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数字技术赋能生态环境治理——解读“数字化转型”如何助力美丽中国
核心提示:2026年4月,“2026年美丽中国数字化治理研讨会”在天津召开,累计交流143个学术报告,汇聚300余位行业代表,共话生态环境数智化转型的新路径。近年来,从顶层设计到地方实践,从生态环境法典到AI大模型落地,数字技术正以前所未有的广度和深度嵌入生态环境治理的全链条——我国生态环境治理正从“人治”走向“数治”,从“末端监管”迈向“全周期智能管控”。
前言:生态环境治理的“数字革命”
打开手机,就能看到城市每个角落的空气质量实时数据;登录平台,就能追溯每一吨污染物的排放源头;在指挥中心大屏上,一张“天空地一体化”的监测网正在24小时守护着绿水青山——这些场景不再是科幻电影,而是正在中国大地上发生的现实。
习近平总书记强调,要“深化人工智能等数字技术应用,构建美丽中国数字化治理体系,建设绿色智慧的数字生态文明”。而构建生态环境数字化治理体系,就是将人工智能、大数据、云计算等数字技术与生态环境保护、污染防治、资源利用、生态修复等工作深度融合,利用实时感知、智能决策和协同执行等手段,对大气、水、土壤等环境要素进行全域感知、精准分析和智慧监管。
这场正在进行中的数字化变革,正在深刻改变我国生态环境治理的方式和效率。从过去的“人盯人、人跑眼”到今天的“数据跑、算法算”,从“事后监测、末端处罚”到“事前预警、全链管控”,数字化转型正在成为美丽中国建设的关键驱动力。
一、顶层设计:为数字治理筑牢“四梁八柱”
1.1 生态环境法典:数字治理的“法治护航”
2026年3月,第十四届全国人民代表大会第四次会议通过了《中华人民共和国生态环境法典》,这是我国首部以“法典”命名的生态环境法律,将于2026年8月15日正式施行。法典对数字化治理作出了系统性、前瞻性的制度安排。
法典明确提出,在确保安全前提下促进信息技术、数字技术、人工智能技术等的应用,为科学决策与精准执法提供坚实技术支撑。第25条明确要求“提高生态环境保护监督管理信息化、数字化、智能化水平”;第54条建立了生态环境信用监管体系,企业事业单位和其他生产经营者的生态环境违法信息将记入信用记录,通过大数据实现“一处失信、处处受限”。
这些条款围绕水质在线监测、固体废物全过程监管等细分领域构建了全面、系统的数字化治理规则框架,构建了覆盖“事前预警—事中监管—事后追责”的全链条管控,不仅让监测设备有了统一“身份证”,更通过数字化技术与法律法规的深度融合,将生态环境治理从末端治理推向了全生命周期系统管控和生态环境保护数字化场景高效应用的新阶段。
1.2 生态环境部部署“人工智能+”行动
2026年3月,生态环境部部长黄润秋主持召开部务会议,会议强调要深入学习贯彻习近平总书记关于人工智能发展的重要指示精神,推进实施“人工智能+”行动,加快构建美丽中国数字化治理体系。
会议从四个方面对数字治理工作作出具体部署:一是持续夯实技术底座,加大高质量数据供给,强化数据全流程管理,提升生态环境领域大模型性能;二是注重场景、模型、算力兼容适配,推动能力复用、知识互补和业务协作,提高人工智能驱动的监测预测、模拟推演、问题处置等能力;三是守牢安全和保密底线,实施统一集中的安全管理和技术防护措施,为人工智能应用筑牢安全屏障。
生态环境部科技与财务司司长王志斌在新闻发布会上介绍,人工智能技术正在逐步深入嵌入生态环境监测并实现业务化应用。在生物多样性识别方面,通过鸟类图像声纹识别、植物物种图像智能识别等技术,原本一年一次的监测,现在可以实现全年连续监测;在监管方面,利用大模型智能识别技术,能够有效识别机动车检测检验结果是否弄虚作假以及重型车违法排放问题,发现问题准确率超过70%。
