红树林生态系统是固碳速率最高的蓝碳生态系统，并具有防风消浪、促淤护岸、维持生物多样性等重要功能。在中国，约四分之一的红树林位于国家级自然保护。区内红树林逐年空间分布格局及与周边土地覆盖类型转化是评估红树林保护和恢复工作成效、制定蓝碳增汇途径的重要理论基础，可助力碳达峰、碳中和目标实现。光学卫星影像是目前可获取性最强、应用最广泛的遥感数据。然而，利用光学卫星影像进行逐年红树林动态监测研究存在潮汐淹没不确定的挑战。 

　　针对以上困难，中国科学院东北地理所地理景观遥感学科组研究人员，基于28,323景Sentinel-2影像构建了2016-2020年高质量（无云低潮）逐年影像数据集。集成OTSU图像自适应分割阈值算法、随机森林算法（RF）和面向对象方法（OBIA），提出了一种高效、高精度的红树林及其周边土地覆盖类型自动提取方法。基于此方法构建了2016-2020年中国国家级自然保护区内的红树林与其周边土地覆盖类型的逐年空间分布数据集，解析了红树林空间分布格局年际变化及其转化。

　　图1. 研究技术路线图 

　　研究表明，2016-2020年中国红树林国家级自然保护区内红树林面积从5912 ha增加到6128 ha，面积净增长4%。其中湛江红树林国家级自然保护区（ZMNR）红树林面积增加最为剧烈，占研究区内红树林面积净增长的59% （127 ha）。从总体上看，减少的红树林主要转化为养殖池塘和滩涂，其中养殖池侵占197 ha，占红树林转出面积的43%；与此同时，共有159 ha的养殖池塘被恢复为红树林。另外，约40%（182 ha）消失的红树林转化为滩涂，主要发生在北仑河口红树林国家级自然保护区（BNNR，86 ha）和ZMNR（41 ha）；同时，约736 ha的滩涂恢复为红树林，主要发生在ZMNR（401 ha）、米埔红树林国家级自然保护（MMNR，115 ha）和BNNR（97 ha）。此外，研究发现保护区内的互花米草入侵显著，2016-2020年间，互花米草面积净增长达56%。研究结果定量阐明了红树林空间格局动态变化及其转化，为评估红树林保护和恢复工作提供了科学依据。 

　　图2. 2016-2020年中国红树林国家级自然保护区红树林空间格局变化 

　　（A-E：2016-2020年保护区红树林总体变化，a1-f1，a2-f2分别为2016和2020年各保护区内典型红树林变化） 

　　本研究由东北地理所张蓉博士，贾明明副研究员，王宗明研究员，毛德华研究员，任春颖研究员和赵传朋特别研究助理共同完成，发表于中科院一区期刊International Journal of Applied Earth Observations and Geoinformation（IF= 7.672）期刊，得到中国科学院战略性先导科技专项（A 类）（XDA19040500），国家自然科学基金项目（42171372、42171379）和中科院青年创新促进会（2021227）等共同资助。 

　　论文信息如下： 

　　Rong Zhang, Mingming Jia, Zongming Wang, Yaming Zhou, Dehua Mao, Chunying Ren, Chuanpeng Zhao, Xianzhao Liu. Tracking annual dynamics of mangrove forests in mangrove National Nature Reserves of China based on time series Sentinel-2 imagery during 2016–2020. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2022, 112, 102918.  

　　链接：https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.102918