三江平原沼泽湿地“水位-历时”阈值反演与边界界定研究

Taking the swamp in Sanjiang Plain as its case study, based on the wetland delineation, and having integrated the wetland boundary elevation with the wetland stage-duration curve, the 'stage-duration' thresholds was inverted, and the theory and method for wetland 'stage-duration' threshold research was constructed, and the 'stage-duration' thresholds of the swamp in Sanjiang Plain was made clear.Combining the inverted 'stage-duration' threshold with the stage-duration curve, or directly based on the water level of wetlands, the mechanism model of wetland boundary remote sensing monitoring was constructed, and the 'boundary standard of wetland image', which can be applied to the remote sensing investigation of the swamp resources in Sanjiang Plain, was deduced, thus provinding scientific and reliable boundary standards for remote sensing investigation of wetland resources, also making the region investigation faster and more accurate.In this project , the Honghe Farm in Tongjiang City was chosen as case study to carry out the wetland resource investigation and error test using the 'wetland boundary standard in image'. The construction of the method and theory concerning 'stage-duration' research and the mechanism model of remote sensing monitoring on the wetland boundary can guide the research of 'stage-duration' threshold and of the 'wetland boundary standard in image' in other physical geographical regions and different kinds of wetlands theoretically and methodically.

本项目以三江平原沼泽湿地为研究对象，基于湿地边界界定，将湿地边界高程与湿地水位-历时曲线相结合，从湿地边界高程反演出湿地边界处的"淹水历时"，构建了湿地"水位-历时"阈值研究的理论和方法，弄清楚了三江平原沼泽湿地形成的"水位-历时"阈值。将反演出的湿地边界处的"淹水历时"与湿地水位历时曲线相结合，或者直接基于湿地水位面高程，构建湿地边界遥感监测的机理模型，推演出可用于三江平原沼泽湿地资源遥感调查的"湿地影像边界标准"，使湿地资源遥感调查有了科学可靠的边界标准，也使得区域湿地资源遥感调查更快捷、调查结果更为科学准确。本项目还以同江市洪河农场为例，利用"湿地影像边界标准"进行湿地资源遥感调查和精度检验。湿地"水位-历时"研究的理论和方法的构建以及湿地边界遥感监测机理模型的构建，为其它自然地理区、其它类型湿地的"水位-历时"阈值的研究和"湿地影像边界标准"的研究提供了理论和方法指导。

形成湿地的“水位-历时”问题是湿地科学的基础性理论问题和前沿领域，湿地资源调查中“影像边界标准”的确定是湿地遥感迫切需要解决的理论问题。.本项目在理论研究方面，科学地将逻辑学关于定义研究的理论和方法引入到湿地定义研究中来，在国内外第一次给出了科学的湿地定义。湿地定义研究的结果表明，形成湿地的水文条件是湿地应满足一定的“水位－历时”阈值，湿地的“水位－历时”阈值也是湿地边界界定的标准。通过对形成湿地“水位-历时”阈值的理论研究，构建了湿地“水位-历时-频率”阈值确定的理论和方法，为“淹水多深、淹水时间多长才能形成湿地？”问题的解决提供了科学的理论和方法，也为不同湿地土壤类型和不同湿地植被类型的“水位-历时”阈值的研究提供了科学的理论和方法。通过湿地边界遥感的机理模型的构建，为湿地植被“影像边界标准”的确定奠定了理论基础。.在实证研究方面，借助于面向对象的影像分析技术和机器学习算法，整合雷达后向散射强度影像和多光谱遥感影像，界定了洪河自然保护区的湿地植被边界，并探究了基于雷达干涉测量技术提取沼泽湿地DEM。在此基础上按本项目构建的“水位-历时”阈值研究的理论和方法反演了洪河保护区湿地植被形成的“水位-历时”阈值，利用湿地边界遥感的机理模型确定了三江平原沼泽湿地植被调查的影像边界标准。.至2016年12月底，已发表SCI论文3篇，EI论文3篇，CSCD论文3篇，另有被《Scientific Reports》杂志接收论文1篇，《生态学报》接收论文1篇，还有多篇论文在投稿中，已基本完成论文的数量要求。专著《湿地：定义与边界》也正在撰写中。.项目执行期间培养博士研究生1名，硕士生1名，项目组成员参加国内学术会议交流十余人次.按照本项目任务书的要求及年度研究计划，除了实证研究中洪河保护区湿地土壤边界界定和形成湿地土壤的“水位-历时”阈值还有待完成外，项目任务书的其它目标均已基本完成。