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專(zhuān)家解讀《全球生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)2013年度報(bào)告》
中央政府門(mén)戶(hù)網(wǎng)站 www.nakedoat.com 2014-07-22 11:31 來(lái)源: 國(guó)土資源部網(wǎng)站
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全球生態(tài)環(huán)境變化的真實(shí)狀態(tài)是什么樣的?回答這一問(wèn)題也是全球科學(xué)家們不懈努力的方向??茖W(xué)技術(shù)部國(guó)家遙感中心日前對(duì)外發(fā)布了《全球生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)2013年度報(bào)告》。為了解讀報(bào)告中的內(nèi)容,記者近日采訪(fǎng)了參與報(bào)告制定的幾位科學(xué)家:中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、博士生導(dǎo)師劉闖,清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心主任、全球變化研究院副院長(zhǎng)宮鵬,北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)研究院首席科學(xué)家梁順林,中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所研究員吳炳方。 

  記者:請(qǐng)專(zhuān)家介紹一下為什么要利用遙感技術(shù)來(lái)呈現(xiàn)地球的生態(tài)變化?

  劉闖:1998年,中國(guó)科學(xué)院幾位院士提出,要把中國(guó)從一個(gè)地學(xué)大國(guó)變成地學(xué)強(qiáng)國(guó),就要研究世界。我們之前經(jīng)常把注意力集中在國(guó)內(nèi),對(duì)國(guó)際的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境關(guān)注比較少,主要是科技手段上也達(dá)不到。去年,科技部開(kāi)始組織進(jìn)行全球遙感監(jiān)測(cè)。世界上很多國(guó)家都在做這個(gè)工作,幾十年衛(wèi)星積累的數(shù)據(jù)為全球生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析提供了必要的手段和基礎(chǔ),所以用遙感來(lái)研究全球,尤其是生態(tài)環(huán)境,就成為可能。因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境是多因素組成,要分解成不同的要素來(lái)研究。去年我們剛起步,用兩個(gè)指數(shù),一個(gè)是植被的情況,一個(gè)是水域面積的情況,今年又增加了兩個(gè),人和人地關(guān)系,其中很重要的一部分是糧食。

  記者:要想了解全球生態(tài)變化情況,就要站在衛(wèi)星上,利用遙感技術(shù)。剛才劉研究員講到了主題的變化,那么到底應(yīng)該選擇什么樣的指標(biāo)才能更準(zhǔn)確地反映地球生態(tài)環(huán)境的變化?

  劉闖:變化有長(zhǎng)期的、中期的、短期的,有百年尺度的、十年尺度的、年度的、月度的、每天的,甚至是每分鐘以及瞬時(shí)的尺度。要研究生態(tài)的話(huà),要素尺度又很多,光植被就很多,還有水、大氣等,大氣中的化學(xué)成分、物理特性又有很多。遙感提供了這些不同要素的傳感器,科學(xué)家把不同要素傳感器的算法融合,得出一個(gè)科學(xué)結(jié)論,這就到了大數(shù)據(jù)時(shí)代。目前發(fā)布的這幾個(gè)報(bào)告都是在1000倍以上的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上能夠提煉出其中的千分之一,甚至100萬(wàn)倍的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上提煉出百萬(wàn)分之一的結(jié)論。所以科技部從2007年就開(kāi)始籌備遙感數(shù)據(jù)的共享,叫“國(guó)家綜合地球觀測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)”。

  2008年,汶川地震后,增加了遙感快速反應(yīng)這部分內(nèi)容;2010年,啟動(dòng)了國(guó)家遙感的數(shù)據(jù)共享,以致于2012年中國(guó)在地球觀測(cè)組織中的作用越來(lái)越大。再加上我們國(guó)家這幾年衛(wèi)星發(fā)射取得了振奮人心的成就,推動(dòng)了數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的工作,才使得今天的報(bào)告能夠使中國(guó)科學(xué)家站在全球的角度來(lái)審視全球問(wèn)題,在全球的層面來(lái)看我們自己。我覺(jué)得這是很了不起的進(jìn)步。

