水测家生态质量监测样地设置方案
一、项目背景
随着生态环境保护意识的不断提高，对生态质量的监测需求也日益迫切。准确掌握生态系统的质量状况及其变化趋势，对于制定科学合理的生态保护政策、推动可持续发展具有重要意义。近年来，国家大力推进生态文明建设，明确要求构建完善的生态环境监测体系，生态质量监测作为其中的关键环节，备受关注。生态环境部印发的《全国生态质量监测样地设置方案》指出，要加快构建完善生态质量监测网络，为全面加强生态保护监管提供有力支撑。
二、现状问题
监测覆盖不足：尽管已有一些生态监测站点，但存在分布不均的情况，部分区域监测点位较少，无法全面反映生态质量状况。例如一些偏远山区、荒漠地区等监测网络存在空白。
监测手段有限：传统监测方式主要依赖人工监测和地面固定站点监测，对于生态系统的复杂性和动态变化监测不够及时和准确。如对于鸟类等移动性较强的生物监测难度大。
数据整合困难：不同部门、不同地区的生态监测数据分散，标准和格式不统一，难以实现有效整合与共享，影响了对生态质量的整体评估和分析效率。
三、总体概况
全国共布设16400个生态质量监测样地，覆盖森林、草地、湿地、荒漠、城乡、农田、水体和海洋等八大生态系统，基本实现县级行政单元全覆盖，重点加密了自然保护地、生态保护红线和重点生态功能区等关键区域。其中
森林样地5551个，荒漠395个，湿地543个，草地2263个；
城乡样地2570个，农田2069个，水体2468个，海洋541个；
布局原则：
科学布设，客观评价：以生态功能重要性为导向，结合遥感与地面数据。
全面覆盖，突出重点：优先覆盖国家重点生态功能区、自然保护地、生态保护红线区域。
继承发展，安全可达：利用既有监测网络基础，兼顾可达性和长期监测需求。
布设步骤：
采用网格法初步确定样地位置，再根据生态问题突出区域进行加密调整；
各省开展样地现场核实，确保代表性和可达性；
生态环境部最终审核认定
四、解决思路
优化监测网络布局：按照“科学布设，客观评价；全面覆盖，突出重点；继承发展，安全可达”等原则，根据不同生态系统类型和区域特点，合理增加监测点位，实现对各类生态系统的全面覆盖，尤其是加强对生态功能区、自然保护地等重点区域的监测。
融合多种监测技术：构建天空地一体化生态质量监测技术体系，将卫星遥感监测、无人机监测与地面监测相结合。卫星遥感可大范围监测地表变化，无人机具有机动灵活、快速响应优势，可搭载多种载荷对重点区域进行实地核查和技术校核，地面监测则通过视频监控、样地监测等手段进行实时监控和数据采集，三者协同提高监测的准确性和时效性。
建立统一数据平台：制定统一的生态监测数据标准和规范，建立国家生态数据中心资源共享服务平台，整合各部门、各地区的生态监测数据，实现数据的共享与交换，为生态质量评估提供全面、准确的数据支持。
五、硬件感知体系
气象环境在线监测
地面监测设备：在样地内布设自动气象站、环境监测仪、土壤水分监测仪、水质监测仪等设备，实时监测气象要素、环境空气质量、土壤湿度、水质水量等理化指标。例如自动气象站可监测气温、降水、风速、风向等数据。
地表水采样质量核查
生态监测传感器：针对不同的生态系统，布设相应的生态监测传感器。如在森林样地安装树木生长监测仪、植被覆盖度监测仪，用于监测树木直径变化、植被覆盖情况等；在湿地样地设置水位计、水质传感器，监测水位变化和水质状况。
生物多样性监测设备：采用红外相机、音频记录仪等设备监测野生动物的种类、数量和活动规律。红外相机可通过感应动物体温和活动触发拍摄，捕捉野生动物的影像资料，用于研究其种群动态和行为习性。
遥感与无人机设备：利用高分辨率卫星遥感影像获取大范围的地表信息，包括土地利用类型、植被分布等。同时，配备多种载荷的无人机，如可见光相机、多光谱相机、激光雷达等，对重点区域进行高精度影像获取和地形测绘，为生态质量评估提供更详细准确的地面信息。
六、水测家产品选型
数据采集与传输设备：选择低功耗、高稳定性的遥测终端机，武汉水测家科技自主研发生产的遥测终端机SCJ-RTU01，产品软、硬件都通过了权威机构的检测，同时在水文、水利、水务、水生态等项目上广泛应用，可同时采集多种传感器数据，包括水位、流量、气象、水质、土壤等多种类传感器，并具备数据处理和存储功能。配备4G/5G无线通信模块或LoRa等低功耗广域网通信设备，实现数据的远程传输。
遥测终端机
监测感知设备：对于生态监测感知设备，可选用具有高精度测量功能的产品。如压力式水位计和雷达水位计可分别选型为武汉水测家压力水位计SCJ-YL10和雷达水位计SCJ-LD40，前者适用于水体深度较大、精度要求高的水位监测，后者具有非接触式测量、抗干扰能力强等优点，适用于不同水体环境的水位监测。针对一些需要同时监测水质水量的场合，我们水测家科技也有多普勒超声波流量计SCJ-LL01和雷达流量计SCJ-LL21及多参数水质传感器，同时测温度、pH、电导率、溶解氧、浊度等参数，实现水质量双重监测预警，深度感知水环境。
水质传感器
多普勒超声波流量计
数据管理与分析软件：采用专业的生态环境监测数据管理软件，如地理信息系统软件，用于数据的存储、整理、分析和展示。同时，结合生态模型和大数据分析算法，对监测数据进行深入挖掘和分析，评估生态系统的质量状况和服务功能价值。
