近日，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究員王樹(shù)東團(tuán)隊(duì)等，在干旱半干旱流域飼草種植發(fā)展?jié)摿υu(píng)估方面取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)提出了一套人工智能與遙感融合一體化技術(shù)，在我國(guó)北方干旱半干旱流域，特別是黃河中游典型區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了公里尺度最優(yōu)飼草帶精準(zhǔn)識(shí)別。這一成果為落實(shí)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展、國(guó)家糧草安全提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐與可操作的決策工具。

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了跨層級(jí)、跨數(shù)據(jù)源的融合技術(shù)框架，整合了衛(wèi)星遙感觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、生態(tài)水文過(guò)程模型模擬結(jié)果和地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，降低了對(duì)高密度地面采樣點(diǎn)的依賴(lài)性。團(tuán)隊(duì)以多源衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合水量平衡與作物生長(zhǎng)機(jī)理模型生成高質(zhì)量訓(xùn)練樣本，運(yùn)用集成學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法，準(zhǔn)確反演關(guān)鍵生產(chǎn)要素如灌溉用水量、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳的空間分布，反演精度可達(dá)90%以上；同時(shí)引入分布對(duì)齊與分位映射等技術(shù)，消除了43%的區(qū)域偏差，最優(yōu)飼草帶區(qū)域位置準(zhǔn)確度達(dá)85%以上。

區(qū)別于傳統(tǒng)評(píng)估側(cè)重單一產(chǎn)量或生態(tài)指標(biāo)的做法，此次研究將飼草種植決策表述為追求“水資源消耗、土壤固碳效益、飼草產(chǎn)能產(chǎn)出”三維協(xié)同最優(yōu)的空間優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)將生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)收益與用水成本放在同一把尺子上衡量，并直觀(guān)顯示為“一張圖”，使管理者一眼就能看到哪些地塊最值得優(yōu)先種植飼草、投入產(chǎn)出比如何，從而更科學(xué)地安排人力物力與資金。

這一研究為我國(guó)北方干旱半干旱流域的生態(tài)修復(fù)、水資源高效利用，提供了一套可復(fù)制、成本效益高的先進(jìn)量化工具，有望實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)步恢復(fù)與區(qū)域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展雙贏目標(biāo)。同時(shí)，該技術(shù)框架具備向內(nèi)蒙古-寧夏生態(tài)過(guò)渡帶、河西走廊-塔里木盆地綠洲邊緣等典型干旱區(qū)推廣的潛力，也對(duì)全球其他干旱半干旱區(qū)域具有參考價(jià)值。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《水研究》（Water Research）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

論文鏈接：https://authors.elsevier.com/c/1lpdX_~nJAoIM