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        中国科学院东北地理与农业生态研究所,是中国科学院设在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,于2002年由原中国科学院长春地...
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      现任领导
      • 姜明

        所长

      • 王宗明

        党委书记
        副所长

      • 项尚

        纪委书记

      • 李向楠

        副所长

      • 李禄军

        副所长

      所长致辞
        中国科学院东北地理与农业生态研究所于2002年3月经中国科学院批准,由成立于1958年的中国科学院长春地理研究所和成立于1978年的中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成,是中国科学院设立在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,2002进入中国科学院知识创新工程序列...
  • 机构设置
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    • 概况
        东北地理所现有各类职工500余人,80%以上具有研究生学历。历年入选中国工程院院士1人,双聘院士7人,国家百千万、杰青、优青等国家级人才计划10余人,院级人才计划30余人。国家“973计划”、国家重点研发计划、国家科技基础性工作专项、科技基础资源调查专项、国家科技支撑计划等项目首席科学家10余人,国务院政府特殊津贴获得者60余人。
      • 院士
      • 国家基金委人才
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      • 部委人才
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      • 特别研究助理
  • 科研成果
    • 概要
        60年的耕耘,东北地理所取得了累累的科研硕果。创建了我国湿地学科理论体系,揭示我国湿地形成与发育规律、土壤关键过程与生态功能,研发退化沼泽近自然综合恢复关键技术、湿地植被快速恢复技术和湿地苇-蟹/鱼-稻复合生态模式。阐明了黑土演化过程与驱动机制,揭示了黑土退化特征和肥力调控机理,研发了黑土地肥沃耕层构建关键技术、作物高光效新型种植模式、侵蚀黑土综合防治技术、合作研发了“梨树模式”等黑土保护与利用关键核心技术,支撑“黑土粮仓”科技会战。首次克隆了控制大豆开花期的最大位点基因E1以及控制大豆长青春期性状的经典基因J,在国际上率先建立大豆分子设计育种理论体系和最大容量的大豆突变体库;研发和...
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    • 院地合作
      • 吉林省水文水资源局一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 中铁十四局集团到东北地理所开展专题调研
      • 第十届全国玉米育种大会暨中科玉科企联合体年度工作会议在海南乐东县成功召开
      • 黑龙江三江国家级自然保护区管理局党组书记、局长于小东一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 兴安盟行政公署副盟长何伟利一行调研东北地理所
      • 东北地理所与吉林省松原市长岭县签署战略合作协议
      国际交流
      • 美国加州大学戴维斯分校William R. Horwath教授来东北地理所访问交流
      • 姜明参加地球观测组织(GEO)2023年会议周及部长级峰会
      • 中国科学院国际杰出学者Damià Barceló教授访问东北地理所
      • 姜明率团访问俄罗斯远东地区科研机构
      • 俄罗斯联邦科学水稻中心一行到东北地理所开展合作交流
      • 中美土壤学会“快速进化中的黑土地科学”研讨会在长春顺利召开
  • 研究生教育
    • 概况
        东北地理所是1978年恢复学位制度后,第一批硕士学位授予单位。现有环境科学与工程、地理学、生态学和农业资源与环境四个一级学科博士后流动站...
      • 导师介绍

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      • 童心探科学 筑梦新时代
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      • 东北地理所举办第十八届公众科学日系列科普活动
      • 东北地理所举办中科院第四届科学节活动
      • 东北地理所举行中科院第十七届公众科学日活动
      科普文章
      • 【科学大院】达尔文眼中“人类最值得信赖的朋友”,现在的处境有多危险?
      • 【科学大院】2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是……
      • 【科学大院】灌木“步步入侵”,草原“何去何从”
      • 【中科院之声】野火对于野草,是敌是友?
      • 【科学大院】亮如白昼的夜里,有些植物处境艰
      • 【科学大院】如何保护黑土?有一个“偷懒”的办法
      科普图片/视频
      • 【哔哩哔哩直播2023中科院跨年演讲】邹文秀:“龙江模式”——保护黑土地 共筑大粮仓
      • 关义新-“用好养好”东北黑土
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    • 工作信息

      相关规定

      • 信息公开规定
      • 信息公开指南
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      • 2019年度信息公开工作报告
      • 2018年度信息公开工作报告

