摘要：为全面贯彻党的二十大精神，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展，推动生态文明建设由分类管理向系统治理转变，实现自然资源统一监测与精细化管理，通过文献归纳法，收集、整理、分析、归纳国家政策文件、管理部门信息、相关论文资料、最新行业动态，系统梳理和深入研究当前土地、矿产、森林、草原、水、湿地、海洋等自然资源监测体系建设情况。发现存在自然资源分类和监测技术标准不统一，监测网络间缺乏畅联，高新技术应用不充分等问题。提出构建1+N监测体系，统筹多级综合监测体系，提高自然资源监测智能化，搭建共享信息平台等对策建议，为更好构建统一的自然资源监测体系建言献策，服务自然资源精细化管理。
关键词：自然资源；监测；自然资源统一管理；生态文明
引言
党的十八大以来，习近平总书记从生态文明建设宏观视域多次提出“山水林田湖草是生命共同体”[1]，重视“统筹山水林田湖草系统治理”[2]。十九大报告明确“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”。[3]十九届四中全会要求“加快建立自然资源统一监测制度，健全自然资源监管体制”。[4]二十大报告要求“推进美丽中国建设，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，统筹产业结构调整、污染治理、生态保护、应对气候变化，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。”
生态是一个有机整体，面对自然资源，不能单一片面地看待，一定要树立全局观，自然资源监测应该培养系统思维，从多方分散管理转变为统筹协调管理。为了落实自然资源统一管理的要求，在重构管理体制的背景之下，推进自然资源监测体系建设是实现“两统一”职责的重要保障，能够实现对各类自然资源统一监测与精细化管理，切实有助于健全我国国土空间规划制度，协同推进生态文明建设迈向新阶段。
国内研究者从多维度出发，对我国自然资源监测体系的构建进行研究，但是目前大多集中在单独门类的自然资源监测手段及数据体系建设等技术手段方面[5-7]，对自然资源整体监测体系发展状况的梳理和研究尚不充分。基于此，归纳各门类自然资源监测体系现状，梳理存在的问题，以提出相关对策建议，为构建人与自然和谐的国土新空间提供支撑。
一、自然资源与自然资源监测
自然资源，是指自然界存在的，在一定时间条件下，能够被人类开发利用以提高福利水平的自然环境因素总和。[8]随着人类认知水平的提高和社会的不断发展，自然资源的内涵不断扩展，社会化的效用性和相对于人类的稀缺性是其根本属性。自然资源是人类生存和发展的必要条件，也是建设美丽中国、深化生态文明制度改革的根本载体。[9]
监测，是对事物变化情况进行连续观察、测量和记录，分析数据信息，预测发展动态。
自然资源监测，是在自然资源本底数据基础上，依托现有基础测绘成果构建统一的监测技术体系，利用各类信息采集处理方法，对自然资源进行系统的观察、测量、记录、分析、评价和预测，跟踪监测自然资源自身动态变化及人类活动引起的变化过程，实现数据的持续更新。[10-12]
二、国外自然资源监测体系建设经验
海洋监测方面，2017年美国国防部高级研究计划局提出海上物联网（SIoT）项目，基于大量小型、低成本智能漂浮传感器收集舰船、飞机和海洋生物的活动状态信息，实时监测海底资源与环境数据，并通过卫星网络云端存储、实时分析，提升美军海洋持续态势感知能力。澳大利亚海洋科学研究所与物联网初创公司Myriota合作，监测位置、洋流、海洋表面水温和气压等海洋信息。
草原监测方面，欧盟的监测事项详细，监测种类繁多，以各成员国为信息收集单位，使用统一数据标准录入欧盟数据库，并对外发布。2000年澳大利亚国家土地和水资源稽查局建立了综合性的澳大利亚合作牧地信息系统，定期为澳大利亚政府提供草原生态环境监测数据并发布报告，分析全国草原生态环境和畜牧生产情况。
