宜賓市植被覆蓋度變化研究

吳強(qiáng)建中

摘 要：采用二分法計(jì)算植被覆蓋度，利用ENVI和ArcMap研究了宜賓市2005—2011年的植被覆蓋情況。結(jié)果表明，近幾年宜賓市的植被覆蓋度總體上呈上升趨勢(shì)，但在2008年后有了較明顯的下降，隨后又逐漸增加；宜賓市的綠化面積總體上在增長(zhǎng)，環(huán)境狀況比較良好。

關(guān)鍵詞：植被 ；覆蓋度；NDVI；二分法；ENVI；宜賓市

中圖分類號(hào) Q948 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）17-0093-04

植被覆蓋度[1]是指植被（包括葉、莖、枝）在地面的垂直投影面積占地表總面積的百分比，其變化不僅關(guān)系到生物量、葉面積指數(shù)、凈初級(jí)生產(chǎn)力等地表生態(tài)學(xué)指標(biāo)的變化，而且還通過(guò)改變地表反射率、發(fā)射率、粗糙度、土壤濕度等地表參數(shù)影響區(qū)域乃至全球氣候。

近幾年遙感技術(shù)作為主要的植被指數(shù)研究方法，越來(lái)越受到重視，很多學(xué)者也都進(jìn)行了較好地研究，并取得了豐碩成果。Tucker等在非洲的土地分類研究中，首次對(duì)NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分的分析，提取的主要成分能夠反映植被劃分的主要因子，并且對(duì)分類依據(jù)的解釋也具有重要的作用，還壓縮了計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)量[2]。最近，利用遙感進(jìn)行大尺度植被類型劃分的研究在國(guó)內(nèi)也陸續(xù)展開(kāi)，盛永偉等[3]利用1990年的AVHRR NDVI數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)聚類方法識(shí)別不同植被的NDVI時(shí)間序列，將我國(guó)的植被分為18種類型；李曉兵等運(yùn)用主成分分析對(duì)AVHRR NDVI數(shù)據(jù)降維，并通過(guò)動(dòng)態(tài)聚類對(duì)我國(guó)植被進(jìn)行了分類[4]。因此，植被覆蓋度的研究對(duì)區(qū)域環(huán)境狀況的了解提供了科學(xué)的技術(shù)手段，是檢測(cè)一個(gè)地區(qū)環(huán)境好壞的指標(biāo)[5]。本文主要利用遙感技術(shù)對(duì)宜賓市的植被覆蓋度進(jìn)行研究，以了解宜賓市的環(huán)境狀況。

1 研究區(qū)域概況

宜賓位于四川盆地南部，是川、滇、黔3省交匯地。遠(yuǎn)眺宜賓東靠萬(wàn)里長(zhǎng)江，西接大小涼山，南近滇、黔，北連川中腹地，素為川南形勝。宜賓全區(qū)地跨103°36′E～105°20′E，27°50′N～29°16′N。東西最大橫距153.2km，南北最大縱距150.4km。市境東臨四川瀘州市，南接云南昭通市，西界樂(lè)山市和涼山彝族自治州，北靠自貢市。

宜賓地形整體呈西南高、東北低態(tài)勢(shì)。宜賓市屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，低丘、河谷兼有南亞熱帶的氣候?qū)傩浴＞哂袣夂驕睾汀崃控S足、雨量充沛、光照適宜、無(wú)霜期長(zhǎng)、冬暖春早、四季分明的特點(diǎn)。年平均氣溫18℃左右，年平均降水量1050～1618mm，5—10月為雨季，降水量占全年的81.7%，主汛期為7—9月，降雨量更集中，占全年總降雨量的51%。宜賓境內(nèi)水系屬外流水系，以長(zhǎng)江為主脈，河流多、密度大、水量豐富。宜賓全市土壤總面積107.33萬(wàn)公頃，占全市土地總面積的80.5%。全市土壤有紫色土、水稻土、黃壤、黃色石灰土及黃棕壤、新積土等6大類。市境內(nèi)植被除屏山縣老君山、興文縣仙峰山、筠連縣大雪山等地的原始植被外，絕大部分為原始植被受破壞后的次生植被與人工植被。境內(nèi)亞熱帶次生性常綠針葉林植被分布較廣，竹林為一大特色。2004年全市森林覆蓋率37%，綠化覆蓋率45.6%。

