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关于海洋自然资源调查监测体系构建的思考|《测绘科学》“自然资源调查监测”专辑文章推荐

关于海洋自然资源调查监测体系构建的思考|《测绘科学》“自然资源调查监测”专辑文章推荐

刘大海1,2,董通1,2,李彦平1,2,孙浩3,陈小英4,叶属峰5,王春娟1,2

2.自然资源部 海岸带科学与综合管理重点实验室,山东 青岛 266061;

摘要:海洋自然资源是国民经济和社会发展的重要保障,海洋自然资源调查监测是海洋强国建设的必要基础。该文在对我国海洋自然资源调查监测工作背景分析基础上,回顾了我国近现代海洋与海岸带综合调查史,系统梳理了我国海洋调查发展历程,依据生态文明体制改革精神,结合自然资源改革方向和趋势,深入剖析了当前面临的关键问题与制约因素。基于以上研究,该文提出了关于我国海洋自然资源调查监测体系构建的对策建议。

中国是陆海兼备的海洋大国,建设海洋强国是中国特色社会主义事业的重要组成部分[1],是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务[2]。党的十九大进一步明确海洋工作“服务于国民经济和社会发展,服务于国家安全和权益维护”的新定位,而海洋自然资源调查监测体系的构建则是实现海洋强国战略目标的重要工作基础[3]。

建立统一规范的自然资源调查监测体系是自然资源领域重要改革任务之一。2018年“深化党和国家机构改革方案”提出组建自然资源部,其三定职责包括:针对自然资源调查建立统一规范调查监测评价制度、实施基础调查和专项调查及监测、评价成果的监督管理和信息发布以及指导地方调查监测评价工作等[4]。2018年机构改革以来,自然资源部立足“两统一”职责,以调查监测和确权登记为基础,持续推进自然资源重大管理制度改革,在开展第三次全国国土调查的同时,系统重构自然资源调查监测的任务部署和工作内容安排,并公布了相关自然资源调查监测方案与导则[5]。但是,由于本轮机构改革前陆海管理二元分割,相关标准规则差异较大,海洋调查监测制度体系难以与陆地相关制度衔接,导致海洋自然资源调查监测体系构建存在诸多技术问题、遗留问题和复杂性[6-8]。为此,本文回顾了开展海洋资源调查的时代背景和发展历程,并就关键问题和制约因素系统地提出对策建议。

近现代以来,人类开始大规模开发、探索和利用海洋,极地深海等海洋战略新疆域逐步展现出巨大价值,海洋资源和环境问题已经成为制约海洋经济高质量发展的重要因素[9-10]。海洋既是资源载体,又承担重要的生态系统服务功能,更是我国经济社会发展的战略空间[11]。党的十八大以来,习总书记高度重视海洋工作,指出要进一步“关心海洋、认识海洋、经略海洋”,要“推动我国海洋强国建设不断取得新成就”[12-13]。我国拥有丰富的海洋资源,涵盖海洋生物[14]、海洋水、海底矿物[15]、海洋化学[16]、海洋动力[17]以及海洋空间资源[18]等,海洋资源开发利用的需求促进了我国海洋调查监测的发展[19]。认知海洋是控制海洋的关键环节,要建设成为海洋强国,首先要对海洋有更进一步的认识,而海洋调查既是认知海洋的基础手段,同时是合理利用海洋、有效管理海洋、维护海洋权益的前提[20]。

我国国民经济和社会发展第十四个五年规划提出,要坚持陆海统筹、人海和谐,共同推进海洋资源利用、生态保护、经济发展及海上权益维护事业发展,这些工作的开展都需要全面准确掌握海洋调查数据[21]。美国、法国和日本分别在20世纪末至21世纪初期基本实现各自中大比例尺海洋调查的全覆盖[22-24]。我国主张管辖海域约3×106km2,但目前海洋调查尚未实现真正意义上的全覆盖,对比沿海发达国家近岸海域(1:50 000~1:100 000比例尺)和专属经济区(1:250 000比例尺)已实现的大、中比例尺全覆盖,我国海洋调查事业仍任重而道远。同时,我国海洋自然资源调查监测存在体系不一致、概念冲突、内容交叉、指标重叠等问题,调查成果难以满足国家海洋资源治理体系和治理能力现代化的迫切要求[25-27]。

