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从太空看蝗虫:巴基斯坦蝗灾影响有多大?

[摘要]巴基斯坦正遭遇27年来最严重的蝗灾。来势汹汹的沙漠蝗在印度 团灭 ,却还在巴基斯坦肆虐。蝗灾已到达巴基斯坦境内旁遮普省、俾路支省等地,
巴基斯坦正遭遇27年来最严重的蝗灾。来势汹汹的沙漠蝗在印度“团灭”,却还在巴基斯坦肆虐。蝗灾已到达巴基斯坦境内旁遮普省、俾路支省等地,与我国新疆边境咫尺之遥。

巴基斯坦的蝗灾影响究竟多严重?蝗群能否被卫星直接探测到?日前,商业遥感应用企业北京四象爱数科技有限公司(下称“四象爱数”)利用遥感卫星采集巴基斯坦北、中、南部三区域的影像和数据,从太空看蝗虫。

旁遮普省中部、信德省北部植被茂密度降低

沙漠蝗是所有蝗虫中最具破坏力的迁徙性害虫,飞行能力强、食量大,可聚集形成巨大蝗群。它们通常只出现在非洲半干旱和干旱的沙漠地区,这些地区的年降水量不到200毫米。沙漠蝗在湿润的沙土中产卵,降雨有利于其生存和繁殖。

去年3月,沙漠蝗群进入巴基斯坦。巴基斯坦一度基本控制住了蝗灾,但今年以来,由于印巴沙漠地区的降雨时间较长,为沙漠蝗提供了良好的生存环境,导致蝗灾恶化,给农业带来巨大损失。仅旁遮普一个省就因为蝗灾损失了1000亿卢比的小麦。

浙江大学百人计划研究员、生物系统工程与食品科学学院博士生导师周振江对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,巴基斯坦农作物耕种面积70%集中在北部的旁遮普省,20%分布在南部的信德省。

巴基斯坦北、中、南部采样区

商业遥感应用企业北京四象爱数科技有限公司针对巴基斯坦北部地区(即旁遮普省的中部地区)、中部地区(即信德省的北部地区)、南部地区(即信德省的南部地区)植被分别采样,时间为2018年10月-2019年2月、2019年10月-2020年2月,每16天采集一次。

从卫星下传的影像图来看,颜色越深,说明植被越茂密,作物生长情况越优良,越接近成熟期。因此,对比同期图像中的绿色面积和颜色深度,可直观看出植被茂密程度。

旁遮普省中部2019年2月2日、2020年2月2日卫星影像图

信德省北部2019年2月2日、2020年2月2日卫星影像图

旁遮普省中部和信德省北部地区2020年2月2日的卫星影像图相较于2019年2月2日,绿色面积与颜色深度均有所减少,植被茂密度降低。而信德省南部地区的情况则相反。

信德省南部2019年2月2日、2020年2月2日卫星影像图

信德省南部蝗灾影响较小

如何定量分析植被受影响数据并印证肉眼观测结果?一个方法是,通过植被对近红外和红光这两个波长的光吸收差异计算植被指数。

四象爱数首席技术官姚勇航向澎湃新闻(www.thepaper.cn)介绍,利用植物生长不同时期反应的光谱特征差异,结合遥感多光谱传感器获取兴趣区域多光谱影像,再通过专业算法反演,可以得到反应植被生长状况的指数。这一数据通常可用于评估植物生长程度,判断作物产量。

其取值范围通常在0-1之间,值越高表示植物生长越茂盛。其中,0-0.3的低密度状态代表草地、稀疏的植被;0.3-0.5的中低密度代表植被抽芽期;0.5-0.7的中高密度代表拔节期,此时植被叶子迅速增多,快速生长;0.7以上的高密度代表植被接近成熟、半成熟期。

2018年10月-2019年2月、2019年10月-2020年2月旁遮普省中部各密度植被占比

四象爱数方面表示,从旁遮普省中部数据来看,2020年1月上旬至2月上旬高密度植被占比同比有所下降。2020年1月上旬高密度植被占比为6.8%,与2019年同期的9.2%相比降低约1/4。2020年1月下旬高密度植被占比为24.03%,与2019年同期的27.39%相比下降约12%。2月上旬高密度植被占比同比下降约27%。

2018年10月-2019年2月、2019年10月-2020年2月信德省北部各密度植被占比

从信德省北部数据来看,2020年1月下旬至2月上旬中高密度和高密度植被占比同比有所下降。1月下旬高密度植被占比为4.67%,与2019年同期的8.21%相比下降约43%,中高密度植被占比同比下降约1/3。2月上旬高密度植被占比同比下降约29%,中高密度植被占比同比下降近10%。