农业监测方面，美国早在20世纪初便通过国家监测体系开展土地监测，经发展完善逐渐形成完整的监测和信息化管理结构体系，在1966-2014年间先后出台6项农业信息化相关法律法规和发展计划，为农业监测建设提供政策支持，如今大量农业基础数据成为公开资源服务于农业生产决策，并使农业大数据公司蓬勃发展。澳大利亚近年正在推进深度融合物联网、云计算、移动互联等现代信息技术的智慧农业，实现信息传输解读共享并实时了解农田状况，提供种植、灌溉、施肥、防害和收割作物的决策支持。
生态监测方面，2011年美国启动大陆尺度国家生态观测站网络计划，研究从区域到大陆尺度的重要生态问题，部署一个由约15000个传感器和若干个遥感卫星组成的“天地一体”观测网络，监测土壤、水、植物以及哺乳动物等500类生态环境数据。澳大利亚基于物联网、自动观测、融合地面和遥感观测，构建了生态观测研究网络（TERN）。
三、我国自然资源监测体系建设现状
我国的分类自然资源监测工作起步较早，得到了海量的自然资源数据，能够支撑自然资源管理工作，为国家相关决策部署提供了有力的数据支持，持续服务于生态文明建设。现阶段，我国围绕土地、矿产、森林、草原、水、湿地、海域海岛七类资源，大力推进自然资源监测体系的构建工作，系统重构自然资源监测的任务和工作内容，形成了自然资源监测体系构建的顶层设计。[13]
3.1 土地资源监测
现阶段建设的土地资源监测主要从土地利用、耕地、国土空间规划等管理部门重点关注的方面开展。土地利用动态遥感监测，利用卫星遥感等技术定期监测土地利用变化情况，目前主要监测耕地、建设用地等变化情况，检查年度用地计划执行情况，核查土地变更调查汇总数据，日常监测违法或涉嫌违法用地情况等。[13]地理国情监测，综合利用高分辨率航空航天遥感影像、地理信息系统技术等，监测地表覆盖和地理要素变化，反映植被生长季地表资源变化情况，掌握地理要素现状及变化。[14-15]耕地质量监测方面，2016年，农业部明确了构建以国家和地方的耕地质量监测机构为主，以科研教学单位的耕地质量监测站点为补充的国家耕地质量监测网络，对耕地土壤理化性状、养分状况等情况开展质量变化动态监测；[16-18]2018年前，国土资源部主要以土地利用现状调查的耕地图斑为评价单元，从气候条件、地形状况、土壤状况、农田基础设施条件、土地利用水平等方面综合评定农用地，2020年，自然资源部改进耕地质量分等调查评价方法，构建包含自然地理格局、地形条件、土壤条件、生态环境条件、作物熟制、耕地利用现状等方面的新分类指标体系。耕地占补平衡动态监管系统运用卫星影像技术，通过指标挂钩，加强对违法用地及应补未补耕地的动态监测，达到数量、地类、产能综合平衡，确保补充耕地真实可靠。国土空间规划动态监测，实时采集接入多源数据，以国土空间规划作为基础，依托国土空间基础信息平台，动态监测国土空间保护和开发利用行为，监查国土空间规划中各类管控边界、约束性指标落实情况。[19-20]资源环境承载能力监测，以资源环境承载能力监测预警数据为基础，定期评估全域及特定区域，综合监管、动态评估和决策支持，实时动态监测重点区域，满足实现监测预警智能分析和动态可视化展现。[21-22]
综合来看，我国土地资源监测体系相对成熟，第三次国土调查基本统一了用地分类标准，成果也将作为管理本底数据供各部门应用；大数据、人工智能算法等新技术均有所应用。
3.2 矿产资源监测
矿产资源监测主要分为实地监测和遥感监测。矿产资源储量动态监测，采用矿山地质测量技术，掌握矿山企业开采、损失、保有储量数据，了解矿产资源储量变化及原因。矿产资源开发环境遥感监测，利用高分辨率遥感技术，监测矿产资源开发利用、规划执行、地质环境等情况，实时监测重点矿集区，构建全要素、全天候矿产资源开发环境遥感监测体系，积累了2010年以来全国在建及生产矿山、废弃矿山等5类矿山数据。[23-25]矿山环境恢复治理状况遥感地质监测，利用遥感开展全国矿山环境监测，实时动态监测重点矿区矿山环境。目前已查明全国2019、2020年矿产资源开发状况、矿产疑似违法图斑分布情况，并开展了长江经济带、京津冀及周边等重点地区废弃矿山生态修复监测，和全国采煤塌陷地等应急监测。[23]
