韓麗君,李 晶
太原師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院,山西 晉中 030619
土地利用/覆蓋(LUCC)是全球變化研究的核心內(nèi)容,也是區(qū)域生態(tài)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),在逐漸升溫的環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展研究中占據(jù)了重要地位。作為土地利用/覆蓋最主要的表征,植被是最具有顯示度的覆蓋類型[1-11]。植被覆蓋可作為生物地球化學(xué)過程、水文過程、環(huán)境變化的輸入?yún)?shù),在地學(xué)領(lǐng)域的研究中具有基礎(chǔ)地位。
國內(nèi)外植被覆蓋提取的方法可分為兩大類:一是地表實(shí)測,諸如目估法、樣方法、儀器法等[12]。目估法是在實(shí)地或面對(duì)相片根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷植被覆蓋,此方法簡單易行,但精度受人為因素影響較大。樣方法是將研究區(qū)域劃分為若干網(wǎng)格,收割網(wǎng)格內(nèi)的全部植物,根據(jù)生物量和植被覆蓋的比例系數(shù)推算植被覆蓋,這種方法具有破壞性,且耗時(shí)耗力,多用于小區(qū)域點(diǎn)狀研究對(duì)象的植被覆蓋,難以大面積推廣。儀器法通常使用相機(jī)拍攝植被冠層,利用圖像處理軟件提取植被覆蓋,此方法測量結(jié)果具有較高精度,估算效率也較高,為目前最常用的實(shí)測方法。二是遙感監(jiān)測法,諸如回歸模型法、植被指數(shù)法、像元分解模型法等。回歸模型法是利用回歸分析得到空間外推公式,對(duì)影像波段計(jì)算出的植被指數(shù)或植被覆蓋度進(jìn)行空間或時(shí)間上的外延擴(kuò)展,可得到更大范圍或更多時(shí)期的植被覆蓋,使用最廣的為線性回歸模型。如Larsson H.利用TM影像反演出阿拉伯地區(qū)的NDVI指數(shù),并與植被覆蓋度進(jìn)行了線性回歸,得到了精度較高的統(tǒng)計(jì)模型。Anatoly利用反演的NDVI、ARVI、GreenNDVI三種植被指數(shù)與小麥的植被覆蓋進(jìn)行了線性回歸分析,得出了植被指數(shù)對(duì)于植被覆蓋變化十分敏感的結(jié)論,并在一定程度上消除了大氣的影響。從前人所做的研究來看,回歸模型法存在一定的局限性,盡管對(duì)于局部區(qū)域的植被覆蓋估算在滿足一定效率的基礎(chǔ)上具有較高的精度,但建立的回歸模型只適用于特定的區(qū)域或特定的植被,不宜推廣,同時(shí)所用數(shù)據(jù)多是Landsat、SPOT這種中高分辨率的影像,低分辨率的遙感影像由于混合信息較多不宜進(jìn)行回歸分析,同時(shí),面對(duì)研究范圍較大,時(shí)間序列較長的情況時(shí)會(huì)遇到數(shù)據(jù)獲取的困難。像元分解模型模型法原理是將像元信息分解成多個(gè)組分(如土壤、水、植被等),構(gòu)建分解模型計(jì)算覆蓋。植被指數(shù)法是建立植被指數(shù)與植被覆蓋的關(guān)系,計(jì)算植被覆蓋。
最重要的是,作為一種緩變自然現(xiàn)象,植被覆蓋能夠被遙感影像所記錄。同時(shí),由于環(huán)境條件是植被覆蓋時(shí)空分布和變化的直接驅(qū)動(dòng)力,植被對(duì)環(huán)境指標(biāo)具有降低變化幅度等反饋的同時(shí)也能表征環(huán)境因子的變遷[13]。本研究通過植被覆蓋的時(shí)空分布模式來定性與定量評(píng)價(jià)汾河流域生態(tài)環(huán)境,為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
目前已經(jīng)發(fā)展了許多利用遙感影像反演植被覆蓋的模型,較為實(shí)用且簡單的方法是利用植被指數(shù)估算植被覆蓋。植被指數(shù)是遙感影像反演地表植被生長狀況的一個(gè)指標(biāo)[14],常用的植被指數(shù)是歸一化植被指數(shù)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)[15],它利用了植被在紅光波段的高吸收和近紅外波段的高反射這個(gè)特征,計(jì)算公式為:
