SDG  6(清洁饮水与卫生设施)监测点评:展开与展望

发布时间:2022-11-25 02:11:19 来源:米乐体育视频直播

  本文刊载于《我国科学院院刊》2021年第8期专刊“地球大数据驱动联合国可继续展开方针完结”

  “清洁饮水和卫生设施”(SDG 6)是联合国 17 个可继续展开方针之一,但到现在,国际并未走在完结 SDG 6 的正确轨道上。为了改动这种状况并从头带领国际走上完结 SDG 6 的路途,联合国建议并发动了包括融资、数据和信息、才能展开、立异、办理 5 个方面内容的“SDG 6 全球加快结构”。

  2030 年之前保证一切人具有“清洁饮水和卫生设施”(SDG 6)是联合国 17 个可继续展开方针(SDGs)之一。但是,依据联合国水机制(UN Water)发布的最新点评陈述,在新冠肺炎疫情爆发之前,国际就现已偏离了 SDG 6 的正确轨道。当时,全国际仍有 22 亿人日子在没有安全办理的饮用水和卫生设施的环境中。许多饮用水源正在干涸,水污染在加重,而高耗水工业、农业和能源职业还在继续增长,以满意不断扩大的人口的需求。

  为了应对和处理这些现存的应战,亟待敏捷改动曩昔辅导水办理方针和出资的经济、工程和办理结构,并经过发挥创造力、前进研讨与立异才能,拟定可继续维护和开发水资源的全新处理方案,保证科学和公平地用水,以便从头带领国际走上完结可继续水资源办理方针的路途。

  2020 年 7 月 9 日,在联合国可继续展开高等级政治论坛期间,“SDG 6 全球加快结构”在联合国 11 个专门安排和 40 个国际安排代表一起见证下正式发动。该加快结构发动联合国各安排、各国政府、民间社会、私营部门和其他利益攸关方参加 5 个跨范畴的“加快器”——融资、数据和信息、才能展开、立异、办理,以推进处理当时全球存在的清洁饮水和卫生设施问题的展开(图 1)。在这 5 个“加快器”中,数据和信息是指经过数据出产、验证、规范化和信息沟通(包括运用衔接一起的数据、立异的办法和东西)来优化涉水方针的监测和点评。

  依据《2021 年度 SDG 6 展开摘要陈述》,联合国成员国均匀具有 SDG 6 方针体系中约 2/3 的数据,有 38 个成员国具有的数据不到方针的一半。虽然这些方针数据关于点评全球 SDG 6 整体展开状况是有用的,但在国家和国家以下空间规范规模内的方针、决议方案和规划方面还需求更具体的数据。因而,迫切需求经过展开技能和体系才能及根底设施,进一步前进国别规范监测 SDG 6 的才能。

  依据最新的点评,SDG 6 的 11 个方针(表 1)中,SDG 6.1.1、SDG 6.2.1、SDG 6.3.1 和 SDG 6.3.2 仍处于有办法无有用数据状况(Tier II);其他的方针虽然有办法也有数据,但因大部分数据依赖于各成员国报送或承认,受各自监测才能手法和办理处理办法差异等的影响,许多方针数据仍处于缺失或不接连状况。

  * Tier分类用于表征各可继续展开方针监测点评办法和数据状况,分为Tier I、Tier II和Tier III 3类;其间,Tier I为方针界说明晰、有明晰的核算点评办法,兼具有用的监测点评数据;Tier II为方针界说明晰、有明晰的核算点评办法,但还缺少监测点评数据;Tier III为方针还没有国际上确认的办法或规范

  SDG 6.1.1 和 SDG 6.2.1 监测点评的数据来历为独立住户查询或成员国监管安排核算效果。依据国际卫生安排和联合国儿童基金会饮用水和卫生设施联合监测方案 2017 年的陈述,简直一切国家都供给了根本饮用水和卫生服务数据,其间有 96 个国家供给了安全办理的饮用水和卫生服务数据。

  SDG 6.3 由 2 个方针组成。SDG 6.3.1 监测点评的数据首要来历于国家职能部门(如水、卫生、环境、公共服务、核算等)查询和核算的废水发生和处理总量。但是,现在关于发生和处理的废水量等数据仍相对缺少,大都国家对工业废水排放的监测才能缺少;一些国家也不独自陈述家庭发生的日子废水量,只能经过进入家庭的供水总量进行预算。SDG 6.3.2 监测点评的数据首要来历于现场丈量和室内测验获取的河流、湖泊和地下水的水质数据。各国和区域能够挑选对水质点评和办理具有代表性和重要意义的河流、湖泊和地下水来进行监测。现在,许多发达国家现已树立了长时刻的水质监测项目,但大大都国家依然未能构成定时的水质数据监测陈述。

