東北地理所在國家級自然保護區紅樹林動態監測研究中取得新進展
紅樹林生態系統是固碳速率最高的藍碳生態系統，并具有防風消浪、促淤護岸、維持生物多樣性等重要功能。在中國，約四分之一的紅樹林位于國家級自然保護。區內紅樹林逐年空間分布格局及與周邊土地覆蓋類型轉化是評估紅樹林保護和恢復工作成效、制定藍碳增匯途徑的重要理論基礎，可助力碳達峰、碳中和目標實現。光學衛星影像是目前可獲取性最強、應用最廣泛的遙感數據。然而，利用光學衛星影像進行逐年紅樹林動態監測研究存在潮汐淹沒不確定的挑戰。
針對以上困難，中國科學院東北地理所地理景觀遙感學科組研究人員，基于28,323景Sentinel-2影像構建了2016-2020年高質量（無云低潮）逐年影像數據集。集成OTSU圖像自適應分割閾值算法、隨機森林算法（RF）和面向對象方法（OBIA），提出了一種高效、高精度的紅樹林及其周邊土地覆蓋類型自動提取方法。基于此方法構建了2016-2020年中國國家級自然保護區內的紅樹林與其周邊土地覆蓋類型的逐年空間分布數據集，解析了紅樹林空間分布格局年際變化及其轉化。
圖1. 研究技術路線圖
研究表明，2016-2020年中國紅樹林國家級自然保護區內紅樹林面積從5912 ha增加到6128 ha，面積凈增長4%。其中湛江紅樹林國家級自然保護區（ZMNR）紅樹林面積增加最為劇烈，占研究區內紅樹林面積凈增長的59% （127 ha）。從總體上看，減少的紅樹林主要轉化為養殖池塘和灘涂，其中養殖池侵占197 ha，占紅樹林轉出面積的43%；與此同時，共有159 ha的養殖池塘被恢復為紅樹林。另外，約40%（182 ha）消失的紅樹林轉化為灘涂，主要發生在北侖河口紅樹林國家級自然保護區（BNNR，86 ha）和ZMNR（41 ha）；同時，約736 ha的灘涂恢復為紅樹林，主要發生在ZMNR（401 ha）、米埔紅樹林國家級自然保護（MMNR，115 ha）和BNNR（97 ha）。此外，研究發現保護區內的互花米草入侵顯著，2016-2020年間，互花米草面積凈增長達56%。研究結果定量闡明了紅樹林空間格局動態變化及其轉化，為評估紅樹林保護和恢復工作提供了科學依據。
圖2. 2016-2020年中國紅樹林國家級自然保護區紅樹林空間格局變化
（A-E：2016-2020年保護區紅樹林總體變化，a1-f1，a2-f2分別為2016和2020年各保護區內典型紅樹林變化）
本研究由東北地理所張蓉博士，賈明明副研究員，王宗明研究員，毛德華研究員，任春穎研究員和趙傳朋特別研究助理共同完成，發表于中科院一區期刊International Journal of Applied Earth Observations and Geoinformation（IF= 7.672）期刊，得到中國科學院戰略性先導科技專項（A 類）（XDA19040500），國家自然科學基金項目（42171372、42171379）和中科院青年創新促進會（2021227）等共同資助。
論文信息如下：
Rong Zhang, Mingming Jia, Zongming Wang, Yaming Zhou, Dehua Mao, Chunying Ren, Chuanpeng Zhao, Xianzhao Liu. Tracking annual dynamics of mangrove forests in mangrove National Nature Reserves of China based on time series Sentinel-2 imagery during 2016–2020. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2022, 112, 102918.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.102918
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吉公網安備22017302000214號
