東北地理所在中國(guó)濱海濕地互花米草入侵遙感監(jiān)測(cè)方面取得重要進(jìn)展
第二次全國(guó)濕地資源調(diào)查表明，外來物種入侵已成為影響我國(guó)濕地的五大主要威脅因子之一。互花米草原產(chǎn)于北美大西洋沿岸，對(duì)氣候、環(huán)境的適應(yīng)性和耐受能力強(qiáng)。中國(guó)從上世紀(jì)80年代開始廣泛引種，用于濱海地區(qū)促淤造陸和保灘護(hù)岸等生態(tài)工程，雖取得了一定的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，但造成了較為嚴(yán)重的生態(tài)問題，如威脅本土植物群落、入侵灘涂、嚴(yán)重影響水鳥生境等。2003年，國(guó)家環(huán)保部將互花米草列為首批16個(gè)外來植物入侵物種之一。因此，深入解析中國(guó)濱海地區(qū)互花米草的入侵格局、動(dòng)態(tài)及驅(qū)動(dòng)因素，對(duì)于理解互花米草入侵的演變機(jī)制，支撐濱海濕地可持續(xù)管理與保護(hù)，維護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全等具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。
中科院東北地理所地理景觀遙感學(xué)科組研究人員利用長(zhǎng)時(shí)間序列Landsat系列數(shù)據(jù)，結(jié)合大量的野外調(diào)查數(shù)據(jù)，總結(jié)互花米草的影像光譜和紋理特征，綜合集成面向?qū)ο蟆⒅С窒蛄繖C(jī)、變化檢測(cè)的方法，構(gòu)建了中國(guó)互花米草數(shù)據(jù)集（CAS S. alterniflora），包括1990、2000、2010、2015年四期互花米草入侵分布數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析了互花米草入侵現(xiàn)狀特征、入侵動(dòng)態(tài)及空間異質(zhì)性，定量解析了入侵的主要土地覆被類型的面積等。
圖1 中國(guó)大陸濱海濕地互花米草入侵格局
研究發(fā)現(xiàn)，截止到2015年，互花米草入侵面積達(dá)546km2,北起河北、南到廣西均有分布，其中江蘇、浙江、上海、福建入侵面積最多，占總面積的92%；約三分之一的互花米草分布在13個(gè)濱海濕地國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)。1990-2015年間，互花米草呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)張趨勢(shì)，25年間擴(kuò)張502km2;江蘇鹽城、上海崇明、浙江寧波是互花米草入侵的熱點(diǎn)區(qū)域，入侵面積在5000ha以上。互花米草入侵的最主要濕地類型為濱海灘涂（93%）。部分區(qū)域的互花米草面積在2000年以來出現(xiàn)萎縮，最主要的驅(qū)動(dòng)因素是水產(chǎn)養(yǎng)殖的開發(fā)。盡管政府主導(dǎo)下的互花米草治理措施不斷加強(qiáng)，但濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)仍面臨著巨大的壓力，對(duì)互花米草的科學(xué)治理措施及互花米草的可持續(xù)利用研究還有待深入。
圖2 中國(guó)大陸濱海濕地互花米草入侵動(dòng)態(tài)空間差異特征
本研究在國(guó)家尺度上構(gòu)建了首個(gè)長(zhǎng)時(shí)間序列互花米草分布及變化數(shù)據(jù)集，并報(bào)道了入侵時(shí)空動(dòng)態(tài)。研究結(jié)果不僅有助于理解我國(guó)濕地生態(tài)系統(tǒng)的脅迫機(jī)制；且可為制定濱海濕地資源可持續(xù)利用與因地制宜、科學(xué)保護(hù)的管理決策提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐。
該研究由東北地理所毛德華副研究員、博士生劉明月、王宗明研究員、賈明明副研究員，我所海外特聘研究員、美國(guó)印第安納大學(xué)李林教授、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)張淵智教授等共同完成。系列成果發(fā)布在Remote Sensing、Sensors等遙感期刊上。該研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題（2016YFC0500201 2016YFC0500408），科技部基礎(chǔ)調(diào)查專項(xiàng)專題(2017FY100706)、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（41771383）、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目（2017277，2012178）等共同資助。論文信息列表如下：
Mao, D., Liu, M., Wang, Z.*, Li, L., Man, W., Jia, M.*, Zhang, Y.*, 2019. Rapid Invasion of Spartina Alterniflora in the Coastal Zone of Mainland China: Spatiotemporal Patterns and Human Prevention. Sensors 19(10), 2308, doi.org/10.3390/s19102308.
Liu, M., Mao, D.*, Wang, Z.*, Li, L., Man, W., Jia, M., Ren, C., Zhang, Y.*, 2018. Rapid invasion of Spartina alterniflora in the coastal zone of mainland China: new observations from Landsat OLI images. Remote Sensing 10, 1933, doi:10.3390/rs10121933.
Liu, M., Li, H., Li, L., Man, W., Jia, M.*, Wang, Z.*, Lu, C., 2017. Monitoring the invasion of Spartina alterniflora using multi-source high-resolution imagery in the Zhangjiang Estuary, China. Remote Sensing 9(6), 539, doi.org/10.3390/rs9060539.
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