PIE-Engine，见证中国植被碳源碳汇时空变迁

01背景
陆地生态系统碳循环是全球碳循环中的重要环节, 在全球气候变化中扮演着重要角色[1]。陆地生态系统固碳是经济可行且环境友好的减缓大气CO2浓度升高的重要途径之一。因此，如何提高陆地生态系统碳储量及固碳能力，是近年来全球变化研究的一个热点方向[2]。

研究表明, 人类活动排放的CO2 有一半以上被陆地和海洋生态系统吸收, 但存在显著的不确定性, 且年际差异巨大。全球生态系统碳源汇的时空不确定性主要来自陆地。这是由于，相对较为均一的海洋生态系统, 陆地生态系统更为复杂多样。明确陆地碳源汇的时空不确定性便成为目前全球碳循环研究的关键问题。区域碳收支是全球碳循环的基础, 了解碳的时空分布特征是全面认识全球碳循环的强度、过程和机制的基本环节[3]。

净初级生产力（Net primary productivity，NPP）表示植被所固定的有机碳中扣除本身呼吸消耗的部分，这一部分用于植被的生长和生殖，也称净第一性生产力。净生态系统生产力（Net ecosystem productivity，NEP）指净初级生产力中减去异养生物呼吸消耗（土壤呼吸）光合产物之后的部分[4]。

气候变化导致的生态系统结构和过程的改变增加了生态系统服务提供的不确定性[5]。而NPP和NEP作为陆地生态系统碳收支平衡的重要标志,对全球碳循环和气候变化的研究有重要的价值。

02基于PIE-Engine的参量反演
得益于PIE-Engine 所提供的海量卫星遥感数据和算法服务，我们在支持灵活配置的生产线模板上进行了数据一次性导入和算法灵活编排，从而实现了生产流程快速创建以及生产任务的全流程可视化监控。配合构建于云端之上的弹性算力，方便、快捷地实现大范围、长时间序列NPP、NEP分布产品的批量化与自动化生产

03成果示例
基于PIE-Engine，我们完成了全国范围内2000年-2020年的NPP年平均分布和NEP产品生产。


目前，NPP与NEP算法已在PIE-Engine上策划部署上线，将以SaaS化形式提供，支持一键调用。陆地生态系统碳汇能力相关算法也在研发中，并计划于近期公开上线。

据《中国科学报》报道，一项研究发现，我国陆地生态圈的巨大碳汇主要是由于我国重要林区，尤其是西南林区的固碳贡献，同时也发现东北林区在夏季也有非常强的碳汇。这是我国近40年来对恢复天然森林植被、加强人工林培育的巨大投入取得的成果。相关研究成果已于去年11月在在《自然》（Nature）科学期刊上发表[5]。

我国人工林的增加以及植被恢复能够有效地推动我国陆地生态系统碳储量的增加[6]。近年来，中国持续开展大规模国土绿化行动，实施重点林业生态工程，每年造林面积都在1亿亩左右，生态环境得到明显改善。与40年前相比，中国森林面积增加80%，森林覆盖率提高近10个百分点，人工林面积长期位居世界首位。在全球森林资源持续减少的背景下，中国的森林面积和蓄积量连续保持“双增长”，成为全球森林资源增长最快的国家。

航天宏图将依托卫星遥感领域核心技术和高精尖产品，见证中国在 “碳中和”目标实现的道路上稳步前行。

参考文献
1、方精云,于贵瑞,任小波,刘国华,赵新全.中国陆地生态系统固碳效应——中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”之生态系统固碳任务群研究进展[J].中国科学院院刊,2015,30(06):848-857+875.

2、陶波, 葛全胜, 李克让,等. 陆地生态系统碳循环研究进展[J]. 地理研究, 2001(05):564-575.

3、方精云, 唐艳鸿, SON Yowhan. 碳循环研究:东亚生态系统为什么重要[J]. 中国科学:生命科学, 2010, 40(007):5-9.

4、方精云, 柯金虎, 唐志尧,等. 生物生产力的"4P"概念,估算及其相互关系[J]. 植物生态学报, 2001(04):32-37.

5、Wang J , Feng L , Palmer P I , et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data[J]. Nature.

6、傅伯杰,田汉勤,陶福禄,赵文武,王帅.全球变化对生态系统服务的影响[J]