  SDG 6.4 要求前进用水功率,保证淡水的可继续发掘和供给,处理水资源缺少问题,它包括 SDG 6.4.1 和 SDG 6.4.2 2 个方针。方针核算所需的数据是由成员国指定安排在国家一级搜集的技能(节水)或经济(添加值)的行政数据,这些数据来自核算年鉴、水资源公报和灌溉办理制度等。数据的获取经过联合国粮农安排(FAO)全球水与农业信息体系(AQUASTAT)和水与农业核算查询问卷来搜集。在2010—2020 年核算查询周期内,AQUASTAT 体系中录入的 168 个国家中有 99 个国家上报了数据。

  SDG 6.5.1 和 SDG 6.5.2 为水资源归纳办理方针,点评的是办理方针、法律法规、举动东西及效益等;其数据来历为各个成员国水资源办理部门安排的问卷查询核算和上报效果。在 2020 年的点评中,联合国 193 个成员国中有 185 个国家上报了水资源归纳办理执行状况点评数据;而在国家核算体系中,供给了 154 个有跨界流域的国家的数据。

  SDG 6.6.1 方针包括与水有关的生态体系的空间规模(Sub-Indicator 1)、湖泊和人工水体水质(Sub-Indicator 2)、河流及三角洲流量(Sub-Indicator 3)、涉水生态体系质量(Sub-Indicator 4)、地下含水层水量(Sub-Indicator 5)5 个二级方针。得益于卫星对地观测技能的展开,已有不少全球和区域规范产品支撑Sub-Indicator 1 和 2 的年度监测与点评。Sub-Indicator 3—5 依赖于现场观测资料的获取或许模型模拟效果,因而只要部分国家能够供给较为全面的数据。

  SDG 6.a.1 和 SDG 6.b.1 同样是资金投入和办理方针类方针,数据的获取经过各成员国担任安排安排填写由 UN Water 供给的全球卫生和饮用水剖析和点评(GLAAS)查询问卷表来完结。依据 2017 年的核算效果,全球仅 50%—80% 的成员国供给了有用的数据。

  如前文所述,SDG 6 下的一切方针都归于有明晰的界说和监测点评办法的范畴。关于大部分反映根底设施建造、资金投入、办理方针改变方面的方针,监测和点评办法改善和展开的要点是优化、完善查询与核算报表内容和填写办法两个方面,相关研讨作业首要由联合国各分支办理安排在推进。关于其他方针,则可运用以空间对地观测为主的地球大数据技能进行优化和前进。现在,美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和我国国家航天局(CNSA)的各种空间对地观测方案及相关的技能手法正在支撑 SDG 6.1、SDG 6.3—6.6 和 SDG 6.a 的监测与点评。这些空间技能手法经过长途感知、定时重访、快速信息提取来完结高时空分辨率的监测,能够节省资金、节省时刻,一起供给更为精确和全面的点评效果。

  重力卫星、光学和雷达卫星数据能够运用于水资源获取和高效运用(SDG 6.1 和 SDG 6.4)监测与点评。例如,重力卫星(GRACE 和 GRACE-FO)经过监测地球重力改变来点评大规模地下水动态改变,并据此点评水资源缺少状况及辅导采纳必要的应对举动;归纳运用陆地卫星(Landsat 5/7/8)和岗兵卫星(Sentinel-1/2)能够获取地表水体的散布规模及改变状况,这些数据能够用来辅导水库水资源的分配调度。

  对地观测技能运用于水质监测(SDG 6.3)正成为一个热门研讨范畴。Landsat 系列卫星印象和 Sentinel-2 印象,结合 Sentinel-3 海洋和陆地五颜六色成像光谱仪(OLCI)、中分辨率成像光谱仪(MODIS)和可见光红外成像辐射仪(VIIRS)等传感器印象,能够监测总悬浮物(TSS)、叶绿素 a、藻蓝蛋白和蓝藻。经过监测因这些物质引发的水色改变来监测水体浊度和藻华等,然后反映水质的优秀状况。不过空间技能无法彻底替代观测,因而需求实测数据对算法进行标定后方能用于水质状况的监测点评。

  卫星遥感的实时、客观和揭露同享的特性在辅导和促进各国水资源归纳办理(SDG 6.5)方面具有重要作用,特别在有跨界河流的国家之间的和谐办理方面。关于有跨界流域的国家来说,把握客观精确的监测数据,是支撑水资源分配和水环境维护与跨境补偿商洽的条件根底;而在这些区域,观测根底都比较单薄,卫星遥感技能就有了巨大的优势。

