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【科技改變林業】徐冠華:從林業走出的科技部長

来源:院办 时间:2018-10-16 15:29:00

中國綠色時報2018年10月26日專版


  徐冠華是從林業科技領域走出的中國科學院院士、科學技術部部長,是中國遙感科學領域的著名科學家,也是中國林業遙感的開拓者之一。


  上世紀80年代初,徐冠華從瑞典斯德哥爾摩大學學成回國,帶回豐富的資料,更帶回了瑞典先進的遙感監測理念和技術。他和林業部門多個遙感科研團隊密切合作、攻堅克難,在宏觀森林遙感調查和監測方面取得進展,爲衛星遙感應用的發展作出了貢獻。


徐冠華工作照


   學成回國投身遙感事業


  1959年,徐冠華18歲。


  當時,他的理想是成爲一名物理學家,可是命運卻把他帶進了北京林學院(北京林業大學前身)。大學期間,他癡迷數學,讀遍大學數學系課程,還常在其他學科課堂上解數學難題。沒曾想,這些愛好和“偏學”,爲他今後“遙感地球”,打下了堅實基礎。


  他的第一外語是俄語,在“文革”中自學英語,接到參加公費出國考試的通知後,僅用3個月時間夜以繼日補習英語,讀得滿嘴血泡,最終通過了考試,爲在瑞典斯德哥爾摩大學的學習,鋪平了道路。


  1978年,改革開放,國門打開,徐冠華成爲改革開放後首批走出國門的教育部公派出國留學生。在斯德哥爾摩大學,他第一次接觸到遙感科學,就被這門新興學科所吸引,並開始埋頭鑽研遙感數字處理。


  遙感一詞,出現在上世紀60年代,比航空攝影技術問世晚了幾十年。早在上世紀20年代,瑞典就開始應用航空照片進行森林調查。遙感衛星升空,讓林業遙感邁上新台階。1969年,美國用在阿波羅9號宇宙飛船上拍攝的照片,進行了森林資源清查試驗。1977年,美國發射地球資源技術衛星,林業衛星遙感從此有了長足進展。


  在衛星遙感發展初期,人們只能靠目視判讀衛星影像,徐冠華卻在世界第一顆地球資源衛星升空7年後,毅然決定在傳統目視圖像判讀技術基礎上,探索當時的國際遙感學科前沿——計算機圖像自動識別。前沿學科,少有前人的經驗和可供參考的資料,他只能在迷茫中艱難前行。


  那段日子,徐冠華幾乎每天都是在斯德哥爾摩大學的遙感實驗室裏度過的。夜深人靜了,實驗室裏的那盞燈還一直亮著,讓瑞典的同事和同行詫異不已。


  功夫不負有心人。徐冠華的堅持和努力有了回報,抽樣、樣地分析、圖像分類、精度評價等各個環節一一被他攻克,森林調查衛星數字圖像處理系統投入運行。這個系統,受到瑞典知名遙感專家的高度評價。


  回忆当初的研究,徐冠华说:“现在看来,这项研究似乎没什么了不起。可在当时, 这是一项经过艰苦努力获得的工作成果,来之不易。”


  1981年,他將這項研究成果帶回國,並應用于實踐。“六五”計劃期間,他成爲“衛星數字圖像在森林資源調查中的應用”項目專題負責人,帶領團隊在衛星遙感圖像計算機處理的基礎上,從事森林類型及森林蓄積量調查。這項國家“六五”攻關科技成果,獲得了國家和林業部門的獎勵。


  “七五”期間,國家投資數千萬元,委托中國科學院主持國家遙感攻關項目。徐冠華負責主持起草“三北防護林遙感綜合調查”可行性報告。報告一次便獲通過,很多院士對報告都給予了很高的評價。隨後,中國科學院委托他主持這項由中科院、林業部、農業部、水利部、國家測繪局和多所高校等100多個單位共同合作、500多人參加的重點攻關課題。他率領團隊,用5年時間圓滿完成重任。這項重點攻關課題獲得了多項國家和省部級科技進步獎。


  “八五”期間,國家科技攻關項目“遙感技術應用”繼續進行,主要包括國家自然災害監測與評價系統和中國主要農作物的估産系統。中科院再次委以重任,讓他擔當這一項目技術總負責人。


