美国《沿海和海洋生态分类标准》简介 | 海洋与湿地小百科

【发布机构】美国联邦地理数据委员会（FGDC）
【发布年份】2012年
【标准名称】《沿海和海洋生态分类标准》（Coastal and Marine Ecological Classification Standard，简称CMECS）
【标准编号】FGDC-STD-018-2012

近150年来，随着社会对环境的监测能力不断提升，人们对生态系统和生物群落的理解也越来越深入。在这个过程中，许多国家都制定了一系列标准来描述和分类陆地和淡水系统，但对于海洋生态系统的分类标准却尚未形成一致共识。而缺乏统一的海洋生态系统分类标准、或存在多样化的标准，将导致数据混乱、跨地区比较困难、科学研究受阻、管理效率低下，进而影响对海洋生态系统的全面理解和有效保护。所以，为了填补这一空白，在2012年，美国联邦地理数据委员会（FGDC）提出了一套《沿海和海洋生态分类标准》（Coastal and Marine Ecological Classification Standard，简称CMECS）。

简单的讲，CMECS是一个术语目录，旨在提供一种简单、标准化的分类方法和共同的术语，以便对生态单元进行分类。它采用了“单元”这一术语来指代标准中的任何定义实体，包括海草床、沙滩、泻湖和水团等生态单元（unit）。通过CMECS，科学家们可以更好地组织和解释海洋环境数据，并且为不同数据之间的相互关联提供了一个共同的平台。

CMECS的制定旨在借鉴已有的国家、地区和本地的栖息地分类方法，从而促进建立一个统一的国家海岸和海洋生态分类标准。它不仅使研究人员能够确定收集的数据类型，而且还可以容纳来自多学科的数据，不受特定装备类型或特定空间或时间分辨率观测的限制。

为了确保CMECS与现有的国家标准兼容，特别注意进行了兼容性的检查。这意味着CMECS可以促进陆地和沿海水生态系统之间的研究和数据交流。此外，CMECS的最终目标是促进对生物群落、受捕捞和保护的物种、重要栖息地和重要生态系统组成部分的评估、监测、保护、恢复和管理。

【构建和测试CMECS的五个核心指导原则】

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，在该标准文件的1.7章，表明了在构建和测试CMECS时，有五个核心原则指导着整个过程。

（一）建立科学可靠的生态分类。

CMECS的开发基于当前最佳的科学知识，旨在准确反映环境和生物之间的关系。它选择了特定的区别，以确保反映生物群落形成的因素。许多常见的分类方案被用来提供信息，包括地方研究和综合分类。这样做的目的是将现有信息整合到一个一致、更广泛适用的框架中，从而确保已有的科学数据和知识能够被保留和应用于未来。

（二）满足广大用户的需求。

CMECS的受众包括沿海管理者、学术科学家和普通用户。他们来自各种背景，包括生物学、地质学、海洋学等。CMECS被设计为满足这些不同用户的需求，从需要详细信息的专业人士到需要更一般概述的人群。此外，CMECS还适用于不同规模的应用，可以在地方、区域、国家甚至全球范围内进行应用。

（三）创建综合内部一致的分类。

CMECS提供了一个全面的分类方法，旨在对所有已知的海洋生态单元进行分类。它试图回答的问题是：“海洋中有什么？”CMECS致力于提供完整覆盖的生物、基质特征、地貌结构、水生特征和生物地理影响，以及在组件内的一致性。每个CMECS单元都有清晰的定义，并标识了边界和阈值。

（四）能满足绘图的需求。

尽管CMECS单元不是基于“可绘制性”来定义的，但绘图毕竟还是它的主要应用场景之一。每个单元代表着一个可测量的空间，并且可以归属于具有定义地理边界的特定地点。在定义单元的过程中，考虑了对绘图应用的便利性。因此，CMECS单元的绘图能力已纳入考量，并在定义单元时尽可能考虑到了绘图应用的便利性。

（五）创建一个灵活的分类。

CMECS被设计为具有足够的灵活性，以满足各种用户的需求。它提供了多个组件，使用户可以根据需要选择最合适的组件，并根据自身情况选择适当的特定性别。此外，CMECS还允许用户根据需要添加额外的特征，以满足用户个性化的需求。通过这种灵活性，CMECS可以保持标准的一致性应用，并满足不同用户的需求。

