從“黑河計劃”看國產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測儀器“覺醒”

　　黑河流域作為我國第二大內(nèi)陸河流域，具代表性和典型性，它從上游到下游，形成了以水為紐帶的“冰雪/凍土、森林、草原、河流、湖泊、綠洲、沙漠、戈壁”的多元自然景觀。此外，黑河流域開發(fā)歷史悠久，自然和人文過程交織碰撞、此消彼長。這些，都使得黑河流域成為開展流域綜合研究的理想“試驗場”。
 

　　2010年，國家自然科學(xué)基金委員會啟動了一項以我國黑河流域為典型研究區(qū)、歷時8年的“黑河計劃”。其核心科學(xué)目標(biāo)之一，就是通過試驗建立我國內(nèi)陸河流域生態(tài)水文科學(xué)觀測系統(tǒng)。
 

　　國產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備助力“黑河計劃”
 

　　自2016年至今，“黑河計劃”團隊通過原始和集成創(chuàng)新，共研發(fā)了5類19種生態(tài)監(jiān)測和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，包括水熱參量多尺度監(jiān)測設(shè)備、土壤生物化學(xué)過程二氧化碳同位素綜合觀測系統(tǒng)、植被關(guān)鍵參量自動監(jiān)測設(shè)備、陸生脊椎動物監(jiān)測設(shè)備、以及生態(tài)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備。同時，新研發(fā)監(jiān)測設(shè)備還在多個典型生態(tài)脆弱區(qū)進(jìn)行了適應(yīng)性應(yīng)用和示范。
 

　　其中，植被葉面積指數(shù)儀是反映植物生長狀況的一個重要指標(biāo)，但該監(jiān)測設(shè)備長期被國外壟斷，且價格高昂，制約科研進(jìn)展。植被葉面積指數(shù)儀可實現(xiàn)空間上密集、時間上連續(xù)的自動聯(lián)網(wǎng)觀測，準(zhǔn)確捕捉植被生長狀況、隨時提供生長動態(tài)信息，完全改變了過去拿著儀器人工信息采集的工作方式。更重要的是，植被葉面積指數(shù)儀打破了國外儀器的壟斷地位。目前，專家已經(jīng)與企業(yè)合作，將植被葉面積指數(shù)儀進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，以實現(xiàn)更大價值。
 

　　除此之外，“土壤生物化學(xué)過程二氧化碳同位素綜合觀測系統(tǒng)”也是監(jiān)測土壤呼吸狀況的必不可少的儀器。同位素是生態(tài)系統(tǒng)的指紋，土壤二氧化碳含量不到0.2%，很難監(jiān)測。但通過了解其產(chǎn)生和輸送的特點，以及土壤與大氣界面二氧化碳的交換過程等，可以評估脆弱生態(tài)系統(tǒng)土壤功能特征、土壤的固碳作用等。
 

　　目前，國產(chǎn)儀器的大多指標(biāo)都可滿足觀測需求且能實現(xiàn)無線組網(wǎng)觀測，與國外儀器相比還具有價格優(yōu)勢?！昂诤佑媱潯钡目蒲腥藛T努力鑄就屬于國產(chǎn)設(shè)備的“高光時刻”。雖然還有很多關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)尚未突破，但未來國產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。
 

　　國產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備市場份額擴大
 

　　據(jù)了解，從2018年下半年開始，我國監(jiān)測設(shè)備的市場結(jié)構(gòu)發(fā)生了比較大的變化，國家開始實施空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測實施方案之后，監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)了較為明顯的進(jìn)口替代。2018年大約60%的監(jiān)測設(shè)備是進(jìn)口設(shè)備，而2020年下半年，國外的監(jiān)測設(shè)備的市場份額已經(jīng)低于國內(nèi)設(shè)備。
 

　　國產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備市場份額不斷擴大有三大原因。一是信息安全因素，支持監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化。環(huán)境數(shù)據(jù)均是無線傳播的且監(jiān)測設(shè)備逐步走向一體化模式，同時可監(jiān)測到敏感信息，從信息安全角度考慮政府鼓勵監(jiān)測設(shè)備國產(chǎn)化。二是本土龍頭企業(yè)具有擴張的先發(fā)優(yōu)勢，比如技術(shù)儲備和資金實力。環(huán)境監(jiān)測的單一監(jiān)測指標(biāo)市場空間有限，國內(nèi)龍頭在經(jīng)歷了上市融資后，資金充裕，研發(fā)投入占比高，奠定了技術(shù)優(yōu)勢和資金優(yōu)勢，具備擴張潛能。三是第三方運維成國內(nèi)企業(yè)競爭的藍(lán)海。向第三方運維轉(zhuǎn)型，是環(huán)境監(jiān)測企業(yè)的發(fā)展趨勢，也是加大行業(yè)內(nèi)分化的重要環(huán)節(jié)。
 

　　國產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備市場份額的擴大也離不開近年來國家加大科研投入，借助國家各種扶持政策，推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測儀器的產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)升級。同時促進(jìn)監(jiān)測儀器科研與生產(chǎn)結(jié)合，鼓勵環(huán)境監(jiān)測儀器生產(chǎn)企業(yè)、大學(xué)和科研機構(gòu)采取多種方式開展技術(shù)合作，加快了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。
 

　　國產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備的不足之處
 

　　目前，我國儀器儀表行業(yè)已形成門類品種比較齊全，布局較為合理，具有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系。從產(chǎn)品的科技水平分析，目前絕大部分中低端產(chǎn)品品種基本齊全，能夠批最生產(chǎn)，且質(zhì)量穩(wěn)定。但在高端技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家仍然存在較大差距。
 

　　近年來，我國環(huán)境監(jiān)測類儀器儀產(chǎn)業(yè)表雖然取得一定進(jìn)步，在品種和數(shù)量上基本能夠滿足實際需求，但使用時存在監(jiān)測頻次低、采樣誤差大、監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題。這些問題既影響環(huán)境管理的科學(xué)決策的嚴(yán)肅性，又易挫傷企業(yè)治理污染和保護環(huán)境的積極性。高質(zhì)量的分析儀、專用監(jiān)測儀器和自動監(jiān)測系統(tǒng)多是國外引進(jìn)的，國產(chǎn)儀器占的份額很小，雖說目前這種局勢正在改變，但在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、研發(fā)能力等方面還有很多工作要做。
 

　　我國環(huán)境監(jiān)測設(shè)備行業(yè)在不斷進(jìn)步的過程中存在大大小小的問題。如企業(yè)運行體制不完善，趨同化傾向嚴(yán)重。眾多中小企業(yè)蜂擁而上，缺乏技術(shù)缺乏資金，低水平重復(fù)的較多，儀器的質(zhì)量和性能均不能與國外進(jìn)口儀器抗衡。應(yīng)該說，我國企業(yè)的研發(fā)能力同國外企業(yè)仍有不小的差距，同時科研單位與企業(yè)之間也缺乏緊密合作的機制，科研成果不能快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。政府對開發(fā)研制環(huán)境科學(xué)儀器的投資和風(fēng)險投資也不足。
 

　　要想改變不足，未來應(yīng)鼓勵引進(jìn)國外已有先進(jìn)的成套技術(shù)的監(jiān)測儀器，從而消化、吸收國外的關(guān)鍵技術(shù)，合資生產(chǎn)，再逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。適時完善環(huán)境監(jiān)測儀器的發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)政策，明