第七届青年地学论坛

       疏林草原占全球陆地面积的20%，但对全球陆地净初级生产总量贡献达30%。中国的温带疏林草原是在独特的气候和地形条件下发育于沙地的地带性顶级植被群落，是我国独有的一种生态系统类型，被称为全球唯一的“温带萨瓦那”。近半个世纪以来，受到人类开发和气候变化等因素的影响，中国温带疏林草原严重萎缩退化，国家和地方政府在制定管理政策的时候需要平衡林草保护与利用工作。由于疏林草原地表植被覆盖具有破碎性，空间异质性高，植被遥感监测难度大，目前仍是中国陆地生态系统中最不精确的土地覆盖类型。快速、可靠、高精度的区域尺度的疏林草原分布图是制定及实施疏林草原保护策略的重要依据。
       研究提出疏林草原遥感判别的定量阈值，通过无人机-高分卫星遥感协同观测，利用高分六号（GF-6）高分辨率数据和机器学习算法，研发了一种快速、高精度、全自动的疏林草原制图方法。以2020年6-9月的GF-6卫星遥感数据为数据源，绘制了中国内蒙古高原浑善达克沙地和科尔沁沙地区域疏林草原空间分布图。结果显示：（1）疏林草原生态系统可定义为：0.5ha以上，木本植物覆盖度在10%～40%，草本植物覆盖度在50%以上的乔灌草混合生态系统。利用无人机近地遥感影像和高分卫星协同观测数据，可实现高精度（16 m）、准确估计地表木本和草本植物覆盖度；（2）木本植物覆盖度估算精度和RMSE分别为55.6%和11.0%，草本植物覆盖度估算精度和RMSE分别为79.36%和11.59%；（3）浑善达克沙地和科尔沁沙地区域疏林草原总面积为6.51-8.61万平方公里，占研究区总面积的22.3-29.4%。浑善达克沙地疏林草原呈现东多西少的分布，集中分布于沙地东部及南部，主要包括锡林浩特市、正蓝旗、多伦县、克什克腾旗；科尔沁沙地疏林草原分布普遍，17个旗（县）均有疏林草原，呈现西北多东南少的分布趋势，且西北相比东南部分更为密集。
       浑善达克沙地和科尔沁沙地疏林草原分布图是目前为止最高空间分辨率（16 m）、时效性最强（2020年）的区域疏林草原分布图。无人机与卫星跨尺度协同观测的方法，为实现温带疏林草原植被监测由景观尺度扩展到区域尺度提供了新的途径。研究明确了浑善达克沙地和科尔沁沙地区域疏林草原空间分布和面积，可为该区域疏林草原保护和利用的管理决策提供基础数据支撑。

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