式中ρnir為近紅外波段的反射率ρred為紅光波段的反射率。NDVI值在[-1,1]之間[15],正值表示有植被區(qū),且植被狀況越好值越高,負(fù)值或零表明像元為云、水、裸地等無植被區(qū)。
從植被指數(shù)到植被覆蓋度的計(jì)算采用像元二分模型,它假設(shè)一個(gè)像元僅由兩種地物(如植被區(qū)和無植被區(qū))組成,影像記錄的光譜信息是兩種地物信息的線性加權(quán)和,各組分權(quán)重是其面積所占比例。
根據(jù)上述像元二分模型原理,像元信息P可分解為由植被貢獻(xiàn)的信息Pveg和土壤、裸巖等無植被區(qū)貢獻(xiàn)的信息Pbare[16]。
對(duì)于由植被區(qū)和無植被區(qū)構(gòu)成的混合像元,植被區(qū)所占比例即是此像元植被覆蓋度Cveg,與之對(duì)應(yīng)的是非植被區(qū)覆蓋:
式中,Pveg為完全有植被覆蓋的純像元所反映的光譜信息,Cveg*Pveg表示混合像元情況下植被所貢獻(xiàn)的光譜信息;同理,Pbare為完全無植被覆蓋的純像元所反映的光譜信息,(1-Cveg)*Pbare表示混合像元情況下無植被區(qū)所貢獻(xiàn)的光譜信息。
將上述公式進(jìn)行方程組求解,可以得到:
像元NDVI值可視為有植被覆蓋所貢獻(xiàn)的NDVIveg和無植被覆蓋所貢獻(xiàn)的NDVIbare的組合,以此作為像元信息P代入公式,可以得到利用歸一化植被指數(shù)計(jì)算植被覆蓋度的公式:
式中,NDVIbare為完全無植被覆蓋像元的NDVI值,NDVIveg為完全由植被覆蓋像元的NDVI值。
利用這個(gè)模型計(jì)算植被覆蓋度的關(guān)鍵是計(jì)算NDVIsoil和NDVIveg。這里有兩種假設(shè):
(1)當(dāng)區(qū)域內(nèi)可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。
公式(1)可變?yōu)椋篤FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)
NDVImax和NDVImin分別為區(qū)域內(nèi)最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪聲,NDVImax和NDVImin一般取一定置信度范圍內(nèi)的最大值與最小值,置信度的取值主要根據(jù)影像實(shí)際情況來定。
(2)當(dāng)區(qū)域內(nèi)不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%
當(dāng)有實(shí)測數(shù)據(jù)的情況下,取實(shí)測數(shù)據(jù)中的植被覆蓋度的最大值和最小值作為VFCmax和VFCmin,這兩個(gè)實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)影像的NDVI作為NDVImax和NDVImin。
當(dāng)沒有實(shí)測數(shù)據(jù)的情況下,取一定置信度范圍內(nèi)的NDVImax和NDVImin。VFCmax和VFCmin根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算[17]。
一般情況下,可根據(jù)影像區(qū)域內(nèi)NDVI分布,以0.5%的置信度的上下限閾值分別代表NDVIveg和NDVIbare。
基于像元二分模型的植被覆蓋計(jì)算模型理論簡單,所需參數(shù)容易獲取,在實(shí)際應(yīng)用中使用比較廣泛。