构建统一规范的海洋自然资源调查监测体系,是落实建设海洋强国、认知海洋、经略海洋等理念的重要举措。作为自然资源管理体制改革的重要一环,海洋调查监测已被纳入自然资源部的全国“一盘棋”[28]。海洋自然资源调查监测体系的构建与设计正是深化改革大逻辑下与时俱进、顺势而为的重要抓手[6]。构建一套我国自主研发的海洋自然资源科学观测探测技术体系,既是履行自然资源“两统一”职责的基本要求,同时又将作为标准化工作的顶层设计和蓝图,支撑贯穿海洋自然资源调查监测工作的全生命周期,也是今后一个时期编制海洋自然资源标准化规划、计划的基础和依据。

综上,加快建立海洋自然资源调查监测体系,建设国土空间基础信息平台和国土空间规划“陆海一张图”,实现部、省、市、县互联互通,助力实现国土空间规划和用途管制全域、全要素、全流程、全生命周期数字化转型,将有助于科学统筹国土陆海空间治理,实现对海陆资源的统筹保护、海洋生态的修复整治、国家海洋安全的维护保障[29-30]。

深入讨论我国海洋自然资源调查监测体系构建的问题,首先应梳理此前的海洋调查工作。传统的海洋调查范畴一般是指运用海洋调查技术方法手段,系统地采集海洋物理、化学、大气、生物、地质地貌、光学、环境等基础数据,查明或基本查明海洋自然资源特征及空间分布,提交海洋资源数据、图件和调查报告,为海洋经济建设提供科学支撑,为海洋资源开发、规划及保护服务[31]。海洋调查工作被认为是海洋科学技术研究、海洋资源开发利用、海洋生态环境保护、海洋工程建设和海洋规划管理工作的基础和前提[32]。本文具体回顾了我国海洋调查历程。

新中国成立以来,为全面摸清我国海洋基本情况,在国家和政府的支持和重视下,海洋调查研究机构逐步设立,海洋调查研究队伍不断增强,调查船舶设施扩大建造,调查监测仪器设备加快研发,海洋调查研究有计划地积极开展,经过几代人的努力,我国海洋调查取得了令人瞩目的成就[20-21, 33-34]。1958年,我国开展了第一次全国海洋调查[35];20世纪60~70年代,我国陆续开展了近海海洋环境专项调查[36]和海洋污染基线],并开始制定和实施“查清中国海、进军三大洋、登上南极洲”的战略,其间,国家海洋局在1976—1980年对太平洋中部特定海区进行了综合调查[38],在1978—1979年联合组织了第一次全球大气试验,对中太平洋西部进行调查[39],为我国远海大洋调查事业做出重大贡献[40]。

进入20世纪80年代,我国海洋科学调查得到进一步发展,相继开展了一些大规模海洋科学调查活动,如1980年开展为期6年的“全国海岸带和海涂资源综合调查”[41],后期又实施了“全国海岛资源综合调查”[42]。自20世纪90年代以来,我国围绕政治、经济、权益、军事利益,相继组织实施一系列重大海洋专项调查[15, 43-45]。继大洋多金属结核矿区调查研究之后,我国又相继开展了富钴结壳和海底热液硫化物矿产资源的调查研究[46];在继续加强南极科学考察的同时,1999年后我国政府多次组织科学考察队乘“雪龙号”远赴极地进行科学考察[47]。2004年我国开展了历史上最大规模的近海环境综合调查 “近海海洋综合调查与评价”,并在此基础上进行数字海洋的建设工作。2011年以后,还组织开展了海岛二调、海域地名、滨海湿地类型等专业性调查[20]。

上述海洋调查中,有几个系列相对影响较大,对我国海洋事业阶段性发展起到十分重要的支撑和示范作用。

1)全国海洋普查。1958年9月—1960年底期间,在国家科委海洋组的规划和组织领导下,我国60多个单位协作,在渤海、黄海、东海和南海进行了全国海洋综合调查,人们常称之为全国海洋普查[48]。这是我国首次进行的大规模海洋综合调查。通过这次调查,在辽阔的中国近海取得了系统而全面的综合性海洋资料,初步掌握我国近海海洋基本特征和变化规律,改变了我国缺乏基本海洋资料的局面。同时出版了多部专著,并培养了一支海洋科技队伍,为后续进一步深入研究、开发、利用海洋奠定了基础[35]。

