张仁华：遥感信息在中国生态系统评估中的不可替代性

2006年5月10日，“中国生态大讲堂—春季研讨会”邀请了张仁华研究员作了题为“中国生态变化中区域地表通量的定量遥感和尺度转换”的大会报告，向与会听众展示了遥感技术和遥感数据资源在生态系统评估中的不可替代性。

张仁华研究员首先提出了当前我国生态系统信息领域的几个重大难题，包括：我国到底从土壤蒸发掉多少水？占生态用水的百分比是多少?华北平原到底缺多少水？南水北调的水有多少用于生态水?西北干旱地区生态环境的改造怎样才能良性循环?如何正确评估中国的碳汇？面对这些难题，张教授指出：我国通量站只有50多个，下垫面不均匀，因此，必须将地表通量测定方法进行从点到面的突破，这属于地学前沿的尺度转换问题。

张仁华研究员指出，生态系统结构、功能与地表通量之间存在密切的关系，具体表现为：生态系统的多尺度空间结构和格局是地表通量的参数，生态系统的功能通过地表通量表达和影响环境，环境的变化通过地表通量对生态系统做出反馈，地表通量是三圈耦合和SPAC相互作用的核心，地表通量的时间过程变化规律可以预报生态系统的可持续发展。

张仁华研究员强调，地表通量的定量遥感在遥感领域具有明显的综合性和引领性，主要是因为地表通量的定量遥感涵盖可见光、近红外、热红外、微波等波段，地表通量需要太阳辐射、大气环流、下垫面的多种参数，因此涵盖目前定量遥感的各种模型，地表通量定量遥感的地面验证涉及到各种复杂的测定技术，地表通量定量遥感的应用涉及到空间和时间尺度转换。他认为，地表通量定量遥感是一个基础科学问题，加强其研究能够满足生态系统信息的若干国家需求，意义非常重大。

张仁华研究员介绍了他多年来研究所取得的重大突破和重要成果，包括以微分热惯量监测裸土蒸发，利用地物阴阳面温差遥感反演土壤湿度，定量遥感反演作物蒸腾及植被二氧化碳同化通量，利用植被光谱反演覆盖率和叶面积指数，利用热惯量分解地表温度的二层模型，土壤水分利用率模型等。

张仁华研究员指出，遥感信息具有二维性和尺度转换特征，遥感数据仅是电磁波信息，需要建模作信息转换，遥感技术具有局限性，应该以辩证的观点对待遥感，遥感不是万能也不是无能，遥感是交叉科学、实验科学，多数反演方程是病态的，需要多做实验，积累先验知识。因此，关键任务是开展为了模型的反演和验证基本参数的更精确测定、像元尺度的地表通量空间代表性的获取、非遥感参数的同化、空间尺度转换等基础研究。

（侯西勇）

报告人简历：

张仁华  中国科学院地理科学与资源研究所研究员。首次在我国建立起遥感试验场，开展星地同步观测，建立“信息转换”模型以及“尺度转换”原理。并首次提出利用CO₂激光的远距离测定比辐射率方法。在遥感作物估产、遥感土壤水份、遥感地表蒸发等方面取得了长足进展。曾在国内外发表学术论文100余篇，专著三部，多次获国家和中国科学院奖励，申请发明专利多项。