中國是怎樣讓地球變綠的?衛星遙感影像告訴你!

2020-11-29 今日中國

6月17日是第二十五個世界防治荒漠化和乾旱日。中國宣傳的主題是「防治土地荒漠化,推動綠色發展」。可以說,在防沙治沙領域,中國向世界交出了一份喜人的成績單。

地球變得更綠了,中國的貢獻比例居首。

這一結論來自於美國宇航局(NASA)對地觀測衛星Aqua和Terra的數據。

2000年至2017年間,全球綠化面積增加了5%,其中25%來自中國。而事實上中國的植被面積僅佔全球的6.6%。那麼,這些變化是怎麼發生的呢?

為此,我們邀請中國科學院遙感與數字地球研究所長期從事植被變化監測的專家,用長長長長的一串數字和衛星遙感影像告訴你答案。

今年早些時候,一篇由美國波士頓大學領銜、美國宇航局主要資助的多國合作研究論文發表在《自然-可持續發展》(Nature Sustainability)期刊上,這篇題為China and India Lead in Greening of the World Through Land-use Management (《中國和印度通過土地利用管理引領世界變綠》)的論文發現:2000—2017年,中國和印度主導了全球陸地變綠(植被葉面積的增加)。更重要的是,在中國變綠的過程中,森林貢獻了42%,大於農用地的32%,遠大於印度4.4%的森林貢獻率。

來源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/56452684,https://www.nature.com/articles/s41893-019-0220-7

這些年來,中國

為拯救地球都做了什麼?

能取得這一成果,中國的造林護林活動是重要原因。

從20世紀70年代以來,中國先後啟動了許多重大生態建設工程,其中與陸地變綠直接相關的至少有6個:天然林資源保護工程、退耕還林(草)工程、「三北」防護林工程、長江/珠江流域防護林工程、京津風沙源治理工程、退牧還草工程。這些工程覆蓋了我國的絕大部分地區。

「三北」防護林工程,1979年開始實施,涉及13個省市自治區,工程建設總面積406.9萬平方公裡,佔全國陸地總面積的42.4%,至今總投資約500多億元。天然林資源保護工程,1998年開始試點,涉及17個省區、724個縣、160個重點企業、14個自然保護區等,到2004年累積投資488.3億元。退耕還林(草)工程,始於1999年,涉及25個省區、1897個縣區,是迄今為止世界上最大的生態建設工程,僅中央投入的工程資金就超過4300多億元。 長江/珠江流域防護林工程,一期為1989—2010年,根據森林清查資料及林業統計年鑑,共造林約6.3萬平方公裡、育林約5.5萬平方公裡。二期涉及的範圍更廣,其中長江流域防護林二期工程包括17個省(市)的1033個縣(市、區),規劃造林任務6.9萬平方公裡。京津風沙源治理工程,始於2002年,涉及北京、天津、河北、山西及內蒙古等五省(區、市)的75個縣,總面積45.8萬平方公裡,一期工程初步匡算投資558億元。退牧還草工程,自2003年以來,北方7省區退牧還草工程約64萬平方公裡,中央已累計投入資金295.7億元。

「綠色長城」(https://www.diyitui.com/content-1533789034.74527271.html)

這些數據告訴你:

綠色奇蹟是怎麼發生的

要了解中國這些造林工程的成果,觀察數據的變化是最直接的。在生態環境變化監測領域,應用最廣泛的技術是通過衛星遙感獲取地球影像,從而進行持續不斷的觀測。

下面用幾組數據和影像告訴你,綠色奇蹟是怎麼發的。

在遙感應用領域,評價植被覆蓋及植被生長情況的指標叫做「植被指數」,其中「歸一化植被指數」(NDVI)的應用最為廣泛。NDVI越高,植被覆蓋率越高。

計算發現,中國、印度及歐洲大部分國家2015年NDVI相對於1982年有明顯的增加,說明這些國家陸地明顯變綠了;而整個北美地區、澳大利亞、非洲與南美洲南部國家的NDVI呈降低趨勢。

再提出一個衡量的指標——淨初級生產力(NPP)。

NPP是植物通過光合作用,固定大氣中二氧化碳後形成的光合產物量或有機碳量,是生態系統中其他生物生存和繁衍的物質基礎。

分析2000—2014年全球國家尺度的NPP空間分布和每年的變化後,可以發現,全球國家尺度的NPP分布中,53個國家佔有全球90%以上的NPP總量,前3、前12名國家分別佔有全球30%、60%以上的NPP總量。中國約佔全球NPP總量的5%,居世界第四位。不過不能忽視的是,由於我國西部區域大面積為荒漠或稀疏植被區,單位面積平均NPP值約為300gC/m2/y,全球排名並不靠前,與加拿大、澳大利亞、印度等國差不多。

