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用遥感“天眼”评估大熊猫栖息地的适宜性

时间:2020-05-28

大熊猫作为中国的国宝和世界生物多样性保护的旗舰物种,其赖以生存的栖息地状况受到国内外学者的普遍关注。《大熊猫栖息地空间观测技术与方法》(王心源,甄静等著. 北京:科学出版社,2020.3)是用遥感“天眼”评估大熊猫栖息地过去-现在-未来适宜性的一本书,利用光学、微波、激光等空间观测技术打开大熊猫栖息地神秘之门的钥匙。

空间对地观测是从空间探测地球并对地球目标进行科学分析和研究的一门科学技术。应用这一技术,对于地球我们可以从探测与发现、监测与评估以及科学认知与应对策略等方面助力实现科学化、智能化的决策与管理。
近几十年来,空间对地观测随着航空与航天平台技术和光学、微波、激光等有效载荷技术的发展以及信息处理方法的进步而不断发展壮大。目前,全球已建立了面向多种应用的空间对地观测系统,构成了对陆地、海洋、大气等各个层面的多方位、立体观测体系,在资源、环境调查与监测,促进经济、社会与可持续发展方面发挥着越来越重要的作用。
经过近二十多年的发展,空间信息技术在自然与文化遗产的监测与保护方面也发挥了越来越大的作用。
· 在文化遗产探测方面,1994 年参与航天飞机雷达计划的我国科学家郭华东利用雷达遥感手段发现了被干沙掩埋的明、隋古长城,被誉为该科学计划的“三大发现之一”。2013 年,我国科学家通过光学遥感和历史数据探测到丝绸之路瓜(州)—沙(州)段6 个古城镇、2 个居民区、1 条古河道,填补了巴州古城遗址以西区域汉唐遗址遥感考古发现的空白。2018 年,利用空间考古技术与方法,在丝绸之路西端突尼斯发现10 处古罗马时期考古遗存,这些遗存揭示了古罗马时期南线军事防御系统的布局与农业灌溉系统的结构,这也是中国科学家利用遥感技术在中国境外首次发现考古遗存。
· 在利用空间技术开展自然遗产保护的监测与评估方面,中国的世界自然遗产地如黄山、九寨沟在数字化建设方面取得了可圈可点的成绩。
· 从宏观层面而言,空间信息技术在世界名录遗产保护方面是一种非常有效、客观的技术手段,特别是对于人迹罕至的地方,例如大熊猫栖息地,高山峻岭、树草丛生,人的足迹要到达这些地方需要付出艰辛的努力。
大熊猫不仅是中国的国宝,也是世界生物多样性保护的旗舰物种。2006 年7 月,在联合国教科文组织第30 届世界遗产大会上,审议通过了我国申报的“四川大熊猫栖息地”列入《世界遗产名录》。该遗产地由世界第一只大熊猫发现地宝兴县及四川省境内的卧龙自然保护区等7 处自然保护区和青城山-都江堰、鸡冠山-九龙沟、西岭雪山和天台山等9 处风景名胜区组成,涵盖成都、雅安、阿坝和甘孜共4 市州的12 个县,面积9245km²。从此,“四川大熊猫栖息地”保护列入世界遗产保护行列。
历史上大熊猫在我国分布广泛,黄河、长江和珠江流域都发现其化石遗迹,但随着气候变迁、地质地貌的改变,以及人类活动范围的不断扩大使得大熊猫栖息地范围不断缩小。现今的大熊猫栖息地仅局限于我国西部地区四川、陕西和甘肃三省交界的秦岭、岷山、邛崃山、大相岭、小相岭和凉山六个狭长的山系。据国家林业局公布的全国第四次大熊猫调查结果显示,截至2013 年年底,全国野生大熊猫数量达到1864 只,栖息地面积达到258 万hm²。
大熊猫栖息地进行空间监测和整体保护以及未来环境变化的预测,不仅有助于改善目前栖息地“破碎化”和“岛屿化”的现象,还可以开展栖息地精细尺度上的适宜性评估与未来栖息地变化调整,为自然保护区设置、大熊猫放归等工作创造有利条件。同时,也为珍稀濒危类自然遗产地监测与评估、栖息地在未来全球变化背景下如何研究其变化趋势探索研究思路。

▲ 大熊猫生境适宜度评价图
《大熊猫栖息地空间观测技术与方法》(王心源,甄静等著. 北京:科学出版社,2020.3)以世界自然遗产地“四川大熊猫栖息地”为研究对象,兼顾世界自然遗产地保护面临的问题,系统阐述空间信息技术对珍稀濒危物种栖息地类的自然遗产地监测、评估与预测的技术与方法。
全书共分8 章,主要内容包括自然遗产地与空间观测、自然遗产地空间监测技术与方法、动物生境要素精细信息提取技术与方法、大熊猫栖息地陆表特征关键环境参数变化分析、大熊猫栖息地生态环境变化的空间观测与评估、震后生境状况遥感长期监测与生态环境恢复的评估模型、未来气候变化对大熊猫栖息地影响精细评估与应对和大熊猫栖息地可持续发展建议。
在王心源研究员的组织和带领下,研究团队在室内深入探求遥感图像隐含之信息;在野外不畏山高路险探寻信息背后之真谛。于是,大家齐心合力,集众人研究所长,共同撰写、集结成书。研究表明:虽然大熊猫栖息地近年遭遇的汶川与雅安两次地震,雅安地震对于栖息地影响较小,汶川地震影响较大,但是植被自然恢复3~5 年就有明显的成效。但持续的气候变化影响需要高度关注:在大熊猫栖息地因为气温变暖导致山地垂直带植被界限在上升,在纬向上向北推进,从而影响到目前的大熊猫栖息地适宜度。再加上人类的过度活动(修路、开垦、开矿、建水库等),对于大熊猫栖息地适宜度产生了不同程度的影响,导致有的栖息地甚至需要考虑迁移性保护。放眼未来,我们的确要未雨绸缪,特别是对于自然环境长期变化以及人类活动持续带来的高强度影响,需给予高度重视,抓紧对于大熊猫栖息地的科学保护与有效对策开展深入的研究。

 
中国科学院院士
2020 年2 月
本文摘编自《大熊猫栖息地空间观测技术与方法》(王心源,甄静等著. 北京:科学出版社,2020.3)一书“前言”“序”,有删减修改,标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-064524-1
责任编辑:李秋艳 李 静
本书可作为高等院校及研究所从事自然遗产保护专业、遥感与地理信息系统应用相关专业的教学用书,也可作为自然遗产地管理人员的参考用书或培训教材。

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