基于立体综合观测的湿地资源观测指标体系构建

探索建立湿地资源立体综合观测指标体系对湿地资源统一管理、理论研究和相关决策制定有重要意义。本文以自然资源“两统一”管理为指导,从山水林田湖草生命共同体理念出发,阐述了湿地资源立体综合观测系统框架和重要意义,分析了国内外湿地资源观测现状,结合湿地资源的独特性、复杂性和立体综合观测多尺度、多要素、系统性、动态性的特点,提出了指标体系构建原则,构建了以气候资源、生物资源、地表水资源、土壤资源、地下水资源5个一级指标18个二级指标31个三级指标构成的大气层—地表层—地下层湿地资源立体综合观测指标体系,对湿地资源开展长期、连续、稳定的观测,以期实现湿地资源管理从经验决策向数据决策转变,湿地资源开发利用从粗放向科学精准转变,从多资源要素保护向山、水、林、田、湖、草等资源全要素保护转变;同时,为解决当前湿地资源观测数据格式、标准不统一等问题,进一步提升湿地资源观测数据开放度、共享度和联网研究的能力提供参考。     

基于物联网和数据中台技术的自然资源要素综合观测平台构建

自然资源要素综合观测数据具有来源多、类型复杂和数据量庞大等特点,需要建立自然资源要素综合观测一体化平台对数据进行统一管理和利用。本文基于物联网与数据中台技术,构建了自然资源要素综合观测一体化平台,主要包括自然资源要素数据中心、物联网中心和模型云中心三大模块,实现了从传感器终端到数据中台、模型云的自动数据传输和互联共享,以及数值分析、加工和综合应用,达到了可视化效果。为自然资源统一管理、全国重要生态系统保护和修复重大工程规划提供技术支撑。     

中国自然资源要素综合观测网络构建与关键技术

新形势下中国的自然资源管理由单资源分部门管理,转为以山水林田湖草生命共同体发展理念和地球系统科学理论指导下的“两统一”集中管理,不仅要综合考虑某种资源状态变化引起的其他相关资源状态的变化,还要考虑对国土空间生态环境的影响和规划,更要考虑未来的资源状态对国家重大决策的安全保障。因此,构建全国自然资源要素综合观测体系对国家生态文明建设有序发展具有十分重要的意义。本文论述了国内外现有观测网研究特点和不足,明确了全国自然资源综合观测网络构建的基本思路与原则;提出了包括要素、技术、质控、服务和运维五维一体的总体框架,采用自然资源综合区划与观测台站布设技术、自然资源要素耦合机理与指标选取技术、多源数据整合与数据处理技术、模型模拟技术与自然资源综合评价4种关键技术,开展自然资源要素长期、稳定、连续综合观测,探索自然资源各要素间的耦合关系、变化动因机制和演化趋势,解决认识自然生态变化规律、预判发展趋势的基础数据支撑能力不足问题,服务于新形势下国家自然资源统一管理和重大资源战略决策。     

专家笔谈：多学科融合视角下的自然资源要素综合观测体系构建

自然资源要素综合观测体系建设是自然资源部的基础性、公益性工程,是全面贯彻习近平生态文明思想、践行山水林田湖草生命共同体发展理念,履行自然资源“两统一”管理职责的重要举措,为系统、全面认识自然资源变化规律、预判未来发展趋势提供基础数据支撑。自然资源要素综合观测体系建设重点工作主要包括：第一,充分考虑多学科融合,做好顶层设计;第二,继承和发扬青藏科考精神,打造一支吃苦耐劳、稳定的观测队伍;第三,充分考虑森林、草地等不同资源之间的耦合,依托自然资源要素综合观测体系加强综合研究;借鉴国内外生态系统观测经验,利用现代化手段,科学搭建多尺度网络;第四,打破壁垒形成合力,探索不同观测网络、单位之间合作机制,服务国家重大需求;第五,明确核心任务,坚持点-线-面结合;第六,探索多部门合作,试点示范先行。     

