生態文明建設氣象保障標準體系研究

錢拴 崔曉軍 姜月清 楊霏云

摘 要：生態文明建設氣象保障標準化是提升生態文明建設氣象保障工作質量和水平的重要手段，是強化生態文明建設氣象支撐的有效途徑，然而我國尚未建立生態文明建設氣象保障標準體系。本文通過總結梳理生態文明建設氣象保障現狀，分析了生態文明建設氣象保障標準化存在的不足；根據標準體系構建原則，以《氣象高質量發展綱要（2022—2035年）》中的有關內容為基礎，整合近年關于生態文明建設氣象保障服務的相關政策文件，構建由基礎通用標準、生態氣象觀測、生態氣象監測、生態氣象評價、生態氣象預報預警、生態氣候區劃和資源利用、氣候和氣候變化生態影響評估、生態保護修復工程氣象保障、綠色低碳發展氣象保障等12個子體系構成的生態文明建設氣象保障標準體系；分析了各子體系標準現狀并指出了未來發展方向，以期為充分發揮標準化在生態文明建設中的支撐和引領作用提供思路。

關鍵詞：生態文明建設，氣象保障，生態氣象，標準化，標準體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.05.005

黨中央、國務院歷來高度重視生態文明建設，特別是黨的十八大以來，黨中央把生態文明建設納入我國“五位一體”總體布局[1]。近年來國家層面對生態文明建設標準化的重視程度也在不斷提高。2018年6月，國家標準化管理委員會發布了《生態文明建設標準體系發展行動指南（2018—2020年）》，提出了包括空間布局、生態經濟、生態環境、生態文化4個標準子體系的生態文明建設標準體系框架，以及13個方面的標準研制重點[2]。蔡文博等根據生態文明高質量發展建設的戰略需求、生態文明建設標準體系的理論和實踐進展，對照《生態文明建設標準體系發展行動指南（2018—2020 年）》，研究提出了生態文明建設標準體系框架和內容的調整優化建議[3]。2021年10月，中共中央、國務院印發的《國家標準化發展綱要》提出要“持續優化生態系統建設和保護標準。不斷完善生態環境質量和生態環境風險管控標準，持續改善生態環境質量”[4]，進一步豐富了生態文明建設標準體系建設內容。

氣象部門作為生態文明建設的重要參與者，在生態文明建設總體布局中起基礎性科技保障作用，中國氣象局高度重視生態文明建設氣象服務保障工作，緊緊圍繞國家生態文明建設戰略布局，不斷強化頂層設計和服務能力建設，生態文明建設氣象保障能力不斷提升，取得了明顯成效[5]。但生態文明建設氣象保障標準化發展緩慢，尚未建立生態文明建設氣象保障標準體系。本文總結梳理了生態文明建設氣象保障現狀，分析了生態文明建設氣象保障標準化存在的不足，提出了生態文明建設氣象保障標準體系框架，以期為充分發揮標準化在生態文明建設中的支撐和引領作用提供思路，為碳達峰、碳中和和美麗中國等目標的實現貢獻氣象智慧。

1 生態文明建設氣象保障現狀

1.1 生態文明建設氣象保障業務發展現狀

黨的十九大以來，中國氣象局的生態文明建設氣象保障工作取得新進展。

一是頂層設計不斷強化。生態氣象保障工作被列入《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃（2021—2035年）》和《生態保護和修復支撐體系重大工程建設規劃（2021—2035年）》；先后出臺了《加強生態文明建設氣象保障服務工作的意見》《生態氣象業務服務能力建設實施方案（2020—2022年）》《“十四五”生態氣象服務保障規劃》；編制了《氣候變化監測評估和生態氣象保障工程可行性研究報告》，謀劃推進生態氣象保障重點工程立項實施。此外，還重點加強了黃河流域、長三角、秦嶺、察汗淖爾等重點生態功能區和生態脆弱區的生態氣象服務發展謀劃。