2018年10月-2019年2月、2019年10月-2020年2月信德省南部各密度植被占比

四象爱数方面表示,此次蝗灾在巴基斯坦南部影响较小。今年1月上旬至2月上旬,信德省南部中高密度、高密度植被占比均高于去年同期。

2月份正值巴基斯坦小麦孕穗期

目前,巴基斯坦正遭遇27年来最严重的蝗灾。1月31日,巴基斯坦政府宣布全国进入紧急状态。

周振江介绍,小麦和水稻是巴基斯坦最重要的两大主粮作物,分别生长在冬季和夏季。“2月份,巴基斯坦主要生长作物是小麦,正处于孕穗期,很快将进入抽穗开花期,即产量形成的关键时期。”

在巴基斯坦,玉米也在1月至2月中旬种植,他表示,此时有效遏制蝗虫的继续蔓延和繁殖,对保障巴基斯坦的粮食安全至关重要。

2月24日,中国蝗灾防治工作组抵达巴基斯坦。工作组由农业农村部国际合作司、国家林业和草原局草原管理司、全国农业技术推广服务中心、中国农业大学和山东省植保总站派员组成,将在巴基斯坦信德省、俾路支省和旁遮普省开展蝗灾实地调研,并为巴方提供蝗灾防治技术支持。

他们针对巴方特殊情况和需求,提出了短期应急防治与长期可持续治理相结合、化学防治和绿色防控相结合、空中飞机施药和地面大型器械撒播相结合,控制本地孵化虫灾与阻击境外迁徙虫害相结合,精准监测、分区治理、有效防控和科技支撑的综合治理方案。

根据四象爱数的卫星数据,商品期货及全球宏观研究院混沌天成研究院发布研报称,蝗灾对巴基斯坦小麦和油菜籽产量影响较大,预估蝗灾对巴基斯坦小麦造成7%-9%的减产,对全球小麦产量造成0.36%左右的损失。

旁遮普省和信德省是巴基斯坦棉花主产区,但由于巴基斯坦棉花在4月份开始播种,12月底完全收获,当前蝗灾对棉花影响不大。混沌天成研究院表示,“如果蝗灾持续到4-5月份,棉花、高粱、谷物(大米、小米、玉米)都进入种植期,对未来农业有潜在影响。”

蝗群能否被卫星直接探测到?

巴基斯坦粮食生产占国内生产总值的18.5%,严重的蝗灾威胁其粮食安全。

巴基斯坦粮食安全与研究部植物保护司技术总监穆罕默德·塔瑞克表示,“巴基斯坦38%的土地适宜蝗虫繁殖,而且巴基斯坦是世界上为数不多的一年有两个蝗虫繁殖期的国家,如果蝗灾不及时控制,将会入侵更多地区,3月中旬可能会达到又一个蝗灾高峰期。”

沙漠蝗群去年1月从阿拉伯半岛的苏丹和厄立特里亚飞越红海,2月到达也门、沙特阿拉伯和伊朗, 3月到达巴基斯坦西南部,6月到达中北部。

沙漠蝗群飞行路线 来源:央视新闻

巴基斯坦国家粮食安全和研究部长Khusro Bakhtiar说,去年3月,巴基斯坦首次发现蝗虫,这些蝗虫从旁遮普省和信德省的沙漠飞到俾路支省,还蔓延到开伯尔-普赫图赫瓦省的德拉伊斯梅尔汗。据外媒报道,巴基斯坦信德省和俾路支两省约有8万公顷农作物遭到破坏,牧场和林地也受侵扰。

沙漠蝗每天可随风飞行150公里。一个普通大小的蝗虫群可有多达4000万只蝗虫,1平方公里大小的蝗群一天可吃掉相当于3.5万人食物消耗量的粮食。

那么,来势汹汹的蝗群能否被卫星直接探测到?

联合国粮农组织认为,气象卫星和其他用于监视环境的卫星无法监测到单个蝗虫或蝗虫群,军方使用的高度复杂的卫星确实可以探测蝗虫,但这些图像无法用于民用。即使可以使用,国家和国际蝗虫组织也不大可能解释每天产生的数百幅图像。

要寻找蝗虫的迁移轨迹,姚勇航表示,从目前搜集到的数据来看难度还是很大,因为蝗虫的飞行速度很快,这就需要高频次和高分辨率的卫星做实时监测。“后期随着卫星技术发展,再逐步补充天上卫星的数量和各种载荷,将来有可能具备这种能力。”




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