渭干河流域植被覆盖时空变化特征研究

【前言】渭干河流域植被覆盖时空变化特征研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。陆地表面分布着由许多植物组成的各种植物群落，如森林、草原、灌丛、荒漠、草甸、沼泽等，总称为该地区的植被。近几十年来，由于全球气候变化和人类活动的影响，不同区域的植被均发生了相应的变化。植被覆盖变化是生态环境变化的直接结果，它在很大程度上代表了生态环...

摘 要：植被是联结土壤、大气和水分等要素的自然纽带，更是自然生态系统中最活跃的因子，植被变化可用来揭示环境的演化，并且能在全球变化研究中起到“指示器”的作用。本研究利用遥感影像获取NDVI数据，借助遥感与GIS等现代手段，运用多种方法对渭干河流域1989-2007年植被覆盖变化特征和发展趋势进行了定量研究，最终得出渭干河流域植被覆盖时空变化规律。

关键词：植被覆盖 NDVI 时空变化 渭干河流域

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0222-04

Abstract：Vegetation is join ties of natural elements such as soil，air and water，is the most active factor of natural ecosystems，vegetation can be used to reveal the evolution of environment，and is able to play in the global change research “indicators”.The study of NDVI data obtained using remote sensing image，with the help of remote sensing and GIS， and other modern means，using various methods on the 1989-2007 area of weigan River basin vegetation change characteristics and development trends of quantitative research，came to the vegetation covers spatial and temporal changes of weigan River basin.

key words：Vegetation Cover；NDVI；Spatio-temporal Variation；Weigan River Basin

陆地表面分布着由许多植物组成的各种植物群落，如森林、草原、灌丛、荒漠、草甸、沼泽等，总称为该地区的植被。近几十年来，由于全球气候变化和人类活动的影响，不同区域的植被均发生了相应的变化。植被覆盖变化是生态环境变化的直接结果，它在很大程度上代表了生态环境总体状况[1]。遥感作为一种重要的对地观测技术，具有多时相、多光谱、周期性观测、经济成本低等优势。遥感技术和GIS在监测和模拟陆地表面条件及其变化上得到广泛应用，已经成为植被景观及其变化分析的基本手段[2]。

多年来，国内外学者利用NDVI数据在各种不同空间尺度上对植被覆盖变化进行了深入研究[3-6]，这些研究促进了遥感技术在植被生态领域中的应用。李秀花等利用GIMMS NDVI数据，发现我国西北地区NDVI呈现上升趋势，其中北疆地区1991―2001年比1981―1990年的NDVI均值增加了2.48%，南疆地区增幅为8.95%[7]。近年来研究表明，新疆植被总体呈现增加趋势且具有的明显空间差异性[8]，在全国来说是植被改善程度较大的地区[9，10]。本文通过对1989、2001和2007三年的遥感影像进行解译，利用NDVI数据、土地利用矢量数据和研究区近几十年的气温和降水数据，结合遥感与GIS等现代手段综合定量的分析了新疆渭干河流域1989―2007年植被覆盖的年际动态变化规律和趋势，并分析其植被覆盖变化的主要影响因素。这对解析引起变化的因素及预测植被的演化方向有着重要意义，同时为今后生态环境建设和相关科学研究提供有力支持。

1 研究区概况

渭干河流域位于天山南坡与塔里木盆地北缘之间，介于北纬39°30′N～42°40′N，

东经81°27′E～84°07′E。该地区在行政上隶属阿克苏地区管辖，主要包括三个县，即新和县、沙雅县和库车县，东接轮台县，西邻阿克苏、温宿两县。该地区南隔塔克拉玛干大沙漠与和田地区遥望，北以天山主脉与和静县分界，西北与拜城县接壤，在历史上即为富庶之地，是古丝绸之路上东西方文化交流的重要通道。

渭干河―库车河三角洲位于塔里木河冲积平原西部，包括渭干河冲积平原（库车部分）和库车河冲积平原。它是渭干河和库车河水系，携带天山南麓的冲积、洪积物，逐渐沉积形成的绿洲。渭干河―库车河三角洲绿洲属于大陆性温暖带干旱气候，在气候上表现为热量丰富，气候干燥，光照充足而降水稀少，夏季干热，冬季干冷，气温年较差大，风多沙大的特点。其年太阳总辐射量高于我国同纬度的华北、东北地区，属于干旱与极端干旱地区。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