二是服務能力不斷提升。國家級層面初步構建了基于“云+端”的全國陸地植被生態質量監測評估系統、生態文明建設績效考核氣象貢獻率評價系統；建立了全國和黃河流域、東北森林帶、青藏高原等6個重點生態功能區空間分辨率為1 km逐旬的森林、草原生態氣象數據集和衛星遙感數據集；建立了月、季、年不同尺度的陸地植被生態氣象監測評估業務和固碳釋氧、防風固沙、水土流失、水源涵養等生態功能氣象評估能力；初步具備了未來1年逐月、季、年的生態氣象預測能力；發展了植樹適宜期、林業病蟲害氣象風險預警等科學綠化氣象保障服務能力。此外，部分省級氣象部門探索開展了基于生態系統機理模型的碳源碳匯氣象監測評估，以及水環境污染、水生態質量等生態氣象監測預報技術研究。

1.2 生態文明建設氣象保障標準化現狀

中國氣象局不斷推進生態文明建設氣象保障標準化工作，在“十三五”氣象標準體系中首次設立了生態氣象子體系[6]。據不完全統計，截至2022年7月，制定發布的與生態文明建設相關的氣象領域國家標準、行業標準有124項，占同期現行氣象領域國家標準（203項）、行業標準（594項）總數量的約15.6%。這124項標準主要集中在作物的農業氣象觀測規范（10項）、衛星遙感監測（9項）、沙塵與沙塵暴（7項）三個方面，其他方面的標準數量均在4項之下，而與草地（草原）相關的僅3項、土地荒漠化的僅1項。由此可見，與生態文明建設氣象保障相關的現行標準少而散，不能反映生態氣象業務發展情況，更不能反映生態文明建設氣象保障工作取得的顯著成效。近年，中國氣象局明顯加大了生態文明建設氣象保障標準研制力度。截至2022年7月，在編的與生態文明建設氣象保障相關的國家標準和行業標準有25項，但仍遠遠滿足不了經濟社會對生態文明建設氣象保障標準化的需要。

2 生態文明建設氣象保障標準化存在的不足

生態文明建設氣象保障服務點多面廣，生態文明建設氣象保障標準化存在如下不足。

2.1 尚未構建完整且獨立的生態文明建設氣象保障標準體系

雖然在“十三五”氣象標準體系中設立了生態氣象子體系，但生態氣象沒有獨立的標準化技術委員會管理，標準的制修訂主要由全國農業氣象標準化技術委員會歸口。“十四五”之初，全國農業氣象標準化技術委員會構建了全國生態、農業氣象標準體系，下設生態氣象監測評估子體系（見圖1）。這種狀況不能充分反映生態文明建設氣象保障服務能力提升現狀，更不能適應生態文明建設“五位一體”的整體性、系統性要求，急需構建完整且獨立的生態文明建設氣象保障標準體系。

2.2 生態文明建設氣象保障標準研究滯后，不能充分發揮標準化對生態文明建設的支撐作用

生態文明建設氣象保障服務水平的提升，離不開相應標準規范的支撐，但目前生態文明建設氣象保障標準研究滯后，對生態文明建設的支撐作用不夠。比如，氣象部門高度重視生態氣象災害預報預警工作，在沙塵、高溫干旱、暴雨洪澇、大風、冰雹、低溫冰凍等重大氣象災害以及衍生次生災害對生態影響的預報預警方面取得了不小的進步，業務也相對成熟，但目前制定的標準僅有GB/T 28593—2012《沙塵暴天氣預警》、GB/T 37926—2019《美麗鄉村氣象防災減災指南》等。再比如，優美天氣現象、物候景觀等預報對于指導生態旅游、鄉村振興有重要意義，可以助力綠水青山變為金山銀山，但目前僅有QX/T 380—2017《空氣負（氧）離子濃度等級》、QX/T 500—2019《避暑旅游氣候適宜度評價方法》等少數幾個標準，不能充分發揮標準化對生態文明建設的支撐作用。

