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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：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——这不再是科幻电影中的场景，而是正在中国大地上发生的现实。从顶层设计的法治护航到前沿技术的大规模突破，从“天空地”全域感知到AI大模型的深度赋能，我国生态环境治理正经历一场深刻的数智化变革，从“人治”迈向“数治”，从“末端监管”转向“全周期智能管控”。

一、顶层设计：为数字治理筑牢“法理—政策—场景”三重根基

数字化转型的深入推进，离不开顶层设计的系统指引。从生态环境保护法典的立法突破，到生态环境部的专项部署，再到场景驱动的国家行动，一个覆盖法治、政策和实践三个维度的数字治理顶层体系正在加速形成。

1.1 生态环境法典：数字治理的“法治底座”

2026年3月，十四届全国人大四次会议审议通过了《中华人民共和国生态环境法典》，这是继民法典之后我国第二部以“法典”命名的法律，将于2026年8月15日起正式施行。法典对数字化治理作出了具有里程碑意义的制度安排。

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。这为数字技术在生态环境治理全域全链条的深度嵌入奠定了坚实的法律基础。同时，法典健全并理顺管理体制，规定“设区的市级以上地方人民政府根据本行政区域的生态环境状况，制定和调整生态环境分区管控方案”等条款，有效强化了源头管控和系统治理，为数据的跨区域流动与协同治理扫清了制度障碍。此外，法典构建了更加统一完备、严格规范的法律责任体系，对生态环境违法引入按日计罚制度，又避免以罚代管，在刚性约束中实现了与柔性激励的结合，为数字化监管提供了执法工具支撑。

这些制度性布局，为生态环境数字化治理搭建起坚实的法治底座，使数字技术与生态环境治理的深度融合从一开始就走在法治化轨道上。

1.2 生态环境部“人工智能+”行动：从顶层部署到落地见效

2026年3月20日，生态环境部部长黄润秋主持召开部务会议，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。会议从四个维度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；四是在确保安全前提下促进人工智能等技术不断应用。

生态环境部科技与财务司司长王志斌在3月例行新闻发布会上进一步介绍了人工智能在生态环境监测领域的应用成果。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。此外，依托自主研制的PM2.5与臭氧协同防控立体监测预警平台，哪个区域、哪个企业超标排放都能够精准锁定，相关卫星产品、动态清单和预报模式实现了“公里—小时”级精准预报，72小时空气质量模式预报准确率从过去的约60%提升到了75%以上。

1.3 场景驱动：从顶层设计到地方实践的递进传导

数字治理的落地最终要靠一个又一个真实的应用场景来承载。当前，我国正大力推进场景开放与建设，鼓励各地在真实环境中主动开放应用场景，推动前沿技术与行业痛点精准对接。这种“需求导向、场景驱动”的模式，使数字化在生态环境领域的落地突破了传统信息化建设难以打通“最后一公里”的瓶颈。

正是在这样一个顶层推动、场景落地的体系中，从“天空地”一体化的全域感知到AI大模型赋能精细治理，再到数字孪生的智慧推演，一系列技术突破正在加速涌现，形成从空中到地下、从预测到决策、从模型到实践的完整技术闭环。

二、技术突破：从“天空地”感知到AI深度赋能

2.1 “天空地一体化”：构筑生态环境全域感知的“千里眼”

在监测监管方面，我国已构建起天空地一体化的立体监测体系。通过卫星遥感、无人机巡测、地面自动监测站等协同组网，形成“天上看、空中查、地面测、模型算”的综合感知体系，使污染过程能够被更早感知、污染热点能够被更快捕捉、重点排放源能够被更准识别。

如今，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，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。国产超光谱卫星遥感精度达到国际先进水平，实现了从“人防”到“技防”的历史性跨越。

在地方实践中，这一体系已展现出显著成效。济南市建成的智慧生态黄河平台，以“空天地”三维融合监测为核心，科学布设178个空气质量标准监测站、10个VOCs站，建成8个高精度温室气体监测站，配备走航监测系统，汇聚280辆出租车走航、416家工地扬尘等监测数据；在529家污染源安装1197套污染源在线监测设备，254家废水污染源安装废水监控设备288套，在全市379家企业安装电量监控，实时监测企业生产与治污设施运行状况。平台推动监测工作从“单点监测”向“全域感知”、“被动响应”向“主动预警”的根本转型。