2)海岸带综合调查。我国海岸线漫长,海岸带资源丰富。开发利用海岸带资源是发展海洋事业的重要组成部分[49]。而海岸带自然环境和资源状况的调查研究,则是加强海岸带管理和开发利用海岸带资源的基础(见图1)[50]。1958年首次在辽宁和山东等局部区域开展了 “全国海岸带和海涂资源综合调查”[51]。迄今为止,我国共进行了两次大规模、有计划的海岸带调查。第一次始于1960年,初步制定了调查规范初稿,但由于多方面原因,调查未能按计划完成。第二次为1980年开始、1986年完成的“全国海岸带和海涂资源综合调查”,该调查海域面积为3.5×105km2(包括陆域、海域和社会经济调查范围),观测断面9 600条,观测站超过90 000个;采集生物、地质样品4 600 000个,收集各种观测资料约57 880 000字,并拍摄了一批影像资料和大量照片;编写了综合调查报告和各种专业、专题报告超过500份,编撰成册超过700册,共计超过60 000 000字。其中的《中国海岸带和海涂资源综合调查报告》成为我国第一部全面反映海岸带资源状况的综合性论著,具有较高的实用价值[20, 52]。

3)近海综合调查。2004年3月,我国启动了“中国近海海洋综合调查与评价”专项,简称908专项,由原国家海洋局联合国家发展改革委和财政部组成专项领导小组,负责专项的组织实施[20]。本专项是迄今为止我国投入最大,参与部门和单位最广泛,采用技术手段最先进,对我国内水、领海及附近海域调查项目最全,获得数据和成果最多的一项重大海洋基础工程[50]。此次调查摸清了我国近海海洋环境资源的“家底”,掌握了我国近海自然环境变化规律,探明了海洋空间资源和新兴海洋资源潜力、海洋经济健康发展的承载能力,相关工作影响深远,调查成果为我国当代海洋科技发展起到了重要的支撑和推动作用[53]。

在自然资源部组建后,已经先后组织开展了三大海区围填海现状外业调查、全国滨海湿地调查、第一次全国海洋经济调查、黄渤海断面调查、澳门海域海洋地质调查等多次涉海资源调查。需要指出的是,我国在深海、大洋和国际海底方面也取得了巨大的成就,在测绘、水产、航运等领域进行了卓有成效的专业调查,这些也属于广义的海洋自然资源调查监测范畴,受限于主题、分类和篇幅,只是部分做了介绍,就不再一一回顾。

现有调查研究通常根据研究领域将海洋资源大致分为海洋水文调查、海洋化学调查、海洋地质调查及海洋生物调查等(见图2)。

海洋水文调查涵盖的内容涉及海浪、潮汐、海平面变化、大气环流、洋际相互作用、海洋水团、陆架环流、涡旋、锋面、内波、海洋湍流、海洋混合、海洋气候数值模拟等过程[54-55]。常采用的研究手段包括卫星遥感观测和现场实地监测、数值模拟、数据同化和实验室模拟[56-57]。

海洋化学研究目前正逐步由传统的化学海洋学向揭示全球变化背景下的海洋生物地球化学过程研究转变[58-59]。海洋化学调查重点关注营养盐、海水碳、沉积物/颗粒物中的生物标志物、海水衡量有机物、海洋生源活性气体、化学示踪及同位素[60]。目前现代化学测试分析水平的迅猛发展,取样介质的多元化和精细化,元素分析和同位素分析等测试手段的涌现,为深入探索海洋状态、探究海洋潜力、揭示多圈层相互作用提供新的视角和可靠保证[61-62]。

海洋地质调查内容主要包括地形地貌、海底浅层地质、海底底质、地质构造、海洋环境和海底矿产资源评价等[63-64]。近年来,随着海洋地质调查范围从近海逐步扩展到深海,调查方式从船载调查逐渐发展为船载调查、航空物探遥感及水下探查的立体式综合调查[65]。随着海洋地质调查覆盖范围不断扩大,国家主权权益维护、环境保护和能源矿产勘探开发的支撑力度不断加强[66]。

海洋生物调查对掌握海洋生物多样性、海洋健康生态养殖、海洋药用生物资源开发、海洋生物分子技术研究、海洋生态灾害与生态系统演变研究、海洋生物地球化学过程研究、海洋生态系统动力学以及海洋生态修复具有重要的指示作用[67-69]。海洋生物调查过程通常关注的海洋生物包括海洋微生物、浮游植物、浮游动物、微型底栖生物、小型底栖生物、大型底栖海藻、大型底栖动物、渔业资源以及海洋哺乳动物等[70]。我国通过多次海洋生物调查专项,积累了大量资料和标本,为我国的海洋生物分类、演化研究、分类区系分析和生态学研究及海洋生物资源的开发利用,奠定了坚实的基础[71]。

