生態保護紅線衛星遙感氣象保障服務能力建設綜述

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一、前言

十九大報告就生態文明建設提出新論斷，堅持人與自然和諧共生成為新時代堅持和發展中國特色社會主義的基本方略重要組成部分，建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計，像對待生命一樣對待生態環境，統籌山水林田湖草系統治理，實行最嚴格的生態環境保護制度，形成綠色發展方式和生活方式，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，建設美麗中國，為人民創造良好生產生活環境，為全球生態安全作出貢獻。

2015年5月，中共中央、國務院印發的《關于加快推進生態文明建設的意見》明確提出：要加大自然生態系統和環境保護力度。堅持“在環境保護與發展中，把保護放在優先位置”原則；明確要求嚴守資源環境生態紅線。樹立底線思維，設定并嚴守資源消耗上限、環境質量底線、生態保護紅線，將各類開發活動限制在資源環境承載能力之內。強調在重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等區域劃定生態紅線，確保生態功能不降低、面積不減少、性質不改變[1]；要求利用衛星遙感等技術手段，對自然資源和生態環境保護狀況開展全天候監測，健全覆蓋所有資源環境要素的監測網絡體系。提高環境風險防控和突發環境事件應急能力，健全環境與健康調查、監測和風險評估制度。

目前，生態環境保護部已采用遙感監測手段，針對水、氣、土以及生態環境開展了一系列監測、評估、監管，效果較為顯著。但是，在衛星遙感數據資源以及氣象要素對生態系統服務功能評價貢獻率上仍處于空白，生態保護紅線氣象支持保障方面存在明顯不足。

近年來，中國氣象局國家衛星氣象中心在衛星遙感數據資源、氣象要素遙感監測數據以及與生態環境變化敏感的氣象要素的研究方面積累了大量信息資源和研究成果。因此，要充分利用國家衛星氣象中心已有的資源優勢，在生態環境動態監測、評估及風險預警方面深入開展氣象保障服務技術研究和業務應用，為生態保護紅線監管工作提供更客觀全面的信息資源與技術支持等氣象保障服務，為國家及地方生態保護紅線監管及生態文明建設貢獻氣象智慧。

二、生態保護紅線氣象保障服務能力需求

為劃定并嚴守生態保護紅線，需要提供高精度全要素的監測評價產品，重點在以下四種能力方面進行強化。

1. 基于包括氣象要素的全要素自然環境遙感監測能力

利用包括多源衛星遙感數據開展生態保護紅線區域內山、水、林、田、湖、草等生態系統的生態系統類型和分布情況，以及與生態環境密切相關的生態氣象要素實時監測，實現生態保護紅線區域內衛星遙感自然環境全要素實時動態監測。

2. 基于包含氣象衛星的多源衛星人類活動遙感監測能力

充分利用氣象衛星及高分衛星，針對生態保護紅線范圍內的重要生態功能區、生態環境脆弱區，進行人類活動[2]情況以及人類活動造成生態破壞情況的遙感監測。判別人為破壞環境的空間分布、開發強度、污染程度等信息，自動識別人類活動破壞生態保護紅線、造成重大生態環境變化的問題，包括違法建設、違法開采自然資源、違法排污等。

3. 基于綜合氣象貢獻率的生態環境質量評估能力

利用氣象要素監測數據，結合自然環境遙感監測數據和人類活動遙感監測數據，針對水環境質量、大氣環境質量、土壤環境質量、植被生態質量進行衛星遙感評估，分析紅線區內生態環境變化的成因，生成生態環境質量評估報告，為環境保護部門生態環境監管提供數據支持。根據以上對水環境質量、大氣環境質量、土壤環境質量、植被生態質量評估的結果，計算相應省市干部離任審計氣象貢獻率，即通過將氣象因素加入到領導干部自然資源資產離任審計中，科學、客觀地衡量干部在生態環境保護方面的工作業績。

4. 基于利用氣象預報預測優勢的生態環境風險預測能力

充分利用氣象預報預測優勢，基于氣象衛星對生態保護紅線區域內水體、藍藻水華、高溫熱害、低溫冰凍、火災、干旱、沙塵、山洪地質災害、暴雨、臺風等災害的監測結果，建立長序列歷史數據集，通過分析預測，評估生態環境災害影響范圍、程度、發展趨勢，實現生態系統退化、土地退化、生態功能降低、大氣環境污染、水環境污染等突發環境污染與自然災害事件的預測，生成生態環境風險預測報告。根據衛星和雷達資料，進行短時臨近災害天氣與突發環境污染事件的監測與預測，為防災減災工作提供決策支持。

三、提升生態保護紅線氣象保障服務能力的主要措施

總體思路是利用衛星遙感、云計算、大數據、地理信息系統等技術手段，開展衛星遙感監測氣象保障服務能力建設，對生態保護紅線區域內生態環境狀況及其相關的衛星遙感生態氣象要素開展全要素、全天候、全覆蓋監測評估。通過多源衛星遙感監測數據，實時掌握生態保護紅線區域內生態環境資源的動態變化情況，及時評估預警存在的風險，為國家生態保護紅線監測決策提供全面、客觀的空間信息支持氣象保障服務，促進國家生態環境保護健康有序發展。主要從以下四個方面提升生態文明建設的氣象保障服務能力。

