学术研究--中国科学院东北地理与农业生态研究所公共技术服务中心

东北地理所在松嫩平原保护性耕作遥感制图研究方面取得重要进展

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来源： | 发布时间：2023-03-15 | 【大中小】

保护性耕作相较于传统性耕作可以提高4%-6%的作物产量、增加7%-45%的土壤有机质含量、减少12.1%-70%的风蚀和40.9%-80%的水蚀以及200公斤/公顷的CO2排放量，并且能节省35.6%-44.4%的种植成本。根据美国环保技术信息中心(CTIC)的定义，秸秆覆盖度(MRC)值低于15%的耕作方法被定义为精耕细作(IT)，MRC值为15%-30%的耕作方法被定义为少耕(RT)，而MRC值高于30%的耕作方法被定义为免耕(NT)。在进行MRC遥感反演过程中，由于没有对海量的遥感数据进行存储和处理能力，因此目前的研究区域还是以小范围的试验田或农田为主，对大范围的耕地进行秸秆覆盖度估算未见报道。因此，迫切需要一种可以在大空间尺度开展保护性耕作制图的方法。

　　针对上述问题，本研究基于Google Earth Engine(GEE)云平台，利用哨兵2号(Sentinel-2 MSI Level-2A)时间序列影像，通过NDTI耕作指数遥感反演模型，实现了松嫩平原区域的保护性耕作制图，同时揭示了GEE中不同精简函数的反演效果。

保护性耕作制图技术流程

　　结果表明，使用median精简函数对5月20日-5月30日时间序列影像的验证效果最好(R2=0.81)，比单期影像的反演精度高(R2=0.75)。说明使用时间序列影像可以获得更好的反演精度。

　　通过统计我们发现松嫩平原区域的保护性耕作区域总体呈上升趋势，2019年至2022年免耕区域面积增幅达到212.5%，而在四年内少耕作区域面积增幅也达到了25.9%。

(a-d)分别为2019-2022年松嫩平原耕作方式的空间分布情况

　　该研究发表在遥感国际重要期刊《Remote Sensing》(中科院二区top)，由东北地理所于维霖联培硕士研究生、杜嘉高级工程师(通讯作者)、宋开山研究员和刘焕军研究员等共同完成。研究得到国家重点研发计划(2021YFD1500103)、中国科学院战略性先导科技专项课题长春示范区子课题(XDA28080501)、吉林省环保厅项目(E139S311)和国家基础调查专项课题(2018FY100300)项目的共同资助。

　　论文信息：Li, J.; Yu, W.; Du, J.*; Song, K.; Xiang, X.; Liu, H.; Zhang, Y.; Zhang, W.; Zheng, Z.; Wang, Y.; Sun, Y. Mapping Maize Tillage Practices over the Songnen Plain in Northeast China Using GEE Cloud Platform. Remote Sens. 2023, 15. 1461.

　　链接：https://doi.org/10.3390/rs15051461

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