武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)NDVI對(duì)坡度的響應(yīng)

張玉琴 ，李麗純 *，彭繼達(dá) ，廖廓 ，劉桐愷

1. 福建省災(zāi)害天氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350001；2. 福建省氣象科學(xué)研究所，福建 福州 350001；3. 福建省氣象臺(tái)，福建 福州 350001

自然保護(hù)區(qū)是指對(duì)有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動(dòng)植物物種的天然集中分布和有特殊意義的自然遺跡等保護(hù)對(duì)象所在的陸地、陸地水域或海域，依法劃出一定面積予以特殊保護(hù)和管理的區(qū)域（祝萍等，2018）。各類自然保護(hù)區(qū)是保護(hù)生物多樣性及其生境最有效的途徑之一，已成為全球自然資源保護(hù)基石，對(duì)促進(jìn)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和科技文化事業(yè)發(fā)展具有十分重大的意義（楊繪婷等，2020），但自然因素和人類活動(dòng)常常對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成威脅。武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)氣候環(huán)境復(fù)雜，是西風(fēng)帶系統(tǒng)東進(jìn)南下和東風(fēng)波系統(tǒng)西進(jìn)北上的必經(jīng)之路，主要災(zāi)害性天氣為暴雨，地勢(shì)高，起伏大，坡度陡峭，短時(shí)強(qiáng)降水常導(dǎo)致山體滑坡和泥石流，影響植被生態(tài)質(zhì)量。坡度是描述地形與地貌形態(tài)的重要指標(biāo)，會(huì)影響氣候條件的空間分布，并在一定程度上限制人類活動(dòng)，也決定了地表植被的立地條件（如土壤結(jié)構(gòu)、土壤水分和土壤厚度等），進(jìn)而影響植被生長(zhǎng)恢復(fù)（仙巍等，2007；梁志權(quán)等，2015）。研究坡度與植被的定量關(guān)系，揭示在植被長(zhǎng)期生長(zhǎng)適應(yīng)過程中坡度如何影響其時(shí)空分布，可提高植被參數(shù)的建模能力，對(duì)保護(hù)區(qū)植被保護(hù)與管理具有指導(dǎo)意義。

現(xiàn)有坡度對(duì)植被影響的研究主要集中在植被覆蓋的地形分異（潘霞等，2019；馬士彬等，2019）和坡度對(duì)退耕和水土流失的影響（盧愛剛等，2010；王超等，2014）等，也有研究定性分析了坡度對(duì)植被變化的影響（王釗等，2018；王瑾等，2019）。武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)作為中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)的典型代表，區(qū)內(nèi)坡度差異大，許多學(xué)者針對(duì)其森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能（王邵軍等，2009；王國(guó)兵等，2011）、物種多樣性（封磊等，2004；王同亮等，2015）和植被分布（汪榮等，2007；邱炳文等，2009）等展開研究，但對(duì)保護(hù)區(qū)植被覆蓋與坡度關(guān)系的定量研究未見報(bào)道。

歸一化植被指數(shù)（Normal Difference Vegetation Index，NDVI）是表征植被狀況的常用指標(biāo)（Choudhury et al.，1994；Gillies et al.，1995），已有很多學(xué)者基于NDVI分析植被狀況，以及自然因素（地形、氣候條件等）、人類活動(dòng)等要素變化對(duì)植被的影響（鄒偉成等，2015；張佳琦等，2019；羅新蘭等，2020；劉海等，2020）。本研究采用長(zhǎng)時(shí)間序列Landsat衛(wèi)星遙感資料，提取歸一化植被指數(shù)（NDVI），揭示2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)平坡、緩坡、斜坡、陡坡、急坡、險(xiǎn)坡 6種坡度下NDVI的分布特征和變化趨勢(shì)，以及不同坡度下植被的改善和退化情況，闡明坡度對(duì)植被生長(zhǎng)的長(zhǎng)期影響，并指出影響各坡度植被生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃樱陨罨瘜?duì)保護(hù)區(qū)的植被生長(zhǎng)變化情況的了解，為保護(hù)區(qū)制定生態(tài)保護(hù)規(guī)劃、實(shí)施針對(duì)性地保護(hù)和應(yīng)對(duì)氣候變化影響提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)（117°27′—117°51′E，27°33′—27°54′N）位于福建省北部和武夷山脈北端，地跨武夷山、建陽、光澤和邵武四市（縣），總面積56527.3 hm2（圖1）。該保護(hù)區(qū)成立于1979年，被聯(lián)合國(guó)教科文組織接納為國(guó)際生物圈保護(hù)區(qū)，是全球同緯度帶保存最為完整、面積最大的典型中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)。區(qū)內(nèi)植被類型豐富，森林覆蓋率超過 95%。保護(hù)區(qū)具有地勢(shì)高，起伏大，多埡口的地貌特征。平均海拔 1200 m，最高處達(dá)2158 m，最低處僅300 m，相對(duì)高差達(dá)1858 m，高差極為懸殊；坡度一般為20°—30°，最陡達(dá)70°。

