近期，我校地理科學(xué)學(xué)院白娥教授和瞿瑛教授團(tuán)隊(duì)在黃土高原退耕還林（草）等植被恢復(fù)工程的生態(tài)效應(yīng)評(píng)估領(lǐng)域取得了重要突破。該團(tuán)隊(duì)首次基于時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取了黃土高原區(qū)植被開(kāi)始變綠時(shí)間的空間分布情況，并系統(tǒng)性地評(píng)估了植被恢復(fù)工程和其他自然環(huán)境變化因素對(duì)黃土高原區(qū)植被變綠的相對(duì)貢獻(xiàn)。相關(guān)研究成果以 “China’s vegetation restoration programs accelerated vegetation greening on the Loess Plateau” 為題發(fā)表在國(guó)際知名的農(nóng)林類(lèi)期刊《Agricultural and Forest Meteorology》，得到了生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。
近幾十年來(lái)，中國(guó)黃土高原區(qū)植被變綠主要受到一系列植被恢復(fù)工程和自然環(huán)境變化（包括氣候變化、大氣二氧化碳濃度上升和氮沉降等）因素的驅(qū)動(dòng)。然而，由于缺乏不同地區(qū)植被恢復(fù)工程開(kāi)始實(shí)施的確切時(shí)間，使得準(zhǔn)確評(píng)估自然環(huán)境變化和植被恢復(fù)工程對(duì)黃土高原區(qū)植被變綠的貢獻(xiàn)具有較高的挑戰(zhàn)性。
該研究首先基于機(jī)器學(xué)習(xí)融合六種變化檢測(cè)方法，從遙感數(shù)據(jù)中提取了黃土高原區(qū)植被開(kāi)始變綠時(shí)間的空間分布情況，將植被開(kāi)始變綠時(shí)間作為植被恢復(fù)工程開(kāi)始時(shí)間的近似替代指標(biāo)，然后基于雙重差分方法評(píng)估了自然環(huán)境變化和植被恢復(fù)工程對(duì)黃土高原區(qū)植被變綠的相對(duì)貢獻(xiàn)。研究結(jié)果表明，黃土高原區(qū)植被在1989年、1995年和2001年經(jīng)歷了三個(gè)大范圍的變綠階段，其中黃土高原西北部植被變綠發(fā)生時(shí)間較早，而在東南部較晚，并具有顯著的省際差異（圖1）?；谒姆N遙感數(shù)據(jù)（NPP、NDVI、LAI和PKU NDVI）的分析結(jié)果表明植被恢復(fù)工程加速了黃土高原區(qū)的植被變綠，對(duì)黃土高原區(qū)植被變綠的平均貢獻(xiàn)率在23.8%至35.8%之間（圖2），并存在顯著的空間差異（圖3）。該研究為深入理解氣候變化和植被恢復(fù)工程實(shí)施背景下黃土高原區(qū)的植被變綠機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，為未來(lái)生態(tài)修復(fù)政策制定和實(shí)施提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
該成果的第一作者為地理科學(xué)學(xué)院博士后樊憲磊博士，通訊作者為我校地理科學(xué)學(xué)院白娥教授和瞿瑛教授。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)、國(guó)家自然科學(xué)基金和吉林省教育廳自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.109994
圖1 黃土高原開(kāi)始變綠時(shí)間(Starting Time of Greening, SOG)的空間分布
圖2 基于四種遙感數(shù)據(jù)(NPP、NDVI、LAI和PKU NDVI)得到的生態(tài)恢復(fù)工程對(duì)植被變綠貢獻(xiàn)
圖3 基于四種遙感數(shù)據(jù)(NPP、NDVI、LAI和PKU NDVI)得到的植被恢復(fù)工程對(duì)植被變綠貢獻(xiàn)的空間分布
