生态保护红线卫星遥感气象保障服务能力建设综述

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一、前言

十九大报告就生态文明建设提出新论断，坚持人与自然和谐共生成为新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略重要组成部分，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色发展方式和生活方式，坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。

2015年5月，中共中央、国务院印发的《关于加快推进生态文明建设的意见》明确提出：要加大自然生态系统和环境保护力度。坚持“在环境保护与发展中，把保护放在优先位置”原则；明确要求严守资源环境生态红线。树立底线思维，设定并严守资源消耗上限、环境质量底线、生态保护红线，将各类开发活动限制在资源环境承载能力之内。强调在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态红线，确保生态功能不降低、面积不减少、性质不改变[1]；要求利用卫星遥感等技术手段，对自然资源和生态环境保护状况开展全天候监测，健全覆盖所有资源环境要素的监测网络体系。提高环境风险防控和突发环境事件应急能力，健全环境与健康调查、监测和风险评估制度。

目前，生态环境保护部已采用遥感监测手段，针对水、气、土以及生态环境开展了一系列监测、评估、监管，效果较为显著。但是，在卫星遥感数据资源以及气象要素对生态系统服务功能评价贡献率上仍处于空白，生态保护红线气象支持保障方面存在明显不足。

近年来，中国气象局国家卫星气象中心在卫星遥感数据资源、气象要素遥感监测数据以及与生态环境变化敏感的气象要素的研究方面积累了大量信息资源和研究成果。因此，要充分利用国家卫星气象中心已有的资源优势，在生态环境动态监测、评估及风险预警方面深入开展气象保障服务技术研究和业务应用，为生态保护红线监管工作提供更客观全面的信息资源与技术支持等气象保障服务，为国家及地方生态保护红线监管及生态文明建设贡献气象智慧。

二、生态保护红线气象保障服务能力需求

为划定并严守生态保护红线，需要提供高精度全要素的监测评价产品，重点在以下四种能力方面进行强化。

1. 基于包括气象要素的全要素自然环境遥感监测能力

利用包括多源卫星遥感数据开展生态保护红线区域内山、水、林、田、湖、草等生态系统的生态系统类型和分布情况，以及与生态环境密切相关的生态气象要素实时监测，实现生态保护红线区域内卫星遥感自然环境全要素实时动态监测。

2. 基于包含气象卫星的多源卫星人类活动遥感监测能力

充分利用气象卫星及高分卫星，针对生态保护红线范围内的重要生态功能区、生态环境脆弱区，进行人类活动[2]情况以及人类活动造成生态破坏情况的遥感监测。判别人为破坏环境的空间分布、开发强度、污染程度等信息，自动识别人类活动破坏生态保护红线、造成重大生态环境变化的问题，包括违法建设、违法开采自然资源、违法排污等。

3. 基于综合气象贡献率的生态环境质量评估能力

利用气象要素监测数据，结合自然环境遥感监测数据和人类活动遥感监测数据，针对水环境质量、大气环境质量、土壤环境质量、植被生态质量进行卫星遥感评估，分析红线区内生态环境变化的成因，生成生态环境质量评估报告，为环境保护部门生态环境监管提供数据支持。根据以上对水环境质量、大气环境质量、土壤环境质量、植被生态质量评估的结果，计算相应省市干部离任审计气象贡献率，即通过将气象因素加入到领导干部自然资源资产离任审计中，科学、客观地衡量干部在生态环境保护方面的工作业绩。

4. 基于利用气象预报预测优势的生态环境风险预测能力

充分利用气象预报预测优势，基于气象卫星对生态保护红线区域内水体、蓝藻水华、高温热害、低温冰冻、火灾、干旱、沙尘、山洪地质灾害、暴雨、台风等灾害的监测结果，建立长序列历史数据集，通过分析预测，评估生态环境灾害影响范围、程度、发展趋势，实现生态系统退化、土地退化、生态功能降低、大气环境污染、水环境污染等突发环境污染与自然灾害事件的预测，生成生态环境风险预测报告。根据卫星和雷达资料，进行短时临近灾害天气与突发环境污染事件的监测与预测，为防灾减灾工作提供决策支持。

三、提升生态保护红线气象保障服务能力的主要措施

总体思路是利用卫星遥感、云计算、大数据、地理信息系统等技术手段，开展卫星遥感监测气象保障服务能力建设，对生态保护红线区域内生态环境状况及其相关的卫星遥感生态气象要素开展全要素、全天候、全覆盖监测评估。通过多源卫星遥感监测数据，实时掌握生态保护红线区域内生态环境资源的动态变化情况，及时评估预警存在的风险，为国家生态保护红线监测决策提供全面、客观的空间信息支持气象保障服务，促进国家生态环境保护健康有序发展。主要从以下四个方面提升生态文明建设的气象保障服务能力。

