四川探索構(gòu)建一體化實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

給若爾蓋山水工程造一個虛擬雙胞胎

記者的話

4月22日是第56個世界地球日，今年的主題是“珍愛地球 人與自然和諧共生”。

要實(shí)現(xiàn)“人與自然和諧共生”，離不開全社會的支持參與。在四川，國家“十四五”第二批山水林田湖草沙冰一體化保護(hù)和修復(fù)示范工程項(xiàng)目——若爾蓋山水工程正在大力推進(jìn)，在科研工作者、相關(guān)部門、群眾的共同努力下，一系列技術(shù)探索有序推進(jìn)，助力若爾蓋恢復(fù)勃勃生機(jī)。

有何意義？

●四川首次將實(shí)景三維技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)保護(hù)修復(fù)重大工程監(jiān)測

有何作用？

●真實(shí)、立體、時序化展示出工程治理進(jìn)度和生態(tài)修復(fù)成效

“到了夏天，這里就是碧綠一片。”4月，若爾蓋草原漸漸從冰封中醒來，在轄曼鎮(zhèn)西倉村治沙點(diǎn)，荒坡被高山柳沙障牢牢“網(wǎng)”住，生態(tài)修復(fù)工程師楊猛蹲下查看植被生長情況，小草正爭先從中萌出嫩芽。

若爾蓋是長江、黃河上游重要水源補(bǔ)給區(qū)和涵養(yǎng)地，生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)地區(qū)。2022年，四川黃河上游若爾蓋草原濕地山水林田湖草沙冰一體化保護(hù)和修復(fù)工程（以下簡稱若爾蓋山水工程）啟動實(shí)施，并同步探索構(gòu)建一體化實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，這是四川首次將實(shí)景三維技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)保護(hù)修復(fù)重大工程監(jiān)測。

為何要構(gòu)建這樣一個系統(tǒng)？成效幾何？近日，記者進(jìn)行了了解。

工程量大面寬

探索構(gòu)建實(shí)景三維系統(tǒng)精準(zhǔn)監(jiān)測

“別看這只是個邊坡，要修復(fù)很考技術(shù)，如何削坡覆土、種什么植被都有講究?！痹谌魻柹w縣唐克鎮(zhèn)，四川省第二地質(zhì)大隊(duì)高級工程師劉濤打開手機(jī)，展示一處廢棄礦點(diǎn)修復(fù)前后的對比圖，原本光禿禿的邊坡好似鋪上了一層綠地毯，“復(fù)綠只是基礎(chǔ)，后續(xù)養(yǎng)護(hù)也很關(guān)鍵，不然‘一年青、二年黃、三年死光光’。”

在整個若爾蓋山水工程的39個項(xiàng)目、133個具體項(xiàng)目中，有5000多個這樣的生態(tài)修復(fù)點(diǎn)，生態(tài)修復(fù)面積超過20萬公頃，相當(dāng)于340個杭州西湖。不僅如此，修復(fù)場景和內(nèi)容涵蓋多個行業(yè)領(lǐng)域，包括河岸帶、退化草地、野生動物棲息地、沙化土地、濕地、礦山、水土流失治理等。

“部分修復(fù)點(diǎn)位交通不便，距離較遠(yuǎn)，很難及時、全面、精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)修復(fù)過程中的潛在工程風(fēng)險和生態(tài)問題?！笔〉卣{(diào)院高級工程師楊顯華回憶，他曾前往黃河邊的一處土地沙化修復(fù)點(diǎn)，駕車從若爾蓋縣出發(fā)，用了5小時才到達(dá)。

為立體、精準(zhǔn)掌握生態(tài)修復(fù)工程現(xiàn)狀及變化情況，與若爾蓋山水工程同步，四川著手探索構(gòu)建“空—天—地”一體化的實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)?！拔覀冞x取了若爾蓋高寒濕地典型生態(tài)問題代表區(qū)域作為試點(diǎn)，對20余個項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測、評價，監(jiān)管面積超過260平方公里?！笔∽匀毁Y源廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。

一體化“把脈”

全程展示治理進(jìn)度和修復(fù)成效

在四川省地質(zhì)大數(shù)據(jù)中心，技術(shù)人員打開實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，蜿蜒的河流、綿延的草地近在眼前，輕點(diǎn)鼠標(biāo)，生態(tài)問題、預(yù)期目標(biāo)等項(xiàng)目具體情況便一一展示出來。

