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【科技改变林业】徐冠华:从林业走出的科技部长

来源:院办 时间:2018-10-16 15:29:00

中国绿色时报2018年10月26日专版


  徐冠华是从林业科技领域走出的中国科学院院士、科学技术部部长,是中国遥感科学领域的著名科学家,也是中国林业遥感的开拓者之一。


  上世纪80年代初,徐冠华从瑞典斯德哥尔摩大学学成回国,带回丰富的资料,更带回了瑞典先进的遥感监测理念和技术。他和林业部门多个遥感科研团队密切合作、攻坚克难,在宏观森林遥感调查和监测方面取得进展,为卫星遥感应用的发展作出了贡献。


徐冠华工作照


   学成回国投身遥感事业


  1959年,徐冠华18岁。


  当时,他的理想是成为一名物理学家,可是命运却把他带进了北京林学院(北京林业大学前身)。大学期间,他痴迷数学,读遍大学数学系课程,还常在其他学科课堂上解数学难题。没曾想,这些爱好和“偏学”,为他今后“遥感地球”,打下了坚实基础。


  他的第一外语是俄语,在“文革”中自学英语,接到参加公费出国考试的通知后,仅用3个月时间夜以继日补习英语,读得满嘴血泡,最终通过了考试,为在瑞典斯德哥尔摩大学的学习,铺平了道路。


  1978年,改革开放,国门打开,徐冠华成为改革开放后首批走出国门的教育部公派出国留学生。在斯德哥尔摩大学,他第一次接触到遥感科学,就被这门新兴学科所吸引,并开始埋头钻研遥感数字处理。


  遥感一词,出现在上世纪60年代,比航空摄影技术问世晚了几十年。早在上世纪20年代,瑞典就开始应用航空照片进行森林调查。遥感卫星升空,让林业遥感迈上新台阶。1969年,美国用在阿波罗9号宇宙飞船上拍摄的照片,进行了森林资源清查试验。1977年,美国发射地球资源技术卫星,林业卫星遥感从此有了长足进展。


  在卫星遥感发展初期,人们只能靠目视判读卫星影像,徐冠华却在世界第一颗地球资源卫星升空7年后,毅然决定在传统目视图像判读技术基础上,探索当时的国际遥感学科前沿——计算机图像自动识别。前沿学科,少有前人的经验和可供参考的资料,他只能在迷茫中艰难前行。


  那段日子,徐冠华几乎每天都是在斯德哥尔摩大学的遥感实验室里度过的。夜深人静了,实验室里的那盏灯还一直亮着,让瑞典的同事和同行诧异不已。


  功夫不负有心人。徐冠华的坚持和努力有了回报,抽样、样地分析、图像分类、精度评价等各个环节一一被他攻克,森林调查卫星数字图像处理系统投入运行。这个系统,受到瑞典知名遥感专家的高度评价。


  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,他将这项研究成果带回国,并应用于实践。“六五”计划期间,他成为“卫星数字图像在森林资源调查中的应用”项目专题负责人,带领团队在卫星遥感图像计算机处理的基础上,从事森林类型及森林蓄积量调查。这项国家“六五”攻关科技成果,获得了国家和林业部门的奖励。


  “七五”期间,国家投资数千万元,委托中国科学院主持国家遥感攻关项目。徐冠华负责主持起草“三北防护林遥感综合调查”可行性报告。报告一次便获通过,很多院士对报告都给予了很高的评价。随后,中国科学院委托他主持这项由中科院、林业部、农业部、水利部、国家测绘局和多所高校等100多个单位共同合作、500多人参加的重点攻关课题。他率领团队,用5年时间圆满完成重任。这项重点攻关课题获得了多项国家和省部级科技进步奖。


  “八五”期间,国家科技攻关项目“遥感技术应用”继续进行,主要包括国家自然灾害监测与评价系统和中国主要农作物的估产系统。中科院再次委以重任,让他担当这一项目技术总负责人。


  有人说,徐冠华是我国遥感科学的拓荒者。他却说,在他之前已有陈述彭院士、王之卓院士以及林业系统的董乃钧教授、唐宗桢教授、方有清教授等先行者,更有众多的合作者。他只是在生物学和地学从以定性描述为主转向定量分析时,以自己数学的优势“占了一个便宜”。


徐冠华1999年在英国访问


  执行重大攻关课题

  取得系列创新成果


  徐冠华主持完成的“中国‘三北’防护林地区森林及其他再生资源遥感综合调查及监测”,是遥感技术在森林资源调查和监测领域的一次重要实践。这项国家重点攻关课题,在空间遥感应用规模、技术难度和时间要求上,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。   