圖1 武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)區(qū)劃及坡度圖Fig. 1 Geographical location and slope map of Wuyishan National Nature Reserve

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

綜合考慮保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)的圖像分辨率、可獲取性、云覆蓋程度和影響成像日期等，選取 2004—2012年 Landsat-7 ETM+以及 2013—2018年Landsat-8 OLI遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源（https://earthexplorer.usgs.gov/），原始遙感影像已做過系統(tǒng)級(jí)輻射校正和幾何粗校正，空間分辨率為30 m，時(shí)間分辨率為16 d，軌道號(hào)為120/41，時(shí)間跨度為2004—2018年，共60景遙感影像。由于Landsat-7衛(wèi)星機(jī)載掃描行校正器在2003年5月出現(xiàn)故障，因此在對(duì) Landsat-7 ETM+影像進(jìn)行預(yù)處理前，先使用ENVI 5.3的去條帶補(bǔ)丁landsat_gapfill對(duì)其進(jìn)行去條帶處理，再結(jié)合ENVI 5.3和ArcGIS 10.2對(duì)數(shù)據(jù)先后進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、投影轉(zhuǎn)換和剪裁等預(yù)處理。

數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)為中國(guó)范圍SRTMDEM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.gscloud.cn/），空間分辨率為90 m。借助ArcGIS 10.2空間分析功能計(jì)算得到保護(hù)區(qū)坡度分布圖。

氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)為國(guó)家基本氣象站武夷山、建陽、光澤和邵武站的氣溫、降水月值數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度為 2004—2018年，數(shù)據(jù)來源于福建省氣象局。將4站平均后的氣溫、降水月值作為保護(hù)區(qū)的氣溫、降水月值，再基于月數(shù)據(jù)形成保護(hù)區(qū)年均溫、年累積降水量逐年時(shí)間序列。

2 研究方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理

基于同年四季多景影像計(jì)算 NDVI值，采用最大值合成法得到該年NDVI均值（田慶久等，1998；Lovell et al.，2001）。采用時(shí)間序列諧波分析（HANTS）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，重構(gòu)NDVI序列，解決福建云雨影響導(dǎo)致的 NDVI數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，無法進(jìn)行趨勢(shì)分析的問題。HANTS是基于傅立葉分析改進(jìn)的一種有效的算法，它將時(shí)間序列數(shù)據(jù)分解為幾個(gè)最為顯著的頻率，采用最小二乘法擬合各頻率的余弦或正弦分量，其中各頻率的振幅和相位都是通過不停的迭代得到，其結(jié)果能夠有效真實(shí)地反映曲線周期性變化（Julien et al.，2006；潘學(xué)鵬等，2015）。

2.2 樣本選擇及坡度分級(jí)

在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)隨機(jī)均勻選擇樣點(diǎn) 2000個(gè)（圖2），控制各樣本互不重疊，并將2000個(gè)樣本納入回歸模型。統(tǒng)計(jì)各樣本區(qū)域NDVI變化趨勢(shì)及平均坡度，建立二者回歸模型，分析二者關(guān)系。同時(shí)，將坡度分為6個(gè)等級(jí)（汪榮等，2007），即平坡（0°—5°）、緩坡（5°—15°）、斜坡（15°—25°），陡坡（25°—35°）、急坡（35°—45°）、險(xiǎn)坡（＞45°），分析不同坡度NDVI變化趨勢(shì)。

2.3 趨勢(shì)線分析

圖2 武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)坡度和研究樣本分布圖Fig. 2 Slope and research sample distribution map of Wuyishan National Nature Reserve

對(duì)NDVI進(jìn)行一元線性回歸處理，以逐像元的時(shí)間變化規(guī)律來反映保護(hù)區(qū)整體的空間變化規(guī)律。回歸方程斜率反映了植被覆蓋度在研究時(shí)段的變化趨勢(shì)，若斜率小于0說明該時(shí)段內(nèi)植被呈減少趨勢(shì)，反之則為增加趨勢(shì)（Li et al.，2016）。計(jì)算公式如下：

式中，yNDVI為NDVI的變化趨勢(shì)（即斜率）；n為研究時(shí)段的年數(shù)，即15年；xj為第j年保護(hù)區(qū)NDVI值。本文參考譚學(xué)玲等（2018）對(duì)植被覆蓋變化的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)實(shí)際情況，將植被覆蓋變化分為4個(gè)等級(jí)，即明顯改善（yNDVI≥0.01），輕微改善（0＜yNDVI≤0.01），輕微退化（-0.01＜yNDVI≤0.01），嚴(yán)重退化（yNDVI≤-0.01）。