1.3 “十五五”规划纲要的战略布局
“十五五”规划纲要对数字治理作出战略部署,提出“深入推进数字中国建设”“加快经济社会发展全面绿色转型,建设美丽中国”,明确提出“深入推进数字生态文明建设”“面向能源、交通、制造、教育、健康、金融等领域建设高质量数据集,建立人工智能训练数据合理使用制度”,并要求“深入开展‘数据要素×’行动”。
全国工商联环境服务业商会会长李其林指出,“十五五”时期环境行业的发展主题已从此前的“数字赋能”升级为“构建产业智能新生态”,产业竞争的关键将不再只是工程建设能力,而是数据能力、智能能力与系统治理能力的综合提升,人工智能等新技术正在成为推动行业转型的重要力量。
二、技术突破:数智驱动,重塑生态环境治理新范式
2026年4月11日至12日,由中国环境科学学会联合生态环境部环境规划院、生态环境部信息中心和清华大学环境学院共同主办的“2026年美丽中国数字化治理研讨会”在天津召开,累计交流143个学术报告,吸引来自全国生态环境主管部门、科研院所、高等院校、领军企业及专业机构的300余名代表参会。这次研讨会全面展示了我国生态环境数字化转型的最新技术成果和典型应用场景。
2.1 AI赋能大气治理:从“经验管控”到“数智蓝天”
清华大学碳中和研究院院长、中国工程院院士贺克斌在主旨报告中,以《数智赋能美丽蓝天》为题,围绕排放表征、浓度定量、污染调控三大核心问题,系统介绍了我国自主技术研发的最新成果。MEIC排放模型能够实现对各类污染源排放的动态精细化表征,TAP数据集提供了大气污染物的高分辨率时空分布信息,“清风”大模型则集成多种算法对污染过程进行预报推演,以数智体系全方位支撑蓝天保卫战与双碳目标协同落地。
中国环境科学研究院副院长陈胜以《跨介质复合污染调控模拟研究与思考》为题,聚焦京津冀区域多介质复合污染痛点,提出以AI原生范式构建精准溯源、预测预警、协同调控一体化支撑体系。
在技术企业端,中科宇图展示的“数智大气”产品体系,已经实现大气环境管理“千米锁区、百米锁源、米级锁点”的精细化管控。该平台深度融合DeepSeek大模型,构建智能化决策支持体系,打通“预、算、测、溯、减、督、评”全流程,通过充分激发大模型的推理演绎与知识提炼能力,精准解析用户在数据分析、管理优化及决策支持等场景中的核心诉求。
2.2 “天空地”一体化监测:从“人跑眼看”到“全域感知”
生态环境部信息中心总工程师陈煜欣在研讨会上系统展示了全国生态环境数字化建设的成效,分享AI大模型、危废全过程监管、大气智慧治理等典型应用。他指出,我国已建成覆盖全国的“天空地一体化”监测网络,推动从“风景”向“场景”的智能化升级。
卫星遥感与无人机巡航、无人船探测组成的“空天地一体化”监测系统,已将20多万个排污口纳入系统监管视线,污染溯源精度从公里级提升至百米级。水利部也正在推进构建“天空地水工”全天候智能监测体系,综合运用卫星遥感、探地雷达、无人机、无人船、水下机器人等手段,加强隐患探测和智能巡检。
量子点光谱水质监测技术实现突破,传感器体积不超过0.5立方厘米,功耗较传统产品大幅缩小,可无痛植入各类移动或固定设备,实现低成本、高密度的水环境实时监测网络部署。山东省青岛崂山区已建成全省首个全自动“黑灯实验室”,大幅提升监测效率、节约人力成本;依托工业互联网标识解析技术,构建起全域生态环境数据“一张网”,打造一体化智慧监管平台,实现从经验执法向精准执法、事前预警的转变。
2.3 数字孪生与智能化决策:从“被动应对”到“预演预判”
