拓展与深化中国全境地环境变化遥感应用.PDFVIP

2012 年 第 57 卷 第 16 期： 1379 ~ 1387 《中国科学》杂志社 专题: 中国环境变化遥感 评 述 SCIENCE CHINA PRESS 拓展与深化中国全境的环境变化遥感应用 宫鹏①② ① 清华大学地球系统科学研究中心, 地球系统数值模拟教育部重点实验室, 北京 100084; ② 中国科学院遥感应用研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101 E-mail: penggong@ 2012-02-09 收稿, 2012-03-30 接受 国家高技术研究发展计划(2009A资助 摘要 中国幅员辽阔, 仅靠局部定点环境监测, 远不能满足社会需求. 而对大空间范围来说, 关键词 遥感是唯一可行的环境变化监测手段. 虽然国内外拥有强大的卫星数据获取能力和大量的卫星 环境变化 遥感数据, 以中国全境为对象的遥感环境变化研究并不多. 本文将环境变化过程归纳为环境变 遥感 化驱动力、环境变化、物质迁移与转化、物质浓度与富集度变化、人或生态系统暴露与感染变 模拟与预测 环境政策 化及环境变化影响等方面内容. 评估了遥感对这些环节的潜力, 评述了中国环境变化遥感已取 得的进展. 指出遥感对于研究中国环境变化在方法体系上不但要支撑实验与观测、理解与认识, 还要重视和模拟与预测的衔接从而支持环境政策研究. 在应用层面, 应突破常规遥感观测项目, 在物种多样性、生物入侵、公众健康、空气和水质量变化监测等新的领域取得突破. 在技术层 面全面系统加强实用化和自动化研究. 地球系统科学伙伴计划(Earth System Science 仪器的不一致性和监测密度的高低不同, 因此在大 Partnership)将全球环境变化特别定义为由人类活动 空间尺度上, 难以获取确定性高而且全面的数据. 中 引起的物理和生物地球化学环境的变化[1]. 例如气候 国幅员广阔, 常规野外定点监测难度大, 耗费高. 如 变化和干旱半干旱区荒漠化是广为关注的物理环境 何获得中国全境的环境变化信息是一个不仅中国自 变化[2~4]. 而大气、土壤、水体的污染是严重的生物 己而且国际社会均广为关注的难题. 近 30 年来, 国 地球化学环境变化. 人类活动包括森林砍伐、化石燃 家虽然投入巨大, 但是和经济发展、人民需求相比仍 料燃烧、城市化、土地垦殖、农业施肥和撒药、淡水 然有捉襟见肘之感. 2011 年之前, 我国城市空气监测 采集、水产过度捕捞和垃圾生产等. 只有当人们能够 普遍不包含小于2.5 m 的颗粒物就是其中一例. 准确地辨别和探测到这些变化的类型, 测量到这些 国际社会对自下而上层层上报的数据所存在的 变化的强度和持续的时间, 才能更好地理解变化过 不确定性虽有认识, 也常常感到无能为力. 因为资金 程, 模拟过去预测未来, 从而制定合理的政策以采取 和技术原因都会制约环境变化测量的种类和精度. 相应的环境管理、修复、或适应措施, 最大程度减轻 举例来说, 联合国粮农组织(Food and Agriculture Or- 环境变化的负面影响. ganization of the United Nations, FAO)过去对全球森 常规的野外观测只能在局部地点和特定的时间 林覆盖的状况主要依赖各国提交的报告. 直到 2011 获得相关的环境数据. 例如, 我国环境部的环境监测 年才对全球的森林覆盖, 根据美国免费提供的陆地 数据主要局限在100 多个地级市的城区, 国