本研究在時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)研究區(qū)植被覆蓋發(fā)展變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行分析:一是利用空間平均法分析植被覆蓋時(shí)間變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系,以發(fā)掘植被覆蓋的時(shí)間分布模式;二是利用逐像元法分析植被覆蓋空間變化及其與環(huán)境因子的關(guān)系,以發(fā)掘植被覆蓋的空間分布模式。植被與影響因子的關(guān)系通過相關(guān)系數(shù)來研究。考慮到數(shù)據(jù)獲取等因素的限制,本文計(jì)算了植被覆蓋與氣溫、降水量的相關(guān)性。對(duì)于一個(gè)像元來說,10年際的16 d步長溫度(或降水)會(huì)形成一個(gè)時(shí)間序列,同一時(shí)期的植被覆蓋也會(huì)形成一個(gè)同等長度的時(shí)間序列,相關(guān)系數(shù)即可以得到每個(gè)像元植被覆蓋與氣象因子的相關(guān)性,公式為:。
式中i為16 d植被覆蓋均值,j為16 d氣溫均值或降水量,相關(guān)系數(shù)為兩個(gè)變量集的協(xié)方差除以它們的標(biāo)準(zhǔn)差乘積。
為定量化覆蓋程度,等間距將VFC劃分為5級(jí)反映覆蓋程度,具體劃分如表1。
表1 植被覆蓋分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification criteria for VFC
汾河流域位于黃河中游,處于 34°N~38 °N、110°E~113°E 之間,行政區(qū)域包括忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城6個(gè)地級(jí)市,40個(gè)縣。命名河流汾河發(fā)源于山西忻州寧武縣管涔山,南向跨越太原后在新絳縣折向西,在河津市匯入黃河,全長709.9 km,流域面積39826 km2,是黃河的第二大支流。河源至太原為上游地區(qū),多為山地、黃土丘陵,此段水土流失嚴(yán)重,是洪水、泥沙的來源地;太原至洪洞縣為中游地區(qū),進(jìn)入晉中平原后坡降變緩,泥沙淤積嚴(yán)重。作為山西的母親河,汾河在山西的自然、歷史、文化地位舉足輕重。汾河流域是山西人口密集、工農(nóng)業(yè)集中的區(qū)域,人口占全省比例為39%,工業(yè)產(chǎn)值占全省46%,耕地面積占全省30%,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全省64%。歷史時(shí)期的統(tǒng)計(jì)資料表明,中游地區(qū)的洪澇干旱頻發(fā)。研究區(qū)如圖1所示,右下角為研究區(qū)在山西的位置。
圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Location of the studied areas
本研究利用VFC指數(shù)距平來估算植被覆蓋,必須的數(shù)據(jù)來源于MODIS的NDVI產(chǎn)品。NDVI數(shù)據(jù)為美國航空航天局TERRA衛(wèi)星搭載的中分辨率成像光譜儀(MODIS)的多時(shí)相合成產(chǎn)品。衛(wèi)星每天都能獲取同一區(qū)域的原始影像,為減少或避免氣象原因?qū)е碌臒o數(shù)值區(qū)域,其產(chǎn)品數(shù)據(jù)采用一定的算法進(jìn)行多天的合成。NDVI16 d合成產(chǎn)品采用了平均值算法,為展開研究工作,所用遙感影像來源于NASA LAADS網(wǎng)站(http://ladsweb.nascom.nasa.gov/data),為2004~2013年MODIS產(chǎn)品數(shù)據(jù)MOD13A2,為1 km分辨率植被指數(shù)16 d合成產(chǎn)品。下載了圖幅號(hào)為h26v5和h27v5的MODIS產(chǎn)品,數(shù)據(jù)為HDF格式,作為產(chǎn)品,已經(jīng)進(jìn)行了幾何糾正和輻射糾正,通過鑲嵌,投影,利用研究區(qū)矢量邊界裁剪出研究所需的影像。均值合成后的NDVI數(shù)據(jù)在內(nèi)部存在無數(shù)值區(qū)域,利用ArcGIS的Nibble功能修復(fù)壞點(diǎn),形成內(nèi)部連續(xù)的影像,統(tǒng)一為img格式。數(shù)據(jù)統(tǒng)一為六度分帶的Transverse Mercator平面坐標(biāo)投影,在這種區(qū)域尺度下,能最大程度減少區(qū)域內(nèi)面積或角度屬性的變形。所用參數(shù)如表2。
