地球大數(shù)據(jù)：可持續(xù)發(fā)展目標的新支撐

2015年，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會通過了一份由193個會員國共同達成的成果文件，即《變革我們的世界：2030年可持續(xù)發(fā)展議程》，旨在推進經(jīng)濟、社會與環(huán)境三位一體可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。這是國際發(fā)展合作的一個重要里程碑。然而，該議程所提出的全球可持續(xù)發(fā)展目標（Sustainable Development Goals，SDGs），在實施過程中依然面臨數(shù)據(jù)缺失、方法不完善、目標相互關(guān)聯(lián)制約以及本地化問題多樣等挑戰(zhàn)。

A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”項目利用科技創(chuàng)新促進機制，結(jié)合地球大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢和特點，推動地球大數(shù)據(jù)服務(wù)于 SDG2 零饑餓、SDG6 清潔飲水和衛(wèi)生設(shè)施、SDG11 可持續(xù)城市和社區(qū)、SDG13 氣候行動、SDG14 水下生物和 SDG15 陸地生物等6個 SDGs 指標監(jiān)測與評估，在數(shù)據(jù)產(chǎn)品、技術(shù)方法、案例分析和決策支持方面提供研究結(jié)果。

零饑餓

在 SDG2 零饑餓方面，本報告瞄準 SDG2 中關(guān)于糧食生產(chǎn)的兩個指標——SDG2.3.1 按農(nóng)業(yè)/畜牧/林業(yè)企業(yè)規(guī)模分類的每個勞動單位的生產(chǎn)量和 SDG2.4.1 從事生產(chǎn)性和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)地區(qū)比例，綜合采用國內(nèi)外中高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、氣象站點數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)，融合遙感信息提取模型、統(tǒng)計模型、生態(tài)模型等，提出了指標/亞指標的評估方法，并分別從全球和中國兩個尺度，實現(xiàn)了指標/亞指標的評估和發(fā)展進程的監(jiān)測。研究發(fā)現(xiàn)，近10年來全球單位勞動力農(nóng)作物產(chǎn)量增加了34%，發(fā)達國家單位勞動力農(nóng)作物產(chǎn)量高出不發(fā)達和發(fā)展中國家數(shù)十倍，但發(fā)展中國家具有更高的增長速度。對中國糧食生產(chǎn)環(huán)境影響的研究發(fā)現(xiàn)，2000年以來，單位產(chǎn)量的環(huán)境影響（用地、用水、化肥過施風(fēng)險）呈降低趨勢，糧食生產(chǎn)系統(tǒng)朝著更為可持續(xù)的方向發(fā)展，同時，以城鎮(zhèn)化為主要特征的土地利用變化正施加負向影響。本報告提出，統(tǒng)籌農(nóng)田管理與土地管理是構(gòu)建可持續(xù)糧食生產(chǎn)體系，幫助實現(xiàn)SDG2 零饑餓目標的重要途徑。

清潔飲水和衛(wèi)生設(shè)施

在 SDG2 零饑餓方面，本報告瞄準 SDG2 中關(guān)于糧食生產(chǎn)的兩個指標——SDG2.3.1 按農(nóng)業(yè)/畜牧/林業(yè)企業(yè)規(guī)模分類的每個勞動單位的生產(chǎn)量和 SDG2.4.1 從事生產(chǎn)性和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)地區(qū)比例，綜合采用國內(nèi)外中高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、氣象站點數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)，融合遙感信息提取模型、統(tǒng)計模型、生態(tài)模型等，提出了指標/亞指標的評估方法，并分別從全球和中國兩個尺度，實現(xiàn)了指標/亞指標的評估和發(fā)展進程的監(jiān)測。研究發(fā)現(xiàn)，近10年來全球單位勞動力農(nóng)作物產(chǎn)量增加了34%，發(fā)達國家單位勞動力農(nóng)作物產(chǎn)量高出不發(fā)達和發(fā)展中國家數(shù)十倍，但發(fā)展中國家具有更高的增長速度。對中國糧食生產(chǎn)環(huán)境影響的研究發(fā)現(xiàn)，2000年以來，單位產(chǎn)量的環(huán)境影響（用地、用水、化肥過施風(fēng)險）呈降低趨勢，糧食生產(chǎn)系統(tǒng)朝著更為可持續(xù)的方向發(fā)展，同時，以城鎮(zhèn)化為主要特征的土地利用變化正施加負向影響。本報告提出，統(tǒng)籌農(nóng)田管理與土地管理是構(gòu)建可持續(xù)糧食生產(chǎn)體系，幫助實現(xiàn)SDG2 零饑餓目標的重要途徑。

SDG11 可持續(xù)城市和社區(qū)

在 SDG11 可持續(xù)城市和社區(qū)方面，本報告聚焦SDG11.2.1 公共交通、SDG11.3.1 城鎮(zhèn)化、SDG11.4.1文化和自然遺產(chǎn)、SDG11.6.2 PM2.5、SDG11.7.1公共空間等五個指標開展 SDG11 指標的監(jiān)測與評估。利用地球大數(shù)據(jù)，突破了以傳統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為主的限制，提高了 SDGs 指標評價的時空分辨率;通過集成地球大數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)方法，率先實現(xiàn)了 SDG11的中國本地化實踐評價;基于合成孔徑雷達（SAR）和光學(xué)影像融合生產(chǎn)了2015年全球10m分辨率不透水面遙感產(chǎn)品，其精度優(yōu)于86%，解決了土地消耗率與人口增長率比率（SDG11.3.1）指標監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失問題;實現(xiàn)了“一帶一路”沿線區(qū)域1500個城市1990～2015年每五年SDG11.3.1 指標監(jiān)測與評估，揭示了該地區(qū)發(fā)展中國家的指標變化（從1990～1995年的1.24增加到2010～2015年的2.67），表明“一帶一路”沿線區(qū)域發(fā)展中國家土地城鎮(zhèn)化和人口城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展面臨重大挑戰(zhàn);基于中國區(qū)域公共交通信息數(shù)據(jù)、中國城市擴張數(shù)據(jù)、自然文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)、PM2.5 監(jiān)測產(chǎn)品、城市建成區(qū)公共空間面積等指標評價數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)了中國城市可持續(xù)發(fā)展綜合評價。通過 SDG11 指標評估與進程監(jiān)測，本報告中的相關(guān)案例研究完善了城市可持續(xù)發(fā)展指標體系，提出了“加大單位面積資金投入，保護和捍衛(wèi)世界文化和自然遺產(chǎn)”新的評價指標和方法;建議修改 SDG11.3.1 評價方法，以便更好地反映人口負增長或停滯地區(qū)土地城鎮(zhèn)化和人口城鎮(zhèn)化的關(guān)系。