2.3 部分生態文明建設氣象保障標準修訂滯后，無法滿足生態文明建設對氣象保障服務的新需求

在國家標準方面，部分標準超齡服役。比如國家標準GB/T 20483—2006《土地荒漠化監測方法》于2006年實施，發布時間已有16年，仍現行有效，期間未進行修訂，導致土地荒漠化監測方法不能科學反映行業發展形勢和荒漠化監測技術進步。

在基礎通用標準方面，部分標準修訂滯后。比如2013年發布的氣象行業標準QX/T 200—2013《生態氣象術語》，給出了生態氣象的基礎術語、大氣要素術語、水環境要素術語、土壤要素術語、生物要素術語、災害要素術語，現行有效，尚未進行修訂。但隨著我國生態文明建設的逐步推進，尤其是黨的十九大以來，黨中央國務院和有關部門出臺了一系列關于生態文明建設的戰略部署與制度安排，特別是生態文明建設領域的指導意見和“十四五”相關規劃方案等重要文件，涉及氣象部門的多達25份，涵蓋維護國家生態安全、生態保護和修復工程、生態保護紅線監管、污染防治攻堅、科學綠化和碳達峰碳中和等領域，而這些方面的相關術語尚屬空白，無法滿足生態文明建設對氣象保障服務的新需求，急需補充。

2.4 生態文明建設氣象保障一些重點領域技術支撐不夠，導致標準缺失

生態文明建設氣象保障工作涉及應對氣候變化、氣象防災減災、大氣環境治理、生態保護和修復等多個重點領域，但有的重點領域由于技術支撐不夠，造成標準缺失。比如，生態保護和修復對氣象服務需求旺盛，但目前相關的氣象保障服務技術缺乏，需要研究滿足不同需求的氣象服務技術，如植樹造林、國土綠化等適宜期預報技術，水污染治理、大氣污染治理、土壤修復和污染治理氣象服務技術，促進青藏高原生態屏障區、黃河重點生態區、長江重點生態區以及東北森林帶、北方防沙帶、南方丘陵山地帶、海岸帶（以下簡稱三區四帶）等重大生態保護和修復工程的精細化氣象服務保障技術，并形成標準規范，以滿足精細化精準化生態保護和修復需求。

3 生態文明建設氣象保障標準體系設計

根據“目標明確、全面成套、層次適當、劃分清楚”的標準體系構建原則[7]，以《氣象高質量發展綱要（2022—2035年）》（國發〔2022〕11號）[8]中的有關內容為基礎，整合近年關于生態文明建設氣象保障服務的相關政策文件，構建生態文明建設氣象保障標準體系（見圖2）。

其中，圍繞國家生態安全、美麗中國建設等對氣象服務的共性需求，推進生態氣象國家標準的研制；圍繞生態文明建設對氣象行業的具體需求，加強生態氣象監測評估、預報預警、農產品氣候品質評價等方面行業標準的研制；圍繞地方生態文明建設對氣象服務的特殊需求，制定特色生態氣象觀測、生態景觀和物候監測預報、優質生態產品氣候評價和認證等地方標準；圍繞生態氣象綜合觀測、氣候資源開發利用、生態環境保護和修復氣象影響評估、生態氣象要素監測預報、生態安全氣象風險預警、生態景觀氣象預報、生態氣象數據信息和用語等，制定團體標準；圍繞水污染治理、大氣環境治理、土壤修復治理、荒漠化治理等，制定企業標準，助力精準生態修復治理和環境改善。

3.1 基礎通用標準子體系

在現有《生態氣象術語》標準基礎上，增加與水污染治理、大氣污染治理、土壤污染治理和生態保護修復、綠色低碳發展相關的生態氣象術語，補充與“山、水、林、田、湖、草、沙、城”等生態類型相關的生態氣象術語，形成面向生態文明建設的較為完善的生態氣象術語。另根據需要，考慮制定生態文明建設氣象保障指南標準、符號標準。基礎通用標準子體系框圖見圖3。

