東北地理所在秸稈覆蓋度遙感估算研究中取得進展
覆蓋到地表的秸稈可以有效減少土壤侵蝕，增加土壤有機質含量和微生物數量，增強土壤的保水能力，改善土壤結構與理化性質，進而提高土壤質量，增加農作物的產量。同時與傳統焚燒方式相比，秸稈還田可以有效地減少空氣污染和有害氣體排放。秸稈覆蓋度是指單位面積內田間秸稈垂直投影面積與地表總面積之比，其值在0-1之間。美國環保技術中心（CTIC）將秸稈覆蓋度不小于30%的工作方式定義為保護性耕作。秸稈覆蓋度的估算是保護性耕作管理和規劃的重要組成部分。區域秸稈覆蓋度監測結果可以用于保護性耕作實施的進程的宏觀監測，提高政府監管的效率，更可以用于秸稈還田補貼政策的制定和實施、農田秸稈資源監測等。
遙感技術可以大范圍、快速、動態、客觀地獲得秸稈覆蓋信息，有效彌補地面監測空間不連續和以點帶面的不足。但是由于受到土壤和綠色植被背景的干擾，僅利用耕作指數進行秸稈覆蓋度估算時，其精度仍需進一步提高。中國科學院東北地理所農業遙感學科組研究人員以歐空局Sentinel-2遙感數據和地面實測秸稈覆蓋度數據為基礎，綜合利用耕作指數和影像紋理特征，基于偏最小二乘回歸方法，構建區域秸稈覆蓋度模型。該模型有效地提高了模型的估算精度，為區域尺度的玉米秸稈覆蓋度估算提供了一種便捷有效的新方法，實現區域秸稈覆蓋度遙感制圖，以期為地方保護性耕作的推廣與農業補貼政策制定提供參考。
研究發現，1）NDTI、STI、SRNDI和NDI7與玉米秸稈覆蓋度相關性更高，R2均在0.7以上；2）而在八個影像紋理特征參數中band8mean和玉米秸稈覆蓋度相關性最高，R2在0.5以上；3）基于組合方法的估算精度最高，7種耕作指數和16種紋理特征的組合模型精度R2達到了0.783；4）不同紋理特征組合方法對于模型估算的精度影響較大，在部分組合的情況下，紋理特征的加入反而會稍微降低模型的精度
圖1松嫩平原玉米秸稈覆蓋空間分布
圖2保護性耕作農田空間分布
相關論文發表在國際期刊Soil & Tillage Research上，中國科學院東北地理與農業生態研究所聯培碩士研究生項小云為第一作者，杜嘉高級工程師為通訊作者共同完成。此項研究工作得到國家重點研發計劃項目（2021YFD1500103），中國科學院戰略性先導科技專項課題（XDA28080500）和國家基礎調查專項課題（2018FY100300）的資助。
文章信息：
Xiang, X., Du, J.*, Jacinthe, P. A., Zhao, B., Zhou, H., Liu, H., Song, K. Integration of Tillage Indices and Textural Features of Sentinel-2A Multispectral Images for Maize Residue Cover estimation. Soil & Tillage Research, 2022, 221, 105405.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105405.
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