東北地理所在國(guó)家尺度長(zhǎng)時(shí)序城市濕地分類研究中取得重要進(jìn)展
作為城市的重要組成部分，城市濕地在水源供給、增濕降溫、雨洪調(diào)蓄、生物多樣性保護(hù)等多個(gè)方面發(fā)揮著不可替代的作用。中國(guó)不斷加大濕地的保護(hù)和城市濕地的建設(shè)，但在快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，濕地總體上仍大面積損失。城市濕地萎縮造成了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，嚴(yán)重威脅生態(tài)安全和城市可持續(xù)性。如何實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的城市濕地監(jiān)測(cè)，獲取長(zhǎng)時(shí)序、高頻次的城市濕地時(shí)空動(dòng)態(tài)變化信息，是我國(guó)城市可持續(xù)發(fā)展和濕地保護(hù)的重要課題。
針對(duì)上述問(wèn)題，在時(shí)間序列遙感大數(shù)據(jù)和云計(jì)算平臺(tái)（Google Earth Engine）的支持上，東北地理所濕地遙感團(tuán)隊(duì)以中國(guó)的主要城市（人口超過(guò)50萬(wàn)的71個(gè)大中城市）為研究對(duì)象，結(jié)合時(shí)間序列濕度最大值合成（MWC）和連續(xù)時(shí)間序列變化檢測(cè)與分類（CCDC）方法，開(kāi)發(fā)了一種適用于大尺度、長(zhǎng)時(shí)序城市濕地動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)與分類的方法。基于該方法，利用1985年以來(lái)的所有可用的13.8萬(wàn)幅Landsat系列時(shí)間序列遙感影像，完成了30米空間分辨率的1985~2022年逐年的中國(guó)城市濕地空間分布數(shù)據(jù)集（China_Urban_Wetland，CUW），精度超過(guò)82%，基于該數(shù)據(jù)集，系統(tǒng)解析了近40年來(lái)中國(guó)主要城市的城市濕地空間分布變化特征。
圖1 2022 年中國(guó)主要城市的城市濕地空間分布格局
研究結(jié)果表明：2022年中國(guó)主要城市的城市濕地總面積為 1424.07km2，平均濕地覆蓋率為 5.18%，人均濕地面積為0.06平方公里。在所有城市中，武漢的城市濕地面積最大（168.00km2），其次是南京（103.19km2）。九江的城市濕地覆蓋率最高，達(dá)27.23%，其次是武漢（20.68%）、襄陽(yáng)（18.89%）和南昌（18.50%），貴陽(yáng)、石家莊和烏魯木齊等城市的濕地覆蓋率相對(duì)較低（低于 1%）。人均城市濕地面積最多的城市為九江（0.54km2），其次為宜昌（0.41km2）、襄陽(yáng)（0.30km2）和武漢（0.27km2），天津、烏魯木齊和石家莊的人均城市濕地面積較少，不足0.01km2。
1985-2022年間，中國(guó)71個(gè)主要城市中有52個(gè)城市的城市濕地面積呈現(xiàn)出持續(xù)減少的趨勢(shì)，其中天津的減少幅度最大，減少了原有面積的 79.40%，其次是烏魯木齊（74.86%）和貴陽(yáng)（67.55%）。有19個(gè)城市的城市濕地面積略有增加，其中呼和浩特的增幅最大（90.63%），其次是北海（89.21%）和西安（71.34%），雖然這些城市的城市濕地增長(zhǎng)幅度較大，但由于其原有城市濕地體量較小，因此凈增長(zhǎng)面積相對(duì)較小（小于3.88 km2）。從地表水體（Surface water）和有植被覆蓋的濕地（Vegetated wetland）兩種城市濕地類型來(lái)看，深圳和青島的地表水體在過(guò)去近40年損失最大（55.77km2和 33.54km2），南京和武漢的有植被覆蓋濕地?fù)p失最大（798.76km2和 75.14km2），哈爾濱和襄陽(yáng)的地表水體面積、以及寧波和上海的有植被覆蓋濕地的面積均略有增加，但增幅較小。
圖2 1985~2022 年中國(guó)主要城市的城市濕地時(shí)空動(dòng)態(tài)
該研究實(shí)現(xiàn)了中國(guó)主要城市過(guò)去40年間濕地的空間分布和年際變化監(jiān)測(cè)，可為我國(guó)城市濕地保護(hù)及城市可持續(xù)規(guī)劃與管理提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。同時(shí)，該研究可為濕地相關(guān)的聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）的評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)支撐與可推廣的研究方法，直接為SDG6.6.1（與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)的變化）的評(píng)估提供可靠的、最新的數(shù)據(jù)，并為SDG11.5（減少洪水等災(zāi)害對(duì)城市地區(qū)的重大影響）等的評(píng)估提供重要參考。
該研究成果于近期發(fā)表于遙感領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》（影響因子12.7），由東北地理所2021級(jí)博士生王銘（第一作者）、毛德華研究員（通訊作者）、王宗明研究員、宋開(kāi)山研究員、羅德島大學(xué)王野喬教授等共同完成。相關(guān)研究受國(guó)家自然科學(xué)基金（42222103，42171379，42101379）、吉林省科技發(fā)展計(jì)劃（20210101396JC）、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2017277）、中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目（2022QNXZ03）和國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心的共同資助。
此前，濕地遙感團(tuán)隊(duì)在2023年12月5日出版的Nature期刊上發(fā)表“Rescue urban wetlands for flood resilience”Correspondence論文，呼吁加強(qiáng)城市濕地保護(hù)。2018年發(fā)表在Land Degradation & Development 期刊上解析1990-2010年城鎮(zhèn)化占用濕地的論文被引用242次（WOS）。
論文信息：Wang, M., Mao, D.H., Wang, Y.Q., Li, H.Y., Zhen, J.N., Xiang, H.X., Ren, Y.X., Jia, M.M., Song, K.S., Wang, Z.M., 2024. Interannual changes of urban wetlands in China’s major cities from 1985 to 2022. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 209: 383-397.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2024.02.011
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