2007-2017年合肥市植被覆蓋度動態變化

(成都理工大學 四川 成都 610000)

植被覆蓋度是指植被在地面的垂直投影面積占統計區總面積的百分比，是衡量區域生態系統環境變化的綜合量化指標。采用歸一化植被指數(NDVI)和像元二分模型估算植被覆蓋度變化情況，不僅模型簡單，不依賴于地面實測數據，可操作性強，而且可以在一定程度上表征植被的生長狀況和變化。近幾年利用遙感數據進行地表植被覆蓋觀測的研究也越來越多。

合肥市是安徽省的省會城市，地處長江淮河之間，巢湖之濱，是國家首批命名的3個“全國園林城市”之一，號稱綠色城市、生態城市。近幾年，合肥市工農業生產，市政建設呈迅猛發展態勢，經濟發展，人口膨脹和城市擴張，不可避免地帶來一些城市問題，如生態環境趨于惡化現象。本文以NDVI和像元二分法估算合肥市的2007-2017年植被覆蓋度，分析其植被覆蓋變化情況，對于保護城市生態建設的成果，為城市生態評價及生態安全評估提供參考。

一、研究區概況

合肥作為安徽省省會城市，位于安徽中部，地理坐標為30°56′N～32°30′N，116°40′E～117°58′E。合肥市現轄肥東、肥西、長豐、廬陽4個縣，1個縣級市巢湖市，位于江淮之間、巢湖之濱，具有承東啟西、貫通南北的重要區位優勢，總面積11445.1km2，人口796.5萬，是全省政治、經濟、文化和金融中心，也是全國四大科教城市之一。

二、研究方法與數據處理

(一)數據源與預處理

研究區所采用的數據為2007年、2017年Landsat 8 OLI數據，條帶號為121，行編號為38，空間分辨率為30m。首先對遙感影像進行幾何配準、大氣校正、假彩色合成等預處理，再通過ENVI軟件圖像利用行政矢量邊界進行裁剪，得到研究區的遙感影像圖。

(二)NDVI和植被覆蓋度的計算

1.歸一化植被指數(NDVI)

NDVI能夠反映植被生長狀態，與植被覆蓋度緊密相關，因此是目前運用最廣泛的植被指數之一。近紅外波段與可見光波段的數值之差比上這兩個波段數值之和的結果即歸一化植被指數(NDVI)：

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)

(1)

2.植被覆蓋度遙感估算(FVC)

本文應用最為廣泛的像元二分模型估算合肥市的植被覆蓋度，利用歸一化植被指數NDVI計算植被覆蓋度：

FVC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)

(2)

其中，NDVIsoil為全土壤或無植被覆蓋的像元NDVI值，NDVIveg為全部由植被覆蓋的像元NDVI值。利用像元二分模型估算植被覆蓋度的關鍵是計算NDVIsoil和NDVIveg。NDVIsoil和NDVIveg一般取一定置信度范圍內的最大值和最小值，置信度的取值主要根據該地區的實際情況確定，本文分別取NDVI累積概率分布在5%和95%的NDVI值作為NDVIsoil和NDVIveg。

三、結果分析

(一)植被覆蓋度變化特征分析

2007-2017年合肥市的植被覆蓋度空間分布特征是以主城區為中心，城區植被覆蓋度低，外圍植被覆蓋度高。合肥市的植被覆蓋度良好，植被覆蓋度較高的地區占據合肥市大部分地區，區域中有一個顯著的高植被覆蓋區是位于西南部的大蜀山森林公園，這些都與實地的情況一致。2007-2017年植被覆蓋度變化分析可知，合肥市的植被覆蓋度分布發生明顯變化，植被覆蓋度顯著減少的區域主要分布在合肥市高新區、政務區、湖濱新區等經濟發展活躍的區域，由于近幾年建設力度較大，城市擴張，大量農田轉為建設用地，導致該地區植被覆蓋度顯著減少。植被覆蓋度增加區域明顯少于減少區域，顯著增加區域主要是由于水塘轉化為農田綠地。合肥市多個區域植被覆蓋度均有輕微改善，其中改善集中分布在合肥市的北部和南部，包括長豐縣、肥西縣和廬江縣區域。

(二)植被覆蓋變化的驅動力分析

1.人類活動因素

近年來，合肥市城市建設迅速發展、擴張，城鎮化步伐加快，經濟建設的快速發展直接造成植被覆蓋度的下降。因此，如何協調城市發展與生態環境保護，已經成為合肥市政府急需解決的問題。

2.自然因素

植被生長除了受到人類活動的影響外，自然因素也在很大程度上影響植被生長狀況，如氣溫和降水直接影響植被的長勢。例如，大蜀山森林公園區域的植被覆蓋變化較小，由于人類活動的減少，植被自身的調節和保護使得蓄水能力相應提高，促進植被的生長。

四、結論

本文基于2007年、2017年NDVI數據，利用像元二分模型估算合肥市的植被覆蓋度。結果表明，合肥市植被覆蓋度空間分布特征是以主城區為中心，城區植被覆蓋度低，外圍植被覆蓋度較高。利用像元二分模型方法操作簡單、速度快，得到的植被覆蓋度也可以客觀地反映植被生長變化的情況，為相關部門評估生態環境、制定城市建設做參考。