  监测和点评湿地、河流、地下水含水层和湖泊等涉水生态体系是对地观测技能最能发挥作用的可继续展开方针方向——SDG 6.6。运用 Landsat 5/7/8、Sentinel-1/2 和国产高分系列卫星(GF 1/2/6)等的卫星印象,依据大数据云核算渠道、机器学习与深度学习等办法,能够精确获取涉水生态体系散布规模随时刻的改变状况。例如,欧洲联合研讨中心(JRC)构建的全球 1985—2019 年“地表水数据集”(Global Surface Water)为各国供给了点评 SDG 6.6.1 方针展开的一致来历的规范数据。

  在联合国水资源 SDG 6 数据门户网站上,归纳运用站点监测、问卷查询、核算上报和空间观测等多源数据,经过数据和图表给出了各成员国(或区域)11 个涉水方针的最新展开状况。然后,因为许多国家的监测站网稀少、数据获取上报延时,无法为监测和点评供给实时有用数据,在全球层面还无法精确地给出各国关于废水处理、水质状况、用水功率和涉水生态体系状况等方面的精确点评。归纳运用空间对地观测、地上观测站网、移动互联网等多源空间数据,以及集成耦合机器学习、深度学习和云核算技能的地球大数据剖析技能为处理这些数据缺失、不全、不及时等问题供给了处理思路和途径。

  2016 年,联合国外层空间事务处(UNOOSA)与苏尔坦·本·阿卜杜勒-阿齐兹王子国际水资源奖(PSIPW)签署体谅备忘录,以协作促进其一起方针,特别是运用空间对地观测技能添加获取和可继续办理水的时机和才能。经过这一协作,UNOOSA 开发并推出了一个以空间信息技能促进水办理为要点的门户网站——“水观测门户网”。

  “水观测门户网”是一个多方利益攸关者渠道,用于就空间技能和与水有关的主题进行跨学科常识沟通。它为空间技能和涉水相关的利益攸关方服务,旨在加强技能供给与办理运用方之间的联络。其首要服务内容为衔接活泼在该范畴的安排,同享有关项目、建议、卫星观测使命、软件、才能建造和训练资料、会议、研讨会及新闻和出版物的信息,信息以用户友爱的格局进行分类和揭露同享。

  “淡水生态体系勘探渠道”是由联合国环境规划署(UNEP)联合欧洲联合研讨中心和谷歌公司一起树立的一个服务于 SDG 6.6.1 监测和点评的公共数据渠道。它供给精确、最新、高分辨率的地舆空间数据,并经过图表办法给出了联合国各成员国及全球其他特别行政单元淡水生态体系随时刻改变的程度。该渠道经过供给支撑、推进维护和康复淡水生态体系的数据,使各国能够盯梢完结 SDG 6.6 部分方针的展开状况。

  现在,该渠道中录入了针对 SDG 6.6.1 Sub-Indicator 1 和 2 监测点评的永久和季节性地表水、水库、湿地、红树林和水质等数据集,相关的数据能够依据国家、区域和流域等单元进行可视化或下载。其间,永久和季节性地表水、水库数据来历于欧洲联合研讨中心展开的“地表水数据集”及衍出产品,湿地数据集由 DHI-GRAS 公司供给,红树林数据集运用的是“全球红树林观测”(Global Mangrove Watch)产品,湖泊浊度和养分状况指数数据来自欧盟“哥白尼土地服务方案”(Copernicus Global Land Service)。

  2018 年至今,我国科学院战略性先导科技专项(A 类)“地球大数据科学工程”(CASEarth)积极探索地球大数据服务联合国《革新咱们的国际:2030 年可继续展开议程》的执行,要点是完结地球大数据向 SDGs 相关运用信息的转化、为 SDGs 执行供给决议方案支撑、构建地球大数据支撑 SDG 方针体系和集成、从地球体系的视点研讨各方针间的相关和耦合。依据地球大数据的优势和 SDG 方针体系的特色,SDG 6“清洁饮水和卫生设施”作为五大 SDGs 实践运用方针之一被遴选出来并展开先期事例研讨。

  经过 2019 和 2020 年的实践,CASEarth 共安排展开事例研讨 16 项——2019 年 5 项,2020 年 11 项;依据研讨区域区分,我国事例 8 项,“一带一路”沿线 项。研讨触及的方针包括SDG 6.1、SDG 6.3、SDG 6.4 和 SDG 6.6。一切事例中,在数据产品上有立异奉献的事例有 17 个,如:依据地球大数据的全国大型湖泊时刻序列透明度数据集(2000—2019 年,时刻频率为每月 1 期,空间分辨率为 1 km)、高精度湿地改变数据集(2015—2018年,空间分辨率为 30 m)、“一带一路”沿线大型水体透明度时空散布数据集(2015 年、2018 年,空间分辨率为 500 m)、长时序列地表水体动态散布数据集(2000—2018 年,空间分辨率为 250 m)、长时序全球农作物水分运用功率数据集(2000—2019 年,空间分辨率为 1 km)等;在办法模型上有立异奉献的事例有 9 个,如:依据水体色度指数的普适性强的透明度反演办法、依据多源遥感数据时空数据融兼并结合本地作物成长进程的农作物水分运用功率点评办法等;在决议方案支撑上有奉献的事例有 12 个。