3.2 生態氣象觀測子體系

生態氣象觀測是指運用生態學和氣象學的觀測方法，對生態系統的結構和功能、氣象要素與氣象密切相關的生態因子進行觀測并獲取生態氣象數據的過程。20世紀80年代，我國建立了全國農業氣象觀測網，開展了農作物、畜牧業氣象和自然物候等觀測[9-10]，為開展主要生態系統和大農業生產氣象研究和服務提供了數據基礎。2003年以來，氣象部門陸續增加了對草原、森林、荒漠、濕地、湖泊、城市等生態系統的氣象觀測，2005年出版了《生態氣象觀測規范（試行）》[11]，下發了《生態與農業氣象試驗站建設試點生態氣象業務試驗方案》（氣預函〔2005〕50號），在全國建立了7個生態和農業氣象試驗站。近十幾年來，隨著地面氣象觀測和農業氣象觀測自動化程度的提高，生態氣象觀測也逐漸實現了對植物觀測、氣象觀測的自動化。但目前全國還沒有形成系統的生態氣象觀測網，2005年版的《生態氣象觀測規范（試行）》[11]一直未進行修訂，也沒有轉化為標準在氣象行業或者全國推廣。截至2022年7月，在編的與生態氣象觀測有關的國家標準只有20193402-T-416《陸地生態氣象觀測數據格式規范》一項，氣象行業標準有QX/T-2019-42《濕地生態氣象自動觀測規范》和B-2022-020《森林生態氣象定位觀測指標體系》兩項，需要從提高地球系統多圈層觀測能力、觀測技術和裝備智能化水平出發，聯合其他部門，綜合建立覆蓋“山、水、林、田、湖、草、沙、城”等不同生態類型的生態氣象觀測站網，建立體現不同生態系統特色的生態氣象觀測子體系（見圖4）。

3.3 生態氣象監測子體系

生態氣象監測是指利用各種氣象觀測和遙感手段，對植被、水體、農田、土壤等進行監測[12]。生態氣象監測主要包括影響生態環境質量的氣象要素監測、氣象災害監測以及生態狀況及其變化監測等。監測的方法主要有地面監測、遙感監測，遙感監測又可分為氣象衛星遙感監測、高分辨率衛星監測、無人機監測、近地面攝像和拍照監測等。目前生態氣象監測主要使用的是氣溫、降水、大風、日照等要素監測標準，另有GB/T 34814—2017《草地氣象監測評價方法》、QX/T 494—2019《陸地植被氣象與生態質量監測評價等級》等標準給出了部分生態氣象條件指數監測方法。截至2022年7月，沒有在編的與生態氣象監測有關的國家標準和氣象行業標準，需要建立包含生態氣象影響要素監測和生態狀況氣象衛星遙感監測、高分辨率衛星遙感監測、近地面氣象遙感監測的滿足生態保護修復和綠色低碳發展的生態氣象監測子體系（見圖5）。

3.4 生態氣象評價子體系

生態氣象評價是指利用生態氣象觀測數據，依據生態氣象指標和模型等，評估天氣氣候對生態系統結構和功能的影響。從評價的對象來看，生態氣象評價有影響生態環境質量的氣象要素影響評價、氣象災害影響評價、生態狀況評價等；從評價手段來看，生態氣象評價有基于氣象要素的氣象影響評價，有基于遙感監測的遙感評價；從使用的資料來看，生態氣象評價有基于地面觀測數據的評價，有基于模式計算結果的評價。目前，制定發布了有關植被生態質量和草原生態氣象方面的標準，截至2022年7月在編的與生態氣象評價相關的標準有QX/T-2020-28《濕地生態質量氣象評價規范》、QX/T-2020-40《北方植被防風固沙生態功能氣象評價等級》、B-2021-022《自然植被干旱監測評價等級》等，但是無論是生態氣象評價還是監測評價，都還沒有形成覆蓋各種被評價對象的、利用多種手段和多種資料的評價標準。需要在現有評價標準基礎上，完善生態質量氣象要素影響評價、氣象災害影響評價、生態狀況評價等標準，構建生態氣象評價子體系（見圖6）。