(a)2000—2014年像元尺度(編者註:像元,是構成遙感數字圖像的基本單元。)NPP年平均值空間分布

(b)國家尺度年NPP總量空間分布

(c)國家尺度單位面積NPP值空間分布

(d)佔全球NPP總量90%以上的前53個國家NPP總量

(以上結果來源於https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716319507)

就2000—2014年變化趨勢來看,我國大面積區域NPP是在上漲的,尤其是西部區域。幾個NPP大國中,我國的NPP年淨增加約11Tg C,遠大於NPP總量排在第一位的巴西(5Tg C/y)、第三位的美國(2Tg C/y)。

(a)2000—2014年像元尺度NPP年際變化率空間分布

(b)2000—2014年國家尺度NPP年變化率空間分布

(以上結果來源於https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716319507)

對於2000—2014年中國區域的NPP變化率來說,「三北」防護林工程的大部分區域都呈現增加的趨勢,尤其是陝西省。

2000—2014年我國像元尺度NPP年際變化率空間分布(圖中墨綠色粗線為「三北」防護林工程五期界線)

除了變化的數字之外,一目了然的圖像更能說明問題。

首先看看陝西省榆林市。

通過美國Landsat系列衛星的1987、2014年數據進行分類,可以發現:榆林市2014年林地面積約是1987年的4倍,2014年裸土面積僅是1987年的四分之一;不僅如此,草地面積也增加了0.3萬平方公裡。

從下面這兩幅衛星影像中能更直觀地看出榆林這一區域的情況,1984年還是大片沙地或裸土的區域,2016年已經被植被大面積覆蓋了。

以東經108°43′14.916″,北緯37°41′0.996″為觀測中心點拍攝的榆林

再看看同屬陝西省的寶雞市。

寶雞市附近,1984年雖然有些植被,但植被覆蓋率不過40%左右,而32年後的2016年,植被覆蓋率達90%以上。據《中國林業統計年鑑》,寶雞僅2002—2016年間,總造林4064.9平方公裡,人工造林2117.06平方公裡,飛播造林779.51平方公裡,新封山育林1168.33平方公裡。

以東經107°10′50.01″,北緯34°52′04.29″為觀測中心點拍攝的寶雞附近

還有甘肅省天水市。

從衛星影像上看,20世紀80年代所見之處多為裸地,據《中國林業統計年鑑》,僅2002—2016年間,天水總造林3427.56平方公裡,人工造林2877.52平方公裡,飛播造林29.45平方公裡,新封山育林520.59平方公裡。如今天水市一片鬱鬱蔥蔥,享有西北「小江南」之稱。

以東經106°10′53.97″,北緯34°53′11.03″為觀測中心點拍攝的天水

最值得一提的是位於河北的綠色奇蹟塞罕壩。

從下面兩幅衛星影像中能直觀地看出:相對於1984年,2016年塞罕壩森林覆蓋率得到了明顯提高。

以東經117°25′34.824″,北緯42°28′57.36″為觀測中心點拍攝的塞罕壩

從資料圖片上也可以看出,新中國成立前塞罕壩區域基本上全是荒漠,而經過三代人50多年的不懈努力,塞罕壩的森林覆蓋率從11.4%提高到80%。如今的塞罕壩已是連片的人工林海。2017年12月聯合國環境規劃署宣布,中國塞罕壩林場建設者獲得2017年聯合國環保最高榮譽——「地球衛士獎」。