表2 Transverse Mercator投影參數(shù)Table 2 Projection parameters of Transverse Mercator
氣象資料來源于國家氣象中心(http://cdc.cma.gov.cn/home.do),利用汾河流域及周邊地區(qū)22個(gè)氣象站2004~2013年降水、氣溫日值序列,以16 d累積量或平均值,使用反距離加權(quán)方法進(jìn)行插值,分別得到230個(gè)時(shí)間序列的降水和氣溫面域化數(shù)據(jù)。數(shù)字高程模型DEM來源于ASTER GDEM(http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp)。
利用2004~2013年16 d合成的MODISNDVI數(shù)據(jù),根據(jù)上述估算模型,在 ArcGIS、Erdas、Envi、Matlab的協(xié)同工作下,結(jié)合流域邊界矢量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)汾河流域植被覆蓋的遙感反演。圖2顯示了2004~2013年16 d步長的植被覆蓋時(shí)空變化。
圖2 2004~2013年16 d步長的植被覆蓋時(shí)空變化Fig.2 Temporal and spatial variations of VFC for 16 d step length from 2004 to 2013
每年從年積日(Day of Year,DOY)第1 d到最后1 d依據(jù)16 d步長共有23個(gè)時(shí)相。綜合10年際的時(shí)空分布,從DOY001到DOY081(對(duì)應(yīng)1~3月)這一時(shí)期的植被覆蓋變化不大,大部分區(qū)域的VFC值在0.4以下,只有少部分區(qū)域的植被覆蓋比較可觀,太原西部呂梁山區(qū)相對(duì)有一個(gè)聚集區(qū)VFC值在0.4以上。這一時(shí)期整體是兩邊的山區(qū)(呂梁山脈,太行山脈)VFC值較高,中間的河谷盆地值較低。到后期,VFC值在南部有一定的升高,臨汾盆地相對(duì)明顯。DOY097到DOY113這兩個(gè)時(shí)相相對(duì)穩(wěn)定,從DOY129開始,VFC值在流域邊緣區(qū)域有明顯的升高,太原盆地VFC值升高的幅度相對(duì)較低,在DOY129開始會(huì)形成一個(gè)明顯的低值區(qū)域,并一直持續(xù)到DOY161。這一時(shí)期,流域兩邊的山區(qū)VFC值增加明顯。在DOY177這一時(shí)相,流域北部,特別是太原盆地VFC值增加明顯,這一時(shí)相北部的VFC值明顯超過流域南部。從DOY193開始,流域VFC值開始大規(guī)模攀升,流域內(nèi)值基本在0.6以上,兩邊山區(qū)的VFC值多在0.8以上,這一狀態(tài)一直持續(xù)到DOY241和DOY257。這一時(shí)期過后,VFC值開始有較為明顯的降低,在太原盆地和臨汾盆地降速尤為顯著。從DOY289開始,流域內(nèi)VFC值降低到0.4以下,太原盆地的值最低。
利用相關(guān)性來分析植被覆蓋與氣象因子的關(guān)系,兩種氣象因子對(duì)植被覆蓋的影響力和控制力因地理位置的不同而異。圖3顯示了兩種氣象因子與每個(gè)像元16 d植被覆蓋時(shí)間序列的相關(guān)性在空間上的分布。左邊為降水與植被覆蓋的空間相關(guān)性,降水與植被覆蓋的相關(guān)性呈現(xiàn)出北部高、南部低的特點(diǎn),整體上相關(guān)性偏低;右邊為氣溫與植被覆蓋的空間相關(guān)性,氣溫與植被覆蓋的相關(guān)性呈現(xiàn)出四周高,中間低的分布,在介休縣附近有一個(gè)相關(guān)性的低值區(qū)域,在太原北部偏西的區(qū)域相關(guān)性較高,普遍在0.8以上。
圖3 植被覆蓋與氣象因子的關(guān)系Fig.3 The relationship between vegetation coverage and meteorological factors
圖4 VFC、溫度、降水的時(shí)間序列分布Fig.4 Time series distribution of VFC,temperature and precipitation