  课题总调查面积113.94万平方公里,占三北地区总面积的28%。主要任务是以卫星遥感为主、以县为单位,编制1:10万比例尺的专题图;在此基础上,以省为单位编制1:50万比例尺的森林分布图,并通过对不同时期的卫星遥感图像对比分析,查明三北地区在上世纪70年代-80年代期间的森林消长变化情况。


  课题在遥感技术应用方面,取得了一系列新进展。在遥感信息源综合评价技术和卫星图像处理技术方面取得突破;遥感综合调查和系列制图技术获得新进展,建立了三北遥感综合调查分类系统,确定合理的面积量测与制图比例尺,开拓了遥感制图的新领域,开展了防护林生态效益调查研究;建立了资源与环境信息系统;开展了遥感应用前沿技术的应用研究,如专家系统在遥感图像判读和分析中的应用、数学模型在资源数据分析中的应用、计算机图形学在资源与环境信息系统中的应用和超小比例尺彩色红外航空相片在资源调查中的应用等。


  这个课题取得了一系列重要成果。在调查中,首次实现了应用航天影像在大面积区域准同步编制1:10万或1:20万比例尺的再生资源专题系列图,形成了森林分布图和森林动态图、宜林地立地类型图、草地资源图、土地利用现状图、土地资源评价图。在综合调查、系列制图和综合分析评价的基础上,形成了一系列重要结论。


  关于林业资源的结论是:


  ——森林覆盖率有明显提高,由1977年的6.31%增加到8.44%,提高幅度为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。  


  ——造林树种较单一,多数地区为纯林,其中以杨树为主,病虫害严重且材质欠佳。


  关于草地资源的结论是:


  ——草地资源丰富,占土地总面积的35.2%,类型复杂。


  ——草地产量和质量自东向西逐渐下降。


  ——草地严重退化,其中内蒙古退化草地占43.8%,牲畜普遍超载高达20%-50%。


  关于土地资源的结论是:


  ——耕地实际面积大于上报面积,本地区耕地面积与1985年各县上报耕地面积相比多了7674万亩,即比统计数据大31.5%。


  ——土地总体质量差,土地退化问题严重。


  ——宜农潜力有限,宜林后备资源丰富。


  关于生态环境的结论是:


  ——防护林治沙固沙和防治水土流失的效果显著。


  ——三北防护林地区土地沙漠化进程仍在加剧,治理的速度跟不上沙漠化的速度,三北地区绿化和沙漠化的速度比为1:8,形成了局部改善、总体蔓延的局面。 


  ——部分地区防护林网结构不当。


  ——乔灌草种植比例欠佳。


  ——三北地区防护林生态效益局部出现逆转现象。


  同时,针对此次调查的结果,形成了三北防护林地区建设的几方面建议:


  一是在可持续发展理念下调整农、林、牧业关系。合理应用水资源;集中人力、财力在重点地区造林,避免分散导致环保效益降低;因地制宜增加灌木造林比重;强化经济林、混交林建设,改变树种单一化的局面;调整农业结构,将不宜农耕的土地退耕还林还牧;加大农业生产基地的建设力度,发展高产、优质、高效农业。


  二是充分发挥科学技术在三北防护林体系建设中的作用。三北防护林体系规划应建立在三北地区土地资源评价和造林立地条件评价综合分析的科学基础之上,合理地安排农林牧和乔灌草的比重和空间分布,妥善解决因地制宜、适地适树的问题。


  三是建立合理的评价生态环境建设的标准,因地制宜种植乔灌草,全面发展。


徐冠华1992年在瑞典访问


  走自主创新之路

  建设创新型国家


  1995年起,徐冠华历任国家科委副主任、科学技术部副部长;2001年2月至2007年4月,任科学技术部部长。在推动科技改革和发展中,他发挥了重要作用。


  2003年6月,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》工作启动,历时3年,在党中央、国务院领导下,徐冠华组织、参与了规划编制全过程。科技部是规划领导小组办公室的挂靠单位,徐冠华担任办公室主任。


  这是一次空前规模的科技改革与发展的战略研究,制定纲要的过程是社会各界就科技问题充分交换意见并取得共识的过程。徐冠华说:“规划统一了科技界、教育界、经济界和政府部门等对未来15年科技发展的认识。因此,规划成功的经验首先就在于它不是就科技论科技,不是科技界人士闭门造车,而是动员和组织社会各界人士广泛参与,充分讨论,取得共识。这些讨论站在战略高度,从国家重大需求和科学技术发展方向研究确定中国科学技术发展的目标、指导方针、重点领域,并制定改革和发展的战略。”最终就发展战略问题,从“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技指导方针、2020年建成创新型国家的目标,到把能源、水资源和环境保护技术以及空间技术和海洋技术放在中国科学技术发展的优先位置等达成共识。


徐冠华在指导研究生


  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条件平台,必须营造一个更加注重人才、不断发掘人才潜力的环境。”



 人物档案


  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 王建兰 宋平


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