自然

卫星监测,开启中巴气环境合作新局面

生物多样性数据是国家实现保护目标和获取融资的前提。COP16上,中国与巴西商讨了生态红线和卫星环境监测的进一步合作。
<p>巴西环境保护局在北部帕拉州开展打击非法采矿的行动。科学家高吉喜表示,中巴在卫星监测方面的合作是打击亚马逊雨林砍伐的重要工具。图片来源:<a href="https://flic.kr/p/R8MPtw">Felipe Werneck</a> / <a href="https://www.flickr.com/people/ibamagov/">Ibama</a>, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/">CC BY SA</a></p>

巴西环境保护局在北部帕拉州开展打击非法采矿的行动。科学家高吉喜表示,中巴在卫星监测方面的合作是打击亚马逊雨林砍伐的重要工具。图片来源:Felipe Werneck / Ibama, CC BY SA

由于各国投资差异和地区冲突,全球生物多样性数据高度不平均。许多发展中国家由于无法确认国土生物多样性状态并持续监测变化和破坏性活动,难以评估国家目标和融资的需求。

作为新的生物多样性目标制定后的第一届缔约方会议,本届COP16 上,中国和巴西有望将环境双边合作推进到新阶段:巴西正考虑引入中国的生态红线制度或类似机制,并与中国继续进行卫星遥感监测合作,保护遭到破坏的亚马逊雨林。——中国和巴西的卫星合作始于 1988 年,迄今联合发射了六颗资源卫星。目前有两颗在轨运行,每三至四天提供关于森林砍伐的即时警报。

在 COP16 的一场边会活动上,巴西环境与气候变化部生物多样性保护与可持续利用主任、前《生物多样性公约》执行秘书布劳里奥·迪亚斯(Braulio Ferreira de Souza Dias)表示,“如要监测巴西雨林的恢复情况,我们必须派人到现场测量每棵树。我们知道中国正在研究许多不同类型的卫星图像,而巴西则没有。因此,在遥感方面的合作将有巨大的意义。”

自2011 年起,中国提出“生态红线”体系,并利用国产高分辨率卫星、无人机开展生物多样性遥感监测。2023年,全国生态保护红线划定工作完成,对超过 30% 的国土进行保护。巴西在内的一些国家将该体系视为一种潜在的解决方案,而这可能也意味着更多技术与数据共享。

交流和合作已经在展开。2023 年,中巴两国签署协议,共同研制新的卫星CBERS-6,预计将于2028年发射,其配备新的雷达相机可监测毁林和森林恢复。

2024年8月中国生态环境部卫星环境应用中心赴巴西,与巴西环境部、农业部开展座谈,交流生物多样性调查的经验。卫星中心首席科学家高吉喜是其中受邀参与的专家,作为划定“生态红线”最早提出者之一,他也出席了本届 COP16中国与巴西环境合作的边会。

为了进一步了解中巴相关卫星遥感合作,对话地球在 COP16 现场采访了高吉喜(出于篇幅和明确度考虑,以下对话内容进行了编辑 )。

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今年10 月,卫星专家高吉喜(左3)正在参加哥伦比亚卡利的COP16边会。图片来源:张依依

对话地球:目前哪些国家已经表现出对引入生态红线或类似模式的兴趣,为什么会存在引入这种模式的需求?

高吉喜:国家层面,我们正跟巴西、尼泊尔等国家进行探讨,它们也都愿意去实施。但每个国家在使用这套方法时,还是需要按需求调整。

面对《昆蒙框架》提出的要求,其实大部分国家没有行动或者举措能达到“3030”的目标,即到2030年对世界30%的陆地、内陆水域、沿海和海洋区域进行有效保护和管理。国际上提出的方案,比如通过“其他有效的区域保护措施”(other effective area-based conservation measures,简称OECM)来增加保护面积,一方面很碎片化,另外一方面,大部分国家也只能增加3%,甚至只有1%的保护面积,远远达不到补充保护面积的需求。

但中国生态红线的模式可以助力“3030”目标。现在,中国自然保护地、国家公园保护地面积是 18%,算上红线划定面积能达到 31%,正好契合了《昆蒙框架》的保护目标,也提高了物种保护的完整性。

巴西现在的保护面积已经超过 30%了,它再去引入这套红线系统的动力在哪里?

“3030”目标其实非常保守,国际上有生态学家认为保护面积应该达到 50%,甚至更高,才能扭转或抑制生物多样性恶化或下降的局面。对于巴西, 30% 只是底线。虽然数字达到了,但亚马逊森林还是遭到破坏,说明有些地方还需要进一步保护。

毕竟,一些重要的湖泊、湿地,以及缓冲地,还没有纳入到法律保护范围。这背后有一些历史原因,如当地本身没有人类活动,本来无需保护,但现在有人为干扰,就有需要保护。

A river flows through a lush green landscape
2019年,由中巴地球资源卫星(CBERS-4)拍摄的巴西亚马逊州索利莫伊斯河的航拍图像。中国与巴西的卫星合作可以追溯到30多年前。图片来源:Oton Barros / INPE, CC BY SA

中国也如此。三十年前,我们国家一些地方,比如青藏高原,因为人烟稀少,不需要保护,但自驾游出来之后,只要没有明确的法律保护的地方,就容易遭到破坏。

生态红线区的监管和保护是怎样的开展的,对硬件配套设施会有怎样的要求?