随着我国海洋经济迅速发展,海洋调查活动的深度和广度不断增加,越来越多的部门和机构开始参与海洋调查活动,调查主体日益增多。然而,在海洋调查工作取得发展的同时,仍然存在缺乏统筹规划、监管不力、调查资料共享不畅、服务水平低等问题。自2018年自然资源部的组建及其“两统一”职责提出后,自然资源业务由分散、割裂、孤立走向系统整体,从而要求站在地球系统科学视角重新审视和管理陆海自然资源,对海洋自然资源调查提出了新挑战。

3.1 海洋调查与监测逐步融合,但尚未形成统一规范的调查协调和技术规范体系

海洋自然资源调查监测缺少顶层统筹协调机制。目前,国内海洋调查活动涉及多部门多行业,缺乏国家层面的整体规划为指导,各部门、行业间缺少沟通协调机制。海洋专项调查间缺少衔接,调查区域、内容和周期等缺乏统筹安排,部分部门组织的海洋调查往往与其他部门专项出现简单重复,而重要海区、复杂海域的海洋基础性资料却存在缺漏。中长期计划安排的缺乏,导致海洋调查工作的系统性、长期性和全面性不足,影响海域调查的管理工作。同时,调查力量布局和调查资源配置存在不合理现象,海洋调查的能力建设和人才培养受到限制,调查效率不高,精度不细,规范不强,成本不低,难以满足社会经济发展的各项需求和国家海洋高质量发展的需求。

当前,虽然自然资源调查监测评价工作中已应用一些新技术,但海洋调查与监测核心要素信息自动化提取技术仍是目前的主要瓶颈之一,具体表现在:调查对象影响因素多且复杂,导致难以准确把握海洋资源不同要素之间过程联系;空间信息获取手段智能化程度低;水下信息智能化获取手段缺失;海上应急监测数据获取不及时;海洋灾害预报信息精度低等。海岸带调查过程受阻,受海岸带周期性涨落潮影响,仍存在资料大部分空白区,可称为“盲区”或“盲带”。受调查技术及装备的限制,人从滩面下不去,船只从海上难抵达,只能乘潮作业,落潮时徒步在干滩调查取样,涨潮时搭载小型船舶自海向陆抢滩作业,调查时间紧、范围受限、效率低,还存在一定安全隐患,迫切需要新技术手段提高调查效率。

海洋调查资料统一汇交管理制度不健全,导致海洋资料行政监管乏力,海洋调查数据没有统一的归口部门,缺乏统一管理协调机制。由于任务来源不同,在我国管辖海域开展的海洋调查活动基本处于各部门条块分割的状态,不同涉海部门和机构、企业纷纷下海开展海洋调查工作。

多头管理造成各自部门利益为重,调查数据难以实现部门之间、单位之间的共享和交流,导致人力、物力的严重浪费。涉海部门之间调查资料相互掣肘制约,部门间缺少信息沟通,没有建立完善统一的海洋数据交换标准、规范、质量控制和信息服务系统,信息共享存在壁垒。此外,海洋科学数据共享服务平台建设仍不能满足各单位数据使用需求,一定程度上加剧了海洋重复调查和资源的闲置浪费,使数据资源得不到有效的整合利用。

3.3 陆海管理部门虽已整合,但管理制度和标准体系的一体化仍需相当长的过程

现行海洋国家标准和海洋行业标准得不到全面、深入、准确的贯彻和落实,标准实施缺乏监督,标准未实现最大作用。此外,部分调查活动监管力度不够,导致敏感要素和限制区域的调查数据存在潜在风险。调查设施的布防随意性较强,非法或不明调查设施缺少合理监督管理手段,随意搭载、安装或投放调查设备的现象得不到规范或管理,存在一定安全隐患。

监测技术标准的规范化,将指导海洋资源调查监测工作的科学、统一、高效开展。尽管我国已基本构建海洋资源调查监测标准体系框架,但标准的系统性、规范性和完整性还有待完善,现有出台的标准少,更新迭代速度慢,需要的标准得不到及时制定。随着海洋调查科学技术的迭代升级,许多新理论、新技术、新方法,如云计算yb亚博网站、人工智能、卫星遥感等技术在海洋调查工作中得到应用,但是,以上新技术新方法在海洋调查监测过程中的标准尚未制定实施和推广普及,导致海洋调查标准体系的构建与科技发展存在断层情况。

新时期海洋自然资源调查监测应立足于自然资源管理需求,把握海洋自然资源调查监测工作的系统性、整体性和重构性,加强调查监测工作的顶层规划、统一部署和有序推进,进一步研究解决重大问题。紧紧围绕自然资源部职责和业务需求,从法规体系、标准体系、技术体系以及质量体系4个角度,结合“统一底图、统一标准、统一规划、统一平台”要求,加快研发海洋空间基础信息平台建设和国土空间规划“陆海一张图”。具体到海洋自然资源调查监测体系,本文提出3点建议。