新中國成立前的塞罕壩荒漠

今日塞罕壩,擁有全國面積最大的集中連片的人工林海。

中國是世界上人工造林面積最大的國家,

目前森林覆蓋率已經達到了22%。

在應對氣候變化、拯救地球家園方面,

中國從來沒有隻停留在口頭承諾上。

綠水青山就是金山銀山,

未來,中國將會有更多地方

誕生綠色奇蹟,荒漠變林海。

相關焦點

  • 3分鐘遙感衛星知識入門
    衛星遙感?火箭發射??東方紅一號???說起衛星遙感,大家不免都有些陌生,但你一定知道「谷歌地球」吧,其實背後起強大作用的是——衛星遙感。目前具有代表性的氣象衛星應該是中國的風雲系列衛星。遙感衛星無疑是人類從太空中觀測地球的「千裡眼」,在800公裡的太空中俯視著地球上的一街一城、一草一木,山河湖泊、城市變遷,並且影像足以高清,精細。
  • 夜光遙感研究以及衛星影像超解析度研究
    2020年7月2日,依託於上海市測繪院的上海市自然資源衛星應用技術中心正式成立。中心以「資源共享、務實管用」為目標,統籌各路影像資源,開展全市衛星遙感應用工作。本期兩個項目便是基於衛星中心的多源遙感數據,以深化遙感數據研究、擴展遙感應用領域為目的而開展的。
  • 中國首顆極地遙感小衛星已獲取2500多幅影像
    9月12日11時26分,我國在太原衛星發射中心用長徵四號乙運載火箭,成功將資源一號02D衛星(又稱5米光學衛星)發射升空。新華社發(鄭逃 攝)新華社北京9月13日電(記者車雲龍 劉欣)中國首顆極地遙感小衛星「京師一號」12日在軌運行一周年,迄今為止已獲取影像2501幅,其中南極冰蓋影像850幅,北極影像1025幅。研發團隊12日在京發布的該衛星數據顯示,自發射入軌以來,「京師一號」已生產高質量少雲南北極1級遙感數據產品超過240景,產品解析度為80米。
  • 中國遙感衛星地面站成功接收高分六號衛星數據
    密雲站接收的高分六號衛星2米全色高解析度相機首軌數據快視影像。中科院遙感地球所 供圖中新網北京6月4日電 (記者 孫自法)中國科學院遙感與數字地球研究所(中科院遙感地球所)6月4日發布消息說,該所所屬中國遙感衛星地面站當天已成功接收高分六號衛星數據,後續處理正常。密雲站接收的高分六號衛星16米多光譜中解析度寬幅相機首軌數據快視影像。
  • 美國衛星發現地球在變綠,中國和印度最為突出你知道是什麼嗎?
    美國衛星發現地球在變綠,中國和印度最為突出你知道是什麼嗎?衛星技術的發展讓人類得到了更多觀測,地球和地球之外事業的機會,而對於世界各國來說,衛星技術發展比較靠前的就是美國,所以美國衛星總是能夠及時發現一些現象,從而引起人類的重視,近期,美國宇航局nasa對比了近些年來的衛星圖,發現地球出現了變綠的情況。
  • 中國資源衛星應用中心發布「四維地球」 國內首個智能遙感雲...
    9月18日,中國資源衛星應用中心(即中國四維測繪技術有限公司,以下簡稱「衛星中心」)在華為全球聯接大會上發布了 「四維地球」遙感數據云產品,宣布國內首個基於海陸空天海量多源數據、安全可靠的時空信息智能服務平臺即將問世,旨在構建時空信息產業雲系統,推動應用創新發展,引領產業網際網路化變革。
  • 從衛星遙感影像 看江西「熱」起來
    近日,江西省利用衛星對南昌、九江、上饒等地,進行了遙感監測對比,影像結果顯示,江西生產熱度變高、生活速度加快。江西已從復工復產邁向滿工滿產,經濟社會發展逐漸步入正軌。滿工滿產 工業區域熱力值增高熱紅外衛星影像,是利用遙感衛星可見光紅外成像輻射儀拍攝的畫面,顏色越紅代表熱異常數量越多。這是兩張分別拍攝於今年 2 月和 4 月底,南昌經開區的熱紅外衛星影像,我們可以看到顏色對比非常明顯。
  • 給地球拍照也有大生意 航天宏圖王宇翔的「衛星遙感第一股」
    對此,巴西國家空間研究所以及美國航天局(NASA)提供答案,因為它們的遙感衛星資料正在評估著亞馬遜雨林被燒毀的狀況。為什麼遙感衛星能知道答案?「遙感衛星就是給地球拍照。」王宇翔解釋道,而拍的照片有什麼用?以森林火災為例的話,便是可以發現火點,以及火點的移動方向。
  • 中國天眼!高分三號衛星首批微波遙感影像圖公布
    8月10日,我國成功發布高分三號衛星,今天,國防科工局正式公布了高分三號的首批微波遙感影像圖。高分三號是我國第一顆解析度達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達(SAR)衛星,也是國內第一顆設計壽命達8年的低軌遙感衛星。
  • 衛星遙感+AI,罌粟花識別|美國加州罌粟花爆發
