統和華創風云集團(HUATRON)的高精度輻射傳感器，如太陽總輻射、直接輻射、散射輻射、反射輻射、凈輻射、長波輻射、分光譜輻射及光合有效輻射等，按各種類型的來太陽輻射能量數據測量目標的系統組合。可廣泛應用于太陽能研究、氣象、環境、海洋、農業生態、建筑材料等領域。 |
| 推薦儀器：ASP30全自動太陽輻射儀 |
| ASP30太陽輻射監測儀是一款全自動、多通道全功能（總輻射、直接輻射、分光譜、輻射計、太陽能功率、空氣溫濕度、表面溫度、微氣象條件）、太陽能供電、適合無人值守的太陽輻射監測儀器。 | |
|
3、通量觀測 |
|
通量觀測是針對生態系統碳通量、水氣通量以及熱通量進行觀測觀測，從而獲得各種陸地生態系統和大氣之間CO2，H2O等物質的傳輸和能量交換相關數據，為土壤、植被、大氣之間的物質、能量交換模型提供一種直接驗證手段，為全球氣候變化研究提供有效的通量觀測數據。 |
|
|
| 監測內容：三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度、空氣溫濕度、土壤濕度梯度差值、地下水位、土壤含水率 |
| 推薦站型：CAMS620-EC通量觀測站 |
| CAMS620-EC通量觀測站直接測定觀測區域的三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度及濕度溫度，從而獲得各種陸地生態系統和大氣之間CO2，H2O等物質的傳輸和能量交換相關數據，為土壤-植被-大氣之間的物質、能量交換模型提供一種直接驗證手段，為全球氣候變化研究提供有效的通量觀測數據。 |
| 推薦站型：CAMS620-EC涵養水源站 |
| CAMS620-EC涵養水源站是針對濕地涵養水源變化而設計的一種全天候連續監測的自動監測站。通過對濕地典型區域4-8層土壤溫濕度、地下水位等關鍵因素進行長期連續監測，獲取土壤濕度梯度差值、地下水位、土壤含水率等監測數據，為濕地涵養水源蓄水功能以及水源地徑流調節功能評價提供數據依據。 |
| 推薦站型：CAMS620-EC渦度通量站 |
CAMS620-EC通量觀測站直接測定觀測區域的三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度及濕度溫度，從而獲得各種陸地生態系統和大氣之間CO2，H2O等物質的傳輸和能量交換相關數據，為土壤、植被、大氣之間的物質、能量交換模型提供一種直接驗證手段，為全球氣候變化研究提供有效的通量觀測數據。
| |
|
4、水環境監測 |
| 水環境觀測主要針對濕地、森林、草地、湖泊、冰原等生態環境中的水文、水質等進行長期連續監測，為保護和改善生態水環境研究提供重要的參考依據。 |
|
| 監測要素：水位、水位、水質、流速、流量 |
| 推薦站型：MAWS805-WQ水質監測站 |
| MAWS805-WQ水質監測站是專為觀測及采集地表水、地下水、水源水、飲用水、污水排放口、海洋江河、溪流、水源地、濕地、水產養殖等各種領域水體的水質而設計的一款在線式水質連續監測記錄設備。MAWS805-WQ水質監測站可無人值守、長期連續在線監測記錄，并且整體性能絲毫不會受監測環境的鹽堿度、污染程度等各類惡劣環境的影響。 |
| |
|
| 推薦站型：MAWS805-WL水位監測站 |
|
| MAWS805-WL水位監測站是一款無人值守、太陽能供電、GPRS通信、可長期連續在惡劣環境下工作的地表水位監測預警站，依靠其高可靠性和采集與通信集成一體化的特點，MAWS805-WL水位監測站可廣泛應用于水位監測（江河、積水）、水利監測與發電、濕地生態、氣象水文、公共安全等領域。 |
|
|
| |
5、生態環境監測 |
|
生態環境監測站對生態保護區內的風速風向、降雨量、空氣溫濕度、土壤水分等環境因子的監測。為氣候生態環境監測服務提供科學依據。 |
|
| 監測要素：負氧離子、紫外線、日照、光合有效、太陽總輻射、降水、風向、風速等 |
| 推薦站型：CAMS620-CS生態環境站 |
|
CAMS620-CS生態環境站是華創風云集團針對環境持續惡化而開發的一種全天候連續監測的自動監測站，使我國一些地區的生態環境得到了有效保護和改善。
|
| 推薦設備：PS32雨滴譜監測儀 |
|
|
PS32雨滴譜監測儀是一款采用激光遙測技術對降水過程進行分析、記錄的全自動監測設備，可對各種降水過程(毛毛雨、小雨、大雨、冰雹、雪花、雪粒、雨夾雪等)進行精確測量。經過統計降水粒子在速度和粒徑上的分布(雨滴譜)，計算各種降雨類型的強度、總量，還可給出降水過程中雷達反射率等。PS32雨滴譜監測儀通過一個快速的數字化信號處理器完成數據獲取和存儲，測量的基本參數為降水的粒徑和速度，由此推導出粒徑分布、降水量、消光系數、降水動能和降水類型等數據。 |
 |
|
| |
|