自然资源要素综合观测质量管理体系构建

自然资源要素综合观测体系具有观测对象多、观测指标多、观测技术手段多等特点。为保证观测数据质量,必须构建覆盖从采集到发布数据全周期全过程的数据质量管理体系。本文针对自然资源要素综合观测对数据质量管理体系提出的新要求,基于国内外观测领域数据质量管理体系现状分析,依据ISO9000族国际标准,建立由目标层、组织层、制度层、控制层及评估层五部分组成的综合观测数据质量管理体系框架;基于模块化集成思维,构建纵横多级质量控制体系：纵向上,建立综合研究中心—一级站—二级站—三级站4级外部检查,横向上,建立观测—校对—审核3级内部检查制度;质控技术上,重点研究了不同观测过程的质控模块,建立了QC0（样品实验测试质量控制模块）、QC1（观测数据内部质量控制模块）、QC2（观测数据外部质量控制模块）、QC3（数据质量的考核和评估模块）4种质控模块,提高了质控针对性和有效性。本文旨在通过构建全面的数据质量管理体系和科学的质控方法,保证观测数据准确可靠。     

草地资源立体观测研究进展与理论框架

真实准确地掌握草地基础数据,不仅是指导草地合理利用的基础,更是政府科学决策的重要依据。“星-空-地”一体化遥感观测技术应用为草地要素监测和草地植被生长过程的时空多维度、立体观测提供了新思路。本文通过梳理草地资源观测技术、要素指标与功能服务研究进展,围绕草地资源立体监测网络、要素指标体系以及应用服务需求与支撑决策等方面,提出了中国草地资源立体观测网络、指标要素与应用服务体系构建的技术思路。本文认为,未来应加强草地资源立体观测大数据平台建设,推进星基、空基遥感监测与地面监测大数据的深度融合与应用,提升对全国、区域、局域草地的自动化、全天候、立体化观测能力和多源数据获取能力,建立科学合理的草地资源智慧管理和决策支持系统工具,更好地为各级政府及相关部门制定草原保护制度建设及草业发展规划、决策及实施措施提供科学依据。     

天空地一体化自然资源要素监测体系及其应用

遵循山水林田湖草是生命共同体的发展理念,建设自然资源要素综合观测体系,系统获取长期、连续、多尺度、多要素的自然资源观测数据,为自然资源“两统一”管理和生态保护修复提供科学支撑,是新时代生态文明建设的重要举措。本文在阐明自然资源监测体系现状及存在问题的基础上,依据地球系统科学的理论基础,针对调查、监测、观测等不同探测方法的功能和技术路径,以系统化的视角论述了现代自然资源监测特点,对天空地一体化监测体系技术路径进行说明,并从宏观管理层面分析天空地一体化监测体系在自然资源统一管理中的具体应用,以期为自然资源统一管理工作提供必要支撑。     

遥感综合观测与模型集成研究为黑河流域生态环境保护与可持续发展提供科技支撑

中国科学院黑河遥感试验研究站（以下简称“黑河遥感站”）立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。     

自然资源综合观测视角下的土壤肥力评价指标

土壤肥力是土壤的基本属性和质的特征,其评价指标体系的建立是实现自然资源综合观测和统一管理的重要支撑,然而,目前仍然没有建立一个统一的标准和指标体系。本文基于文献计量的方法,对CNKI库中相关文献进行统计分析,总结了国内学者对土壤肥力质量评价所选用的主要指标,并分别从土壤化学、土壤物理和土壤生物学3个不同性质方面进行探讨。结果表明,有机质、全氮和速效钾等是土壤化学性状的重要指标,容重、土壤含水率和质地等是土壤物理性状的重要指标,脲酶、转化酶和代谢熵等是土壤生物学性状的重要指标。在此基础上,以全国自然资源综合观测和统一管理的需求为导向,遵循综合性、稳定性、独立性和获取性的指标选用原则,提出了土壤肥力评价指标体系的初步构建方案,旨在为开展土壤资源长期定位观测和质量评价提供科学依据。     

基于全民所有自然资源管理的低碳评价指标体系研究

现有低碳评价指标体系对自然资源空间和农业资源空间的关注度不够，且相关指标过于全面、综合，缺乏实践操作性。对此，以“评建结合”为原则，根据国土空间规划的技术方法以及分类核算、统筹规划管理的实践需求，借鉴联合国政府间气候变化专门委员会评估报告和中国社会科学院低碳城市标准体系。通过建立全民所有自然资源与国土空间规划地类的对应关系，明确各地类及全民所有自然资源类型的碳源、碳汇属性，形成5个主要评价维度，遵循系统全面性、科学有效性和操作实践性原则，构建包含森林、草原、湿地、水（江河湖泊）、海洋、耕地、全民所有农用地、城市绿地8个碳汇指标要素以及生产、交通、生活等3个碳源指标要素的全民所有自然资源管理的低碳评价指标体系。     