2 數(shù)據(jù)處理和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 本次研究的數(shù)據(jù)來(lái)自于地理空間數(shù)據(jù)云，下載的是宜賓市2005—011年MOD13A21KM植被指數(shù)16天合成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)級(jí)別為L(zhǎng)3，下載地址為（http：//www.gscloud.cn/）。表1為MODIS數(shù)據(jù)的主要波段分布和參數(shù)。

3 研究過(guò)程

3.1 圖像輻射糾正和幾何校正 不同圖像成像時(shí)的大氣條件，高度角和方位角等都存在很大的差異，要進(jìn)行植被覆蓋度的準(zhǔn)確分析，必須對(duì)圖像進(jìn)行一定的輻射糾正[9]。本文利用ENVI大氣校正擴(kuò)展模塊（FLAASH和QUAC）對(duì)多光譜和高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正，還包括大氣校正的準(zhǔn)備工作——輻射定標(biāo)。圖像不僅要進(jìn)行輻射糾正，還要進(jìn)行幾何校正，以一地形圖為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行幾何校正，配準(zhǔn)誤差控制在0.5個(gè)象元以內(nèi)，以提高植被覆蓋度研究的精度。

3.2 NDVIsoil和NDVIveg的確定 要確定植被覆蓋度，關(guān)鍵是要確定NDVIsoil和NDVIveg的值，2個(gè)值的計(jì)算公式如下：

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 植被覆蓋度 首先，根據(jù)植被覆蓋度圖2可以看出，宜賓市植被覆蓋率在2005—2008年和2009—2011年間呈上升趨勢(shì)，而在2008—2009年間，有明顯的下降的趨勢(shì)。根據(jù)表2、表3可以看出，2005—2008年，裸地從25.7%下降到了15.3%，而2008—2009年，裸地有上升的趨勢(shì)，從15.3%上升到18.2%，隨后又逐漸增加，總體來(lái)說(shuō)在2005—2011年間宜賓市的裸地面積正逐漸減少；低等植被覆蓋率總體上保持在20%左右，但在2008—2009年間有明顯的上升；中等植被覆蓋率在最近幾年中，總體上沒(méi)來(lái)太大的變動(dòng)；高等植被覆蓋率總體上呈上升趨勢(shì)，但在2008—2009年間下降的比較多。根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)，可以明顯看出宜賓市的裸地面積正在逐步降低，且占比越來(lái)越少，低等和中等植被覆蓋率相對(duì)較平穩(wěn)，但中等的所占比例要大一些，高比例的植被覆蓋率在這幾年中除了2008—2009年有下降，總體上還是呈上升趨勢(shì)。表明在這幾年中宜賓市的植被覆蓋情況總體上呈上升趨勢(shì)，宜賓市的綠化面積正逐步增加，也反映了其生態(tài)環(huán)境狀況越來(lái)越良好。

4.2 變化原因 首先，變化的原因可能與宜賓市自身的氣候條件有關(guān)。宜賓市屬北亞熱帶山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降水量比較充沛，降水量的年際變化很大，年均降水量825.8～1417mm。其分布特點(diǎn)是：南北少，中部多；東邊少而西邊多。其次，宜賓市植被覆蓋率的提高，也受益與政府的保護(hù)措施。政府加大保護(hù)環(huán)境，建設(shè)綠色宜賓的宣傳，加大對(duì)學(xué)生的教育，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)，植樹造林和減少林地的開(kāi)采，很大程度上保護(hù)了宜賓市的生態(tài)環(huán)境，提高了植被覆蓋率。第三，地質(zhì)災(zāi)害也一定程度上影響了宜賓市的植被覆蓋率。根據(jù)表2、3數(shù)據(jù)可以看出，2008—2009年，宜賓市裸地和低等植被覆蓋率的面積明顯上升，高等植被覆蓋率面積有所下降，其主要原因是發(fā)生在2008年5月12日的汶川大地震，在這次地震中，宜賓市個(gè)別地區(qū)遭受了前所未有的破壞，生態(tài)環(huán)境破壞的相當(dāng)嚴(yán)重，地震過(guò)后的次生災(zāi)害也在一定程度上破壞了當(dāng)?shù)丨h(huán)境。因此在2008年到2009年間宜賓市裸地面積的增加，高等植被覆蓋度的減少的原因就是自然災(zāi)害的影響。