      组织机构

      • 工作机构
      • 监督机构
      主动公开

      基本信息

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科研动态

东北地理所研发红树林植被指数并有效监测淹没红树林

来源:地理景观遥感学科组

来源:地理景观遥感学科组   |  发布时间:2019-09-29   |  【 大  中  小 】

  准确的红树林分布制图是研究红树林湿地生态功能和价值、解析红树林湿地对气候变化和人类活动响应的基础,也是实现红树林湿地保育和有效管理的重要依据。由于红树林生长于海岸潮间带滩涂上,环境复杂、可达性差,遥感解译是红树林调查的重要手段。然而,周期性的潮水淹没以及滨海地区多云的天气条件给红树林遥感解译带来很多不确定性。为解决这一长期困扰红树林乃至滨海湿地遥感研究的问题,中科院东北地理所地理景观遥感学科组的研究人员基于红边波段建立了一种新的植被指数,为红树林以及潮间带湿地植被精准制图奠定了理论和技术基础。

  研究人员以广西珍珠港为实验区,测量了被海水淹没的红树林冠层在哨兵2号卫星图像中的光谱反射曲线。发现在红边波段,淹没红树林像元的反射率与纯水面像元的反射率具有较大的差距,如图1所示。为提取和放大这种差距,研究人员研发构建了红树林植被指数(MFI)。MFI的定义为:各个红边波段反射率到基线的距离之和,其中基线指的是红波段和短波近红外波段反射率的连线,指数原理如2所示,公式如(1)(2)。

图1. 不同潮汐状态下红树林反射率曲线(EMF代表浮于水面的纯红树林像元,SMF代表淹没红树林像元,WB代表纯水体像元)

图2.红树林指数(MFI)建立原理(SMF代表淹没红树林,WB代表水体)

  MFI =[〖(ρ〗_λ1-ρ_(Bλ1)+) 〖(ρ〗_λ2-ρ_(Bλ2)+) 〖(ρ〗_λ3-ρ_(Bλ3)+) 〖(ρ〗_λ4-ρ_Bλ4)]/4 (1)

  ρ_Bλi= ρ_2190+(ρ_(665-) ρ_2190 )×(2190-λi)/(2190-665) (2)

  为定量评估MFI对淹没红树林的敏感性,研究人员将MFI与当前常用的植被指数NDVI、LSWI、MNDWI及相似植被指数FAI进行了定量比较,发现MFI可以显著增加淹没红树林像元与水体像元的距离(图3),达到将淹没红树林像元准确提取出来的目的。基于以上结果,研究人员应用MFI,对世界范围内3个典型区(中国珍珠港、印度孙德尔本和巴西亚马逊)的红树林进行提取,发现MFI在实际应用中可以将99%到102%的淹没红树林像元提取出来。理论和实践两方面均证明,MFI可以有效地提取淹没红树林像元,降低在遥感解译过程中潮汐淹没带来的误差。但是受到局地海水能见度、淹没深度等多变环境条件的影响,MFI仍有一些不确定性,需在未来的研究中加以改进。

图3. 不同植被指数中淹没红树林像元与水体像元值分布箱形图

  本研究首次发现淹没植被在哨兵数据的红边波段仍存在较强的反射,利用这一特征建立了淹没红树林指数(MFI)。以往的潮汐修正方法均需要2幅甚至多幅不同潮汐状态的影像,然而滨海地区特殊的天气条件使得获取时间相近的高质量卫星影像存在困难。MFI指数的优势在于:只需一幅质量较高的影像,无论影像获取时当地潮汐状态如何,都可以达到提取所有红树林的目的。该指数不仅适用于红树林生态系统的精准遥感研究,对于其它潮间带湿地植被、以及常年处于浮水和沉水状态的湿地植被遥感研究也有重要的借鉴价值。

  该研究由东北地理所贾明明副研究员、王宗明研究员、毛德华副研究员、武汉大学王超副教授、香港中文大学、中国科学院国家天文台张渊智教授共同完成,发表于Remote Sensing期刊,得到国家科技基础资源调查专项课题(2017FY100706)、国家自然科学基金青年基金(41601470)和中国科学院青年创新促进会人才项目(2017277,2012178)等共同资助。论文信息如下:

  Jia, M., Wang, Z.*, Wang, C, Mao, D., Zhang, Y.*, 2019. A new vegetation index to detect periodically submerged mangrove forest using single-tide Sentinel-2 imagery. Remote Sensing, 11, 2043, doi:10.3390/rs11172043.


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