栩栩如生的場景能夠躍然“屏”上，前期數(shù)據(jù)收集是關(guān)鍵。記者了解到，技術(shù)團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目區(qū)域開展了多期數(shù)字傾斜航空攝影測量，采集傾斜航空影像60余萬張，全面整合來自天空、近地和地面的多源監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建了不同期次的實(shí)景三維模型，不僅涵蓋地形地貌、植被分布等自然環(huán)境信息，還融入人類活動、土地利用情況等社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，可以查看橋梁、道路等構(gòu)筑物的情況。

技術(shù)人員在系統(tǒng)中選取白河干流若爾蓋縣唐克鎮(zhèn)段，通過三維實(shí)景圖，5年間的變化一覽無余：2020年6月，河流侵蝕了岸線，“洗劫”了鄰近草場、道路；2023年5月，該區(qū)域生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目開啟，新建的斜坡式格賓石籠沿著河岸線排列，幫助穩(wěn)固岸坡和流域沿線植被恢復(fù)；2024年8月，河流兩岸綠意盎然……“系統(tǒng)可以真實(shí)、立體、時序化展示出工程治理進(jìn)度和生態(tài)修復(fù)成效，相當(dāng)于給治理中的若爾蓋造一個虛擬‘雙胞胎’?！睏铒@華說，除了全程記錄和追溯，從2023年起，系統(tǒng)每年都會生成一份監(jiān)測報(bào)告。

不僅是監(jiān)測，目前系統(tǒng)正在進(jìn)一步完善評價、預(yù)警功能?！昂唵握f，就是基于監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)成效評價，并通過數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測，進(jìn)行成效預(yù)警，以便及時采取治理措施。”楊顯華說。

探索更多可能

監(jiān)測碳匯變化量，助力完成碳匯交易

目前，若爾蓋山水工程已完成總目標(biāo)的九成，預(yù)計(jì)今年全面收官。按照目標(biāo)，工程完工后，若爾蓋水源涵養(yǎng)能力、草原綜合植被覆蓋度、濕地保護(hù)率、森林覆蓋率等指標(biāo)都將顯著提升。

對群眾而言，直觀的感受是，花湖等濕地更加美麗、彎曲的河流更加“規(guī)矩”、坑坑洼洼的廢棄礦山復(fù)綠，鼠患、河流侵蝕草場等問題也得到改善。

而在更深層面，如何讓生態(tài)修復(fù)在發(fā)揮生態(tài)效益的同時，不斷轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價值？記者了解到，量化生態(tài)恢復(fù)下的碳匯動態(tài)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)碳成金”便是探索途徑之一。這也是實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)的發(fā)展方向之一——實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)成效的碳匯價值轉(zhuǎn)化等功能。

實(shí)現(xiàn)碳交易，首先要對生態(tài)修復(fù)后提升的“碳匯家底”心中有數(shù)。省地調(diào)院核地質(zhì)所樣品保存室內(nèi)，2000多個風(fēng)干后的草地土壤和植被樣品整齊排列，“我們正以草地退化等生態(tài)修復(fù)區(qū)為研究對象，著力構(gòu)建相關(guān)碳匯核算技術(shù)規(guī)范。”省地調(diào)院核地質(zhì)所高級工程師馬嬋華說，這是去年野外原位監(jiān)測時采集的樣品，目前已完成初步分析。在此基礎(chǔ)上，工作人員利用多種技術(shù)，研究生態(tài)修復(fù)前后植被與土壤固碳特征，計(jì)算出生態(tài)修復(fù)后的碳匯提升數(shù)值，為后續(xù)碳匯價值轉(zhuǎn)化提供參考。

“簡單說，算出碳匯提升數(shù)值，是實(shí)現(xiàn)碳匯‘賣錢’的前提。”省地調(diào)院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這些研究未來也將探索納入“實(shí)景三維監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)”，一方面，系統(tǒng)將把碳匯作為因子之一，動態(tài)監(jiān)測變化量，并進(jìn)行綜合評價；另一方面，根據(jù)系統(tǒng)已有的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并結(jié)合碳匯的本底調(diào)查，更好評價碳匯提升水平。

“接下來，我們還將全面總結(jié)工程實(shí)施過程中的好經(jīng)驗(yàn)、好做法，以示范項(xiàng)目為突破口，探索創(chuàng)新EOD（生態(tài)環(huán)境導(dǎo)向開發(fā)）等模式，走出高原泥炭濕地生態(tài)修復(fù)和高質(zhì)量發(fā)展的新路子?！笔∽匀毁Y源廳相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。（記者 王若曄）