【两种设置、四个组件】

CMECS（沿海和海洋生态分类标准）作为一个用于描述海洋和沿海环境的标准体系，包括两种设置、四个组件。这个体系提供了一种系统的方法来划分海洋和沿海世界。其中的设置为生态单元的描述提供了不同的角度，包括生物地理设置（BS）和水生设置（AS）。这些设置既可以独立使用，也可以组合使用。在BS中，生态单元根据物种聚集和影响生物分布的特征进行识别。沿海和海洋水域被组织成由领域、省份和生态区域组成的区域层次结构。另一方面，AS将沿海和海洋环境划分为三个系统：海洋、河口和湖泊。这些系统包括次级和三级层次，描述了子系统和潮区。

CMECS的四个组件包括水柱组件（WC）、地形组件（GC）、底质组件（SC）和生物组件（BC）。每个组件都是一个独立的构建，可以单独使用或与其他组件或设置组合使用。水柱组件描述了水柱的垂直分层、水温和盐度条件、水文形态和生物地球化学特征。地形组件描述了海岸和海底的主要地貌和结构特征。底质组件描述了所有CMECS系统中河口底质和海床材料的组成和大小。生物组件是一个层次化的分类，用于识别漂浮和悬浮生物的组成以及沿海和海洋底栖生物的生物组成。这些组件可以根据需要进行组合，以便进行特定的应用。

上图：水生设置图例。图源：CMES标准，第11页。

CMECS还引入了“标准修饰符”的概念，用于描述生态单元内的变异性。修饰符可以帮助用户以标准化的方式定制分类应用。例如，空间修饰符可以帮助用户将地理范围与其他特征相关联，而时间修饰符则有助于根据预期的时间持久性或变异性区分特征。

CMECS的应用可以从“自上而下”或“自下而上”两种方式来进行。比如说，用户可以从分类的最广泛元素开始，逐渐细化到更精确的元素；亦或，用户也可以通过对一个、或多个组件进行分析，然后探讨影响生物组合在空间和时间上的出现或成功/失败的因素。

由此可见，CMECS为描述海洋和沿海生态系统提供了一个系统化和标准化的框架。通过将物理环境的特定方面与使用环境的生物和生物群体相匹配，CMECS有助于理解沿海和海洋生态系统中复杂的相互作用。笔者发现，现在很多国际化的招投标涉及到生态系统监测或评估的时候，常常会以这个标准作为参照。

【关于美国联邦地理数据委员会】

提出此项标准的机构，是美国联邦地理数据委员会（Federal Geographic Data Committee，简称FGDC），这个机构是一个协调机构，成立于1990年，是一个由美国联邦政府机构组成的跨部门委员会。其主要职责是促进美国联邦政府各机构之间地理空间数据的协调、共享和传播。FGDC由来自美国联邦政府各机构的代表组成，包括内政部、国防部、商务部、农业部、环境保护局等。FGDC设有主席、副主席、执行主任等职务，并下设多个工作组和委员会，来负责开展具体的业务。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编查阅资料发现，该机构的主要职责包括：

1）制定和发布联邦地理数据标准。FGDC制定了一系列有关地理空间数据的标准，涵盖数据格式、元数据、质量控制等方面，以确保联邦政府各机构之间地理空间数据的互操作性。

2）协调美国联邦地理数据活动：FGDC协调联邦政府各机构的地理数据收集、共享和使用活动，以避免重复投资和数据冗余。

3）促进地理空间数据的共享和使用。FGDC致力于促进公众获取和使用美国联邦政府的地理空间数据，并开发各种工具和服务来支持数据共享和使用。

4）代表美国参与国际地理空间数据活动。FGDC代表美国参与国际地理空间数据组织和活动，比如，国际地理信息协会（OGC）和全球地理空间信息协会（GSDI）等等。

2020年，这个机构发布了《美国空间数据基础设施战略规划（2021-2024年）》，作为美国空间数据基础设施建设、和地理信息数据协调领域的最高级别规划、顶层设计。

信息源 | FGDC
编译 | 王芊佳
编辑 | 绿茵

【参考资料】
https://www.fgdc.gov/standards/projects/FGDC-standards-projects/cmecs-folder/CMECS_Version_06-2012_FINAL.pdf/view
https://www.fgdc.gov/standards/projects/cmecs-folder/CMECS_Version_06-2012_FINAL.pdf/at_download/file
https://www.fgdc.gov/standards/projects/cmecs-folder/FGDC%20Classification%20Proposal%20Final.doc/view