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陆基产业面临的新水资源现实

当今陆基产业正面临着由气候变化和不断变化的环境需求所驱动的复杂水资源相关挑战。

根据2024年《联合国防治荒漠化公约》报告 《干旱化土地的全球威胁:区域与全球干旱趋势及未来预测》过去30年间地球表面超过77%的区域已永久性干旱化,这加速了土地退化进程,并使长期土地生产力面临严重风险。

这些全球趋势已在实地显现:

⚠️极端天气事件日益扰乱生产运营,例如持续干旱导致土壤湿度降低,暴雨因排水不畅引发洪涝灾害。

🔃 气温上升与降水模式改变导致生产力及生长周期发生转变,影响森林产量,需采取适应性种植园管理措施。

💧 气候变化与资源竞争加剧水资源短缺风险,威胁土地利用与工业设施的正常运转。

在此背景下,水资源管理已不再仅仅是运营层面的考量;它正是区分韧性可持续运营与易受气候及监管压力影响的运营模式的关键所在。

更智能的水资源管理可扩展方案

为应对这些挑战,先进的监测与预测技术至关重要。本文重点介绍了该研究的关键发现 《基于遥感技术的桉树林蒸散发研究》 ,该研究由Suzano与Marvin合作完成,并得到Marvin专家的支持:研究员Shai Abir(大气科学硕士,接受过地球科学、气象学和气候科学培训)和联合创始人Aviv Gabbay(计算机视觉博士)。

该研究验证了马文公司的遥感技术作为测量蒸散量的可靠且可扩展替代方案——蒸散量是陆基产业用水量的关键指标。 

该功能是Marvin更广泛的环境监测解决方案的一部分,旨在通过数据驱动的决策帮助企业管理气候风险、优化土地利用并加强合规性。

蒸散发:衡量水资源效能的关键指标


根据美国地质调查局(USGS)的定义,蒸散量(ET)是植物蒸腾作用与土壤水分向大气蒸发之和——这是水在农业和森林生态系统中返回空气的主要过程。 在实际应用中,它代表了这些系统中"水消耗"的主要形式。由于蒸腾作用直接关联植物代谢活动,蒸散量与植物生长及生物量积累密切相关,因此既是用水量的关键指标,也是生产力的重要衡量标准。

教育图示,展示蒸散作用循环过程,包括土壤与水体蒸发、植物蒸腾作用、凝结、云层形成及降水等环节。来源:美国地质调查局。
来源:美国地质调查局(2021)。《蒸散量:植物蒸腾作用与蒸发量的总和》

监测蒸散量有助于理解植被如何响应气候条件、土壤类型及管理措施,这对生产力、可持续性及长期运营规划具有直接影响。 

此外,蒸散作用直接影响降雨或灌溉后系统中残留的水量。通过测量植被和土壤吸收与释放的水量,它影响地表径流——即流经地表而非渗入地下的水体。 过量径流会引发侵蚀、洪涝,并对水坝、水库及港口区域等基础设施构成压力。精确模拟蒸散发过程有助于预判这些动态变化,从而降低对生态系统和物理资产的双重风险。 

这种理解水平能够推动更明智、更具战略性的决策,例如:

  • 识别水需求较高的区域。
  • 预测环境压力情景。
  • 按地块评估用水效率(WUE)。
  • 支持关于种植密度、灌溉和生产分区的决策。
  • 建立径流潜力模型,以指导水土保持工作,减轻洪水风险,并保护关键基础设施免受水文压力影响。

挑战:获取可靠且可扩展的用水数据


蒸散量可通过不同方法进行估算,具体取决于所需的精度和尺度。 参考蒸散量(ETr)通常基于气象数据和标准化模型计算。然而,ETr仅代表理想条件下大气对水分的潜在需求,未能反映植被实际消耗的水量。

实际蒸散量(ETa)则综合考虑作物胁迫、土壤湿度及土地覆盖等现实变量,能更准确地反映生态系统功能。 

传统上,蒸散量(ETa)的测量依赖于蒸散塔——这类高精度仪器安装复杂、维护成本高昂且仅限于单一地点使用。随着遥感技术的近期发展,现可通过科学验证的算法基于卫星影像估算蒸散量,从而实现更广阔的空间覆盖范围和更高频次的监测。

