易 霞

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

泸州市纳溪区植被覆盖度变化研究

易 霞

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

以TM遥感影像为数据源，利用RS及GIS技术，提取并分析2001-2010年泸州市纳溪区植被覆盖度及其时空变化特征。研究结果表明，研究区植被覆盖度总体呈增长状态，整体植被覆盖情况较好，裸地及低覆盖度区域所占面积远远小于中高覆盖度区域所占面积。

植被覆盖度;变化研究

引言

植被覆盖度反映了植被的茂密或者稀疏程度，对截流降雨调节径流量、改善森林气候、水土资源保持、防尘治沙等保持生态环境平衡功能具有重要意义[1-2]。如何利用现有资料估算植被覆盖度已经成为建立全球区域气候、生态模型的基础工作之一[3]。随着遥感技术的逐步发展，其不可比拟的时效性、大面积的同步观测性、数据的综合性和可比性及经济性可为大面积的获取植被覆盖信息提供了一个全新的高效的发展方向[4]。

一、研究方法

(一)研究区概况及数据来源

纳溪区隶属于四川省泸州市，是泸州主城三区之一，位于四川盆地南部，长江之南，永宁河下游两岸，区域面积达到了1150.6平方千米。纳溪区的气候属于亚热带湿润性季风气候，该研究区降水充裕、气候温和并且四季分明。其次纳溪区拥有丰富的竹木资源，树木种类多样既有杉木林和速生丰产林基地，也有各种珍贵稀少树种。纳溪杂竹蓄存量达到百万吨，为四川重点造纸原料基地县之一。

本文选取美国Landsat卫星2001年8月的TM及2011年8月的ETM遥感影像数据；数字高程模型(DEM)选取ASTER GDEMV2卫星提供的30M*30M空间分辨率数字高程数据；其他非遥感数据包括了由遥感影像提取的土地利用分类图、研究区域的1:5万地形图以及该区域各类经济统计数据资料等。

(二)信息提取

1.植被覆盖度信息提取

目前，应用最广泛的估算植被覆盖度模型是基于归一化植被指数像元二分模型，原理是假设一个像元的地表由有植被覆盖部分与无植被覆盖部分即土壤组成，而传感器所观测到的光谱信息(S)正是由绿色植被成分所贡献的信息()和土壤成分所贡献的信息()这两部分线性加权而形成，植被因子与土壤因子的权重是各自的面积在像元中所占的比率，而植被覆盖度()恰恰可以看成是植被的权重。将S线性分解为和两部分：

(1)

若一个由植被和土壤组成的混合像元中的植被覆盖面积比例为，即植被覆盖度；而土壤覆盖的面积比例则为1-。如果由一个全部被植被覆盖的纯像元所得到的遥感信息为，而混合像元中的植被所贡献的信息则可以表示为与的乘积，即

(2)

同理，如果由一个全部被裸土覆盖的纯像元所得到的遥感信息为，而混合像元中的裸土所贡献的信息则可以表示为与1-的乘积，即

(3)

将公式(4)(5)带入公式(3)，可得到

(4)

对公式(6)进行变换则可以得到估算植被覆盖度的公式

(5)

其中与是像元二分模型的参数，只要知道这两个参数则可以根据公式来计算植被覆盖度。

(6)

其中，为裸土或无植被覆盖的像元的NDVI值，为高覆盖或完全被植被覆盖的像元的NDVI值。

2.值的确定

依据相关研究表明，和取值为确定置信度的置信区间的最大值和最小值，而置信度是根据遥感影像的实际状况来确定。由于各种辅助数据及实验条件的限制，决定利用土地利用分类图分别求解不同土地利用类型内的NDVI的最小值与最大值以此来作为与的取值，因而可以得到两个有关于与的影像参数文件。

(三)植被覆盖度变化度提取

植被覆盖度变化指在一段时间内，研究区域的植被覆盖度发生变化(如增长、下降及稳定)的特征。本文以ENVI5.1为研究平台，将两期处理得到的植被覆盖度结果带入进行波道运算即可。根据植被覆盖度变化分级标准，将植被覆盖度变化率分为7个区间，分别是：严重退化(-100% ～ -30%)、退化(-30% ～ -15%)、轻微退化(-15% ～ -5%)、稳定(-5% ～ 5%)、轻微恢复(5% ～ 15%)、恢复(15% ～ 30%)、完全恢复(100% ～ 30%)。

二、结果分析

(一)植被覆盖度时空特征分析

分析结果可知，Ⅰ级植被覆盖度区域主要集中在纳溪区中部东东南部及南部个别区域；Ⅱ级植被覆盖度区域主要集中在纳溪区中部西部及南部个别区域；Ⅲ级植被覆盖度区域主要集中在纳溪区南部及北部；Ⅳ级、Ⅴ级植被覆盖度区域主要集中在纳西区域西北部个别城镇区域及水域。2001年-2011年纳溪区域整体植被覆盖情况优良，2001年平均植被覆盖度约为0.496，而2011年平均植被覆盖度约为0.545，较2001年增长了0.049，植被覆盖情况整体呈现稳定增长状态。2001年-2011年期间，Ⅰ级、Ⅱ级中高植被覆盖度所占研究区面积均有大约5%的增长状态；而Ⅳ级低覆盖区所占研究区面积减少了约4.8%，低覆盖区主要集中在城镇区域，由此可见城镇植被覆盖趋于好转，绿化增加；Ⅴ级植被覆盖度为裸地主要集中在水域及河漫滩。

(二)植被覆盖度变化度分析

根据研究结果分析，主要发生严重退化的区域在研究区北部长江附近，该区域为建筑用地发展区域，在这十年间，为适应林地发展需求，进行了各类建筑用地扩张，导致植被覆盖发生严重退化。而退化、轻微退化区域主要分布在研究区域的西部，与土地利用变化数据结合分析，可知该区域的林地减少，耕地增加，从而导致植被覆盖度发生退化。林地恢复区域主要分布在研究区域的东南部，与土地利用情况相符合，说明该区域的林地保护工程、荒山造林工程实施情况良好。处于长江与永宁河交汇处的城镇区域植被覆盖恢复情况优良，说明该区域的城镇空地绿化工程得以实施。

三、结论

研究区整体植被覆盖优良，裸地及低覆盖度区域所占面积远远小于中高覆盖度区域所占面积，从而使研究区的平均覆盖度达到了50%，远远超过了全球27%的平均水平。由于研究区为全国造林先进区及林业产业强区，因此非常注重生态环境平衡以及土地的合理利用，针对研究区的不同地域实施了植树造林、退耕还林、荒山荒坡整治以及天然林保护工程，这一系列的措施进展顺利并取得显著效果，其水土资源涵养保持稳定，城镇聚集地绿化也得到显著提升。研究区的木材开采砍伐合理，表现出研究区域达到了人与自然和谐统一的标准。

[1]胡玉福,蒋双龙,刘宇等. 基于RS的安宁河上游植被覆盖时空变化研究[J].农业机械学报,2014,45(5):205-215.

[2]陈效逑,王恒.1982—2003年内蒙古植被带和植被覆盖度的时空变化[J].地理学报,2009, 64(1):84-94.

[3]程红芳,章文波,陈锋.植被覆盖度遥感估算方法研究进展[J].国土资源遥感, 2008(1):13-18.

[4]田静,阎雨,陈圣波.植被覆盖率的遥感研究进展[J].国土资源遥感,2004,16(1):1-5.

易霞(1993-)，女，汉族，四川成都人，在读硕士研究生，成都理工大学地球科学学院地图学与地理信息系统专业，研究方向：山区生态环境评估与与可持续发展等研究。