地球大數(shù)據(jù)：可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的新支撐

2015年，聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展峰會(huì)通過(guò)了一份由193個(gè)會(huì)員國(guó)共同達(dá)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(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境三位一體可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。這是國(guó)際發(fā)展合作的一個(gè)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(biāo)（Sustainable Development Goals，SDGs），在實(shí)施過(guò)程中依然面臨數(shù)據(jù)缺失、方法不完善、目標(biāo)相互關(guān)聯(lián)制約以及本地化問(wèn)題多樣等挑戰(zhàn)。

A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”項(xiàng)目利用科技創(chuàng)新促進(jìn)機(jī)制，結(jié)合地球大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，推動(dòng)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(dòng)、SDG14 水下生物和 SDG15 陸地生物等6個(gè) SDGs 指標(biāo)監(jiān)測(cè)與評(píng)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(bào)告瞄準(zhǔn) SDG2 中關(guān)于糧食生產(chǎn)的兩個(gè)指標(biāo)——SDG2.3.1 按農(nóng)業(yè)/畜牧/林業(yè)企業(yè)規(guī)模分類的每個(gè)勞動(dòng)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(guó)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(jì)數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)，融合遙感信息提取模型、統(tǒng)計(jì)模型、生態(tài)模型等，提出了指標(biāo)/亞指標(biāo)的評(píng)估方法，并分別從全球和中國(guó)兩個(gè)尺度，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)/亞指標(biāo)的評(píng)估和發(fā)展進(jìn)程的監(jiān)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，近10年來(lái)全球單位勞動(dòng)力農(nóng)作物產(chǎn)量增加了34%，發(fā)達(dá)國(guó)家單位勞動(dòng)力農(nóng)作物產(chǎn)量高出不發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家數(shù)十倍，但發(fā)展中國(guó)家具有更高的增長(zhǎng)速度。對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境影響的研究發(fā)現(xiàn)，2000年以來(lái)，單位產(chǎn)量的環(huán)境影響（用地、用水、化肥過(guò)施風(fēng)險(xiǎn)）呈降低趨勢(shì)，糧食生產(chǎn)系統(tǒng)朝著更為可持續(xù)的方向發(fā)展，同時(shí)，以城鎮(zhèn)化為主要特征的土地利用變化正施加負(fù)向影響。本報(bào)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(shí)現(xiàn)SDG2 零饑餓目標(biāo)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(bào)告瞄準(zhǔn) SDG2 中關(guān)于糧食生產(chǎn)的兩個(gè)指標(biāo)——SDG2.3.1 按農(nóng)業(yè)/畜牧/林業(yè)企業(yè)規(guī)模分類的每個(gè)勞動(dòng)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(guó)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(jì)數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)，融合遙感信息提取模型、統(tǒng)計(jì)模型、生態(tài)模型等，提出了指標(biāo)/亞指標(biāo)的評(píng)估方法，并分別從全球和中國(guó)兩個(gè)尺度，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)/亞指標(biāo)的評(píng)估和發(fā)展進(jìn)程的監(jiān)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，近10年來(lái)全球單位勞動(dòng)力農(nóng)作物產(chǎn)量增加了34%，發(fā)達(dá)國(guó)家單位勞動(dòng)力農(nóng)作物產(chǎn)量高出不發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家數(shù)十倍，但發(fā)展中國(guó)家具有更高的增長(zhǎng)速度。對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境影響的研究發(fā)現(xiàn)，2000年以來(lái)，單位產(chǎn)量的環(huán)境影響（用地、用水、化肥過(guò)施風(fēng)險(xiǎn)）呈降低趨勢(shì)，糧食生產(chǎn)系統(tǒng)朝著更為可持續(xù)的方向發(fā)展，同時(shí)，以城鎮(zhèn)化為主要特征的土地利用變化正施加負(fù)向影響。本報(bào)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(shí)現(xiàn)SDG2 零饑餓目標(biāo)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(bào)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(gè)指標(biāo)開(kāi)展 SDG11 指標(biāo)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。利用地球大數(shù)據(jù)，突破了以傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為主的限制，提高了 SDGs 指標(biāo)評(píng)價(jià)的時(shí)空分辨率;通過(guò)集成地球大數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)方法，率先實(shí)現(xiàn)了 SDG11的中國(guó)本地化實(shí)踐評(píng)價(jià);基于合成孔徑雷達(dá)（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(zhǎng)率比率（SDG11.3.1）指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題;實(shí)現(xiàn)了“一帶一路”沿線區(qū)域1500個(gè)城市1990～2015年每五年SDG11.3.1 指標(biāo)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，揭示了該地區(qū)發(fā)展中國(guó)家的指標(biāo)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(guó)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(guó)區(qū)域公共交通信息數(shù)據(jù)、中國(guó)城市擴(kuò)張數(shù)據(jù)、自然文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)、PM2.5 監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、城市建成區(qū)公共空間面積等指標(biāo)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)城市可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)。通過(guò) SDG11 指標(biāo)評(píng)估與進(jìn)程監(jiān)測(cè)，本報(bào)告中的相關(guān)案例研究完善了城市可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，提出了“加大單位面積資金投入，保護(hù)和捍衛(wèi)世界文化和自然遺產(chǎn)”新的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法;建議修改 SDG11.3.1 評(píng)價(jià)方法，以便更好地反映人口負(fù)增長(zhǎng)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(dòng)

