自然资源要素综合观测指标体系探讨

为了实现自然资源的规范管理和高效利用,需要对其要素进行长期、连续、稳定的综合观测,从而获得相关的基础数据,掌握资源种类、数量、质量和资源间相互作用过程信息。由于目前中国没有形成统一的自然资源观测指标体系,导致不同区域间资源观测和管理存在差异,使得国家尺度上对自然资源的规范化管理和合理利用难以实现。因此,亟需构建一套适用于国家尺度、科学、系统、规范的自然资源要素综合观测指标体系。本文以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为出发点,参考国内外现有观测（监测）指标体系,确立了自然资源要素综合观测指标体系建立和选取的基本原则;在自然资源要素分类的基础上,采用正、反演相结合、模块化等构建方法,建立了由36个归类模块、6个资源要素综合观测系统和若干个赋能模块构成的自然资源要素综合观测指标体系。通过建立大气-地表-地下多层次,个体-景观-区域多尺度的立体化综合观测网,获取自然资源要素数据,以期实现对自然资源的精细化管理、评价和利用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

中国陆表自然资源综合观测台站布点优化

针对陆地表层土地资源、水资源、气候资源和生物资源综合观测台站的优化布设问题,基于空间抽样与统计推断“三位一体”理论,分析了自然资源的空间分布特征,采用“中国生态地理区域图”和全国2009—2018年NDVI表征陆表自然资源的空间分异性与相关性,选择能够同时考虑空间分异性与相关性的分层异质性表面无偏最优点估计方法作为统计推断方法,以其全局平均误差方差作为陆表自然资源综合观测台站布点优化设计的目标函数,并使用空间模拟退火算法进行优化求解获得了台站布设方案。研究结果表明：①多年平均NDVI能够较好地表征陆表自然资源的空间分布特征。②分层异质性表面无偏最优估计方法能够适配自然资源的空间变异特征,在变化较大的地方加密布点,在变化平缓的地方减少布点,与基于克里金的优化方法相比,能够以同样的观测台站数产生更小的估计误差方差。③观测台站数量与误差方差曲线图可以作为确定最佳台站数量的依据,本文推荐1000点作为台站数量。本文为陆表自然资源综合观测台站布点优化设计提供了一套理论方法,可用于指导实际的综合观测台站布设,服务于国家自然资源综合观测与科学管护。     

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。     

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。     

东海浮标综合观测网络支撑海洋环境保护和防灾减灾预报

中国科学院东海海洋观测研究站（以下简称“东海站”）围绕我国东海海域重要流系和复杂海洋现象研究、台风预警预报、海洋权益维护及保障等需求，组建了科学合理的东海浮标观测网络。东海站的主要成果体现在：积累了10余年的连续实时观测数据，有效揭示了区域海洋环境长期演化过程；建立了台风实时观测数据库，有效改善了台风路径预报的准确性；验证了国际风速模式和流场模式在我国近海区域的适用性；阐释了东海海洋环境季节变化特点，提高了灾害性事件对我国海洋环境危害的预报能力；研发了我国首套超大型三锚式浮标综合观测平台，开拓了智能观测在海洋剖面观测领域的应用示范。东海站始终坚持综合性海洋科学基础研究和技术研发并举，立足我国近海环境演变与生物资源可持续利用的理论创新与关键技术的综合交叉与系统集成的前期基础，面向我国近海海洋生态文明建设、透明海洋计划等国家重大需求及物理海洋学、海洋生态学、海洋化学、海洋生物学等学科前沿问题，东海站开展了系统的长序列定点连续实时观测、试验研究和科普示范，取得了一系列重要成果，为我国近海海洋环境保护和防灾减灾预报提供了重要的数据和技术支撑。     

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...     

面向统一管理的自然资源分类体系研究

探索建立新的管理体制下自然资源分类体系对资源管理具有重要的意义。现有自然资源的学理、法理和管理分类在资源管理上存在交叉重叠、分类标准不统一、不利于掌握资源家底等现实问题。通过深入剖析自然资源统一管理的基本内涵,认为新的自然资源分类应该以满足资源管理为基础,还要与现有法律有效衔接、与现有分类有效融合。基于此,本文提出了分类标准统一清晰、新旧分类有效衔接以及学理、法理、管理分类有机结合的分类原则,构建了面向自然资源统一管理的包括3个一级类15个二级类53个三级类的自然资源分类体系。