  記者:宮教授參與了報(bào)告數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析以及撰寫(xiě)的過(guò)程,現(xiàn)在報(bào)告發(fā)布了,請(qǐng)您談?wù)劥丝痰男那椤?/strong>

  宮鵬:我覺(jué)得這是令人非常振奮的時(shí)刻,遙感拓展了人的能力,用眼睛不敏感的波段去探測(cè)世界上各種各樣的自然界現(xiàn)象。以前我們觀測(cè)的是自己周?chē)沫h(huán)境狀況,其實(shí)在世界上如果能夠做到對(duì)全球環(huán)境狀況有所了解,而且發(fā)布出權(quán)威性的信息資料的話(huà),這體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家舉國(guó)的能力。剛才劉闖教授已經(jīng)談到我們國(guó)家發(fā)射了那么多衛(wèi)星,這是我們最近這些年國(guó)力提升的一個(gè)很重要的指標(biāo)。但是怎樣把衛(wèi)星獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有利于人類(lèi)生產(chǎn)生活的信息,這里面有大量的工作要做。全世界的科學(xué)家都在努力做這件事情。一個(gè)國(guó)家走到這一步,能夠把全球的環(huán)境指標(biāo)拿出來(lái),把自己的數(shù)據(jù)展現(xiàn)給全世界,跟全世界分享,這是達(dá)到了一定發(fā)展水平的標(biāo)志。

  記者:四位專(zhuān)家都是這份報(bào)告的專(zhuān)家組成員,請(qǐng)問(wèn)這個(gè)報(bào)告的發(fā)布以及在撰寫(xiě)過(guò)程中,是不是對(duì)您所在領(lǐng)域的發(fā)展也有很好的推動(dòng)作用呢?

  吳炳方:應(yīng)該是這樣,因?yàn)榘l(fā)布不是個(gè)人的行為,而是納入到國(guó)家遙感中心發(fā)布體系之下,我們做每件事情都得精益求精,四個(gè)指標(biāo)的選擇也不是隨意選的,是經(jīng)過(guò)慎重的論證,把全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題挑出來(lái),進(jìn)行精細(xì)的分析。我們做這個(gè)工作的過(guò)程中,要承擔(dān)更多的責(zé)任和義務(wù)。

  梁順林:我們是專(zhuān)家組成員,但是支撐整個(gè)報(bào)告的是好幾百人,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次討論,討論的過(guò)程中又發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題,這些問(wèn)題又反饋到研究的層面,這些分析都促進(jìn)了我們的思考。另一方面我們都是科學(xué)家,但是編制這個(gè)報(bào)告的主要目的還是給普通老百姓、政府官員來(lái)看,所以如何把科學(xué)成果轉(zhuǎn)化成大眾化的信息,對(duì)我們也是一種挑戰(zhàn)。

  記者:報(bào)告中用遙感技術(shù)得到的數(shù)據(jù),其應(yīng)用前景怎么樣?

  劉闖:這個(gè)數(shù)據(jù)目前來(lái)看分三層,第一個(gè)就是原始數(shù)據(jù)的來(lái)源,這項(xiàng)報(bào)告的特點(diǎn)就是來(lái)自于數(shù)據(jù),它屬于大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)集約型的科學(xué)研究時(shí)代的一個(gè)顯著特點(diǎn)。在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,就像大海撈針一樣撈出一些關(guān)鍵性的思想,通過(guò)這些創(chuàng)新的科學(xué)思想再提煉出進(jìn)一步的結(jié)論。比如水有水的算法,植被指數(shù)、葉面積指數(shù)也有它的算法,怎樣算得更準(zhǔn)確,這是科學(xué)家的貢獻(xiàn)。第二層是數(shù)據(jù)拿出來(lái)之后對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步分析,就形成了第三層分析的結(jié)果,這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果就是這個(gè)報(bào)告。

  所以整個(gè)數(shù)據(jù)是大海撈針,就像大浪淘沙一樣,比如梁教授的500多個(gè)TB的數(shù)據(jù),到了第二層就是600多GB的數(shù)據(jù),這就差了1000倍了,而體現(xiàn)在報(bào)告里面就是幾個(gè)MB的文字。這就使科學(xué)研究的整個(gè)方法發(fā)生了根本性的變化,現(xiàn)代的科學(xué)家本身也是大數(shù)據(jù)的分析科學(xué)家。

