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？如何測算？多年來，各個數(shù)據(jù)質量不一，一致性較差，給數(shù)據(jù)的應用帶來多種問題。
近日，中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所智慧農業(yè)創(chuàng)新團隊，與國際食物政策研究所、國際應用系統(tǒng)分析研究所等單位合作，歷時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。
精度最高的應用產(chǎn)品
團隊科學家陸苗副研究員介紹，準確掌握全球耕地空間分布情況，是確保糧食安全和應對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。但因為種種原因，數(shù)據(jù)質量參差不齊，彼此間的一致性較差、與公布的官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)吻合度低，存在遙感影像“看到的”與統(tǒng)計部門“查到的”耕地數(shù)據(jù)不一致的問題，給政府部門、國際機構和科研高校的數(shù)據(jù)產(chǎn)品應用帶來諸多不確定性?！按饲皵?shù)據(jù)多從氣候、土地覆蓋等方面的應用考慮，沒有考慮到土地利用的問題，所以在應用中存在一定局限”。
針對該現(xiàn)象，研究團隊系統(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。
陸苗介紹，“我們收集了國家級、省級和市級多個層次的耕地面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)，填補了統(tǒng)計數(shù)據(jù)在非洲、拉丁美洲和亞洲等發(fā)展中國家的空白?；谏鲜霰娫磾?shù)據(jù)，提出了‘分級對照校驗、自下而上優(yōu)化、自動分配校準’的新思路，構建了新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)自適應分配模型，以現(xiàn)有遙感制圖產(chǎn)品之間的精度和一致性為基礎，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)對遙感耕地制圖產(chǎn)品的數(shù)量精度進行評估，實現(xiàn)了統(tǒng)計數(shù)據(jù)和耕地遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的優(yōu)化整合。
聯(lián)合團隊研制了全球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，和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一致性分析表明，該耕地制圖產(chǎn)品具有較高的相關系數(shù)和較小的均方根誤差，和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一致性優(yōu)于已有的全球耕地制圖產(chǎn)品。同時，在該數(shù)據(jù)產(chǎn)品的基礎上，聯(lián)合團隊研發(fā)了新一代全球農作物空間分布數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
全球耕地有多少
地球上，29%的表面積是陸地，全球各國國土總面積約133.9億公頃，但國土面積包括山嶺、湖泊、沙漠等不可耕種的面積。耕地只是國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)合國糧農組織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)品測算的耕地面積和糧農組織的數(shù)據(jù)基本相符?！?/p>
此外，各國耕地面積總數(shù)，也和糧農組織的數(shù)據(jù)基本相符，陸苗介紹，當前耕地面積前五的國家為印度、美國、俄羅斯、中國和巴西。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，也為全球尺度農業(yè)遙感制圖及相關研究提供了新思路和新方法，“還為全球農業(yè)監(jiān)測、糧食估產(chǎn)和全球變化研究等提供準確可靠的耕地空間分布信息。”陸苗介紹。
據(jù)了解，該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金項目、中國農科院科技創(chuàng)新工程項目共同資助。研究成果在線發(fā)表于《Earth System Science Data（地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)）》。
