句芒号让“绿水青山就是金山银山”

纪中展

“句芒號”工作示意图。

中国首颗陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”自8月4日发射以来，已成功在轨运行、工作半个多月。中国遥感卫星地面站密云站和喀什站的三次接收任务测试显示，数据传送和处理结果正常。“句芒”号属于国家民用空间基础设施中长期发展规划中的科研卫星，运行于高度为506千米、倾角97.4度的太阳同步轨道。

作为世界首颗森林碳汇观测主被动联合观测遥感卫星，“句芒”号的名字来自中国民间传统神话。句芒是木神、春神的意思，与祝融齐名，主司树木发芽生长等，和陆地生态系统碳监测卫星的作用匹配，体现了中华传统文化、绿色生态环境保护和高科技发展等元素。

计算森林碳汇能力，需要以下几个方面的数据，包括叶绿素荧光、植被高度、植被面积、大气PM2.5含量等。中国森林覆盖率22.96%，森林面积2.2亿公顷。森林面积、森林的多样性、树木的茂密度和森林中树木的高度决定了森林能吸收多少碳。其中，森林的多样性取决于林木大小的多样性，一般采用直径、树高和冠幅3个因素来衡量。此前，碳汇测量主要依靠人工深入山林，实地对森林植被进行抽样监测，不仅作业环境受限，而且耗时耗力、精准度差。

“句芒”号实现了碳汇监测里程碑式的飞跃，集多波束激光雷达、多角度多光谱相机、超光谱探测仪等仪器于一身。激光雷达通过“点探测”获得森林的垂直高度信息，遥感相机通过“面探测”获取大范围地面图像。点面结合，“句芒”号通过计算激光到树冠和地面的时间差，得出树木高度。卫星一次测量发射出的激光光束数量、发射频次则决定测量精度。

句芒号的工作手段也让森林观测更加立体、全面。通过运用多角度多光谱相机，从前、正、后等不同的角度去观测，即垂直0°、±19°、±41°5个方向，获取同一地面景物的多光谱图像数据，既能看清森林冠顶、森林侧面，还能了解森林的疏密分布、健康、长势等情况。

此外，通过超光谱探测仪和多角度偏振成像仪等设备，可以探测森林的光合作用以及大气PM2.5含量等核心数据。其中，超光谱探测仪主要通过提取光合作用的荧光，了解具体探测物光合作用的强度（也就是森林吸收碳的强度）。此外，句芒号配置了一个多角度偏振成像仪，可以测量大气里气溶胶的分布水平，排除直径不到人头发丝粗细的1/20的细颗粒物干扰，进行大气校正，得到更高精度的测量结果。

句芒号入轨运行后，通过多种观测手段快速获取森林碳汇收据，提高了碳汇计量的效率和精度，因此能够更加广泛地应用于陆地生态系统碳监测、陆地生态和资源调查监测、国家重大生态工程监测评价、大气环境监测，以及气候变化中气溶胶作用研究、灾害监测评估、农情遥感监测等方面的研究工作。

中国一直高度重视双碳目标的实现。句芒号的投入使用对推算出全球碳汇状态、进行碳汇交易能够提供有效的数据支持，进一步推动中国陆地遥感定量化水平，让中国森林碳汇进入天基遥感时代，为中国实现“碳达峰、碳中和”的双碳目标提供了重要的数据支撑。

未来，中国将使用卫星等高科技手段来提升效率，实现双碳目标。这不仅需要增加卫星数量，提高探测手段，与中国遥感卫星地面站等地面系统紧密合作，提升数据接受和处理的精准性，也需要在数据共享、联合开发等方面进行国际合作。