青藏高原高寒湿地分布广泛，是亚洲水塔中生物多样性最丰富、生产力最高的生态系统之一，同时在水循环、碳循环和生物多样性调节过程中发挥着重要作用，因此研究青藏高原湿地的时空变化规律具有重要的生态环境意义。目前，遥感技术已被应用于大尺度湿地测绘，但对高寒湿地详细分类仍面临诸多挑战。
鉴于此，中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队张国庆等提出了一种基于随机森林模型的湿地制图方法，研究了过去30年（1990~2020年）青藏高原湿地变化（图1）。研究团队利用随机森林模型、Google Earth Engine平台、综合数据集建立了准确的湿地分类模型，除光谱信息和常用的植被和水指数外，还输入了物候特征和植被覆盖度（图2）。通过基于光谱角和欧几里得距离的样本迁移算法，研究团队在有限的训练样本下实现了较高的湿地提取精度。对比验证大量野外无人机高分辨率正射影像分类结果后（图3），该研究完成了1990~2020年青藏高原草本沼泽、洪泛湿地和木本沼泽三类湿地制图，分析了过去30年青藏高原12个流域内三种湿地的面积变化和类型转换（图4）。另外，研究团队还结合气象数据定性分析了湿地变化的原因，为大尺度高寒湿地制图提供了技术框架，为全面了解高寒湿地时空变化特征提供了科学依据。
该研究认为，1990、2000和2020年，草本沼泽、洪泛湿地和木本沼泽湿地的总面积分别为约 8.25×104 km2（占高原面积的2.68%）、6.99×104km2（2.27%）和8.47×104 km2（2.75%）。1990~2000年湿地总面积减少约1.29×104 km2（-15.7%），2000~2020年增加约1.52×104km2（21.7%）。草本沼泽、洪泛湿地面积先减少后增加，木本沼泽则持续增加。高密度湿地主要分布在长江和黄河流域，特别是草本沼泽和洪泛湿地面积占比大于40%，雅鲁藏布江高密度的木本沼泽面积约占40%。湿地类型的转换在各个时期都占比较高，但面积呈逐渐下降的趋势。湿地向非湿地转化的比例减少，湿地内部转化的比例增加。
该项研究成果以“Spatial and Temporal Changes of Wetlands on the Tibetan Plateau Between 1990 and 2020”为题，在国际学术期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》上发表。我所硕士毕业生赵孟杰（目前为意大利Sapienza University of Rome博士生）为论文第一作者，张国庆研究员为通讯作者，该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究和国家自然科学基金委青藏高原地球系统基础科学中心等项目的支持。
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10750156
图1 研究区a. 黑线为青藏高原及流域边界，蓝色三角形是典型的拉姆萨尔湿地位置；b.为子图a.虚线矩形框的放大视图，红色三角形表示无人机野外获取点位数据；c-e.是沼泽、洪泛平原和沼泽湿地的实地照片
图2 湿地分类与面积变化研究技术路线a-d.湿地分类过程；灰色框表示遥感影像、分类特征、多源辅助数据、样本数据集和随机森林分类原理示意图；e-f.分类后处理和验证；g.通过分析面积变化和类型转换来分析湿地面积时空变化
图3 本研究湿地分类图与谷歌地球高清影像、野外实地无人机高分辨率影像和GWL_FCS 湿地产品对比
图中1~12对应于图1中的野外获取的无人机验证点位
图4 三种湿地面积及类型转换
a-l. 分别为1990、2000和2020年青藏高原12个流域三种类型湿地的面积直方图，分别以灰色、红色和蓝色表示草本沼泽、洪泛湿地、木本沼泽；m.是包含及排除水体两种情况下的湿地总面积；n.为1990~2020年间的湿地面积类型转换