3.5 生態氣象預報預警子體系

在現有標準基礎上，加強高溫干旱、暴雨洪澇、大風、冰雹、低溫冰凍等重大氣象災害以及衍生次生災害對生態影響的預報預警標準制定；研制優美天氣現象和自然物候景觀預報、生態服務功能氣象影響預報、生態產品價值氣象影響預報等技術標準，建立生態氣象預報預警子體系（見圖7）。

3.6 生態氣候區劃和資源利用子體系

氣候資源是一種重要的自然資源，決定著生態系統的格局和生態狀況。長期以來，人們多重視氣候與農業的關系研究，如2015年出版了《中國精細化農業氣候區劃：方法與案例》[13]和《中國精細化農業氣候區劃：產品制作與發布系統》[14]，2019年出版了《中國精細化農業氣候資源圖集》[15]，但從生態與氣候的角度進行生態氣候區劃和資源分析得還比較少，制定形成標準的就更少，需要進一步研究精細化生態氣候資源插值算法、生態氣候區劃和資源開發技術，開展優質生態產品氣候影響評價和認證，構建生態氣候區劃和資源利用子體系（見圖8），提高生態氣候資源利用能力。

3.7 氣候和氣候變化生態影響評估子體系

我國在氣候變化對生態影響評估方面做了很多研究工作，有的形成了生態氣象業務，成為編制《全國生態氣象公報》和《生態氣象決策服務報告》的重要支撐；有的研制發布了GB/T 27963—2011《人居環境氣候舒適度評價》、QX/T 570—2020《氣候資源評價 氣候宜居城鎮》、QX/T 636—2022《氣候資源評價 氣候生態環境》等氣象行業標準。截至2022年7月，正在編制的國家標準有20191099-T-416《植被生態質量氣候變化評價規范》和20192362-T- 416《草原生態系統退化診斷及氣候適應性評價》，沒有在編的相關氣象行業標準，需要建立氣候和氣候變化對“山、水、林、田、湖、草、沙、城”等不同生態類型以及“水”“土”“氣”“生”影響的定量評估模型和指標，構建氣候和氣候變化生態影響評估子體系（見圖9），為生態文明建設應對氣候變化提供支撐。

3.8 生態保護修復工程氣象保障子體系

圍繞植樹造林種草、水污染治理、大氣污染治理、土壤污染治理和修復以及“三區四帶”生態保護修復等重大工程對氣象保障的需求，制定精細化氣象服務技術標準，形成生態保護修復工程氣象保障子體系（見圖10），支撐生態環境的精準保護和修復。

3.9 綠色低碳發展氣象保障子體系

目前有關綠色低碳發展以及促進碳達峰、碳中和的氣象標準主要集中在太陽能、風能利用和評估方面，涉及面有限，滿足不了綠色低碳發展的需求，需要在太陽能、風能開發利用的基礎上，加強生態系統固碳估算、優質生態產品生產、清潔能源開發利用、鄉村振興建設、城市生態宜居建設等氣象服務保障標準的制定，形成促進綠色低碳高質量發展的氣象保障標準子體系（見圖11）。