5 結(jié)論

隨著宜賓市經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展，新的發(fā)展需求是人們對(duì)美好環(huán)境的渴望。因此，一個(gè)地區(qū)的植被覆蓋度必然需要達(dá)到能滿足人們生活和可持續(xù)發(fā)展的要求，這是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，保護(hù)環(huán)境的意識(shí)也逐漸加強(qiáng)。本文通過(guò)對(duì)宜賓市2005年、2008年、2009年、2011年植被覆蓋率的研究，從各個(gè)角度分析影響植被覆蓋度的因素，并從中得出了以下結(jié)論：

（1）通過(guò)對(duì)宜賓市2005—2011年植被覆蓋率圖和表格1、2相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，得出了宜賓市的植被覆蓋度總體上正逐步增加的結(jié)論，這說(shuō)明宜賓市的綠化面積在不斷提高，生態(tài)環(huán)境狀況越來(lái)越好。

（2）一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展，政府政策的實(shí)施、地質(zhì)災(zāi)害、教育等都一定程度上影響一個(gè)地區(qū)的植被覆蓋情況。一個(gè)好的政策，好的社會(huì)環(huán)境，好的教育都能在不同程度上影響一個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，對(duì)植被覆蓋率的提高起促進(jìn)作用。因此，政府在政策上的支持，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。

（3）利用ENVI和ArcMap等軟件，運(yùn)用遙感技術(shù)計(jì)算植被覆蓋度，即快速又方便，精度也高，是當(dāng)下研究植被覆蓋度的重要方法。隨著遙感技術(shù)的不斷提高，對(duì)植被覆蓋率的研究也越來(lái)越深入，精度也越來(lái)越高，對(duì)今后解決環(huán)境問(wèn)題也有了更加科學(xué)的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王堃，洪紱曾，宗錦耀.三江源地區(qū)草地資源現(xiàn)狀及持續(xù)利用途徑[J].草地學(xué)報(bào)，2005，（13）（增刊）：29-471.

[2]程國(guó)棟.關(guān)于江河源區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)研究的幾點(diǎn)建議[J].地球科學(xué)進(jìn)展，1998（增刊）：6-101.

[3]孫成權(quán).關(guān)于江河源環(huán)境與生態(tài)保護(hù)的幾點(diǎn)看法[J].地球科學(xué)進(jìn)展，1998（增刊）：12-161.

[4]孫紅雨，王長(zhǎng)耀，牛錚.等中國(guó)地表植被覆蓋變化及其與氣候因子關(guān)系[J].遙感學(xué)報(bào)，1998，2（3）：205-2101.

[5]李加林，劉闖.基于MODIS的杭州灣南岸農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)NDVI季節(jié)變化特征研究[J].地理與地理信息科學(xué)；2005，24（3）：12-32.

[6]王曉江，胡爾查，李愛(ài)平.基于MODIS NDVI的內(nèi)蒙古大青山自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋度的動(dòng)態(tài)變化特征[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014，61-65.

[7]黃靖，夏智宏.基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的植被覆蓋變化監(jiān)測(cè)分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2009，32（2）：16-20.

[8]蘭明娟，魏虹，熊春妮.基于TM影像的地表植被覆蓋變化[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31（4）：100-104.

[9]趙英時(shí).遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2003，32（2）：372-383. （責(zé)編：張宏民）