天眼带你看藏羚羊生存环境

天眼带你看藏羚羊生存环境

遥感(Remote Sensing),可直译为“遥远地感知”。

从20 世纪70 年代开始,卫星遥感技术作为一种新的技术手段开始应用于农业、军事、气象、环保等领域。它借助现代化的运载工具和传感器,通过远距离获取目标物体的电磁波特性,经图像预处理、几何纠正、图像增强和镶嵌匀色等加工处理后,揭示地表特征参数的性质及其变化。

与人工地面调查方式相比,卫星遥感技术可避免人为主观因素,测量结果准确、信息处理效率大大提升,并能实现动态即时、多尺度、多方式和全方位的监测。随着遥感技术的不断发展,越来越多的卫星影像数据可以公开获取,遥感领域也已进入大数据时代。

随着基于云计算的地理信息处理平台Google Earth Engine(GEE)的发展,海量遥感数据的免费快速处理成为可能。GEE平台存储了公开可用的全球尺度上的近40 年遥感影像,用户可以免费获取存档数据,并在云端完成定制化数据处理。欧美学者较早将GEE平台应用于森林监测、农作物识别等研究,相比之下国内的相关研究相对滞后。

中国科学院空天信息创新研究院研究员牛铮团队在国内率先开展GEE在生态环境监测的应用研究。近期,该团队基于GEE平台利用遥感影像监测了青藏高原藏羚羊生存环境。

科研人员发现,尽管上世纪90年代以来,在严格的保护措施下,青藏高原藏羚羊个体数量已显著恢复到2016年的20万只以上,但是藏羚羊仍面临着由气候变化导致的生存威胁。可可西里地区卓乃湖流域生态环境变化对于藏羚羊种群繁衍至关重要,因为每年夏天有上万只藏羚羊跋涉数百公里前往卓乃湖产仔,卓乃湖流域也因此被称为整个青藏高原藏羚羊的核心“大产房”。

但是,受青藏高原气候暖湿化影响,近半世纪以来可可西里地区降水持续增加,同时卓乃湖在经历了2011年8月强降雨过程后水位快速上升,于9月中旬发生了大溃堤,引发洪水灾害,湖水大量外溢。由洪水冲刷形成的新河床阻断了三江源地区藏羚羊前往卓乃湖南岸产羔的迁徙路径。

该团队长期关注青藏高原野生动物保护。他们利用GEE云平台,对卓乃湖溃堤前后(2008-2014年)每年6-7月30米分辨率美国陆地卫星(Landsat TM/ETM+/OLI)影像进行收集并处理,分析了卓乃湖溃堤前后水体面积变化。

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卓乃湖溃堤前(2008-2011年)和溃堤后(2012-2014年)Landsat卫星合成影像对比

遥感解译结果显示,溃堤后,湖水面积减少40%以上。卓乃湖湖岸线大幅退缩,土地沙化严重,直接导致藏羚羊生存环境恶化,同时饮水距离增加。该研究进一步结合同时期藏羚羊活动点数据,直观地显示了卓乃湖溃堤对于藏羚羊种群活动的影响。据研究人员介绍,卓乃湖溃堤后,有部分藏羚羊开始转向卓乃湖下游的库赛湖周边产仔。根据现有的相关研究,迁徙路径和产仔地的改变很可能对藏羚羊种群繁衍产生不利影响。此外,卓乃湖溃堤后,大量湖水汇入位于下游的海丁诺尔湖和盐湖。有学者预测,盐湖会在未来的1-2年发生湖水外溢,其高浓度盐分的湖水可能会进一步破坏可可西里地区藏羚羊赖以生存的草地生态系统。

该研究是地球大数据在动物保护和生态环境监测领域的典型应用,研究成果可以有效服务于科学决策。

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