黑河流域作为我国第二大内陆河流域，具代表性和典型性，它从上游到下游，形成了以水为纽带的“冰雪/冻土、森林、草原、河流、湖泊、绿洲、沙漠、戈壁”的多元自然景观。此外，黑河流域开发历史悠久，自然和人文过程交织碰撞、此消彼长。这些，都使得黑河流域成为开展流域综合研究的理想“试验场”。

　　

　　2010年，国家自然科学基金委员会启动了一项以我国黑河流域为典型研究区、历时8年的“黑河计划”。其核心科学目标之一，就是通过试验建立我国内陆河流域生态水文科学观测系统。

　　

　　国产监测设备助力“黑河计划”

　　

　　自2016年至今，“黑河计划”团队通过原始和集成创新，共研发了5类19种生态监测和联网设备，包括水热参量多尺度监测设备、土壤生物化学过程二氧化碳同位素综合观测系统、植被关键参量自动监测设备、陆生脊椎动物监测设备、以及生态物联网关键设备。同时，新研发监测设备还在多个典型生态脆弱区进行了适应性应用和示范。

　　

　　其中，植被叶面积指数仪是反映植物生长状况的一个重要指标，但该监测设备长期被国外垄断，且价格高昂，制约科研进展。植被叶面积指数仪可实现空间上密集、时间上连续的自动联网观测，准确捕捉植被生长状况、随时提供生长动态信息，完全改变了过去拿着仪器人工信息采集的工作方式。更重要的是，植被叶面积指数仪打破了国外仪器的垄断地位。目前，专家已经与企业合作，将植被叶面积指数仪进行产业化推广，以实现更大价值。

　　

　　除此之外，“土壤生物化学过程二氧化碳同位素综合观测系统”也是监测土壤呼吸状况所需要的仪器。同位素是生态系统的指纹，土壤二氧化碳含量不到0.2%，很难监测。但通过了解其产生和输送的特点，以及土壤与大气界面二氧化碳的交换过程等，可以评估脆弱生态系统土壤功能特征、土壤的固碳作用等。

　　

　　目前，国产仪器的大多指标都可满足观测需求且能实现无线组网观测，与国外仪器相比还具有价格优势。“黑河计划”的科研人员努力铸就属于国产设备的“高光时刻”。虽然还有很多关键技术难关尚未突破，但未来国产设备产业化还有很长的路要走。

　　

　　国产监测设备市场份额扩大

　　

　　据了解，从2018年下半年开始，我国监测设备的市场结构发生了比较大的变化，国家开始实施空气质量新标准监测实施方案之后，监测设备出现了较为明显的进口替代。2018年大约60%的监测设备是进口设备，而2020年下半年，国外的监测设备的市场份额已经低于国内设备。

　　

　　国产监测设备市场份额不断扩大有三大原因。一是信息安全因素，支持监测设备国产化。环境数据均是无线传播的且监测设备逐步走向一体化模式，同时可监测到敏感信息，从信息安全角度考虑政府鼓励监测设备国产化。二是本土龙头企业具有扩张的先发优势，比如技术储备和资金实力。环境监测的单一监测指标市场空间有限，国内龙头在经历了上市融资后，资金充裕，研发投入占比高，奠定了技术优势和资金优势，具备扩张潜能。三是第三方运维成国内企业竞争的蓝海。向第三方运维转型，是环境监测企业的发展趋势，也是加大行业内分化的重要环节。

　　

　　国产监测设备市场份额的扩大也离不开近年来国家加大科研投入，借助国家各种扶持政策，推进环境监测仪器的产业化和技术升级。同时促进监测仪器科研与生产结合，鼓励环境监测仪器生产企业、大学和科研机构采取多种方式开展技术合作，加快了环境监测技术的成果转化。

　　

　　国产监测设备的不足之处

　　

　　目前，我国仪器仪表行业已形成门类品种比较齐全，布局较为合理，具有相当技术基础和生产规模的产业体系。从产品的科技水平分析，目前大部分中低端产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定。但在高端技术方面与发达国家仍然存在较大差距。

　　

　　近年来，我国环境监测类仪器仪产业表虽然取得一定进步，在品种和数量上基本能够满足实际需求，但使用时存在监测频次低、采样误差大、监测数据不准确等问题。这些问题既影响环境管理的科学决策的严肃性，又易挫伤企业治理污染和保护环境的积极性。高质量的分析仪、专用监测仪器和自动监测系统多是国外引进的，国产仪器占的份额很小，虽说目前这种局势正在改变，但在产品结构、研发能力等方面还有很多工作要做。

　　

　　我国环境监测设备行业在不断进步的过程中存在大大小小的问题。如企业运行体制不完善，趋同化倾向严重。众多中小企业蜂拥而上，缺乏技术缺乏资金，低水平重复的较多，仪器的质量和性能均不能与国外进口仪器抗衡。应该说，我国企业的研发能力同国外企业仍有不小的差距，同时科研单位与企业之间也缺乏紧密合作的机制，科研成果不能快速实现产业化。政府对开发研制环境科学仪器的投资和风险投资也不足。

　　

　　要想改变不足，未来应鼓励引进国外已有先进的成套技术的监测仪器，从而消化、吸收国外的关键技术，合资生产，再逐步实现国产化。适时完善环境监测仪器的发展规划和技术政策。