4.1 紧紧围绕“两统一”职责,加快建设统一规范的海洋自然资源调查监测体系

海洋自然资源统一调查监测,并非是对现有海洋调查监测的延续和拼接,而是根据生态文明建设与自然资源统一管理部署需求,以科学、简明、可操作为理念进行海洋自然资源体系革新与重构。过去海洋资源调查监测多侧重于满足学科调查、资源开发等需要,重心偏向海洋动态变化和资源利用。目前为支撑生态文明建设和高质量发展,提升海洋科学认知,需从传统海洋调查与监测拓展转型到自然生态系统中的调查监测体系建设当中,应将海岸带、深远海、极地等整体纳入海洋调查范畴,以适应海洋资源整体保护、生态修复和综合治理的需求,因此亟需从底层逻辑搭建,系统构建起一套统一规范的海洋自然资源调查监测体系。

针对海洋调查工作,本文建议:首先,加强顶层设计,加快推动制定全国海洋调查规划,明确海洋调查发展目标、时空布局、重点任务和保障措施,对全海域、区域性及专题性调查做出总体安排,促进普查与详查相结合、综合调查与专项调查相结合,有计划有步骤地实施海洋调查活动,实现海洋调查从应对式向主动式转变。其次,按照全国统一领导、部门分工协作、地方分级负责、各方共同参与的原则,由自然资源主管部门统筹协调全国海洋调查工作,组织实施海洋调查任务。最后,协调相关部门和地方海洋调查工作,做好各类海洋调查项目的无缝衔接,保证海洋调查活动有序开展,针对性地查漏补缺和规整基础资料,提高海洋调查成果的质量。

4.2 以全国一盘棋、陆海一张图为目标,着力推动海洋调查资料共建共享的协同机制

建议进一步细化海洋调查资料的统一汇交和管理制度,完善国家和地方自然资源(海洋)部门、单位之间的海洋调查资料共建共享机制。明确共建共享的内容、方式和责任,统筹协调海洋调查数据调查监测、成果更新和信息共享等工作,保障海洋调查资料汇集渠道畅通。搭建海洋调查资料和数据共享平台,推动海洋调查资料产业化发展,提高海洋调查成果利用率。构建面向政府、企业和社会需求的分级、在线、按需的应用服务平台,实现海洋自然资源调查监测信息的按需共享与服务。

此外,由于海洋资源调查相较于陆地调查具有显著的立体空间特征,不同部门调查过程中易出现同一区位重叠的问题,有必要设置特殊的自然资源立体时空模型来进行描述和表达。如进行海洋地质调查、海洋矿产资源调查、海砂资源调查、珊瑚礁调查、深海生物多样性调查等海底和深海调查过程中,加强部门间协调工作,资料共享,避免在重叠区域设置简单重复性任务。

党的十九大提出要加强陆海统筹,这为各项海洋工作指明了方向。建议尽快开展海洋调查立法研究,不断规范和完善海洋调查活动。强化海洋调查监管力度,建立海洋调查分类监管制度。海洋调查各相关部门应结合实际情况,按照统一标准,制修订相关配套制度、实施细则和工作规程,提高海洋调查水平,协调海洋调查计划,避免重复调查,保证调查数据质量,增强海洋调查服务保障能力。对调查活动涉及的人员、设备、操作步骤和调查范围进行直接监管,对重要的基础性调查活动和所有的商业性调查活动引入质量体系和现场监理等制度,落实质量保障和安全环保措施,及时制止不符合项和超范围调查,以实现调查作业的规范和安全,提高调查质量,最大可能地降低调查的系统误差和安全环保风险。

应以自然资源科学和地球系统科学为理论基础,建立以海洋自然资源分类标准为核心的海洋自然资源调查监测标准体系,持续完善海洋调查监测系列规范;调查我国海洋自然资源状况,包括种类、数量、质量、空间分布等;监测海洋自然资源动态变化情况;建设统一规范的海洋调查监测数据库,建成与自然资源“一张图”接轨的海洋行政管理所需的“一张底版、一套数据和一个平台”;加强对海洋自然资源调查监测数据的分析,科学评价海洋自然资源、生态保护修复的效率,更好服务于自然资源和海洋工作。

作者简介:刘大海(1983-),男,安徽岳西人,博士,正高级工程师,主要研究方向为海岸带空间评估与规划、海洋经济与战略政策等。

基金项目:自然资源部科技司项目(GW0321001);自然资源部重点实验室建设项目(GY0222L08)

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