SDG13氣候行動

在 SDG13 氣候行動方面，本報告聚焦 SDG13.1.1 每10萬人當(dāng)中因災(zāi)害死亡、失蹤和直接受影響的人數(shù)和 SDG13.3 加強氣候響應(yīng)認知能力兩個方面，利用地球大數(shù)據(jù)技術(shù)提供的數(shù)據(jù)集和模型方法，開展 SDG13 指標監(jiān)測與評估，為全球提供中國在 SDG13指標監(jiān)測中的數(shù)據(jù)產(chǎn)品、方法模型、決策支持三個方面的貢獻。生產(chǎn)了“一帶一路”沿線國家和地區(qū)的災(zāi)害損失數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分析各災(zāi)種的災(zāi)害損失動態(tài)變化，為評價“一帶一路”沿線國家和地區(qū)在抵御或減少災(zāi)害損失方面的落實提供決策支持;構(gòu)建全球尺度溫室氣體（CO2）基于時序數(shù)據(jù)擬合的異常變化檢測方法，生產(chǎn)全球大氣衛(wèi)星監(jiān)測 CO2 時空連續(xù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并結(jié)合“一帶一路”沿線冰川面積時空變化監(jiān)測產(chǎn)品、北極海冰預(yù)測產(chǎn)品，監(jiān)測與分析“一帶一路”沿線及北極冰雪、全球溫室氣體排放的動態(tài)，為評價各國在全球減排控溫目標方面的落實提供決策支持。

SDG14 水下生物

在 SDG14 水下生物方面，聚焦 SDG14.1.1、SDG14.2.1 兩個指標，綜合采用中國近海典型海域的營養(yǎng)鹽、葉綠素、生物量、溶解氧等理化指標，以及國家海洋監(jiān)測相關(guān)部門的公報或公開發(fā)表數(shù)據(jù)，重點開展了方法模型構(gòu)建與優(yōu)化等研究工作。基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)框架構(gòu)建了適用于中國近海富營養(yǎng)化評估的綜合評價體系和模型，科學(xué)評估了中國近海不同尺度海域的富營養(yǎng)化現(xiàn)狀，可為中國近海營養(yǎng)鹽污染和富營養(yǎng)化現(xiàn)狀管理提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐;基于膠州灣長時間序列觀測數(shù)據(jù)，優(yōu)化了卡片式生態(tài)系統(tǒng)健康評估方法，并開展了中國近海典型海灣的生態(tài)系統(tǒng)健康試驗性評估;通過進一步推廣相關(guān)技術(shù)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，有望為近海環(huán)境保護和管理提供決策支持，有效推動 SDG14 指標完成和目標實現(xiàn)。

SDG15 陸地生物

在 SDG15 陸地生物方面，本報告以 SDG15.1.1 森林面積、SDG15.1.2 保護區(qū)內(nèi)陸地和淡水生物多樣性的重要場地所占比例、SDG15.3.1 已退化土地面積、SDG15.4.2 山區(qū)綠化覆蓋指數(shù)與 SDG15.5.1 紅色名錄指數(shù)等五個指標為主要研究對象，從全球、區(qū)域、國家及典型地區(qū)多個尺度匯集了10個案例開展評價與監(jiān)測，從數(shù)據(jù)產(chǎn)品、方法模型與決策支持多個維度為 SDG15 的實現(xiàn)做出貢獻。綜合利用地球大數(shù)據(jù)方法，獲取了“一帶一路”沿線國家和地區(qū)山區(qū)綠化覆蓋指數(shù)、中南半島森林覆蓋、中國森林生態(tài)系統(tǒng)保護關(guān)鍵區(qū)域等科學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了長時空序列的區(qū)域森林和綠地分布與變化，發(fā)現(xiàn)林地變化的區(qū)域差異和驅(qū)動因素，指出中國的森林保護空缺區(qū)域。建立了地球大數(shù)據(jù)支撐全球土地退化評估方法體系，發(fā)現(xiàn)全球77個國家土地退化面積大于土地恢復(fù)面積，2030年 SDG15.3 的實現(xiàn)面臨嚴重挑戰(zhàn)，中國土地凈恢復(fù)面積全球占比18.24%，為全球土地退化零增長做出了重要貢獻。通過大熊貓棲息地的破碎化評估，發(fā)現(xiàn)1976～2013年大熊貓棲息地面積縮小且更加破碎化，提出應(yīng)綜合考慮保護物種的種群數(shù)量和棲息地環(huán)境的保護建議。基于紅色名錄指數(shù)評估，發(fā)現(xiàn)2004～2017年中國高等植物和陸生哺乳動物的紅色名錄指數(shù)呈上升趨勢，鳥類的紅色名錄指數(shù)呈下降趨勢，瀕危狀態(tài)進一步惡化，并指出威脅原因。