数字孪生技术正在成为生态环境智慧治理的核心支撑手段之一。
2026年1月,中国南水北调集团正式发布南水北调“天河”大模型。该大模型通过构建1个智算云平台,打造AI中台与数据中台两大中台,建立水网大语言模型、水网视觉大模型和水利专业模型矩阵三大模型体系,能够理解、模拟、预测并辅助决策复杂水系统行为。在调度运维方面,依托数字孪生水网实现复杂工况的高精度模拟推演与自主决策;无人机与机器狗组成“天空地”感知网,实现隐患故障自动识别与预警,关键部位识别准确率稳定在98%以上。在水质保护方面,打通“预报—预警—预演—预案”全过程智能闭环,实现水质知识秒级检索、污染扩散分钟级预演,藻类识别由小时级压缩至秒级。
在水利领域,数字孪生流域建设正在加速推进。陕西省水利厅明确2026年重点推进渭河、北洛河、汉江等数字孪生流域,以及全省“五纵十横”数字孪生水网等重点工程建设,完善数字孪生渭河试点成果共享,强化“预报、预警、预演、预案”四预能力。广西正着手构建防洪大模型数字孪生智能推演决策平台,整合多源数据、洪水预报、水库调度、淹没推演与应急决策等全链条能力。
生态环境应急领域也在加速智能化。中科宇图基于生成式AI大模型打造的生态环境应急助手,整合了应急风险源库、隐患排查库、危化品库、典型案例库、处置技术库、应急预案库等若干本地知识库,具备危化品知识检索、案例库智能匹配、环境标准查询等能力,并支持“一河一图一策”“一园一图一册”等应用场景,针对具体污染物可快速提供多种处置技术方案。
三、地方实践:数字化转型的“最后一公里”
3.1 武汉:“生态智眼”构筑数智监管“云盾”
武汉市加速推进“AI+生态环境监测”实践,构建起“天空地”一体化监测网络,实现水、气、土、声等要素全域感知。作为全国首批数字化治理试点城市,武汉创造性地探索开发“生态智眼”智能体,综合低空无人机巡查、AI图像识别及遥感信息技术,为生态环境实施精准治理提供了坚实技术支撑。
在农村黑臭水体治理方面,武汉整合卫星遥感与智能研判,推出“一码查询”服务,建立了城乡重点水体水质数据“叫回来、跳起来、推出去”的智能化管理机制。从过去的“人工跑腿、逐级上报”到今天的“系统预警、一键处置”,基层执法人员的负担大幅减轻,监管精度大幅提升。
3.2 青岛崂山:全自动“黑灯实验室”开启智能监测新时代
青岛崂山区聚焦智能监测、数据融通、智慧监管,建成山东省首个全自动“黑灯实验室”和“全域空天地感知体系+一网统管平台+山东通平台”的数字化新机制。
所谓“黑灯实验室”,是指24小时无人值守、全流程自动运行的水质智能监测系统——机械臂精准取样,检测数据实时上传,大批量水质样品从采样到分析实现全流程自动化。该实验室依托工业互联网标识解析技术,构建了全域生态环境数据“一张网”,打破了传统环境监测信息碎片化、孤岛化的管理瓶颈。通过“一网统管平台”,环保执法人员能够实时掌握辖区污染排放动态,形成从经验执法向精准执法、从被动应对向事前预警的跨越式转变。
3.3 重庆:“三级大脑”重塑现代环境治理架构
重庆在全国率先构建并运行“市级大脑—区县枢纽—镇街末端”三级数字化城市运行和治理中心体系。这套体系不是一套简单信息系统,而是一次深刻的治理架构重塑。市级治理中心作为“智慧中枢”,实现“一屏统览”社会发展八大板块;区县中心成为承上启下的“实战枢纽”,因地制宜开展指挥调度和数据融合;镇街末端的“智治中心”则面对社区辖域的污染事件负责快速响应与闭环处置。
文昌市城市运行管理服务平台新指挥中心也已正式投入运行,融合AI智能识别、物联网感知、无人机巡查等前沿技术,构建起覆盖市政设施、环境卫生、建筑垃圾等重点领域的“空天地”三位一体智能感知体系。