    衛星就可以帶你這麼做。當然,這不是我們第一次用衛星賞花了,上次已經帶大家看過江蘇興化的油菜花,這次繼續告訴大家用衛星看罌粟花是什麼感覺。除了Landsat 8衛星捕捉到的景象,美國衛星公司Planet也發布了一張今年4月28日羚羊谷罌粟花保護區的衛星影像。
  • 衛星發現地球正在變綠,中國在其中有貢獻,南極也出現了綠洲!
    文/仗劍走天涯衛星發現地球正在變綠,中國在其中有貢獻,南極也出現了綠洲!自從人類進入到了工業文明時代以來,地球就發生了翻天覆地的變化,雖然在人類的科學技術不斷發展的這種過程當中,人類的生活看似變得更加的便捷了。
  • 遙感技術的發展史,中國衛星遙感技術的發展現狀
    遙感技術 遙感是從遠離地面的不同工作平臺上,如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛星、宇宙飛船和太空梭等,通過傳感器對地球表面的電磁波輻射信息進行探測,然後經信息的傳輸、處理和判讀分析,對地球的資源與環境進行探測與監測的綜合性技術。
  • 面臨消失的鄱陽湖,衛星遙感如何逆轉?
    那麼,如何運用衛星遙感數據對江河湖泊進行實時監測和常規防控呢?下面就以鄱陽湖為例,來探尋一番。鄱陽湖的特點鄱陽湖位於長江之南,江西省北部,是中國第一大淡水湖,也是中國第二大湖,僅次於青海湖。,鄱陽湖呈現河流形態,水域面積變小。
  • 影像中國:抗衡谷歌地球肆無忌憚的窺視
    「谷歌地球」是一款由美國谷歌公司開發的虛擬地球儀軟體,2005年向全球推出,它把衛星照片、航空照相和地理信息系統(GIS)布置在一個地球的三維模型上。用戶們可以通過一個下載到自己電腦上的客戶端軟體,免費瀏覽全球各地的高清晰度衛星圖片。與谷歌地圖一樣,「谷歌地球」一經推出,就受到網民的一致青睞,初步統計,其在中國的用戶已經達到1000萬人以上。
  • 地球的「3D大片」來了!高分七號衛星首批影像圖發布
    ——定位精度最高的測繪衛星,可為地球繪製立體圖像高分七號的全稱是「高解析度國土測繪衛星」。今年11月3日,高分七號在太原衛星發射中心成功發射,11月5日在軌開機工作並獲取了首批衛星影像。高分七號的成功,標誌著我國跨入1:1萬比例尺航天測繪新時代,已達到國際先進水平。
  • DigitalGlobe最新商業遙感衛星WorldView-4影像數據正式開放
    新聞來源:DigitalGlobe中國北京,9月 6日——地球影像及高級地理空間解決方案的全球領導者DigitalGlobe(NYSE:DGI)近日宣布,其最新商業遙感衛星WorldView-4的影像數據已於即日起正式向全球客戶和合作夥伴開放。
  • 衛星遙感影像處理軟體進口將受限 業界呼籲全面啟動國產替代
    業內人士分析稱,從限制文件的要求來看,新規限制的目標重點是具有深度學習能力的地理空間影像軟體,重點涉及影像處理分析和AI智能解譯。遙感領域基礎軟體開發投入大、技術複雜、專業門檻高,國際主流遙感軟體主要還是國外公司提供,包括美國Harris公司的ENVI、美國ESRI公司的ArcGIS以及加拿大PCI公司的PCI Geomatica、美國Google公司的Google Earth Engine。按照限制要求,上述美國本土製造的遙感影像處理分析類軟體首次被美國政府明確提出限制出口。
  • 美衛星發現地球正在變綠,原因在於中國和印度,但專家卻擔心印度
    「文|家樂(原創文章,歡迎個人轉載分享)」不要悲觀地認為自己很不幸,其實比你更不幸的人還很多現在科技的水平達到了一定的高度,也是把研究放在了天上,美國衛星拍攝地球的照片後,經過對比發現地球綠色逐漸增多,經過了解變化最大的是中國、印度兩個國家,但是專家了解真相後卻說印度是在幫倒忙
  • DigitalGlobe最新商業遙感衛星影像數據向全球開放
    地球影像及高級地理空間解決方案的全球領導者DigitalGlobe (NYSE:DGI)近日宣布,其最新商業遙感衛星WorldView-4的影像數據已於即日起正式向全球客戶和合作夥伴開放。用戶可通過全新的搜索平臺Discover來探索並使用這顆商業衛星所拍攝的高解析度地球影像。
  • 提高國產陸地遙感衛星應用效能 衛星遙感應用年會舉行
    衛星遙感應用年會現場 白羽 攝衛星遙感應用年會現場 白羽 攝中新網湖州9月10日電(施紫楠 董華)10日—11日,衛星遙感應用年會在浙江省湖州市德清縣舉行,來自中國各地相關行業領域專家學者、企業代表圍繞衛星遙感系統技術