  梁順林:科技部國(guó)家遙感中心用“863”計(jì)劃地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域項(xiàng)目支持了我們的幾個(gè)項(xiàng)目,特別是我們所做的植被的工作。我們生產(chǎn)了一套GLASS數(shù)據(jù)集,2012年代表中國(guó)向全世界發(fā)布。以前我們拿的都是國(guó)際宇航局和歐洲的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,這次是中國(guó)第一次用自己的方法和生產(chǎn)系統(tǒng)做出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù),向全球進(jìn)行發(fā)布,而且數(shù)據(jù)共享是免費(fèi)的,從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)是有里程碑意義的。而且我們所做的工作都是基于大量研究的,數(shù)據(jù)集在國(guó)外是用英文發(fā)表的,有堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。這對(duì)全球整個(gè)環(huán)境以及氣候變化研究都會(huì)產(chǎn)生重大的影響。

  吳炳方:我這個(gè)報(bào)告有一點(diǎn)特殊性,因?yàn)榇笞诩Z油作物具有很明顯的季度性,我們是分季度監(jiān)測(cè)。每次發(fā)布季度報(bào)告的時(shí)候全球下載量是非常大的,很多期貨公司、聯(lián)合國(guó)組織,包括科研單位、研究人員都會(huì)用這個(gè)信息來(lái)分析全球糧食價(jià)格的發(fā)展趨勢(shì),用戶(hù)還是非常多的。

  記者:中國(guó)發(fā)布的有關(guān)糧食方面的研究報(bào)告,會(huì)不會(huì)讓全世界的關(guān)注度更高?

  吳炳方:目前來(lái)說(shuō),大多數(shù)國(guó)家都沒(méi)這個(gè)能力去監(jiān)測(cè)全球的大宗糧油作物生產(chǎn)成果。因?yàn)槿虼笞诩Z油作物作為糧食安全來(lái)說(shuō)是國(guó)家的頭等大事,我們國(guó)家每年進(jìn)口的糧食數(shù)量是很龐大的,需要了解世界上不同地區(qū)的糧食生產(chǎn)形勢(shì)是怎樣變化的。另一方面,世界上大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家都是糧食進(jìn)口國(guó)家,他們沒(méi)有能力也不了解世界上其它地區(qū)糧食生產(chǎn)形勢(shì),也就無(wú)法做好進(jìn)出口的計(jì)劃。所以,這個(gè)信息發(fā)布以后,有助于這些發(fā)展中國(guó)家客觀地判斷世界糧食生產(chǎn)形勢(shì),更好地保護(hù)他們的利益。

  記者:報(bào)告的四個(gè)方面都反映了地球生態(tài)環(huán)境發(fā)生的變化,比如陸地植被生長(zhǎng)狀況,和去年比在報(bào)告內(nèi)容上有什么差別?有哪些數(shù)據(jù)能夠反映出地球的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了什么樣的變化?

  梁順林:去年報(bào)告主要反映的是2011年之前的數(shù)據(jù),今年這個(gè)數(shù)據(jù)延伸到2013年,時(shí)間跨度拓寬了,數(shù)據(jù)的質(zhì)量也提高了。另外,我們花了大量的時(shí)間和精力做了一些成因分析,地表的植被一直在變化,但是我們要知道到底是什么原因?qū)е铝怂淖兓?。原因無(wú)外乎兩大方面:一是氣候變化的自然原因和森林大火等導(dǎo)致的;二是一些人為的因素,比如國(guó)家的政策,中國(guó)生態(tài)工程如三北防護(hù)林、退耕還林、退耕還草等,改善了地區(qū)的植被環(huán)境和狀況。

  另外,我們也在分析城鎮(zhèn)化或者其他的人類(lèi)活動(dòng)到底對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了什么樣的影響。所以這次報(bào)告中很大的亮點(diǎn)就是,我們不僅可以告訴大家變化在什么地方,是什么樣的變化,而且可以揭示是什么原因?qū)е铝诉@種變化,這種變化到底對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)、對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生什么樣的影響。更多的用戶(hù)會(huì)沿著這個(gè)思路做下去,用我們的數(shù)據(jù)把這個(gè)報(bào)告的廣度和深度拓展下去。

  記者:這些造成植被變化的原因給了我們什么樣的啟示?