在 SDG13 氣候行動(dòng)方面，本報(bào)告聚焦 SDG13.1.1 每10萬(wàn)人當(dāng)中因?yàn)?zāi)害死亡、失蹤和直接受影響的人數(shù)和 SDG13.3 加強(qiáng)氣候響應(yīng)認(rèn)知能力兩個(gè)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(kāi)展 SDG13 指標(biāo)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，為全球提供中國(guó)在 SDG13指標(biāo)監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)產(chǎn)品、方法模型、決策支持三個(gè)方面的貢獻(xiàn)。生產(chǎn)了“一帶一路”沿線國(guó)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(dòng)態(tài)變化，為評(píng)價(jià)“一帶一路”沿線國(guó)家和地區(qū)在抵御或減少災(zāi)害損失方面的落實(shí)提供決策支持;構(gòu)建全球尺度溫室氣體（CO2）基于時(shí)序數(shù)據(jù)擬合的異常變化檢測(cè)方法，生產(chǎn)全球大氣衛(wèi)星監(jiān)測(cè) CO2 時(shí)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(shí)空變化監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、北極海冰預(yù)測(cè)產(chǎn)品，監(jiān)測(cè)與分析“一帶一路”沿線及北極冰雪、全球溫室氣體排放的動(dòng)態(tài)，為評(píng)價(jià)各國(guó)在全球減排控溫目標(biāo)方面的落實(shí)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(gè)指標(biāo)，綜合采用中國(guó)近海典型海域的營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素、生物量、溶解氧等理化指標(biāo)，以及國(guó)家海洋監(jiān)測(cè)相關(guān)部門(mén)的公報(bào)或公開(kāi)發(fā)表數(shù)據(jù)，重點(diǎn)開(kāi)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(guó)近海富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)估的綜合評(píng)價(jià)體系和模型，科學(xué)評(píng)估了中國(guó)近海不同尺度海域的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀，可為中國(guó)近海營(yíng)養(yǎng)鹽污染和富營(yíng)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(zhǎng)時(shí)間序列觀測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化了卡片式生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估方法，并開(kāi)展了中國(guó)近海典型海灣的生態(tài)系統(tǒng)健康試驗(yàn)性評(píng)估;通過(guò)進(jìn)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(hù)和管理提供決策支持，有效推動(dòng) SDG14 指標(biāo)完成和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

SDG15 陸地生物

在 SDG15 陸地生物方面，本報(bào)告以 SDG15.1.1 森林面積、SDG15.1.2 保護(hù)區(qū)內(nèi)陸地和淡水生物多樣性的重要場(chǎng)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(gè)指標(biāo)為主要研究對(duì)象，從全球、區(qū)域、國(guó)家及典型地區(qū)多個(gè)尺度匯集了10個(gè)案例開(kāi)展評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)，從數(shù)據(jù)產(chǎn)品、方法模型與決策支持多個(gè)維度為 SDG15 的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。綜合利用地球大數(shù)據(jù)方法，獲取了“一帶一路”沿線國(guó)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(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域等科學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了長(zhǎng)時(shí)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(dòng)因素，指出中國(guó)的森林保護(hù)空缺區(qū)域。建立了地球大數(shù)據(jù)支撐全球土地退化評(píng)估方法體系，發(fā)現(xiàn)全球77個(gè)國(guó)家土地退化面積大于土地恢復(fù)面積，2030年 SDG15.3 的實(shí)現(xiàn)面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，中國(guó)土地凈恢復(fù)面積全球占比18.24%，為全球土地退化零增長(zhǎng)做出了重要貢獻(xiàn)。通過(guò)大熊貓棲息地的破碎化評(píng)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(hù)物種的種群數(shù)量和棲息地環(huán)境的保護(hù)建議?；诩t色名錄指數(shù)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)2004～2017年中國(guó)高等植物和陸生哺乳動(dòng)物的紅色名錄指數(shù)呈上升趨勢(shì)，鳥(niǎo)類的紅色名錄指數(shù)呈下降趨勢(shì)，瀕危狀態(tài)進(jìn)一步惡化，并指出威脅原因。