中国自然资源综合区划理论研究与技术方案

自然资源综合区划是土地、矿产、森林、草地、湿地、水和海域海岛等复合自然资源空间异质性的直接反映,是分区、分类、分级推进自然资源综合观测体系构建和野外科学观测研究站布设的重要科学依据。目前中国自然资源综合区划理论研究较为欠缺,且技术方案尚未形成一套科学准确的评价范式。本文基于自然资源格局、演变和功能特性,以山水林田湖草生命共同体系统管理为出发点,阐述了自然资源综合区划的概念框架;按照主体性、整体性、多尺度、等级性和发展性五大原则,提出了区划技术方案,并初步开展实证研究;最后,比较了自然资源综合区划与自然区划和生态区划的差异。本文研究成果可增强对自然资源耦合关系和分异特征的科学认识,促进多学科建设,服务于自然资源治理体系建设等国家战略需求。     

国内外自然资源分类体系研究综述

自然资源类型的科学合理划分是实现中国自然资源统一治理的关键。本文通过大量文献资料梳理,深入分析中国自然资源分类体系研究现状,阐明中国自然资源分类面临的问题与挑战,在总结和归纳国外自然资源分类经验的基础上,提出对构建新分类体系的思路和建议。研究发现：中国现行自然资源分类体系种类繁多、标准不一,多种维度的自然资源分类导致资源类别产生交叉和重复,原分类体系已不能满足实现自然资源统一管理的发展需求。本文提出新分类体系的构建可从“山水林田湖草”综合治理的理念出发,以实现自然资源统一及现代化治理为目标导向,遵循系统性、统一性、全面性等分类原则构建统一的分类标准。最后,提出了对构建新分类体系的流程和思路框架。本文可为构建面向统一管理的自然资源分类提供参考。     

自然资源分类：从理论到实践、从学理到管理

自然资源分类对自然资源管理和资源科学学科体系建设与发展具有重要科学价值与现实意义。基于自然资源的科学内涵,通过追踪公开发表的中英文文献,从理论到实践,系统梳理与对比分析了自然资源的传统与经典、学理与属性、法理与管理等分类特征及其发展。综述表明：自然资源分类聚焦于学理、法理和管理三方面,在学理分类上国内外保持相对一致性,但法理与管理分类上差异较大;现行分类存在体系繁多、边界重叠、交叉重复等问题。国际上,20世纪初期以前单门类或特定区域资源分类研究已相当深入,自然资源分类成为资源科学研究的主要内容之一;1960年代以来,日臻完善的资源科学学科体系推动自然资源分类研究进入新的发展时期,地理学、资源学、生态学、经济学、环境科学等分类思想“群星荟萃”,尽管迄今仍未形成统一的自然资源分类体系,但已构成自然资源学理分类的思想基础。在中国,自然资源分类研究大抵以20世纪50—60年代开展的自然资源综合科学考察为分水岭,单门类资源分类研究发展较快、综合分类体系初见端倪;系统性、综合性的分类研究始于20世纪末期,以中国自然资源学会成立及《中国资源科学百科全书》问世为重要标志,尤以自然资源属性和用途的多级分类方法应用广泛。目前国内总体处于统一自然资源分类探索阶段,在政策层面已得到自然资源部等部门的高度重视。鉴于此,有必要科学认识和厘清不同自然资源分类的特征与作用,以期对自然资源分类标准化和自然资源管理现代化有所裨益。     

中国草地等级划分体系回顾与新体系构建

草地资源作为自然资源的重要组成部分,其在乡村振兴发展过程中不应局限于扮演畜牧业生产资料这一单一角色,更需要体现其生态价值。在国家开展自然资源清查、土地确权、土地有偿使用市场化的背景下,现行的草地等级划分体系已经不能够完全满足当前形势发展的需要,因此本文根据已有的草地等级划分体系,在综合草地的自然、经济和社会属性的基础上,考量评价指标的可获取性和可操作性,重新构建草地分等定级的评价因子和指标,并按照各个因子的加权打分结果划分出5个草地等,以及每个“等”别下的5个草地“级”,并基于该方法划分了内蒙古3个嘎查（村）的草地等级。该划分方法旨在体现草地等级划分的实时性,为草地利用与保护提供理论依据,为进一步完善草地等级划分体系和定价体系提供借鉴。