為發(fā)掘流域VFC的時(shí)間分布模式,將流域內(nèi)VFC、氣溫、降水的均值進(jìn)行聯(lián)合對(duì)比分析。如圖4所示,從上到下依次為VFC、氣溫、降水,紅色曲線為最大值,綠色曲線為標(biāo)準(zhǔn)差,藍(lán)色曲線為均值,藍(lán)綠色曲線為最小值。坐標(biāo)橫軸為時(shí)間序列,每年23個(gè)時(shí)相,10年一共230個(gè)時(shí)間序列,橫坐標(biāo)為各指標(biāo)值(為清晰顯示做了偏置,觀察變化趨勢即可)。通過統(tǒng)計(jì)圖與統(tǒng)計(jì)數(shù)字,發(fā)現(xiàn)VFC值與氣溫、降水在時(shí)間分布上有較好的一致性,但在時(shí)間上存在一個(gè)時(shí)相的步長差。VFC峰值出現(xiàn)在DOY209附近,氣溫和降水的峰值出現(xiàn)在DOY225附近。
地形因子能影響植被的光熱條件和水分狀況,進(jìn)而對(duì)植被覆蓋產(chǎn)生作用。對(duì)區(qū)域內(nèi)數(shù)字高程模型進(jìn)行坡度分析和坡向分析,通過閾值分類,區(qū)分出坡度分類圖和坡向分類圖。
海拔分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)按0~500 m、500~1000 m、1000~1500 m、1500~2000 m、>-2000 m共5個(gè)級(jí)別。統(tǒng)計(jì)得到不同海拔的植被覆蓋均值如圖5所示。
圖5 植被覆蓋的海拔分布Fig.5 Statistics for vegetation cover altitudinal distribution
從圖5可以看出,在海拔1500~2000 m這個(gè)區(qū)間的VFC值最高,在這個(gè)海拔之下,植被的VFC值隨海拔的升高而升高,但幅度較小,植被分布隨海拔高度的變化不大。在海拔大于等于2000 m這個(gè)區(qū)間的VFC值有明顯的降低,說明這個(gè)海拔對(duì)對(duì)植被的影響較為顯著,限制了植被的生長。通常來說,低海拔地區(qū)人類活動(dòng)較為頻繁,高海拔地區(qū)人類活動(dòng)較少,低海拔區(qū)域的VFC值不高可能與此有關(guān)。
坡度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 0°~3°、3°~6°、6°~9°、9°~12°、>=12°共5個(gè)類別,將坡度分類圖與植被覆蓋進(jìn)行疊置分析,計(jì)算每個(gè)坡度范圍內(nèi)的植被覆蓋均值,得到植被覆蓋的坡度分布,如圖6。
平均下來,0~3度范圍內(nèi)植被覆蓋均值為0.3022,3~6度范圍內(nèi)植被覆蓋均值為0.2199,6~9度范圍內(nèi)植被均值為0.1787,9~12度范圍內(nèi)植被覆蓋均值為0.1533,大于等于12度地區(qū)植被覆蓋均值為0.1431。坡度越大,VFC值顯著降低,說明坡度是影響植被生長的一個(gè)主要因子。其原因在于坡度的大小與水分密切相關(guān),坡度增加會(huì)導(dǎo)致水分流失嚴(yán)重,致使植被生長狀況不佳。
對(duì)數(shù)字高程模型進(jìn)行坡向分級(jí),分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為135~225(陽坡)、90~135和225~270(半陽坡)、315~45(陰坡)、45~90和270~315(半陰坡)、無坡向共5類,如圖7所示。將坡向圖與植被覆蓋進(jìn)行疊置分析。計(jì)算每個(gè)坡向范圍內(nèi)的植被覆蓋均值,得到植被覆蓋的坡向分布,如圖7。
圖6 植被覆蓋的坡度分布Fig.6 Statistics for vegetation cover slope distribution
圖7 植被覆蓋的坡向分布Fig.7 Statistics for vegetation cover slope distribution
從圖7中可以看出,陰坡植被覆蓋均值最高,半陰坡植被覆蓋次之,半陽坡植被覆蓋最低。結(jié)合上述坡度對(duì)于VFC值的影響,說明此區(qū)域降水是限制植被生長的一個(gè)重要因子,陰坡光照少,有利于水分的涵養(yǎng),植被茂盛,半陽坡和陽坡因陽光照射導(dǎo)致水分蒸發(fā)較多,水分流失嚴(yán)重,植被反而不是很理想。
