生态监测技术：从人扛仪器到天地一体化，我们给大自然做对体检了吗？

上个月跟着中科院生态所的老林去额济纳跑野外，一天下来，我走了不到八公里，累得差点瘫在胡杨林边上。老林笑着递水，说放二十年前，他一天走二十公里都是常态。

老方法的苦，只有老一辈监测人能懂

早在上世纪八九十年代，国内生态监测刚起步，哪有什么自动化设备？全靠人力堆。 一个三到五人的监测组，出门要带样方框、钢尺、土壤钻、标本夹，还有厚厚一本数据记录本，加起来小几十斤，全扛在肩上。进草原钻林区，车开不进去，全靠脚走。一天最多能测十几个样点，遇上蚊虫、毒蛇、暴雨，那都是家常便饭。 哪怕你提前半年规划好路线，遇到一场连阴雨冲坏了路，样点进不去，这大半年的计划全打乱。数据全靠现场手写，回去再用计算器一个个算，错一个数，整组数据都要重新核对。 1980年代国内野外生态监测人员工作留影 说实话，那时候能覆盖到的监测点真的少得可怜。偏远的无人区，一年能去一次就不错了，要是遇上森林火灾、草原虫害，等监测人员走到现场，十几天都过去了，灾情早就扩散了，根本拿不到实时数据。 老林说，他刚工作那会，攒了三年的数据才发了第一篇核心，换现在，三个月就能拿到同等规模的数据。

现在的生态监测技术，野外人都喊香

这十年技术迭代真的太快了。快到很多老监测人都跟不上，转头又喊真香。 现在最基础的，就是地面物联网传感器网络。把传感器埋进土壤，挂在树上，能实时测土壤温湿度、pH值、植被光合速率、空气负氧离子，甚至能监测地下水位变化，数据自动传后台，人根本不用天天蹲在野外守着。 走哪都能看到无人机。以前测植被覆盖度、森林蓄积量，全靠人一棵棵量，现在无人机飞一圈，厘米级精度的点云数据直接出来，哪块植被退化了，哪块长了虫，在图上一眼就能标出来。十个样区，十分钟就能跑完，换以前得走整整两天。 内蒙古草原生态监测物联网传感器部署现场 还有卫星。现在咱们国家的高分系列、资源系列卫星，还有合成孔径雷达卫星，阴天雨天夜里都能拍，不仅能看地表植被变化，还能穿透植被监测地下构造，甚至能反演出区域的碳汇量。 红外相机拍的野生动物，以前全靠人一张张认，一个保护区一年几万张照片，两三个人得认好几个月。现在AI模型直接自动识别分类，连个体都能分清楚，几天就能出结果。 不过话说回来，新技术也不是完美的。传感器埋在野外，风吹雨淋日晒，还经常被牛羊蹭坏、被野生动物扒拉，一年下来坏个三分之一都是常事，换一次得跑几百公里，成本真不低。卫星分辨率再高，也看不清林下的灌草变化，深部的土壤数据还是得人去采，终究替代不了地面核查。

未来的方向，藏在现在的痛点里

未来的方向，藏在现在的痛点里 现在整个行业都在啃这些痛点。我前阵子看国内团队发的最新成果，已经做出来低功耗的生态传感器，一块锂电池就能用五年，大大降低了维护成本。还有团队做小型仿生监测机器人，能自己在林区、草原移动，主动去采样，不用人扛着进去换设备。 现在提的最多的就是多源数据融合，把卫星、无人机、地面传感器、人工核查的数据拼到一起，做动态的生态模型，不仅能实时知道生态现状，还能提前预测虫害爆发、草原退化、珊瑚白化这些风险，相当于给大自然装了个24小时工作的动态体检仪。 最有意思的是南农大那个团队做的光纤监测，把光纤埋在森林边上，能通过振动捕捉偷伐的电锯声、非法入侵的脚步声，一有异常立刻发警报，既是生态监测，又是保护区的安防，一举两得。 很多人觉得生态监测不就是测几个数吗？有什么难的？其实根本不是。生态保护的前提是认知，你连这片生态系统的健康状况都摸不清，谈什么保护？谈什么修复？现在气候变化，极端天气越来越多，双碳目标下我们需要准确算清楚生态系统的碳汇量，这些全靠生态监测技术撑着。 上周老林给我发了张照片，他们在祁连山保护区装了新的传感器，远处是积雪覆盖的祁连山，小小的传感器立在草地上，太阳能板迎着太阳闪着光，后台每一分钟更一次数据。 挺好的。 老一辈监测人用脚丈量出来的基础，现在新技术接上了棒，我们对大自然的认知，只会越来越清楚。