本文采用研究区1989年9月25日的TM数据、2001年8月1日的ETM+数据以及2007年9月15日的ALOS数据作为主要的遥感监测数据。本研究选用资料时间跨度较长，能真实地反映渭干河流域植被覆盖的动态变化。首先对1989年、2001年及2007年三幅遥感影像进行几何校正并去除噪声，由遥感图像处理软件ENVI 4.5来实现。再通过不同的方法对数据进行处理分析，得出变化规律。

2.2 主要研究方法

2.2.1 归一化植被指数

归一化植被指数（NDVI）是反映植被所吸收的光合有效辐射比例的一个重要指数，由于NDVI对植被的生长势和生长量非常敏感，可以很好地反映地表植被的繁茂程度，常用来描述植被生长状况。其中，NIR为近红外波段反射值，如Landsat中TM4或MSS7；R为红光波段反射值，如Landsat中TM3或MSS5。同时-1≤NDVI≤1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大。

4 结语

20世纪90年代以来，全球变化研究开始受到人类的广泛关注，其主要目的是探讨人类活动引起的全球变化对陆地生态系统与人类生存环境的作用及其响应。本文利用多种方法对遥感影像数据分析处理，拟得出渭干河流域植被覆盖的时空变化规律，并分析了气候变化和人类活动对植被及其变化的影响。结果表明：（1）渭干河流域在1989―2007年植被覆盖呈微弱上升趋势，与我国其它地区一致，但增长速率大小不一样，其NDVI年均值约为0.1452，NDVI年均增长约率为0.21%；（2）渭干河流域植被覆盖存在明显的空间差异，北部、中部及南部部分地区NDVI较大，不同的植被覆盖类型表现为不同的变化趋势，其中耕地占土地利用的比重明显增加；（3）渭干河流域植被覆盖时空变化即受到自然环境的影响，也与人类活动密切相关。

通过分析可知，渭干河流域植被覆盖总体趋于增加，绿洲面积呈增长趋势尤其是耕地面积明显增大，植被及其变化与人口分布密度高度相关。总而言之，在气候变化和人类活动的双重影响下，渭干河流域整体环境正在向有利的方向发展。

参考文献

[1] 信忠保，许炯心，郑伟.气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响[J].中国科学（D辑）：地球科学，2007，37（11）：1504-1514.

[2] Xiao D N，Li X Z.Development and prospect of contemporary landscapeecology[J].Scientia Geographica Sinica，1997，17（4）：356-364.

[3] 陈云浩，李晓兵，陈晋，等.1983-1992年中国陆地植被NDVI演变特征的变化矢量分析[J].遥感学报，2002，6（1）：12-19.

[4] 师庆东，肖继东，潘晓玲，等.近20a 来新疆植被覆盖变化特征研究[J].干旱区研究，2004，21（4）：389-394.

[5] 陈晋，陈云浩，何春阳，等.基于土地覆盖分类的植被覆盖率估算亚像元模型与应用[J].遥感学报，2001，5（6）：416-423.

[6] 杨胜天，刘昌明，孙睿.近20年来黄河流域植被覆盖变化分析[J].地理学报，2002，57（6）：679-684.

[7] 李秀花，师庆东，常顺利，等.1982―2001年中国西北干旱区NDVI变化分析[J].干旱区地理，2008，31（6）：940-944.

[8] 王桂钢，周可法，孙莉，等.近10a新疆地区植被动态与R/S分析[J].遥感技术与应用，2010，25（1）：84-90.

[9] Salim H A，C Xiaoling，G Jianya，etal.Analysis ofChina vegetation dynamics using NOAAAVHRR data from 1982 to 2001[J].Geo-spatial Information Science，2009，12（2）： 146-153.

[10] 韩秀珍，李三妹，罗敬宁，等.近20年中国植被时空变化研究[J].干旱区研究， 2008，25（6）：753-759.

[11] 李艳清.西辽河流域植被覆盖的时空变化研究[D].东北师范大学硕士学位论文，2008.

[12] 李英年，王启基，赵新金，等.气候变暖对高寒草甸气候生产潜力的影响[J].草地学报，2000，8（1）：23-29.