十堰市则构建了“天空地”一体化碳监测技术体系，试点建设了地面高精度碳监测点位，获取温室气体浓度、污染源排放、遥感卫星及无人机监测等多维数据集，开展CO2排放量同化反演研究，填补了碳排放精准监测空白。

2.2 AI大模型赋能：从“人治”到“数治”的范式跃迁

AI大模型正在生态环境治理的各个场景中快速推进，共同构筑一个从感知到决策的完整智能生态。

① 大气环境：空气质量预报实现新突破。

传统的空气质量预报模式面临计算成本高、难以动态融合观测数据等瓶颈。复旦大学张艳教授团队联合上海科学智能研究院、上海市环境监测中心，构建了气象—排放—污染物深度耦合的多模态空气质量预报大模型——FuXi-Air，可与伏羲气象大模型无缝联接。该模型基于Transformer核心架构，利用自注意力机制提取不同监测站点间的空间依赖关系，通过交叉注意力机制将高分辨率气象预报数据、排放清单与站点观测数据进行动态融合。在北京、上海和深圳三大城市的验证中，模型能够在25至30秒内完成多站点六种主要空气污染物未来72小时、小时级分辨率的精确预测计算。上海地区性能测评显示，在臭氧、二氧化硫和一氧化碳的预测上，FuXi-Air的平均均方根误差分别降低了36.99%、68.40%和59.36%。

② 执法监管：从“人找问题”到“问题找人”。

利用大模型智能识别技术，生态环境执法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。目前，发现问题的准确率超过70%，筛选的数据量达到千亿条级别，大幅提升了监管效率。

③ 生态环境应急：从被动响应到智能研判。

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，支持“一河一图一策”“一园一图一册”等应用场景，针对重金属铊等具体污染物可快速提供吸附、膜分离、化学沉淀等多种处置技术方案。该公司同时打造了多模态大模型“生态智讯”，形成“数智大气”“智水环境”“智慧执法”等系列产品矩阵。“数智大气”打通“预、算、测、溯、减、督、评”全流程闭环，整合DeepSeek大模型后，能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，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。

④ 海洋环境：从数据融合到智能认知。

中国科学院南海海洋研究所发布的海境AI大模型，通过四大模型的有机协同，构建了从数据融合、智能预报、三维重构到交互认知的完整技术闭环。该系统实现了国产多源卫星数据的自主化、标准化处理与应用，形成了从遥感观测到智能问答的端到端服务能力，可全方位支撑海洋环境保障、资源开发和生态保护等多类业务。

从天空地一体化监测的“全要素感知”，到AI大模型赋能的“智慧分析”，再到构建从预报到处置的“完整智能链”，一系列技术突破正在将生态环境治理的各个关键环节逐一由数字化实现重构与升级。

三、地方实践：数字化转型的百花园

在国家层面的政策推动和技术支撑下，全国各地涌现出丰富多彩的数字化治理创新实践，展现出因地制宜的“百花齐放”格局。

海门：数字生态绿港，全要素感知守护江海生灵。 地处多重战略交汇地带的海门港经济开发区，投资约3000万元建设“数字生态绿港”，以数字技术织就水、气、土壤、生物全要素生态感知网络，建成24小时运行的生物多样性观测设施，实时捕捉伪虎鲸、江豚、黑嘴鸥等沿海湿地物种动态。该项目依托一体化数字平台与指挥调度中心，构建起“监测—研判—调度—处置—评估”的全链条治理闭环，实现环境数据“一张图”全景展示，从“被动应对”向“主动预防”转变。

武进：数据产品化，让生态价值“变现”。 江苏中盈高科的两款绿色低碳数据产品成功挂牌江苏省数据交易所。ZONWIN小流域水环境治理智慧大脑融合物联网、数字孪生、AI智能识别等前沿技术，实现多源数据标准化治理与GIS“一张图”一体化管控；智慧排水数智服务构建城市排水系统数字孪生体系，可降低运维成本、年均节约人员及维修费用数百万元，减少20%—50%维修停机时长。