国家建设的矿产资源监测体系，有别于生产企业，主要是服务于资源管理和安全监督，由于相关管理部门运转相对独立，以及监测内容和管理的特殊性，监测成果往往不轻易对外公开。
3.3 森林资源监测
森林资源监测涉及森林资源管理及碳汇计量。森林资源管理“一张图”年度工作，通过建立遥感手段结合地面核实验证的全覆盖执法监测监管体系，建立分级负责、上下联动、齐抓共管的常态化森林资源监测执法机制，及时发现违法破坏森林资源行为，保护发展森林资源。[26]国家森林资源智慧监测和数字管理平台，以森林资源管理“一张图”为基础，汇集整合历年遥感影像、森林资源清查、林地更新等业务数据，建立了开放共享的国家级森林资源大数据库，按照“1个平台+N个业务应用”的模式开发了森林监测评价、森林监督管理、公益林管理、天然林保护管理等业务应用系统，实现数据在线及时更新，常态化监管、数字化经营、智能化管理。[27]全国林业碳汇计量监测体系，定期提供可靠权威的碳汇计量与监测数据，由华东、中南、西北和西南四个区域的林业碳汇计量监测中心组成。目前已完成第一次全国林业碳汇计量监测成果报告。[28]
可以看出，森林资源监测的职责之前主要在林业部门，并经多年发展，已形成较为独立、系统的监测体系，机构改革之后，随着自然资源统一调查监测的提出，森林资源监测仍需与其他资源监测进行更好融合。
3.4 草原资源监测
全国草原监测，主要针对草原资源、生态、植被、生产力、利用状况、灾害状况等情况进行重点监测。自2005年起，每年进行监测并发布全国草原监测报告。2021年发布的《国务院办公厅关于加强草原保护修复的若干意见》提出，加强草原监测网络建设，充分利用遥感卫星等数据资源，构建空天地一体化草原监测网络，强化草原动态监测；健全草原监测评价数据汇交、定期发布和信息共享机制。[29]2018年后，草原资源监测的职能由农业部门转至林草部门和自然资源部门，正在制定统一的草原监测标准体系及工作机制。
整体来说，我国草原资源监测体系建设起步晚，发展慢，技术相对落后。
3.5 水资源监测
水资源监测从空间上分为地表水监测和地下水监测，从类型上分为水环境监测和水文监测。国家地表水水质自动监测系统，由网络中心站和水质自动监测子站组成，在重要河流的省界、重要支流入河（江）口和入海口等建成100个水质自动监测站，实时监测、远程监控水质，预警重大或流域性水质污染事故。[30-32]国家地表水环境质量监测网，在“十四五”期间将在全国布设国控断面3646个，覆盖全国重要流域干流及主要支流，按照水温、pH、浊度、电导率、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮等9项基本指标和动态调整指标的“9+X”方式进行监测，并融合水环境质量监测网与水功能区监测网数据。[33]国家地下水监测工程，由自然资源部和水利部共建，运用物联网和北斗通信、大数据及云计算技术，建立了覆盖全国主要平原盆地和部分生态脆弱区的地下水统测网，点位达6.7万个，监测面积达到400万平方千米；首次构建国家级地下水三维自动化监测网，建立了国家-省-市县多级数据共享与异地联动工作模式。[34-35]中小河流水文监测系统，新建改建各类水文测站38867处、水文信息中心站408个、水文巡测基地229个，以及39支水文应急监测队和5186条河流洪水预警预报软件系统建设。[36]
可以看出，机构改革之前，水资源监测职能分散在诸等多部门，仅地表水与地下水监测工作就涉及水利部、环保部和国土资源部，“多龙治水”一定程度阻碍了水资源监测体系的建设和发展。
3.6 湿地资源监测
