围观 | 中国是怎样拯救地球的?卫星遥感影像告诉你!

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  地球变得更绿了,中国的贡献比例居首。

  这一结论来自于美国宇航局(NASA)对地观测卫星Aqua和Terra的数据。

  2000年至2017年间,全球绿化面积增加了5%,其中25%来自中国。而事实上中国的植被面积仅占全球的6.6%。那么,这些变化是怎么发生的呢?

  为此,我们邀请中国科学院遥感与数字地球研究所长期从事植被变化监测的专家,用长长长长的一串数字和卫星遥感影像告诉你答案。

  今年早些时候,一篇由美国波士顿大学领衔、美国宇航局主要资助的多国合作研究论文发表在《自然-可持续发展》(Nature Sustainability)期刊上,这篇题为China and India Lead in Greening of the World Through Land-use Management (《中国和印度通过土地利用管理引领世界变绿》)的论文发现:2000—2017年,中国和印度主导了全球陆地变绿(植被叶面积的增加)。更重要的是,在中国变绿的过程中,森林贡献了42%,大于农用地的32%,远大于印度4.4%的森林贡献率。

  

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

  这些年来,中国

  为拯救地球都做了什么?

  能取得这一成果,中国的造林护林活动是重要原因。

  从20世纪70年代以来,中国先后启动了许多重大生态建设工程,其中与陆地变绿直接相关的至少有6个:天然林资源保护工程、退耕还林(草)工程、“三北”防护林工程、长江/珠江流域防护林工程、京津风沙源治理工程、退牧还草工程。这些工程覆盖了我国的绝大部分地区。

  “三北”防护林工程,1979年开始实施,涉及13个省市自治区,工程建设总面积406.9万平方公里,占全国陆地总面积的42.4%,至今总投资约500多亿元。

  天然林资源保护工程,1998年开始试点,涉及17个省区、724个县、160个重点企业、14个自然保护区等,到2004年累积投资488.3亿元。

  退耕还林(草)工程,始于1999年,涉及25个省区、1897个县区,是迄今为止世界上最大的生态建设工程,仅中央投入的工程资金就超过4300多亿元。

  长江/珠江流域防护林工程,一期为1989—2010年,根据森林清查资料及林业统计年鉴,共造林约6.3万平方公里、育林约5.5万平方公里。二期涉及的范围更广,其中长江流域防护林二期工程包括17个省(市)的1033个县(市、区),规划造林任务6.9万平方公里。

  京津风沙源治理工程,始于2002年,涉及北京、天津、河北、山西及内蒙古等五省(区、市)的75个县,总面积45.8万平方公里,一期工程初步匡算投资558亿元。

  退牧还草工程,自2003年以来,北方7省区退牧还草工程约64万平方公里,中央已累计投入资金295.7亿元。

  

  

  “绿色长城”(https://www.diyitui.com/content-1533789034.74527271.html)

  这些数据告诉你:

  绿色奇迹是怎么发生的

  要了解中国这些造林工程的成果,观察数据的变化是最直接的。在生态环境变化监测领域,应用最广泛的技术是通过卫星遥感获取地球影像,从而进行持续不断的观测。

  下面用几组数据和影像告诉你,绿色奇迹是怎么发的。

  在遥感应用领域,评价植被覆盖及植被生长情况的指标叫做“植被指数”,其中“归一化植被指数”(NDVI)的应用最为广泛。NDVI越高,植被覆盖率越高。

  计算发现,中国、印度及欧洲大部分国家2015年NDVI相对于1982年有明显的增加,说明这些国家陆地明显变绿了;而整个北美地区、澳大利亚、非洲与南美洲南部国家的NDVI呈降低趋势。

  

  再提出一个衡量的指标——净初级生产力(NPP)。

  NPP是植物通过光合作用,固定大气中二氧化碳后形成的光合产物量或有机碳量,是生态系统中其他生物生存和繁衍的物质基础。

  分析2000—2014年全球国家尺度的NPP空间分布和每年的变化后,可以发现,全球国家尺度的NPP分布中,53个国家占有全球90%以上的NPP总量,前3、前12名国家分别占有全球30%、60%以上的NPP总量。中国约占全球NPP总量的5%,居世界第四位。不过不能忽视的是,由于我国西部区域大面积为荒漠或稀疏植被区,单位面积平均NPP值约为300gC/m2/y,全球排名并不靠前,与加拿大、澳大利亚、印度等国差不多。