  梁順林:國(guó)家政策是很重要的,因?yàn)槲覀內(nèi)祟?lèi)是居住在陸地表面上的,陸地生態(tài)系統(tǒng)需要很好的環(huán)境支撐,所以國(guó)家投入了大量的資金和人力來(lái)改善我們的生態(tài)環(huán)境。全球植被增長(zhǎng)最多最快的,最近這十多年主要是在亞洲,在中國(guó)。當(dāng)然,我們?nèi)祟?lèi)和自然總是矛盾的,人類(lèi)需要從自然界當(dāng)中獲取很多的資源,同時(shí)對(duì)自然環(huán)境也造成一定的影響。比如城市化這個(gè)問(wèn)題,可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境、特別是植被的變化產(chǎn)生影響,因?yàn)闀?huì)侵占一些農(nóng)田。從國(guó)家政策的角度上,也需要很好地協(xié)調(diào)這兩者之間的關(guān)系。

  記者:對(duì)于大型陸表水域面積分布狀況這部分,監(jiān)測(cè)結(jié)果已經(jīng)顯示出鄱陽(yáng)湖和咸海等湖的面積呈現(xiàn)萎縮的趨勢(shì)。請(qǐng)宮教授分析一下造成這種現(xiàn)象的原因以及它產(chǎn)生的危害。

  宮鵬:人口在增加,生活在改善,不管是糧食生產(chǎn)還是生活用水量都在增加,工業(yè)生產(chǎn)也需要大量用水。所以當(dāng)人口增加的時(shí)候,一個(gè)區(qū)域的水資源肯定構(gòu)成了比較大的壓力。另外一個(gè)原因就是自然界氣候的變化。現(xiàn)在有一種情況就是,干的地方在變干,濕的地方在變濕。在干旱、半干旱地區(qū),如果沒(méi)有好的生態(tài)工程和節(jié)水措施,就可能出現(xiàn)降雨量相對(duì)減少的情況。在一種平衡體系下,一個(gè)湖泊、自然匯水區(qū)域,隨著人的采集量的增加,變干了以后蒸發(fā)也多,降水量也少,最后就會(huì)使水面越來(lái)越小。而且這確實(shí)會(huì)使局部在特定的時(shí)間里產(chǎn)生一種正反饋,就是生態(tài)變得越來(lái)越脆弱。

  所以現(xiàn)在在咸海東部,一個(gè)完整的中亞地區(qū)的咸水湖泊分成兩塊,在過(guò)去的十年里面,東部已經(jīng)有水面很小的情況,很令人擔(dān)憂(yōu)。我們國(guó)家鄱陽(yáng)湖是一個(gè)通江的湖泊,在長(zhǎng)江水頂峰的時(shí)候會(huì)倒灌給鄱陽(yáng)湖;如果長(zhǎng)江水位比較低,鄱陽(yáng)湖的水也會(huì)流到長(zhǎng)江干流里面。鄱陽(yáng)湖的變動(dòng)實(shí)際上是牽一發(fā)而動(dòng)全身,幾乎是江西全省面積97%的匯水流域的水資源狀況都會(huì)受到整個(gè)長(zhǎng)江水流的影響。這些年,隨著長(zhǎng)江中下游用水量的增加,再加上不斷有干旱的現(xiàn)象,使鄱陽(yáng)湖的水有一個(gè)大的減少的趨勢(shì)。我們也希望這個(gè)能有所恢復(fù),不然會(huì)造成生態(tài)上的破壞。

  記者:那么我們應(yīng)該做一些什么呢?