2.4 地形面積差異修正系數(shù)

地形面積差異修正系數(shù)（k）用于消除各地形因子條件下因地形絕對(duì)面積不同而引起的植被恢復(fù)評(píng)價(jià)的不確定性（譚學(xué)玲等，2018）。計(jì)算公式如下：

式中，ΔVi/Ti為特定地形條件下某植被變化類型的面積比；ΔVi為某植被變化類型（明顯改善、輕微改善、輕微退化、嚴(yán)重退化）在特定坡度條件（平坡、緩坡、斜坡、陡坡、急坡、險(xiǎn)坡）下所占的面積；Ti為特定坡度條件的面積；ΔV/S為保護(hù)區(qū)某植被變化類型的總面積；ΔV為某植被變化類型的總面積，S為武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)總面積。k＞1表明在該特定坡度條件下保護(hù)區(qū)內(nèi)此植被變化類型為增強(qiáng)趨勢(shì)，k＜1則相反，k=1表明此植被變化類型在該特定坡度條件下的分布與保護(hù)區(qū)內(nèi)該植被變化類型的分布比例相同，其變化趨于平穩(wěn)。

2.5 滑動(dòng)平均

滑動(dòng)平均是趨勢(shì)擬合的基礎(chǔ)方法，用確定時(shí)間序列的平滑值來顯現(xiàn)出變化趨勢(shì)，滑動(dòng)平均序列計(jì)算公式如下（魏鳳英，2007）：

式中，k為滑動(dòng)長(zhǎng)度，本文將2004—2018保護(hù)區(qū)年均溫、年累積降水量和年NDVI序列進(jìn)行3年滑動(dòng)平均計(jì)算，有助于減小序列的波動(dòng)性，顯示出整體變化的趨勢(shì)，便于進(jìn)行相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 NDVI的變化特征

計(jì)算2004—2018年逐年不同坡度的NDVI均值（圖3），可見，2004—2018年不同坡度NDVI年際變化都呈上升趨勢(shì)，其中，險(xiǎn)坡（＞45°）NDVI上升趨勢(shì)最為明顯（sig.＜0.05），趨勢(shì)傾向率為0.044/10 a，急坡（35°—45°）次之（sig.＜0.1），趨勢(shì)傾向率為0.034/10 a，其余坡度NDVI上升趨勢(shì)均不明顯，趨勢(shì)傾向率為0.018—0.025/10 a。15年里有2個(gè)上升高峰期，分別為2006—2009年和2012—2015年。各坡度年均NDVI也存在差異，整體而言，陡坡（25°—35°）NDVI值最大，平坡（0°—5°）NDVI值最小，最低值為2006年，最高值為2009年。2006年保護(hù)區(qū)NDVI主要集中于0.7—0.9，平均值為0.81；2009年NDVI主要集中于0.8—1.0，平均值為0.91，說明武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)植被狀況良好，總體維持高植被覆蓋狀況（圖4）。

圖3 2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同坡度NDVI均值Fig. 3 Annual average NDVIs on different slopes in Wuyishan National Nature Reserve from 2004 to 2018

圖4 武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)2006（a）和2009（b）年NDVI空間分布Fig. 4 Spatial distribution map of NDVI in Wuyishan National Nature Reserve in 2006 (a) and 2009 (b)

圖5 2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)NDVI年際變化趨勢(shì)空間分布Fig. 5 Spatial distribution map of NDVI interannual variation trend in Wuyishan National Nature Reserve from 2004 to 2018

逐像元計(jì)算NDVI年際變化趨勢(shì)率（圖5），結(jié)合坡度分析發(fā)現(xiàn)，2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋總體呈現(xiàn)趨好態(tài)勢(shì)，以東部和西部高坡度地區(qū)增加最為明顯，中部和北部低坡度區(qū)呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。其中，2.2%的區(qū)域NDVI值呈現(xiàn)明顯改善趨勢(shì)，57.2%區(qū)域呈現(xiàn)輕微改善趨勢(shì)，40.4%的區(qū)域NDVI值呈現(xiàn)輕微退化趨勢(shì)，0.2%區(qū)域呈現(xiàn)嚴(yán)重退化趨勢(shì)。武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)自建立起，各級(jí)人民政府相繼出臺(tái)了多項(xiàng)政策和管理辦法，如嚴(yán)格限制外來人口遷入、控制人口進(jìn)出等，減輕人類活動(dòng)對(duì)自然資源的壓力，使得植被覆蓋度總體呈上升趨勢(shì)，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面取得良好成效。