3.10 生態氣象業務平臺子體系

生態氣象業務平臺具有處理生態氣象數據、運行各種算法、形成各種圖表等產品以及管理、展示、共享各種生態氣象產品、算法和數據等的能力。生態氣象大數據包括氣象衛星、資源衛星、高分衛星等不同時空分辨率的遙感數據，地面氣象觀測數據、農業氣象觀測數據、農業部門觀測數據、自然資源和生態環境部門觀測數據，國家統計資料，以及土壤、土地利用、基礎背景數據等；生態氣象算法有針對整個地表的，有針對森林、草原、農田、荒漠等生態系統的，也有針對“水”“土”“氣”“生”保護和治理的；生態氣象業務平臺輸出的產品成百上千，支撐各種生態氣象服務產品的制作。目前國家級和省級建成了生態氣象業務平臺，國家氣象中心正在建設生態氣象業務云平臺，需要制定包括生態氣象業務平臺數據輸入、算法運行、產品輸出以及共享產品在內的相關標準，形成包括生態氣象數據、算法、產品、定制、共享等在內的生態氣象業務平臺子體系（見圖12）。

3.11 生態氣象服務產品制作子體系

20 02年以來，氣象部門在拓展生態氣象服務領域過程中，通過邊研究技術、邊建立服務系統、邊研制服務產品、邊制定業務規范的方式，于2007年初步制定了北方草地生態氣象監測預測業務規范、基于植被凈初級生產力（NPP）的全國植被生態氣象監測評價規范；2015年開始研制基于植被NPP和覆蓋度的生態質量指數，經過5年的業務應用，于2019年制定了《陸地植被生態質量氣象監測評價業務規范（暫行）》（氣減函〔2019〕50號）和《全國生態氣象公報編制發布規范（暫行）》（氣減函〔2019〕88號）。但目前生態氣象產品制作標準少，難以滿足不同需求，需要制定面向不同用戶需求的產品制作標準，如年度公報制作、不同生態系統氣象監測預測產品制作、重點生態功能區生態氣象專題產品制作等標準，形成生態氣象服務產品制作子體系（見圖13）。

3.12 生態氣象科學試驗和研究子體系

生態文明建設對氣象服務的需求多樣，需要進行精密的科學試驗、精準的生態氣象監測評估及預報預警、精細化的生態氣象服務。如青藏高原生態屏障區立體氣候明顯，但目前地面氣象觀測和生態氣象觀測站點稀少，需要開展有針對性的科學試驗，研究生態氣象監測預報特別是干旱、土壤融凍等對生態影響的監測預報評估技術，支持開展百米至米級的生態氣象監測預報評估服務，實現對青藏高原生態環境演變以及氣象影響的精細化評估或預評估。但是，目前針對青藏高原生態屏障、長江流域、黃河流域重點生態區的精細化生態氣象科學試驗和研究不足，缺乏相應的標準支撐，需要針對生態文明建設對氣象服務的具體需求，建立重點區域生態氣象試驗基地，開展機理性綜合野外試驗，在進行精密科學試驗、精準研究的基礎上，構建生態氣象科學試驗和研究子體系（見圖14），支撐生態氣象實現精密觀測、精準預報、精細服務。

4 結 語

生態文明建設離不開氣象保障，未來的任務更加艱巨。氣象領域將堅持綠色發展理念，把保障生態文明建設、促進綠色發展貫徹到氣象發展的各方面和全過程。圍繞加快建設主體功能區、推動低碳綠色循環發展、全面節約和高效利用資源、加大環境治理力度等開展工作，有序開發利用氣候資源，高度重視氣候安全，保障生態安全，為建設美麗中國提供堅實的氣象科技保障和標準化支撐。

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作者簡介

錢拴，研究員，主要從事生態氣象和農業氣象研究、服務、標準制定。

崔曉軍，通信作者，研究員，主要從事生態氣象和農業氣象、氣象標準化、氣象干部教育培訓及氣象科技史研究。

姜月清，高級工程師，主要從事生態氣象和農業氣象研究、服務，以及氣象標準化工作。

楊霏云，研究員，主要從事生態氣象和農業氣象研究、教學、標準制定工作。

（責任編輯：張佩玉）