  有人說,徐冠華是我國遙感科學的拓荒者。他卻說,在他之前已有陳述彭院士、王之卓院士以及林業系統的董乃鈞教授、唐宗桢教授、方有清教授等先行者,更有衆多的合作者。他只是在生物學和地學從以定性描述爲主轉向定量分析時,以自己數學的優勢“占了一個便宜”。


徐冠華1999年在英國訪問


  執行重大攻關課題

  取得系列創新成果


  徐冠華主持完成的“中國‘三北’防護林地區森林及其他再生資源遙感綜合調查及監測”,是遙感技術在森林資源調查和監測領域的一次重要實踐。這項國家重點攻關課題,在空間遙感應用規模、技術難度和時間要求上,均取得新的突破。


  三北防护林地区位于中国北部,总面积394.5万平方公里,是中华民族的发祥地,历史上曾经是自然资源富庶之地,但由于自然变迁与人为破坏,这里成为中国主要的无林少林地区,自然灾害频发。中国政府为了改善这个地区的生态环境,于上世纪70年代启动三北防护林体系建设工程。经过多年建设,人们迫切需要了解巨额投资的生态效益和经济效益。这项国家重点攻关课题的任务,就是回答这个问题,并在解决问题的过程中,创新应用和发展遥感技术,实现空间遥感技术的实用化。   


  課題總調查面積113.94萬平方公裏,占三北地區總面積的28%。主要任務是以衛星遙感爲主、以縣爲單位,編制1:10萬比例尺的專題圖;在此基礎上,以省爲單位編制1:50萬比例尺的森林分布圖,並通過對不同時期的衛星遙感圖像對比分析,查明三北地區在上世紀70年代-80年代期間的森林消長變化情況。


  課題在遙感技術應用方面,取得了一系列新進展。在遙感信息源綜合評價技術和衛星圖像處理技術方面取得突破;遙感綜合調查和系列制圖技術獲得新進展,建立了三北遙感綜合調查分類系統,確定合理的面積量測與制圖比例尺,開拓了遙感制圖的新領域,開展了防護林生態效益調查研究;建立了資源與環境信息系統;開展了遙感應用前沿技術的應用研究,如專家系統在遙感圖像判讀和分析中的應用、數學模型在資源數據分析中的應用、計算機圖形學在資源與環境信息系統中的應用和超小比例尺彩色紅外航空相片在資源調查中的應用等。


  這個課題取得了一系列重要成果。在調查中,首次實現了應用航天影像在大面積區域准同步編制1:10萬或1:20萬比例尺的再生資源專題系列圖,形成了森林分布圖和森林動態圖、宜林地立地類型圖、草地資源圖、土地利用現狀圖、土地資源評價圖。在綜合調查、系列制圖和綜合分析評價的基礎上,形成了一系列重要結論。


  關于林業資源的結論是:


  ——森林覆蓋率有明顯提高,由1977年的6.31%增加到8.44%,提高幅度爲2.13%。


  ——森林分布的区域差异显著,其中水分是主导因素。防护林调查显示,现有乔木林和灌木林的比例,非常接近于本次土地资源评价中宜乔木土地面积和宜灌木土地面积比例,这种一致性充分说明,森林现状的乔灌比,是土地资源制约的结果;防护林营造不能无视土地资源的生产潜力盲目提高森林覆盖率和扩大乔木林面积。  


  ——造林樹種較單一,多數地區爲純林,其中以楊樹爲主,病蟲害嚴重且材質欠佳。


  關于草地資源的結論是:


  ——草地資源豐富,占土地總面積的35.2%,類型複雜。


  ——草地産量和質量自東向西逐漸下降。


  ——草地嚴重退化,其中內蒙古退化草地占43.8%,牲畜普遍超載高達20%-50%。


  關于土地資源的結論是:


  ——耕地實際面積大于上報面積,本地區耕地面積與1985年各縣上報耕地面積相比多了7674萬畝,即比統計數據大31.5%。


  ——土地總體質量差,土地退化問題嚴重。


  ——宜農潛力有限,宜林後備資源豐富。


  關于生態環境的結論是:


  ——防護林治沙固沙和防治水土流失的效果顯著。


  ——三北防護林地區土地沙漠化進程仍在加劇,治理的速度跟不上沙漠化的速度,三北地區綠化和沙漠化的速度比爲1:8,形成了局部改善、總體蔓延的局面。 


  ——部分地區防護林網結構不當。


  ——喬灌草種植比例欠佳。


  ——三北地區防護林生態效益局部出現逆轉現象。


  同時,針對此次調查的結果,形成了三北防護林地區建設的幾方面建議:


  一是在可持續發展理念下調整農、林、牧業關系。合理應用水資源;集中人力、財力在重點地區造林,避免分散導致環保效益降低;因地制宜增加灌木造林比重;強化經濟林、混交林建設,改變樹種單一化的局面;調整農業結構,將不宜農耕的土地退耕還林還牧;加大農業生産基地的建設力度,發展高産、優質、高效農業。


  二是充分發揮科學技術在三北防護林體系建設中的作用。三北防護林體系規劃應建立在三北地區土地資源評價和造林立地條件評價綜合分析的科學基礎之上,合理地安排農林牧和喬灌草的比重和空間分布,妥善解決因地制宜、適地適樹的問題。


  三是建立合理的評價生態環境建設的標准,因地制宜種植喬灌草,全面發展。


徐冠華1992年在瑞典訪問


  走自主創新之路

  建設創新型國家


  1995年起,徐冠華曆任國家科委副主任、科學技術部副部長;2001年2月至2007年4月,任科學技術部部長。在推動科技改革和發展中,他發揮了重要作用。


  2003年6月,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》工作啓動,曆時3年,在黨中央、國務院領導下,徐冠華組織、參與了規劃編制全過程。科技部是規劃領導小組辦公室的挂靠單位,徐冠華擔任辦公室主任。


  這是一次空前規模的科技改革與發展的戰略研究,制定綱要的過程是社會各界就科技問題充分交換意見並取得共識的過程。徐冠華說:“規劃統一了科技界、教育界、經濟界和政府部門等對未來15年科技發展的認識。因此,規劃成功的經驗首先就在于它不是就科技論科技,不是科技界人士閉門造車,而是動員和組織社會各界人士廣泛參與,充分討論,取得共識。這些討論站在戰略高度,從國家重大需求和科學技術發展方向研究確定中國科學技術發展的目標、指導方針、重點領域,並制定改革和發展的戰略。”最終就發展戰略問題,從“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的科技指導方針、2020年建成創新型國家的目標,到把能源、水資源和環境保護技術以及空間技術和海洋技術放在中國科學技術發展的優先位置等達成共識。


徐冠華在指導研究生


  在采访中,徐冠华特别强调,经过《规划纲要》的发展战略研究,科技界对基础研究的重要性和特点统一了认识,即基础研究具有很强的探索性和高度的不确定性,既有成功,也常有失败,而失败往往是成功之母;具有原创性,“只有第一、没有第二”,其成功必须基于对全球研究现状的深刻理解和不同学术观点的反复撞击;需要长期积累,一项重大的原始创新成果,往往需要几代人深入系统的研究,厚积而薄发;杰出人才及其团队在基础研究重大突破中往往具有决定性作用。“加强基础研究,一定要充分考虑这些特点和规律。” 徐冠华说,“总体而言,除了加大投入、稳定支持外,在基础研究如何管理的问题上统一认识更为重要。”徐冠华强调,把基础研究、前沿技术研究和面向市场的应用研究的认识和管理严格区别开来,把市场性科技活动与公益性科技活动严格区别开来,是对科技管理规律认识上的一次飞跃,是科技管理思路的一个重大突破。这就要求我们不能用管理面向市场的应用研究的方式管理基础研究、前沿技术研究和社会公益性研究;反之亦然。“加强基础研究和前沿技术研究,必须创造一个鼓励探索、宽容失败的评价体制和激励机制,必须创造一个更加开放的、促进交流和合作的科研环境,必须建设一个有利于知识积累和数据共享的基础條件平台,必须营造一个更加注重人才、不断发掘人才潜力的环境。”



 人物檔案


  徐冠华,1941 年12 月出生,上海人,1991年当选中国科学院院士。他还是第三世界科学院院士、瑞典皇家工程科学院外籍院士、国际宇航科学院院士。


  1984年至1993年任中国林业科学院资源信息研究所所长,1993年至1994年任中国科学院遥感应用研究所所长,1994 年至1995 年任中国科学院副院长。1995 年至2000年先后任国家科学技术委员会副主任,科学技术部副部长、党组副书记。2001 年2 月任科学技术部部长、党组书记。2008 年3 月任第十一届全国政协常委、教科文卫体委员会主任。2010年任科技部“国家重大科学研究计划——全球变化研究”专家组组长。2011年担任国家重点基础研究发展计划(973计划)专家顾问组组长。


  作者:丁洪美 王建蘭 宋平


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