糧食是人類最重要的生存要素之一，耕地是糧食生產(chǎn)的根基，也是全球70多億人賴以生存的根本。那么，全球到底有多少耕地？如何測(cè)算？多年來，各個(gè)數(shù)據(jù)質(zhì)量不一，一致性較差，給數(shù)據(jù)的應(yīng)用帶來多種問題。
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，與國(guó)際食物政策研究所、國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所等單位合作，歷時(shí)3年，突破了基于眾源數(shù)據(jù)融合的耕地空間分布制圖技術(shù)瓶頸，研制和共享了新一期全球高精度耕地分布制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品。據(jù)介紹，該數(shù)據(jù)總體精度為90.8%，和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性優(yōu)于已有的全球耕地制圖產(chǎn)品。
精度最高的應(yīng)用產(chǎn)品
團(tuán)隊(duì)科學(xué)家陸苗副研究員介紹，準(zhǔn)確掌握全球耕地空間分布情況，是確保糧食安全和應(yīng)對(duì)氣候變化的重要前提。此前已有多種全球或區(qū)域耕地制圖的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。但因?yàn)榉N種原因，數(shù)據(jù)質(zhì)量層次不齊，彼此間的一致性較差、與公布的官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)吻合度低，存在遙感影像“看到的”與統(tǒng)計(jì)部門“查到的”耕地?cái)?shù)據(jù)不一致的問題，給政府部門、國(guó)際機(jī)構(gòu)和科研高校的數(shù)據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用帶來諸多不確定性。“此前數(shù)據(jù)多從氣候、土地覆蓋等方面的應(yīng)用考慮，沒有考慮到土地利用的問題，所以在應(yīng)用中存在一定局限”。
針對(duì)該現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)收集了10余套全球和區(qū)域遙感耕地制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括全球尺度、區(qū)域尺度下的高分辨率產(chǎn)品，覆蓋北美洲、歐洲和大洋洲等。
2010年全球耕地分布制圖產(chǎn)品。中國(guó)農(nóng)科院供圖
陸苗介紹，“我們收集了國(guó)家級(jí)、省級(jí)和市級(jí)多個(gè)層次的耕地面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在非洲、拉丁美洲和亞洲等發(fā)展中國(guó)家的空白。基于上述眾源數(shù)據(jù)，提出了‘分級(jí)對(duì)照校驗(yàn)、自下而上優(yōu)化、自動(dòng)分配校準(zhǔn)’的新思路，構(gòu)建了新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)自適應(yīng)分配模型，以現(xiàn)有遙感制圖產(chǎn)品之間的精度和一致性為基礎(chǔ)，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)遙感耕地制圖產(chǎn)品的數(shù)量精度進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和耕地遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的優(yōu)化整合。
聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研制了全球2010年500米分辨率耕地融合制圖產(chǎn)品，其總體精度為90.8%，高于已有的CCI-LC、GlobCover、GlobeLand30、MODIS C5和Unified Cropland Layer等5套全球耕地產(chǎn)品；同時(shí)，和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性分析表明，該耕地制圖產(chǎn)品具有較高的相關(guān)系數(shù)和較小的均方根誤差，和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性優(yōu)于已有的全球耕地制圖產(chǎn)品。同時(shí)，在該數(shù)據(jù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)了新一代全球農(nóng)作物空間分布數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
全球耕地有多少
地球上，29%的表面積是陸地，全球各國(guó)國(guó)土總面積約133.9億公頃，但國(guó)土面積包括山嶺、湖泊、沙漠等不可耕種的面積。耕地只是國(guó)土面積中的一小部分。
那么，全球耕地面積到底有多少呢？
根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織2010年的數(shù)據(jù)，全球耕地面積大概16.5億公頃左右，陸苗介紹，“我們的產(chǎn)品主要是提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其總體精度為90.8%，空間分辨率為500米。該產(chǎn)品測(cè)算的耕地面積和糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)基本相符。”
此外，各國(guó)耕地面積總數(shù)，也和糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)基本相符，陸苗介紹，當(dāng)前耕地面積前五的國(guó)家為印度、美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)和巴西。全球種植面積最多的前三種作物分別是小麥、玉米和水稻。
精度更高的數(shù)據(jù)，不僅為研究提供了更可靠的支撐，同時(shí)，也為全球尺度農(nóng)業(yè)遙感制圖及相關(guān)研究提供了新思路和新方法，“還為全球農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、糧食估產(chǎn)和全球變化研究等提供準(zhǔn)確可靠的耕地空間分布信息?！标懨缃榻B。
據(jù)了解，該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目共同資助。研究成果在線發(fā)表于《Earth System Science Data（地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)）》。
