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科研动态

空天院在大尺度高分辨率树木变化制图及其驱动研究方面取得新进展

发布时间:2025-07-08

近日,中国科学院空天信息创新研究院(空天院)遥感与数字地球全国重点实验室研究员王力团队在大尺度高分辨率树木变化制图及其驱动研究方面取得新进展。研究团队研发的自动化树木检测算法,识别和分析了以前未检测到的树木覆盖(PUTC),进而揭示泛热带地区树木覆盖被忽视的变化。

气候变化和人类活动影响树木动态,对全球碳储量产生深远影响。泛热带树木变化在全球生物多样性、水文、气候和碳循环中起着至关重要的作用。以往研究主要集中在森林,然而,森林外的树木,比如城市以及农田和干旱区的树木,为减缓气候变化和生态系统服务提供了明显的生态效益。与密集的森林树木不同,分散的树木对资源竞争不太敏感,却会对环境变化产生明显的响应,尽管森林外的树木在碳固存和生态系统服务方面发挥着重要的作用,但其动态变化亟待揭示。

为此,研究团队开发了一种利用高分辨率卫星数据(<5m)绘制泛热带树木覆盖图(2015-2022)的自动检测算法,精准刻画了以往未检测到的树木覆盖及其变化驱动。通过定量分析发现,这些被忽视的PUTC占泛热带树木总覆盖率的17.31±1.78%。2015-2022年间,森林地区(63.93%)和非森林地区(36.07%)的树木覆盖共减少了6105±236万公顷。

此外,研究基于敏感性分析,量化了气候因素和人为影响(包括人类活动和土地利用覆盖变化)对树木覆盖动态的贡献。研究发现43.98%的树木覆盖增加与降水增加有关,而56.03%的树木覆盖减少与人为影响有关。该研究结果揭示了树木覆盖的剧烈变化主要发生在有PUTC的地区,并且强调了将未被发现的树木覆盖纳入防治退化、气候变化和促进可持续发展战略的必要性。精细尺度制图可以改善生物地球化学循环建模和植被-气候相互作用,提高对全球变化的理解。

以上相关成果以“Mapping previously undetected trees reveals overlooked changes in pan-tropical tree cover”(绘制以前未被发现的树木地图揭示泛热带树木被忽视的变化)为题于2025年7月1日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊。空天院助理研究员刘时栋为第一作者,中国地质大学(北京)青年教师张婕为共同第一作者,王力和中国地质大学(北京)教授张建军为通讯作者。合作者分别来自法国气候与环境科学实验室、丹麦哥本哈根大学、西班牙CREAF-CSIC-UAB 全球生态学部、德国柏林洪堡大学,以及孟加拉吉大港大学、清华大学和中国地质大学(北京)等国内外研究单位。该研究得到了国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项地球观测组织(GEO)合作项目、国家自然科学基金、博士后科学基金、中国科学院自主部署项目等项目的支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-60662-z


图1  泛热带高分辨率树木覆盖地图


图2  泛热带高分辨率树木覆盖变化地图


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