  宮鵬:節(jié)水是必須做的。不管是發(fā)展工業(yè)還是農(nóng)業(yè),都應(yīng)該做到節(jié)水,在水資源的調(diào)配上更多注重區(qū)域的綜合管理,加強(qiáng)協(xié)調(diào)。我們要想辦法在用水方面裁源節(jié)流,在做工程設(shè)施的時(shí)候要充分考慮怎樣讓水資源不過(guò)分流失。

  吳炳方:干旱、半干旱地區(qū),像咸海萎縮主要還是上游地區(qū)的農(nóng)業(yè)耗水量太大,所以需要在這方面控制農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)模,否則的話(huà)湖泊會(huì)越來(lái)越萎縮。

  記者:對(duì)于大宗糧油作物生產(chǎn)形勢(shì),當(dāng)初把這個(gè)部分挑進(jìn)來(lái)作為2013年度報(bào)告的四大部分之一,是出于什么樣的考慮?有什么樣的意義?

  吳炳方:首先糧食安全是我們國(guó)家的頭等大事。我記得去年的經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上定義的2014年第一項(xiàng)政府任務(wù)就是保護(hù)國(guó)家的糧食安全,所以科技部選擇這一項(xiàng)也是有這樣的考慮。我國(guó)是世界上最大的糧食生產(chǎn)國(guó)、最大的糧食進(jìn)口國(guó)、最大的糧食消費(fèi)國(guó),我們需要了解世界上其他地方的糧食生產(chǎn)形勢(shì),以便準(zhǔn)確把握在進(jìn)口過(guò)程中的品種選擇。這也體現(xiàn)了科技部國(guó)家遙感中心領(lǐng)導(dǎo)的高瞻遠(yuǎn)矚。

  第二方面,通過(guò)監(jiān)測(cè),世界上糧食生產(chǎn)形勢(shì)是起起伏伏的,因?yàn)槲覀儑?guó)家面積比較大,東西可以互補(bǔ),所以整個(gè)糧食生產(chǎn)形勢(shì)是比較平穩(wěn)的。但是世界上不同地區(qū)的情況都不一樣,比如2012年,美國(guó)玉米減產(chǎn)量很大,因?yàn)槭艿胶禐?zāi)影響;俄羅斯因?yàn)槭芎禐?zāi)影響,糧食減產(chǎn)量比較大,因?yàn)槎际怯牮B(yǎng)農(nóng)業(yè)為主。根據(jù)最新一期報(bào)告,2014年,全球糧食生產(chǎn)形勢(shì)是比較樂(lè)觀的,去年小麥增產(chǎn),水稻、玉米、大豆和2012年相比也持平,再加上今年年初南半球的小麥和玉米都增產(chǎn),北半球像西歐、東歐,包括中國(guó)的小麥豐收可期,應(yīng)該說(shuō)目前的糧食生產(chǎn)形勢(shì)是相當(dāng)好的。

  記者:數(shù)據(jù)發(fā)布之后,其他國(guó)家在使用的時(shí)候是不是很好用呢?

  吳炳方:這個(gè)需要我們不斷地改進(jìn)。應(yīng)該說(shuō)根據(jù)我們得到的反饋信息,報(bào)告發(fā)布以后,非洲一些國(guó)家、像尼日利亞等國(guó)都第一時(shí)間從網(wǎng)站上下載信息。不光是發(fā)展中國(guó)家,像發(fā)達(dá)國(guó)家的美國(guó)、歐洲有很多研究者,也需要通過(guò)不同來(lái)源的信息來(lái)判斷全球的糧食生產(chǎn)形勢(shì)。

  梁順林:遙感數(shù)據(jù)放在這個(gè)地方并不是所有人都能用的,發(fā)達(dá)國(guó)家教育程度比較高的會(huì)用得很簡(jiǎn)單,發(fā)展中國(guó)家有的還不一定會(huì)用。所以這就是為什么我們投入時(shí)間和精力去寫(xiě)書(shū),把基本原理先講清楚,另外我們也在組織舉辦一個(gè)培訓(xùn)班,把你請(qǐng)過(guò)來(lái)教你怎么用這些數(shù)據(jù),怎樣評(píng)價(jià)這些數(shù)據(jù),這個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)的充分使用會(huì)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

責(zé)任編輯: 傅義洲
 
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