1. 構建天空地一體化監測體系

衛星遙感覆蓋范圍廣、獲取信息量大、便于進行長期動態監測等優勢，是天地一體化監測系統的重要組成部分。航空遙感能夠彌補衛星遙感空間分辨率低、重返周期長等不足，在生態環境監測預警、環境監管、環境應急等領域也能發揮重大作用，是遙感監測領域不可或缺的一項技術手段。衛星遙感監測技術的有效發揮，離不開地面監測數據的支撐，天地數據的一體化應用，可極大提高衛星遙感監測的有效性，保證觀測和分析結果的精度。生態環境遙感驗證臺站和重要生態參數地面觀測網絡，也顯得極為重要。要實現實時、動態、全覆蓋生態環境監測能力，構建以衛星遙感為主，航空遙感為輔，地面觀測網為驗證的天空地一體化監測體系尤為重要。

目前，中國氣象局國家衛星氣象中心承擔著4顆風云二號E/F/G/H靜止氣象衛星、1顆風云四號A靜止氣象衛星和3顆風云三號B/C/D極軌氣象衛星在內共8顆在軌運行的氣象衛星地面應用系統建設和業務運行服務。中國氣象局已在不同生態功能區建有與生態文明建設氣象保障服務相關的70個農業氣象試驗站、2075個自動土壤水分觀測站、100個國家級太陽輻射觀測站以及大量常規氣象要素觀測站。這些資源尤其是龐大的地面監測站網是任何其他部委難以企及的優勢。要充分利用這些優勢資源，擴充衛星遙感數據、增加航空監測能力、完善地面監測站網，打造空天地一體化生態環境監測網，以提升山、水、林、田、湖、草生態系統監測水平。

2. 形成生態文明建設氣象保障服務業務能力

多年來，中國氣象局發揮自身“精于監測、專于預報、長于服務”的專業技術優勢和“全國一盤棋”的組織體制優勢，為各級政府、環保部門和社會公眾提供山、水、林、田、湖等生態系統及霧、霾、空氣質量和污染氣象條件等環境質量監測、評估、預報服務。氣象部門已經基于有限的生態文明建設相關資料開展了全國植被、草地、森林和重點區域濕地、水體、荒漠等生態系統保護的氣象研究和業務服務。在國家層面上，初步建立了以植被、草地、森林為主的監測評估業務系統，為國家和相關部委提供定期和不定期的服務產品。部分省級氣象部門針對轄區內的生態脆弱區、敏感區和重大生態保護問題，建立了生態文明建設相關的氣象地面監測站網，充分利用衛星遙感資料，初步開展了生態文明建設氣象監測評估研究和服務。同時，密切配合當地生態規劃、生態治理工程，開展退耕還林（草）、重點流域生態治理的氣象監測和評估，為當地政府科學決策提供依據。

在梳理現有生態文明建設相關業務的基礎上，按照“精細化、體系化、特色化”原則，形成具有氣象特色的生態文明建設氣象保障服務業務體系，為地方績效考核及干部離任審計等生態文明建設提供重要數據支撐保障。

3. 建設國省兩級生態文明建設氣象保障服務平臺

建設國省兩級生態文明建設氣象保障服務平臺，實現生態文明建設氣象保障服務產品快速有效推廣應用。省級平臺擬先在部分有生態環境監測基礎的省份試點應用，再在全國范圍內全面推廣。評估項目相關軟件功能是否完善，對生成的遙感產品進行真實性檢驗，然后逐步在全國范圍內推廣應用。

4. 制定遙感監測氣象保障服務標準規范

建立遙感監測氣象保障服務標準規范體系，制定自然環境遙感監測標準、人類活動遙感監測規范、生態環境質量評估規范、生態環境風險預測規范等，規范氣象保障服務的工作流程，提高按標準規范提供氣象保障服務的意識。

四、展望

十八屆三中全會提出，建設生態文明，必須建立系統完整的生態文明制度體系，并作出劃定生態紅線的重要戰略部署。目前，我國生態紅線劃定工作尚未結束，生態紅線嚴守工作困難多、任務繁重，需要充分利用衛星遙感手段，發揮氣象部門在生態監測方面的優勢，以提高生態保護紅線監管的客觀性。

下一步將匯總各省市氣象局在生態保護紅線劃定和嚴守工作中的經驗做法，結合各省典型生態系統類型開展生態遙感監測評估能力研究，開發制作生態紅線保護氣象保障服務遙感產品，形成基于氣象貢獻率的生態保護紅線區生態環境監管及生態服務功能評價體系。最終能夠對全國范圍內重要生態服務功能區進行常態化的生態保護紅線氣象保障監測評估，為各省生態保護紅線劃分與嚴守工作提供數據支持、技術支撐及決策依據。