1. 构建天空地一体化监测体系

卫星遥感覆盖范围广、获取信息量大、便于进行长期动态监测等优势，是天地一体化监测系统的重要组成部分。航空遥感能够弥补卫星遥感空间分辨率低、重返周期长等不足，在生态环境监测预警、环境监管、环境应急等领域也能发挥重大作用，是遥感监测领域不可或缺的一项技术手段。卫星遥感监测技术的有效发挥，离不开地面监测数据的支撑，天地数据的一体化应用，可极大提高卫星遥感监测的有效性，保证观测和分析结果的精度。生态环境遥感验证台站和重要生态参数地面观测网络，也显得极为重要。要实现实时、动态、全覆盖生态环境监测能力，构建以卫星遥感为主，航空遥感为辅，地面观测网为验证的天空地一体化监测体系尤为重要。

目前，中国气象局国家卫星气象中心承担着4颗风云二号E/F/G/H静止气象卫星、1颗风云四号A静止气象卫星和3颗风云三号B/C/D极轨气象卫星在内共8颗在轨运行的气象卫星地面应用系统建设和业务运行服务。中国气象局已在不同生态功能区建有与生态文明建设气象保障服务相关的70个农业气象试验站、2075个自动土壤水分观测站、100个国家级太阳辐射观测站以及大量常规气象要素观测站。这些资源尤其是庞大的地面监测站网是任何其他部委难以企及的优势。要充分利用这些优势资源，扩充卫星遥感数据、增加航空监测能力、完善地面监测站网，打造空天地一体化生态环境监测网，以提升山、水、林、田、湖、草生态系统监测水平。

2. 形成生态文明建设气象保障服务业务能力

多年来，中国气象局发挥自身“精于监测、专于预报、长于服务”的专业技术优势和“全国一盘棋”的组织体制优势，为各级政府、环保部门和社会公众提供山、水、林、田、湖等生态系统及雾、霾、空气质量和污染气象条件等环境质量监测、评估、预报服务。气象部门已经基于有限的生态文明建设相关资料开展了全国植被、草地、森林和重点区域湿地、水体、荒漠等生态系统保护的气象研究和业务服务。在国家层面上，初步建立了以植被、草地、森林为主的监测评估业务系统，为国家和相关部委提供定期和不定期的服务产品。部分省级气象部门针对辖区内的生态脆弱区、敏感区和重大生态保护问题，建立了生态文明建设相关的气象地面监测站网，充分利用卫星遥感资料，初步开展了生态文明建设气象监测评估研究和服务。同时，密切配合当地生态规划、生态治理工程，开展退耕还林（草）、重点流域生态治理的气象监测和评估，为当地政府科学决策提供依据。

在梳理现有生态文明建设相关业务的基础上，按照“精细化、体系化、特色化”原则，形成具有气象特色的生态文明建设气象保障服务业务体系，为地方绩效考核及干部离任审计等生态文明建设提供重要数据支撑保障。

3. 建设国省两级生态文明建设气象保障服务平台

建设国省两级生态文明建设气象保障服务平台，实现生态文明建设气象保障服务产品快速有效推广应用。省级平台拟先在部分有生态环境监测基础的省份试点应用，再在全国范围内全面推广。评估项目相关软件功能是否完善，对生成的遥感产品进行真实性检验，然后逐步在全国范围内推广应用。

4. 制定遥感监测气象保障服务标准规范

建立遥感监测气象保障服务标准规范体系，制定自然环境遥感监测标准、人类活动遥感监测规范、生态环境质量评估规范、生态环境风险预测规范等，规范气象保障服务的工作流程，提高按标准规范提供气象保障服务的意识。

四、展望

十八届三中全会提出，建设生态文明，必须建立系统完整的生态文明制度体系，并作出划定生态红线的重要战略部署。目前，我国生态红线划定工作尚未结束，生态红线严守工作困难多、任务繁重，需要充分利用卫星遥感手段，发挥气象部门在生态监测方面的优势，以提高生态保护红线监管的客观性。

下一步将汇总各省市气象局在生态保护红线划定和严守工作中的经验做法，结合各省典型生态系统类型开展生态遥感监测评估能力研究，开发制作生态红线保护气象保障服务遥感产品，形成基于气象贡献率的生态保护红线区生态环境监管及生态服务功能评价体系。最终能够对全国范围内重要生态服务功能区进行常态化的生态保护红线气象保障监测评估，为各省生态保护红线划分与严守工作提供数据支持、技术支撑及决策依据。