湿地资源监测目前侧重于城市湿地、红树林、生态等不同专题。国际重要湿地年度动态监测，监测湿地生态特征和影响因素，已建成湿地生态系统定位观测研究站39处，部分国际重要湿地等重点地区建立了地方生态监测站点。2018年开始，56处国际重要湿地实现年度动态监测，并发布《中国国际重要湿地生态状况》白皮书。城市湿地监测，住房和城乡建设部将城市湿地纳入城市蓝线与城市绿线进行严格管理，同时结合海绵城市建设、黑臭水体治理，推进城市湿地保护修复。红树林动态监测，2020年自然资源部对郁闭度不小于0.2的红树林开展动态监测，发现全国红树林分布范围呈现总体扩张、局部缩减的发展态势。湿地生态动态监测，对湿地生态资源与环境要素变化进行按季节或连续的动态监测，度量湿地生态系统结构和功能的时空格局变化。[37]
综合来看，我国湿地资源管理仍处起步阶段，不论是技术规范、资金投入、队伍建设都有较大发展空间。
3.7 海洋资源监测
海洋资源监测可分为近岸监测和全球监测。全国近岸海域环境监测网，主要进行水质监测，兼顾沉积物监测，逐步开拓海洋生物、生态监测、入海污染物总量等监测，实现了常规监测陆源污染物入海总量，规范监测近岸海域环境，快速监测近岸海域突发污染事故，一体化监测陆源污染与海洋环境。[38]近海海洋观测研究网络，包括中国科学院4个新建的观测研究站、3个现有的国家临海生态环境监测站以及近海开放航次断面调查，实现了点线面结合的多要素同步观测，为海洋环境预测、灾害预警提供实时数据。[39]国家全球海洋立体观测网，核心是国家和地方基本海洋观测网，通过集合海洋空间、环境、生态、资源等数据，实现高密度、多要素、全天候、全自动的全球海洋立体观测，有助于海洋生态预警等海洋监测工作。2019年，7个沿海省（市）的204个观测站点已作为首批地方海洋观测站点入网[40]。
整体来看，伴随着海洋强国战略的提出，国家全球海洋立体观测网正在加快建设，但由于技术、资金的限制以及现实管理需求，现阶段海洋资源监测多侧重于近岸，在资金投入和科技水平都与美国、挪威等海洋强国存在不小差距。
四、我国自然资源监测体系建设现状问题分析
4.1 自然资源分类标准不统一，数据存在“打架”现象
长期以来，自然资源分类在学术界、法律界、行政管理部门并未达成一致。相关部门按照管理职能分别组建工作部门，制定监测标准进行自然资源监测，比如湿地在不同部门管理中的范围不一致，国家林草局援引《国际湿地公约》中对于湿地的广义定义，湿地范围囊括河湖沿岸和近岸滩涂，与水利部门和海洋部门的管理存在交叉，自然资源部结合土地管理的现实情况，在第三次国土调查中将湿地界定为：“红树林地，天然的或人工的，永久的或间歇性的沼泽地、泥炭地，盐田，滩涂等。”而现阶段湿地资源监测标准主要依据自身管理需求制定，未形成统一技术规范，自然资源部正在构建统一的湿地调查监测标准体系，只初步编制湿地专项调查技术规范。再比如林地在不同部门间的定义并不相同，《国家森林资源连续清查技术规定》中林地的界定还包括造林失败地、规划造林地和其它宜林地等实地未生长林木的土地，这与第三次国土调查中对于林地“生长乔木、竹类、灌木的土地”的界定不一致。因此不同监测网络得到的数据出现空白、重叠、概念不一致、指标矛盾等问题，数据成果无法统筹使用，没有形成有效的监测体系，制约了山水林田湖草系统治理工作的开展。
4.2 监测技术标准不一致，数据无法统筹管理应用
从实际应用看来，各监测网络使用的技术标准不统一，存在相同监测内容不同监测标准的问题，例如土地遥感监测，土地利用动态遥感监测主要依据《土地利用动态遥感监测技术规程》（TD/T 1010-2015），地理国情监测依据《地理国情监测基本统计技术规范》（20170310-T-466），采用的遥感影像工作底图不统一，导致监测分辨率、测量精度不相同；耕地质量监测中，农业农村部门主要依据《耕地质量监测技术规程》，自然资源部门主要依据《农用地质量分等规程》，对于耕地的分等定级评价标准不同；水环境监测标准方面，水利部门依据《水环境监测规范》，生态环境部门依据《地表水和污水监测技术规范》、《地下水环境监测技术规范》。不同的技术标准导致同类数据在不同监测网络中得到的成果存在差异，无法进行统筹管理应用。由此也造成了同类数据的重复采集，降低了工作效率，也造成了财政浪费。