流塔安装在茂密植被的中心,周围环绕着原生森林。该结构用于收集蒸散发、碳通量及其他环境变量的高精度数据。
来源: 巴西农业研究公司,2023年

然而,诸如通量塔或渗漏计等传统测量方法属于点状监测,成本高昂,且缺乏运营规模的可视性。

此外,由于气候、土壤和植被的差异,蒸散量在微区域层面存在显著变化。这种变异性使得尺度分析变得困难,需要找到既能保证局部精确度又能实现广域覆盖的解决方案。

企业若要基于真正具有代表性的数据做出决策,就必须采用兼具准确性、空间覆盖范围、时间覆盖范围(历史参考)及持续更新能力的解决方案。 

为满足这一需求,Marvin开发了一项专有遥感技术。该技术在与全球领先纸浆生产商苏扎诺(Suzano)的合作研究中,经过了严格的精度可扩展性测试。

研究:马文技术在桉树种植园中的验证

马文公司与苏扎诺公司合作,运用其基于卫星的集合成像技术测量 桉树种植园的蒸散量。该研究旨在评估该解决方案的准确性,并与通量塔及其他成熟方法获取的数据进行对比。

正如沙伊·阿比尔所解释的:

沙伊·阿比尔,大气科学硕士,马文研究员
沙伊·阿比尔

大气科学硕士
马文研究员

随着航天技术和计算能力的飞跃,我们终于能够大规模释放基于物理原理的蒸散发模型全部潜力。本文展示了如何通过先进卫星影像与集合能量平衡模型,精准测绘桉树种植园的实际蒸散发量——这在几年前几乎是不可能实现的。 对林业领域而言,这堪称变革性突破。它为更智能的水资源利用、森林生产力优化以及应对气候与可持续性风险的切实行动开辟了道路——所有这些都将在景观层面实现。"


想阅读完整研究报告? 点击此处查阅技术文章。

结果:准确性、有效性及大规模适用性

统计检验表明,马文的技术是唯一能与通量塔数据达到统计等效性的技术,而通量塔数据被认为是准确估算田间实际蒸散量的可靠依据,如下图所示。

蒸散量——不同模型的比较。图表显示,马文集合模型是唯一与通量塔基准线高度吻合的模型。
来源: SBSR会议论文集(2025)。《基于遥感技术的桉树林蒸散发研究》

马文的技术与实际测量数据呈现高度相关性,能够持续监测用水情况,并提供可更新、可审计的大规模适用数据。

马文解决方案:智能用水监测

"我们的技术不仅能实现与实地测量相媲美的精度,更能追溯数十年的历史数据,提供前所未有的可视化洞察。这使管理者能够快速做出可靠决策,优化用水管理。" 沙伊·阿比尔强调道。

Marvin提供基于遥感技术的环境监测平台,融合科学算法、高分辨率热成像卫星影像及气候数据。该技术将蒸散发与水动力学转化为清晰、精准且可操作的洞察,使水资源管理具象化,助力您在所有运营环节实现更明智的决策。

以下是Marvin如何帮助陆上企业应对当今最紧迫的气候相关风险:

  • 风险缓解与运营智能

Marvin将近实时监测与卫星洞察相结合,助您全面掌握从田间到设施的整个运营过程中的水动态。通过识别河流周边及关键资产附近的水文压力,该系统支持及时决策,保障运营连续性,并有效缓解气候变化和上游中断引发的风险。

工业区沿河岸而建,仓库林立,基础设施完善,水流潺潺——彰显其毗邻水文风险区域的地理特征。

  • 战略用水与合规准备

Marvin提供可靠的水资源使用指标(如蒸散量),以提升用水效率、支持可持续发展报告,并主动证明符合ESRS、TNFD及CDP水资源披露等框架要求。这种可视化能力使水资源成为战略资产,为与利益相关方实现全面透明提供切实依据,将资源管理转化为竞争优势。

领先可持续性与合规框架的标识:ESRS(欧洲可持续性报告标准)、TNFD(自然相关财务披露工作组)和CDP(碳披露项目)。

结论:从可见性到可持续行动

与苏扎诺公司合作开展的研究表明,马文公司的技术为传统的蒸散量测量提供了可靠的替代方案,在测量规模、频率和适用性方面具有额外优势。

在水资源日益成为战略性资产的背景下,对水资源使用情况的可视化已不再仅仅是技术优势——它已成为企业竞争力和可持续发展的必要条件。

马文已准备好协助土地领域企业转型,实现可扩展、数据驱动的水资源管理,以满足当前对生产力和环境责任的双重需求。

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