從“黑河計劃”看國產環境監測儀器“覺醒”

作者： 2020年12月10日來源：全球化工設備網瀏覽量：

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黑河流域作為我國第二大內陸河流域，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

　　黑河流域作為我國第二大內陸河流域，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，國家自然科學基金委員會啟動了一項以我國黑河流域為典型研究區、歷時8年的“黑河計劃”。其核心科學目標之一，就是通過試驗建立我國內陸河流域生態水文科學觀測系統。

　　國產監測設備助力“黑河計劃”

　　自2016年至今，“黑河計劃”團隊通過原始和集成創新，共研發了5類19種生態監測和聯網設備，包括水熱參量多尺度監測設備、土壤生物化學過程二氧化碳同位素綜合觀測系統、植被關鍵參量自動監測設備、陸生脊椎動物監測設備、以及生態物聯網關鍵設備。同時，新研發監測設備還在多個典型生態脆弱區進行了適應性應用和示范。

　　其中，植被葉面積指數儀是反映植物生長狀況的一個重要指標，但該監測設備長期被國外壟斷，且價格高昂，制約科研進展。植被葉面積指數儀可實現空間上密集、時間上連續的自動聯網觀測，準確捕捉植被生長狀況、隨時提供生長動態信息，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，植被葉面積指數儀打破了國外儀器的壟斷地位。目前，專家已經與企業合作，將植被葉面積指數儀進行產業化推廣，以實現更大價值。

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

　　目前，國產儀器的大多指標都可滿足觀測需求且能實現無線組網觀測，與國外儀器相比還具有價格優勢。“黑河計劃”的科研人員努力鑄就屬于國產設備的“高光時刻”。雖然還有很多關鍵技術難關尚未突破，但未來國產設備產業化還有很長的路要走。

　　國產監測設備市場份額擴大

　　據了解，從2018年下半年開始，我國監測設備的市場結構發生了比較大的變化，國家開始實施空氣質量新標準監測實施方案之后，監測設備出現了較為明顯的進口替代。2018年大約60%的監測設備是進口設備，而2020年下半年，國外的監測設備的市場份額已經低于國內設備。

　　國產監測設備市場份額不斷擴大有三大原因。一是信息安全因素，支持監測設備國產化。環境數據均是無線傳播的且監測設備逐步走向一體化模式，同時可監測到敏感信息，從信息安全角度考慮政府鼓勵監測設備國產化。二是本土龍頭企業具有擴張的先發優勢，比如技術儲備和資金實力。環境監測的單一監測指標市場空間有限，國內龍頭在經歷了上市融資后，資金充裕，研發投入占比高，奠定了技術優勢和資金優勢，具備擴張潛能。三是第三方運維成國內企業競爭的藍海。向第三方運維轉型，是環境監測企業的發展趨勢，也是加大行業內分化的重要環節。

　　國產監測設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，推進環境監測儀器的產業化和技術升級。同時促進監測儀器科研與生產結合，鼓勵環境監測儀器生產企業、大學和科研機構采取多種方式開展技術合作，加快了環境監測技術的成果轉化。

　　國產監測設備的不足之處

　　目前，我國儀器儀表行業已形成門類品種比較齊全，布局較為合理，具有相當技術基礎和生產規模的產業體系。從產品的科技水平分析，目前絕大部分中低端產品品種基本齊全，能夠批最生產，且質量穩定。但在高端技術方面與發達國家仍然存在較大差距。

　　近年來，我國環境監測類儀器儀產業表雖然取得一定進步，在品種和數量上基本能夠滿足實際需求，但使用時存在監測頻次低、采樣誤差大、監測數據不準確等問題。這些問題既影響環境管理的科學決策的嚴肅性，又易挫傷企業治理污染和保護環境的積極性。高質量的分析儀、專用監測儀器和自動監測系統多是國外引進的，國產儀器占的份額很小，雖說目前這種局勢正在改變，但在產品結構、研發能力等方面還有很多工作要做。

　　我國環境監測設備行業在不斷進步的過程中存在大大小小的問題。如企業運行體制不完善，趨同化傾向嚴重。眾多中小企業蜂擁而上，缺乏技術缺乏資金，低水平重復的較多，儀器的質量和性能均不能與國外進口儀器抗衡。應該說，我國企業的研發能力同國外企業仍有不小的差距，同時科研單位與企業之間也缺乏緊密合作的機制，科研成果不能快速實現產業化。政府對開發研制環境科學儀器的投資和風險投資也不足。

　　要想改變不足，未來應鼓勵引進國外已有先進的成套技術的監測儀器，從而消化、吸收國外的關鍵技術，合資生產，再逐步實現國產化。適時完善環境監測儀器的發展規劃和技術政策，明

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