4.3 监测网络间缺乏畅联，监测体系建设亟待实现
目前基于前文可以看出，现阶段的自然资源监测多聚焦单一资源类型，尚未形成较好融合各资源门类的统一监测体系。监测数据共享机制与平台的建设尚不完善，没有形成畅联互通的监测体系，使得各部门监测网络之间的互联畅通存在壁垒，监测数据不能实现有效整合与共享，导致“信息孤岛”和“数据壁垒”问题，大大降低了监测成果的有效应用。例如森林资源监测和土地资源监测经过长时间发展形成了丰富的数据成果，但由于部门间的问题，将两套数据进行深度融合后开展应用仍存在较大难度。我国相关法律法规已对监测数据共享进行了规定，但在执行过程中仍存在较大阻碍。例如《水法》《海洋环境保护法》规定了相关水资源监测数据的共享，但实际工作中，各部门间存在较大数据壁垒。
4.4 高新技术应用不充分，监测水平尚待提高
在自动化、智能化不断发展的背景之下，对自然资源监测技术提出了更高要求。当前不同监测网络采用的技术水平参差不齐，部分网络由于技术限制，缺乏更高的监测精度、自动化的监测方式等，需要不断投入更多的人力成本完成监测任务。比如精准地提取遥感监测目标的判读效率仍有待提高，目前仍以人工目视解译为主，遥感影像信息自动化高精度提取技术有待进一步研发与应用。再比如水资源监测中，物联网技术未能充分应用，水资源连续自动监测尚未达到大规模应用，老监测点位较少进行设备更新；在地表水国控断面中绝大部分点位仍然采用人工取样监测。加快高新技术在自然资源监测中的普及应用，提高监测精度与监测效率，推动智能化自然资源监测体系建设成为当务之急。
五、我国自然资源监测体系构建建议
自然资源监测体系的建设发展，需要多方发力，多层面谋划。政策层面做好顶层规划，出台具有指导性的总体方案；执行层面统筹推进，各方、各级管理部门通力合作；技术层面全面应用高新技术，提升自动化、智能化程度；数据平台层面做好多源异构监测数据的获取、处理、管理、应用工作，发挥好数据资源和平台效应的作用。对于构建自然资源监测体系的系统性建议如图1所示。
5.1 致力顶层设计规划，构建1+N监测体系
以服务国民生产和生态保护修复为目标导向，以《自然资源调查监测体系构建总体方案》为主要遵循，综合考虑相关技术发展及政策落实现状，构筑以国土变更调查成果为本底数据，统一时间和空间尺度精度，以全覆盖遥感监测为“1”项常规监测，要素监测、区域监测、应急监测等为“N”项专题监测的“1+N”自然资源监测体系。其中，国土变更调查成果作为本底数据在“国土三调”成果基础上进行年度更新，从而保证本底数据的年度时间精度，确保基底的基本稳定；全覆盖遥感监测应整合现有全国常态化遥感监测并逐步融合应用新发射卫星遥感影像成果，达到季度时间精度，保障数据的有效性；要素监测应重点布局土地、矿产、森林、草原、水、湿地、海洋和生态要素的监测，并考虑森林和草原，以及湿地和海洋等自然要素的耦合性，根据要素特征和实际需求分别明确监测成果的时间更新频率；区域监测应围绕国家区域发展战略布局，对城市群地区、自然保护地、粮食主产区等重点区域，根据生产、生活、生态的不同侧重，部署相应监测网络，构建相应监测指标体系，从而实现分类施策的区域监测目标；应急监测应研判高风险灾害区及对应的灾害高发时间，提前部署相应监测设施，强调监测成果的时效性和可靠性，确保快速获取、传输、处理并提供监测成果。
5.2 从实际状况与需求出发，统筹多级综合监测体系
