综述：遥感视角下量化海岸带土地利用与覆被变化对生态系统碳储量的动态影响

这篇综述创新性地结合Landsat时序数据与InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型，构建了海岸带生态系统碳储量评估框架。研究揭示了杭州湾近40年碳储量从108.15 Mt降至82.47 Mt的时空演变规律，指出建设用地扩张与植被减少是主要驱动因素，为区域"双碳"目标实现提供了重要数据支撑。

　　

引言

全球气候变化已成为威胁可持续发展的核心挑战，而陆地生态系统碳储存作为缓解温室气体浓度上升的关键途径，在维持全球碳平衡中扮演重要角色。海岸带作为人类活动与自然过程强烈交互的地带，其频繁变化的土地利用/覆被类型(LUCC)通过直接改变植被覆盖和土壤有机质含量，间接影响生态系统生产力与碳平衡。然而，受潮汐淹没周期性和景观破碎化影响，海岸带碳储量精准评估始终面临挑战。

研究区域与数据

杭州湾作为中国典型的喇叭形强潮河口，地处长三角城市群核心区，兼具丰富的湿地资源与高强度人类开发活动特征。研究采用GEE（Google Earth Engine）平台集成的Landsat 5/8/9地表反射率数据（1985-2023年），通过中值合成算法消除潮汐边界波动干扰。碳密度参数整合了NASA全球生物量数据集与中国陆地生态系统碳密度数据集，并基于实地调查进行本地化校准。

方法论创新

研究构建了"多特征融合-机器学习分类-碳储量建模"的技术路线：

1. 特征优化：融合光谱（NDVI、MNDWI等14项）、纹理（灰度共生矩阵9项）、温度（LST）、地形（DEM）等30维特征，采用递归特征消除筛选最优组合；
2. 分类模型：随机森林算法（numberOfTrees=500）实现94%以上分类精度，Kappa系数>0.93；
3. 碳储量评估：基于InVEST 3.14.0碳模块，计算植被地上生物量(C_above
   )、地下根系(C_below
   )、土壤有机碳(C_soil
   )和凋落物(C_dead
   )四库碳储量。

关键发现

时空演变规律：

• 建设用地面积激增592.95%，年均扩张56.22 km²
  ，主要侵占耕地（1785.04 km²
  ）；
• 碳储量呈加速下降趋势：1985年（108.15 Mt）→2023年（82.47 Mt），2010-2015年降幅最大（-7.08 Mt）；
• 空间异质性显著：南部森林带（海宁-海盐交界）碳密度最高（3330.27 t/km²
  ），城市化区域（上海浦东、绍兴柯桥）形成碳汇洼地。

碳库贡献解析：

• 耕地碳库占比从64.42%降至56.43%，但仍是最大碳库；
• 林地碳储量虽减少9.31%，其单位面积碳密度保持绝对优势；
• 裸地因开发扰动呈现剧烈波动（+121.38%），潮间带碳库保持稳定（±2%）。

讨论与展望

研究验证了遥感与生态模型联用评估海岸带碳储量的可行性，但存在三方面局限：Landsat混合像元效应、碳密度参数时空代表性不足、InVEST对生态过程简化。未来可结合Sentinel-2等高分辨率数据，耦合过程模型（如DNDC）揭示碳循环机理，为海岸带"蓝碳"保护提供更精准的科学依据。