湿地是具有独特功能的生态系统，提供多种重要的生态系统服务。然而，气候变化和人类活动已造成湿地严重损失和退化，迫切需要对湿地进行科学规划、有效管理和适当恢复
湿地是具有独特功能的生态系统，提供多种重要的生态系统服务。然而，气候变化和人类活动已造成湿地严重损失和退化，迫切需要对湿地进行科学规划、有效管理和适当恢复。潜在湿地是指湿地的潜在分布范围，开展潜在湿地分布模拟不仅能够为中国乃至全球湿地资源保护、管理和修复提供重要的科学基础，也能为大尺度遥感湿地制图提供重要的参考依据。
东北地理所湿地遥感、地理景观遥感研究团队从湿地定义和湿地形成发育角度出发，筛选并构建了涵盖水文、土壤、植被和地形四方面因子、由30个指标组成的潜在湿地分布模拟指标体系，并基于47093个湿地分布样本点，对比分析了随机森林(Random forest)、支持向量机 (Support vector machine)、极端梯度提升(XGBoost)三种机器学习算法，完成了中国潜在湿地分布概率制图，进一步依据最优模型结果，解析了中国潜在湿地分布的空间特征。
研究结果表明：基于RF算法的潜在湿地分布模拟模型精度最高(AUC=0.851)。中国潜在湿地面积共有33.27万平方公里，其中东北地区、青藏高原、内蒙古-新疆高原、云贵高原、长江中下游、黄河中下游和东南-华南地区的潜在湿地面积占比依次为39.0%、31.9%、17.6%、4.5%、3.5%、2.5%和1.1%(图1)。基于本研究中国潜在湿地分布数据与中国土地覆被数据(ChinaCover)的叠加分析显示：湿地恢复的潜在区域(除基础设施等人为占用面积)主要集中在退耕还湿方向，中国退耕还湿适宜面积为3.28万平方公里(图2)。本研究结果可为国家和区域尺度湿地恢复规划提供重要的科学基础，为客观认识我国湿地资源潜力、保护与合理利用湿地提供数据支撑和思路借鉴。
图1 中国潜在湿地分布空间格局
图2 中国湿地恢复适宜区空间分布
该研究成果近期发表在国际重要期刊《International Journal of Digital Earth》(中科院1区，IF=5.1)。研究由东北地理所相恒星特别研究助理(第一作者)、毛德华研究员(通讯作者)、王宗明研究员等共同完成。该研究得到吉林省自然科学基金自由探索项目(YDZJ202301ZYTS218)、国家自然科学基金(42301430)、中国科学院青年创新促进会会员项目(2017277、2021227)和国际湿地研究联盟项目等共同资助(ANSO-PA-2020-14)。
论文信息：Hengxing Xiang, Yanbiao Xi, Dehua Mao*, Tianyuan Xu, Ming Wang, Fudong Yu, Kaidong Feng, Zongming Wang, 2023. Modeling potential wetland distributions in China based on geographic big data and machine learning algorithms. International Journal of Digital Earth, 16(1): 3706-3724.
链接：
https://doi.org/10.1080/17538947.2023.2256723
东北地理所在中国潜在湿地分布模拟研究中取得进展--中国科学院东北地理与农业生态研究所 (cas.cn)
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