南平：水环境AI智慧实验室，自动化监测迈入新时代。 南平市水环境AI智慧实验室围绕“自动化、智能化、标准化”，打造现代化监测平台，为守护武夷山国家公园生态屏障持续赋能。

福州长乐：高空视频智慧监控，让污染“无所遁形”。 福州新区（长乐区）建成了大气烟粉尘高空视频智慧监控系统，在7个制高点布设监控点位，融合人工智能与热成像技术，植入烟粉尘、烟雾、扬尘等智能识别算法，对建成区进行24小时全天候自动监测，截至目前共推送烟尘告警信息503条，实现了环境问题“看得见、反应快、处置准”。

从南通到福州，从十堰到武进，数字技术正在全国各地落地生根，成为生态环境保护不可或缺的关键力量。

四、未来展望：从数字孪生迈向智慧预演

如果说上述的“天空地”感知和AI赋能解决的是“现在看到什么”和“现在如何应对”的问题，那么数字孪生技术则将治理能力向前推进一步，致力于解决“未来将会怎样”和“如何提前应对”的难题。

4.1 数字孪生：从“被动应对”到“主动防控”的关键一跃

2024年海河“23·7”流域性特大洪水后，天津市大力推动水务数字孪生项目建设，目前已基本建成“三位一体”全覆盖的数字孪生水务体系。数字孪生流域体系覆盖北三河、永定河、大清河、子牙河四大河系；数字孪生水网体系覆盖引滦、引江两大外调水工程及全市一二级河道；数字孪生工程体系覆盖19条一级河道堤防、5座大中型水库、5个重点蓄滞洪区等重点防洪工程，实现重点防洪工程的数字化映射、智能化模拟、前瞻性预演。天津市还建成全国首个省级全域覆盖的水利测雨雷达网，通过6部测雨雷达、500余处监测点，初步构建起“天空地水工”一体化感知系统，实现了水务治理从“经验驱动”向“数据驱动”、从“被动应对”向“主动防控”、从“分散管理”向“协同共治”的转型。

4.2 流域治理：跨域协同与精准调度的数字神经

在长三角地区，水利部太湖流域管理局选择太浦河开展数字孪生流域先行先试建设。在完善算据方面，持续强化“天空地水工”一体化监测感知能力，整合了102个水利工程、12个水位站、40个排污企业、44个圩区等基础数据与监测数据，实现水上水下地形与场景三维融合；在优化算法方面，打造了集水量、水质、淹涝、蓝藻、风暴潮于一体的耦合模型群，开发太浦河特定污染源算法模型；在深化应用方面，建成多目标统筹调度的“四预”（预报、预警、预演、预案）一体化系统，数字孪生太浦河建设成果成功入选数字孪生水利十大样板。

在数字孪生灌区方面，疏勒河数字孪生灌区通过数字孪生与水利业务深度融合，农作物生育期地表水亩均用水量减少20立方米，粮食产量提升约10%，累计节水3400余万立方米，节约的水资源通过水权交易配置给重大工业项目，并持续向下游河道与自然保护区足额输送生态用水。

4.3 大数据与AI的持续拓展：数据要素的乘数效应

在数据要素价值释放方面，“数据要素×”三年行动计划的深入实施，持续强化场景需求牵引，带动数据要素高质量供给，创新打造数据应用新场景、新业态。可以预见，随着算力平台持续升级、大模型算法不断迭代，生态环境领域的数字化治理将加速从技术赋能的“单点突破”迈向产业生态重塑的“链式变革”新阶段。

结语：数字生态文明，美丽中国的新引擎

从生态环境法典首次将信息技术、数字技术、人工智能技术的应用写入国家基本法律，到“天空地一体”的全域感知网络日渐完善；从AI大模型让大气污染预测从小时级迈向秒级精准，到数字孪生为流域治理插上“超前预演”的翅膀——数字技术正在全方位重塑我国生态环境治理的形态、流程与效能。

正如全联环境服务业商会会长李其林所指出的，“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。未来的生态环境治理不再是应对污染的被动程序，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、超前预演的“生态大脑”，为美丽中国建设构筑起坚实的数字化屏障。

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