本研究利用MODIS NDVI數(shù)據(jù),基于像元二分模型對(duì)汾河流域2004~2013年10年際16 d步長的植被覆蓋度進(jìn)行了估算,對(duì)植被覆蓋的時(shí)空演變過程進(jìn)行了全程描述,并結(jié)合氣象因子和地形因子給出了分析。研究得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論:
(1)植被覆蓋在2004~2013年較為穩(wěn)定,從DOY001到DOY081變化不大,基本為0.4以下,從DOY129開始,VFC值有明顯的升高,在流域邊緣的山區(qū)尤為顯著,從DOY193開始,流域VFC值快速升高,流域內(nèi)VFC值多在0.6以上,DOY257過后,VFC值回落到0.4以下。總體來說,中間的太原盆地和臨汾盆地VFC值較低,兩邊的呂梁山區(qū)和太行山區(qū)VFC值較高;
(2)對(duì)植被覆蓋與氣象因子的空間分布關(guān)系與時(shí)間分布關(guān)系研究表明:空間上,植被覆蓋與降水的相關(guān)性北部高、南部低,植被覆蓋與氣溫的相關(guān)性邊緣高、中間低;時(shí)間上,植被覆蓋與降水、氣溫具有一致的波形,都是夏季高、冬季低,但在相位上存在差異,植被覆蓋的峰值相對(duì)于降水與氣溫的峰值提前一個(gè)步長(16 d);
(3)通過統(tǒng)計(jì)不同海拔、坡度、坡向的VFC值,可以得出流域植被集中分布在500 m以下,坡度小于3°的陰坡地區(qū),符合實(shí)際情況。從結(jié)果來看,低海拔區(qū)域植被覆蓋較為穩(wěn)定,海拔大于等于2000 m后植被覆蓋有一個(gè)明顯的降低;
(4)植被覆蓋是一種復(fù)雜地表過程,其成因受多方面因素影響,發(fā)展變化過程難以完全由自然因子來控制。
本文作為階段性的成果,特別是在16 d這樣一個(gè)高時(shí)間分辨率的步長下得到了流域植被覆蓋,相對(duì)以往不存在時(shí)間分辨率或以季或年為時(shí)間分辨率的植被覆蓋計(jì)算來說不失為一個(gè)有益的嘗試,同時(shí),本研究探索了植被覆蓋變化的自然因子和驅(qū)動(dòng)力,可為植被保持和恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
(1)本文統(tǒng)計(jì)了植被覆蓋的海拔、坡度、坡向分布,但影響植被生長的自然因子遠(yuǎn)不僅此,地形對(duì)于水分的重分配而導(dǎo)致的植被生長不均影響顯著。人為的因子和驅(qū)動(dòng)力因數(shù)據(jù)獲取困難而未進(jìn)行相關(guān)研究,從本研究的初步結(jié)果來看,很有可能是比較重要的一環(huán)??梢詫⒂嘘P(guān)植被、人口密度、交通網(wǎng)絡(luò)、水系分布等圖層進(jìn)行疊加分析得出人為影響,這一切期待更為開放的數(shù)據(jù)政策;
(2)本研究使用的VFC基于植被指數(shù),MODIS影像獲取的植被指數(shù)在高覆蓋植被區(qū)的生長季節(jié)具備較高可靠性,在稀疏植被區(qū)(覆蓋度小于15%)的非生長季節(jié)或無植被區(qū)可信度較低,這些區(qū)域或時(shí)期的植被覆蓋估算需進(jìn)一步的研究;
(3)植被覆蓋對(duì)氣象因子的反饋?zhàn)饔糜写芯?,如降水、溫度適宜時(shí),植被生物量在生長季會(huì)保持上升趨勢,遙感反演的植被指數(shù)同步上升,小區(qū)域內(nèi)的氣溫也應(yīng)保持在一定范圍,如遇干旱,植被受水分脅迫作用,一方面生長受限,植被指數(shù)降低,另一方面植被無足夠水分供給蒸騰作用時(shí),部分氣孔關(guān)閉,致使小區(qū)域內(nèi)溫度升高;
(4)本文從宏觀尺度研究了流域內(nèi)的植被覆蓋,但流域內(nèi)人口空間分布極度不均,工業(yè)農(nóng)業(yè)均有可觀規(guī)模的分布,特別是農(nóng)業(yè)及其附屬的水利設(shè)施對(duì)植被覆蓋的影響不可忽視,農(nóng)作物的收割不可避免帶來VFC值的突降,水利設(shè)施的灌溉條件又能極大影響植被覆蓋,這兩者都屬于人類活動(dòng),涉及到人與自然的耦合關(guān)系。本文僅僅從自然屬性出發(fā),研究了植被覆蓋與降水、溫度的影響,忽視人類活動(dòng)的影響會(huì)致使研究結(jié)果存在一定偏差,尤其是近10年城市化提速的情況下,建成區(qū)擴(kuò)展對(duì)植被覆蓋的影響應(yīng)該是拉低作用,這在未來的研究中應(yīng)予以考慮;
