三大技术盯守青海草地家底

  青藏高原是全球高寒草地最大的集中分布区，也是全球生态环境最原始最脆弱的区域和我国生态安全战略的制高点。然而，区域自然环境极端、管理模式滞后、决策服务智能化程度低等问题一直困扰着高寒草地监管服务工作。由青海省自然资源综合调查监测院、青海省中创自然资源科学技术研究院、华南农业大学等单位合作完成的“高寒草地动态监测与智能评价关键技术及重大应用”项目，实现了高寒草地调查监测一体化、数据管理集成化、评价预警智能化。近日，该项目被评为2020年度地理信息科技进步特等奖。

  突破技术难题，青海建成高寒草地全覆盖监测网络体系

  2005年，青海三江源自然保护区生态保护和建设工程草地生态监测项目启动。该项目成为我国高寒草地监测的萌芽。随着技术的发展成熟、草地监测数据的不断积累，以华南农业大学胡月明教授、青海省自然资源综合调查监测院王立亚研究员为核心的“高寒草地动态监测与智能评价关键技术及重大应用”项目组认为，应该将这些数据进行提炼分享，为青海省草地监测工作提供数据支持。

  由此，12家单位经过十多年的相关研究，共完成各种研究课题27项，围绕高寒草地资源动态监测与智能评价的技术需求，形成融合草地生物量、植被覆盖度、地表温度、土壤水分、土壤有机质等指标的多源数据协同获取机制和高寒草地综合监测指标体系，研制了具备高寒草地协同监测、大数据集成管理、草地退化智能评价与决策预警等功能的业务化运行平台，构建了需求牵引、数据驱动、技术支撑的政企研互惠协同创新服务机制。

  项目研究形成了三大突破性技术：一是定位观测—移动调查—遥感监测协同的高寒草地动态监测技术，二是高寒草地多源异构数据高效融合与集成管理技术，三是高寒草地退化智能评价与预警决策技术。其中，高寒草地动态监测技术提出了基于地理规律和分融策略的采样设计方法，建成了由4个监测区和489个固定监测点构成的青海省高寒草地全覆盖监测网络体系，监测效率提高100%，连续观测时间延长150%，监测成本降低50%。

  基于上述关键技术创新，项目建设了从终端感知与数据集成、知识发现与业务建模到管理决策与应用服务全过程一体化的运行平台，切实解决了前沿对地观测与信息技术在高寒草地监测与评价工作中的应用难题。

  最终，项目取得专利授权11件，登记计算机软件著作权19套，发布青海省地方标准7部，出版著作6部，发表论文89篇。由中国地理信息产业协会组织，中国工程院院士孙九林为主任的科技成果评价委员会认为，该项目成果创新显著，促进了高寒草地监管领域的科技进步，在该领域总体居于国际先进水平，其中在广域、高海拔高寒环境下草地固定、移动与遥感集成监测工作方面达到国际领先水平。

  深入无人区，只为获得海量准确数据

  项目技术创新的累累硕果，离不开团队人员的辛勤耕耘和默默奉献。

  青海草地茂盛期十分有限，每年的7月至9月是草地监测黄金时期。为获得海量、准确的数据，项目组曾多次深入可可西里无人区。2018年7月，在海拔4300多米的可可西里草地调查工作中，项目组车辆陷入沼泽地，与外界失去联系。正逢天气骤变，大雨瓢泼，监测组3人与可可西里管理站向导在寒风刺骨的大雨中利用汽车绞盘经过8小时终于将汽车从泥潭中挪动出来。第二天，队员们顾不上疲惫，更换了车辆，又重新前往其他调查站点完成调查任务。

  青海省自然资源调查监测院草地监测团队人员平均年龄40岁，半数都是女同志。2005年项目刚刚开始时，许多女同志都是“新晋妈妈”，如今已经年近50岁。十多年来，她们舍小家为大家，克服工作和生活的各种困难，坚守岗位。每年7~9月，正值孩子放暑假，草地监测队员们却因野外工作不能回家，有的孩子甚至半年多都见不到妈妈。长期风吹日晒，让女队员们皮肤变得粗糙，但她们用自己的青春和奉献诠释了使命与担当。

  保护生态、强牧惠牧，项目成果广泛应用

  2005年以来，项目成果在青海省草地资源清查、退化评价与管理服务，草地资源监测与数据服务，重大生态工程本底调查、专项监测与成效评价等业务工作中广泛应用。

  ——服务青海省草地资源清查工作。项目建立了统一的、标准化的青海省天然草地资源数据库，实现全省19.69万个天然草地图斑的边界、类型及资源、生态、利用状况等数字化管理，编制了青海省1∶25万、各县市1∶5万系列草地类型分布图、草地退化分布图、草地等级划分图等专题图。

  ——服务青海省草地资源监测工作。项目建成的青海省全覆盖监测网络体系，支撑了全省6州45县（区、市、行委）连续15年的草地资源动态监测，每年为农业农村、生态环境、自然资源等部门共享超过2万条监测数据。

  ——服务三江源生态保护与建设工程。自2005年三江源自然保护与建设工程启动以来，项目连续15年监测了各监测点的群落结构和草产量等数万个数据。项目组运用“领域知识驱动的高寒草地退化智能评价与预警决策技术”，开展全方位生态工程成效分阶段评估，为青海三江源自然保护区生态保护和建设工程规划目标的实现奠定了坚实的基础。同时，项目组还运用“高寒草地多源异构数据高效融合与集成管理技术”，对青海三江源自然保护区生态保护和建设各阶段工程实施后植物种群的产草量、植被高度、密度、盖度、产量、群落结构及功能等动态监测数据进行分析，并对三江源地区先后实施的退耕还林、退牧还草、生态公益林补偿、生态移民补助、草原生态保护补助奖励机制等工程和政策的实施成效进行综合评估，为国家和地方政府建立三江源地区生态补偿机制提供了有力的数据、技术、决策支撑。

  此外，项目组全面摸清了青海省草地资源类型、数量、质量及其空间分布特征和变化情况，并开展了草原生态治理工程的信息采集与收集工作，构建了草情数据库与畜牧业综合信息数据库，建设了草情监测与草畜平衡诊断系统、生态治理动态信息系统、草畜情综合信息政府服务系统，为三江源智慧生态畜牧业平台建设提供数据与技术支撑，并为广大牧民提供技术服务与技术培训，增强当地牧民草地精细化管理能力。通过该项目创新成果落实的一系列强牧惠牧富民政策，使广大农牧民生活得到明显改善。

  据统计，项目成果应用产生直接经济效益1.37亿元、间接经济效益306亿元。

  实力见证荣耀，匠心铸造辉煌。“高寒草地动态监测与智能评价关键技术及重大应用”项目，为青海省摸清自然资源家底以及山水林田湖草生态保护修复提供了科学、可靠的数据支撑，推动了全省草地科学经营管理、畜牧业生产、生态修复等行业和领域发展。