只有整合形成山-水-林-田-湖-草-沙-海多门类、国家-省-市-县多层级的综合监测体系，才能实现自然资源监测从分散治理到统筹管理的转变，而这涉及组织模式、网络建设、标准体系等多方面的落实推进。首先是要按照中央与地方的权责划分，明确各级部门任务分工，构建分级监测机制，统筹分工监测任务，做好业务体系的整合与重构，建立健全覆盖各资源门类的国家-省-市-县四级分工协作的组织模式，并适当引导社会力量参与，鼓励地方因地制宜开展试点研究，推广可复制的成熟做法，例如国家地下水监测工程，采用多级数据共享与异地联动工作模式，全面实现数据纵向联通，达成数据联动。其次是要统一规划监测体系。优化落后的基层监测站点资源，整合重构已有的监测站点，补充缺失的监测点位，提高监测系统的通用性，避免重复建设，建设覆盖各自然资源类别的综合监测体系。例如水利部、自然资源部和生态环境部已就水资源调查监测的工作思路和方案基本达成共识，统一地表水和地下水的资源量及质量调查评价监测，构建标准统一、分工明确的整体体系。再次是要执行通用的标准体系。统一自然资源分类标准，融合已有指标体系，最大程度地整合不同监测体系之间的数据，达成资源数据的不重不漏，例如国家林草局已开展林地、草地、湿地数据与第三次全国国土调查数据对接融合，统一林地、草地、湿地调查监测的界限范围。统一自然资源监测标准体系，构建多源数据获取-处理-质检-管理-分析全流程技术体系，明确监测指标内容，减少重复监测。
5.3 加快高新技术研发应用，提高自然资源监测智能化
充分利用遥感、人工智能、互联网+、物联网、云计算、大数据等现代数字技术，全方位提升数据的获取、处理、管理、应用等各环节的智能化水平，从而提高自然资源监测现代化水平。在数据获取环节，构筑空-天-地-海协同监测网络，综合应用光学、高光谱、SAR、重力、激光测高等卫星遥感数据，航空飞机、高空系留气球、低空无人机等航空摄影数据，物联网、观测站点、车载测量、移动终端等陆地观测数据，海洋站、浮潜标、岸基雷达、深潜观测等海洋监测数据，网络爬虫、手机信令、舆情监测等众源信息，形成全空间、全要素、全天候、全尺度的自然资源数据协同监测能力。在数据处理环节，分布式设置大数据处理中心，应用人工智能技术建构自动化-半自动化的海量多源异构数据预处理流，实现信息的过滤、筛选、分类；内置业务统计模块，实时汇总管理指标信息，降低人工处理工作量，提升监测数据时效性。在数据管理环节，应用云计算技术，存储并管理PB级数据，实现海量数据的毫秒级响应；应用5G、物联网等信息技术，实现信息传输的快速、安全；利用空间数据智能检索技术，实现数据的高效提取利用；建立数据防火墙，确保数据安全。在数据应用环节，利用大数据挖掘技术，实现关键信息的快速发现和智能提取；集成各类时空分析模型，满足不同业务的个性化分析需求；应用时空可视化技术，快速生成报表、图件，为自然资源的评价、管理提供支撑。
5.4 强化多源数据获取利用，搭建共享信息平台
构建空-天-地-海一体化监测网络，获取空中卫星遥感数据、天上无人机航拍数据、地面物联网监测数据、海洋固定及机动监测站点数据等多源数据，打通时序数据共享壁垒，充分利用过往历史数据、当前实时数据、未来趋势演化数据等形成时空谱系数据，从而锻造全能高效的监测数据协同获取能力，并以全国基础地理数据库为空间定位框架，以国土“三调”及年度变更调查数据为“底版”，通过空间位置、语义关系、深度学习等手段进行多源异构数据融合，并分布式存储管理多源、多尺度、多时相、高精度、高频率的监测大数据。利用云计算、大数据、人工智能、机器深度学习等信息技术建设自然资源监测数据信息平台，管理、挖掘、分析、展示、共享数据资源。构建空间数据搜索引擎，实现监测数据的实时接入与快速检索；大数据挖掘智能提取有效管理信息，做到高精度信息提取、高可靠参数反演，实现应急预警、决策辅助；应用时空统计分析模型方法，依据指标体系，对自然资源进行分析评价；重视各类监测数据的可视化表达与综合展示；设计多权限管理的数据交换模式，在确保数据安全的前提下畅通数据循环；做到数据的好找、好管、好看、好用，最终发挥监测数据资源价值，实现数据的有效利用和即时共享。 （ 中国测绘学会 2023-10-10 ）