  

  (a)2000—2014年像元尺度(编者注:像元,是构成遥感数字图像的基本单元。)NPP年平均值空间分布

  (b)国家尺度年NPP总量空间分布

  (c)国家尺度单位面积NPP值空间分布

  (d)占全球NPP总量90%以上的前53个国家NPP总量

  (以上结果来源于https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716319507)

  就2000—2014年变化趋势来看,我国大面积区域NPP是在上涨的,尤其是西部区域。几个NPP大国中,我国的NPP年净增加约11Tg C,远大于NPP总量排在第一位的巴西(5Tg C/y)、第三位的美国(2Tg C/y)。

  

  (a)2000—2014年像元尺度NPP年际变化率空间分布

  (b)2000—2014年国家尺度NPP年变化率空间分布

  对于2000—2014年中国区域的NPP变化率来说,“三北”防护林工程的大部分区域都呈现增加的趋势,尤其是陕西省。

  

  2000—2014年我国像元尺度NPP年际变化率空间分布(图中墨绿色粗线为“三北”防护林工程五期界线)

  除了变化的数字之外,一目了然的图像更能说明问题。

  首先看看陕西省榆林市。

  通过美国Landsat系列卫星的1987、2014年数据进行分类,可以发现:榆林市2014年林地面积约是1987年的4倍,2014年裸土面积仅是1987年的四分之一;不仅如此,草地面积也增加了0.3万平方公里。

  

  从下面这两幅卫星影像中能更直观地看出榆林这一区域的情况,1984年还是大片沙地或裸土的区域,2016年已经被植被大面积覆盖了。

  

  以东经108°43′14.916″,北纬37°41′0.996″为观测中心点拍摄的榆林

  再看看同属陕西省的宝鸡市。

  宝鸡市附近,1984年虽然有些植被,但植被覆盖率不过40%左右,而32年后的2016年,植被覆盖率达90%以上。据《中国林业统计年鉴》,宝鸡仅2002—2016年间,总造林4064.9平方公里,人工造林2117.06平方公里,飞播造林779.51平方公里,新封山育林1168.33平方公里。

  

  以东经107°10′50.01″,北纬34°52′04.29″为观测中心点拍摄的宝鸡附近

  还有甘肃省天水市。

  从卫星影像上看,20世纪80年代所见之处多为裸地,据《中国林业统计年鉴》,仅2002—2016年间,天水总造林3427.56平方公里,人工造林2877.52平方公里,飞播造林29.45平方公里,新封山育林520.59平方公里。如今天水市一片郁郁葱葱,享有西北“小江南”之称。

  

  以东经106°10′53.97″,北纬34°53′11.03″为观测中心点拍摄的天水

  最值得一提的是位于河北的绿色奇迹塞罕坝。

  从下面两幅卫星影像中能直观地看出:相对于1984年,2016年塞罕坝森林覆盖率得到了明显提高。

  

  以东经117°25′34.824″,北纬42°28′57.36″为观测中心点拍摄的塞罕坝

  从资料图片上也可以看出,新中国成立前塞罕坝区域基本上全是荒漠,而经过三代人50多年的不懈努力,塞罕坝的森林覆盖率从11.4%提高到80%。如今的塞罕坝已是连片的人工林海。2017年12月联合国环境规划署宣布,中国塞罕坝林场建设者获得2017年联合国环保最高荣誉——“地球卫士奖”。

  

  新中国成立前的塞罕坝荒漠

  
今日塞罕坝,拥有全国面积最大的集中连片的人工林海。

  中国是世界上人工造林面积最大的国家,

  目前森林覆盖率已经达到了22%。

  在应对气候变化、拯救地球家园方面,

  中国从来没有只停留在口头承诺上。

  绿水青山就是金山银山,

  未来,中国将会有更多地方

  诞生绿色奇迹,荒漠变林海。

  (来源:百万庄通讯社)

  主编:刘倩

  本期责编:李兆彧

  本期校对:牛慧颖

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