目前,生态环境部围绕生态保护红线建立了监管平台,每两个月会对生态红线内各种人类活动进行一次全覆盖的扫描。过程主要是利用高分辨率卫星过境,查看地面有没有发生变化。这里监测的内容主要包括新的矿山、城镇以及道路建设,以及现有的光伏设施等,只要发现任何问题,系统会立刻跟当地反馈,进行制止。

值得分享的是,卫星扫描的原理是一行一行进行,意思是一颗卫星扫了一次后,需要绕地球一圈回来再扫下一行。在过去,把中国覆盖一次就需要两年时间。而现在,中国可利用的公益卫星有 30 颗,商业卫星有 100 多颗,卫星也转动速度更快,基本上两个月就能覆盖中国。

很多国家是没有自主研发卫星的能力的,这是否意味着未来中国会跟更多国家进行有深度的卫星共享?中巴资源卫星的合作是如何展开的?

其他国家如果有兴趣,我们可以协助划定生态保护红线,然后利用卫星来进行监测评估,作为划定红线的重要手段。未来,如果需要卫星进行日常的评估,我们也可以提供卫星资源支持。对于卫星资源共享,每个国家的政策和规定不一样。国际上很多卫星的资源,如水、大气,相关的数据都是公开的,直接可用。目前中国也已经跟一些国家(作者按:根据2021年签署的《关于金砖国家遥感卫星星座合作的协定》,中国数据共享的对象包含了巴西、俄罗斯、印度等金砖国家)签订了协议,可以根据对方的需要提供卫星遥感的资源。

A satellite launches skyward from a mountain area
中巴地球资源卫星4A(CBERS-4A)在中国山西太原卫星发射中心成功发射。相比其前身,这颗卫星能够在更低的轨道运行,从而捕捉到更为精细的地球影像。图片来源:Zhang Taotao / Xinhua / Imago / Alamy

还有一种情况,如果一个国家想要监测自己的土地,目前国际上提供的数据还无法满足它的需求,自己也没有发卫星的能力,那么可以与中国一起联合发送卫星,分享使用权。中巴之间就是通过合作协议共同研制卫星来进行。巴西可以按照数据需求来定制卫星,比如想监测二氧化碳,还是监测湿地、湖泊,定制国可以有更多数据主动权。

现存的一个话题是,生态红线划定不能只看总量而是要看质量,尤其是在生物多样性问题上,并不是不同区域数据增减就可以“平衡”。您怎么看待目前生态红线保护范围在区域上的不均这件事?

在中国,平衡不是意味着各省的生态红线划定的区域面积一模一样。它的大小跟这个地方生态系统的重要性,还有历史上开发强度是有关系。内蒙跟西藏现在的生态红线面积是(中国)最大的,原因有两个,首先它们的生态系统很重要,另外,在历史上这里人类活动强度不大。青海也划了很大一片红线保护区,这是因为它是黄河长江的源头,因此拥有很大的影响辐射的面积。

要提高质量,红线范围也需要更新。举个例子,大部分国家经济发展到一定程度之后,部分分散村庄会逐步消失。中国也如此,我早前去甘肃一个村庄考察,由于当地属于高海拔地区,居民搬走五六年后,房子全部倒塌,被植被覆盖了。在中国南方,这种情况更为普遍,而由于自然的恢复能力强,废弃地会逐渐还给野生动植物。

从全球生态保护的视角看,由于各个国家发展的面积不一样,处理方式差别很大。对一些关键物种、气候条件作用很大的区域,一定要保护。如巴西的热带雨林,对全世界都有非常独特的作用,一定要保护好;还有一些物种如亚洲象,分布范围很有限,因此只在特定区域进行保护即可。还有一些物种分布区,从历史上看很重要,但现在已经开发变成城镇、农田,就不可再恢复了。最后,生态红线划定并不能完全不考虑经济,规划过程中需考虑当地的发展规划。红线划完后,并不是要限制里面所有人类活动,而是要适当按照当地传统习惯进行保留,比如某些地方保留放牧,或者当地人的种植业等等。

我们国家建立保护地的方法,是自上而下,和自下而上两者相结合的。在省级层面,每个省上报自己的自然保护地,国家层面也有统一的顶层设计,接着各个省再进一步核对,看看区域是否跟地方的经济发展规划相协调。也因为大部分地方政府认识到红线划定的作用,该方法也受到了广泛支持。