3.4 福建:从“经验判断”到“数据驱动”的治理转型
作为习近平生态文明思想的重要孕育地和数字中国的实践起点,福建在“十五五”开局之年,进一步推动数字技术与生态文明建设深度融合,开拓“数”“绿”协同互融发展的实现路径。福建省正全面推进生态环境治理从“经验判断”向“数据驱动”转型,构建覆盖全流域、全要素的数字生态治理体系。
四、产业变革:数字技术重构环保产业运行逻辑
生态环境领域的数字化转型,正在深刻变革传统环保产业的运行逻辑和商业模式。
从产业层面看,李其林明确指出,随着传统环保市场逐步进入存量阶段,“数字化不是选择题,而是生存题”。行业增长逻辑正在发生变化,单纯依靠工程规模扩张难以支撑长期发展,必须通过科技创新提升运营效率和服务能力。
人工智能技术的引入,正在为环保设施的运行带来革命性变化。在水处理领域,一些智能化系统已经能够通过算法对曝气、加药、污泥回流等关键工艺进行动态调整,从而实现能耗和药耗的大幅降低。当人工智能真正进入生产环节后,环保设施的运行方式正在从依赖人工经验逐步转向数据驱动。
以美能环保参与的再生水厂智能化升级项目为例,人工智能系统已能够通过实时数据驱动,对全厂关键工艺进行自动决策,并与工厂PLC控制系统实现联动。系统运行以来,鼓风机电耗同比下降40%以上,药剂消耗平均降低50%至75%,减排降本成效显著。
在数字基础设施领域,“十五五”期间将重点推进算力、通信基站和机房等基础设施节能降碳改造,持续提高单位算力能效和单位信息流量能效,严格电能利用效率能效指标准入管理,支持发展绿色低碳、集约循环的算力设施。政策层面的明确信号将加速AI技术在生态环境领域的渗透和应用,逐步形成“产-学-研-用”一体化的智能创新格局。
五、展望未来:迈向数字生态文明新时代
当前,我国正处于从“十五五”规划开局迈向生态文明建设全面深化的重要时期。展望未来,数字技术在生态环境治理领域将迎来三个维度的全面突破:
一是法治保障更加健全。 生态环境法典将于2026年8月15日正式施行,生态环境部明确将做好生态环境法典的落实与配套制度建设,生态环境数字化治理将从政策驱动走向法治驱动。
二是智能监测网络全面覆盖。 生态环境部明确表示将加强对生态环境领域人工智能相关技术研发的支持,加快推动天空地海一体化智能感知网建设,充分释放“人工智能+生态环境”的应用效能。在不远的将来,每一片森林、每一条河流、每一片湿地都将被纳入实时智能监控的怀抱。
三是治理格局系统重构。 从数据采集、传输到应用,从业务协同到场景深度优化,生态文明建设的数据底座将进一步夯实。人工智能将从“辅助工具”升级为“决策大脑”,通过“数字孪生”等技术手段,在大气环境、水环境、土壤环境及应对气候变化等多个领域实现全链条、全周期、全要素的智慧管控,从简单的事后补救转向事前预案、事中干预、事后追溯的全链条管控。
结语
从蓝天保卫战中的智能溯源,到水质监测里的“数字哨兵”;从智慧水务平台的绿能协同,到AI大模型在生态环境领域的深度融合——数字化、智能化正在为美丽中国建设提供越来越坚实的治理底座和技术支撑。
伴随“十五五”规划目标的有序推进、生态环境法典的正式施行、以及人工智能+行动等一系列战略举措的深入实施,以数据为核心、以算法为驱动、以算力为支撑的智慧化治理体系正在加速构建。未来的生态环境治理将不再是应对污染的一套被动程序,而是在数字技术的赋能之下,成为一个全域感知、智慧思考、精准调控的“生态大脑”,为绿水青山构筑起一道坚实的数字化屏障。
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