本研究是利用VFC對(duì)過去10年植被覆蓋情況進(jìn)行了研究,給出的只是相對(duì)的覆蓋等級(jí),但協(xié)同降水、氣溫、地形進(jìn)行的分析,對(duì)既定事實(shí)的描述有助于對(duì)未來植被覆蓋的恢復(fù),在后續(xù)的研究中期待更長時(shí)間序列、更多因子的加入。
[1]鐘莉娜,趙文武.基于NDVI的黃土高原植被覆蓋變化特征分析中國水土保持科學(xué),2013,11(5):57-62
[2]王兮之,陸 龍,梁釗雄.青海湟水流域植被覆蓋度時(shí)空變化分析[J].水土保持研究,2010,17(6):172-176
[3]樸世龍,方精云.最近18年來中國植被覆蓋的動(dòng)態(tài)變化[J].第四紀(jì)研究,2001,21(4):294-302
[4]汪明霞,王衛(wèi)東.植被覆蓋度的提取方法研究綜述[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,25(2):23-26
[5]李 琳,譚炳香,馮秀蘭.北京郊區(qū)植被覆蓋變化動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測—以懷柔區(qū)為例[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2008(6):38-41
[6]姜 燁.孫建國,李 慶.基于像元二分模型的植被覆蓋度遙感信息提取[J].科技信息,2013(10):168-170
[7]梁四海,陳 江,金曉媚,等.近21年青藏高原植被覆蓋變化規(guī)律[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2007,22(1):33-40
[8]陳國榮,劉 健,施聰智,等.基于GIS和遙感技術(shù)的植被覆蓋度反演模型[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,11(3):251-254
[9]秦 偉,朱清科,張學(xué)霞,等.植被覆蓋度及其測算方法研究進(jìn)展[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,34(9):163-170
[10]周兆葉,儲(chǔ)少林,王志偉,等.基于NDVI的植被覆蓋度的變化分析—以甘肅省張掖市甘州區(qū)為例[J].草葉科學(xué),2008,25(12):23-29
[11]張學(xué)珍,朱金峰.1982~2006年中國東部植被覆蓋度的變化[J].氣候與環(huán)境研究,2013,18(3):365-374
[12]章文波,符素華,劉寶元.目估法測量植被覆蓋度的精度分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2001,37(3):402-408
[13]龍曉閩,周忠發(fā),張 會(huì),等.基于NDVI像元二分模型植被覆蓋度反演喀斯特石漠化研究——以貴州畢節(jié)鴨池示范區(qū)為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(8):4184-4186
[14]李曉香,陳媛麗.基于NDVI的鶴壁市植被覆蓋動(dòng)態(tài)分析研究[J].河南科技2014(7):188
[15]詹起林.基于森林植被指數(shù)的快速生態(tài)評(píng)價(jià)[D].上海:上海師范大學(xué),2012
[16]聶 勇,范建容,賀秀斌,等.水土流失遙感調(diào)查中植被信息提取與評(píng)價(jià)指標(biāo)討論[J].水土保持通報(bào),2007,37(4):10-14
[17]蔣友嚴(yán),韓 濤,王有恒,等.石羊河調(diào)水10a來民勤綠洲生態(tài)脆弱性變化[J].干旱區(qū)研究,2014,31(1):157-162