  虽然,在联合国明晰的方针体系及点评办法结构下,联合国安排及各个成员国所属研讨集体经过项目协作、经历和数据同享,在监测和点评 SDG 6 方面取得了长足的前进;但正如本文开篇所述,全国际在涉水数据获取和常识发现方面的才能水平与实践监测点评作业的需求之间还存在着很大的距离,总结起来首要为 2 个方面的问题。

  虽然以 NASA、ESA 和我国科学院空天信息立异研讨院等为代表的空间对地观测研讨安排研讨展开了很多关于地表水散布、水质、湿地改变等时空接连数据集,但受资金保证和人员部队改变,以及数据和算法规范不一致等影响,还缺少针对特定方针的、客观精确的、可继续出产供给的规范数据集产品。

  当时,国内外与 SDG 6 相关的门户网站和数据渠道功用定位为单向的数据和信息效果展现,以及数据查询与下载。因而,用户在获取到数据后,还需依据点评方针引荐的算法展开独自的数据处理与剖析。关于大部分非专业用户而言,无法有用地运用好这些数据和信息。因而,亟待规划和研制流程简略、具有数据获取、方针核算和方针展开点评悉数功用于一体的运转化体系。

  面临上述问题,CASEarth 针对地球大数据可有用支撑的 SDG 6.3、SDG 6.4、SDG 6.6 规划了包括遥感印象数据处理、专题产品出产和可继续展开方针核算功用于一体的体系架构,并完结了原型体系实验研讨,如:用于卫星遥感印象规范化处理的 DataBank 体系、可用于地表水散布主动提取和地表水散布改变剖析的地球大数据发掘剖析云服务体系 EarthDataMiner等。这些研讨为进一步扩展和归纳集成 SDG 6 监测点评方针和方针奠定了根底。将来为完结国家、省级、市级、县级等规范空间规模内 SDG 6 展开监测与点评,需做好以下 2 个方面的根底作业。

  参阅 UN Water 归纳监测方案关于国家规范 SDG 6 方针监测的办法攻略,针对省、市和县级行政单元数据办理安排与方针实践及数据时空分辨率的要求,拟定面向 SDG 6 全方针方针体系监测点评的规范化核算报表与技能攻略,以便利各级政府部门及科研支撑安排能在一致的规范下安排或参加监测点评作业。

  树立服务于国家、省级、市级和县级行政区 SDG 6 监测点评运用的体系渠道

  参照树立的面向 SDG 6 全方针方针体系监测点评的规范化核算报表与技能攻略,规划开发包括 SDG 6 一切方针集的根底数据搜集查询、方针监测数据集出产、方针状况点评、效果展现与陈述主动生成等功用于一体的体系渠道,以服务于国家、省级、市级和县级行政区 SDG 6 监测与点评运用实践。

  我国科学院空天信息立异研讨院胡光成、蒋敏、陈琪婷和唐海龙,我国科学院东北地舆与农业生态研讨所毛德华和贾分明,以及我国科学院西北生态环境资源研讨院宋晓谕在文章编撰进程中供给了文献总述资料,特此感谢。

  卢善龙我国科学院空天信息立异研讨院副研讨员。国际自然维护联盟(IUCN)国际维护地委员会淡水资源专家小组成员。长时刻从事地表水遥感研讨,我国科学院战略性先导科技专项(A类)“地球大数据科学工程”子课题“地球大数据支撑水安全可继续展开方针研讨”担任人。近年来承当国家要点研制方案、国家自然科学基金、青藏高原第2次科学考察、水利部职业专项及其他项目(课题、专题)等 20 余项。共宣布学术论文 60 余篇,请求软件著作权 8 项、发明专利 5 项、实用新型专利 2 项。作为章节担任人参加编撰了联合国环境署《环境与可继续展开方针展开点评陈述》《地球大数据支撑可继续展开方针陈述(2019)》。

  文章源自:卢善龙,贾立,蒋云钟,王宗明,段洪涛,沈明,田雨,卢静.联合国可继续展开方针6(清洁饮水与卫生设施)监测点评:展开与展望.我国科学院院刊,2021,36(8):904-913.回来搜狐,检查更多



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