3.2 NDVI變化坡度分異

為了分析不同坡度 NDVI變化趨勢(shì)的差異，計(jì)算了各坡度上NDVI變化趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量（表1）。從坡度范圍NDVI變化趨勢(shì)均值來看，NDVI變化趨勢(shì)最明顯的坡度范圍為險(xiǎn)坡（＞45°），其次為急坡（35°—45°），0°—25°的區(qū)域 NDVI變化趨勢(shì)都較不明顯。從標(biāo)準(zhǔn)差來看，在0°—25°范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)差隨坡度增加而減小，說明 NDVI變化趨勢(shì)分布隨坡度增加呈集中趨勢(shì)，即坡度較小區(qū)域 NDVI變化趨勢(shì)波動(dòng)較大；在＞25°范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)差隨坡度增加而增加，說明 NDVI變化趨勢(shì)分布隨坡度增加呈分散趨勢(shì)，即坡度較大區(qū)域NDVI變化趨勢(shì)波動(dòng)較大。

表1 2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同坡度NDVI變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)量Table 1 Statistics of NDVI variation trends from 2004 to 2018 on different slopes in Wuyishan National Nature Reserve 10-4

為了消除不同坡度絕對(duì)面積不同而引起的植被變化評(píng)價(jià)的不確定性，還計(jì)算了不同坡度植被變化類型比和修正系數(shù)k值（表2、3），發(fā)現(xiàn)坡度對(duì)植被退化或改善的影響程度差異較大。在所有坡度范圍內(nèi)，植被變化類型均以輕微改善為主（面積比超過 50%），但在 0°—15°范圍內(nèi)，植被退化類型面積比隨坡度增加而增加，說明在此坡度范圍內(nèi)坡度增大不利于植被生長(zhǎng)；而在＞15°范圍內(nèi)，隨坡度增加改善類型面積比增加，說明在此坡度范圍內(nèi)坡度越大越有利于植被生長(zhǎng)。同時(shí)，隨坡度增大，植被退化類型的k值逐漸減小，植被輕微改善類型的k值逐漸增大，植被明顯改善類型的k值先減小后增大；其中，0°—25°內(nèi)植被嚴(yán)重退化、輕微退化類型的k＞1，表明在0°—25°范圍內(nèi)利于植被退化，而在＞35°范圍內(nèi)植被輕微改善、明顯改善類型的k＞1，表明在＞35°范圍內(nèi)利于植被改善，以0°—5°范圍內(nèi)植被嚴(yán)重退化類型和＞45°范圍內(nèi)植被明顯改善類型趨于增強(qiáng)最為明顯。上述分析發(fā)現(xiàn)，坡度明顯地影響著武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋變化，植被生長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)要充分考慮坡度因子。

表2 2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同坡度植被變化類型面積比Table 2 Area ratio of vegetation variation types on different slopes in Wuyishan National Nature Reserve from 2004 to 2018

表3 2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同坡度植被變化類型修正系數(shù)k值Table 3 Correction coefficient k of vegetation variation types on different slopes in Wuyishan National Nature Reserve from 2004 to 2018

3.3 NDVI變化趨勢(shì)與坡度的回歸分析

統(tǒng)計(jì)2000個(gè)樣本NDVI變化趨勢(shì)及坡度，制作散點(diǎn)圖（圖6），發(fā)現(xiàn)NDVI變化趨勢(shì)與坡度呈二次函數(shù)關(guān)系，以保護(hù)區(qū)2004—2018年NDVI變化趨勢(shì)為因變量，坡度為自變量，建立回歸模型。該模型F值為28.86，在0.001水平上顯著，該回歸模型揭示了坡度與NDVI變化趨勢(shì)的關(guān)系，坡度在0.001水平上顯著影響 NDVI的變化趨勢(shì)。關(guān)系式如下：

式中，y為NDVI變化趨勢(shì)，x為坡度。當(dāng)坡度約17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)達(dá)到最小值；當(dāng)坡度小于17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)隨著坡度的增加而緩慢減少；當(dāng)坡度大于17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)隨著坡度的增加而增加，與基于地形面積差異系數(shù)的植被變化情況分析結(jié)果相似，高坡度區(qū)域植被改善程度最好。

3.4 氣象因子對(duì)不同坡度NDVI的影響

圖6 武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)各樣本2004—2018年NDVI變化趨勢(shì)和坡度的散點(diǎn)圖Fig. 6 Scatter plot of NDVI variation trend from 2004 to 2018 and slope for each sample in Wuyishan National Nature Reserve

氣候變化是引發(fā)地表覆蓋變化的主要因子，地表植被類型的時(shí)空變化是對(duì)長(zhǎng)期氣候的適應(yīng)，也是對(duì)短期氣候波動(dòng)的響應(yīng)，影響植被變化的氣象因子主要是氣溫和降水（Wang et al.，2011；韋振鋒等，2013）。將2004—2018年年均溫、年累積降水量和不同坡度年 NDVI值進(jìn)行 3年滑動(dòng)平均，得到2005—2017年滑動(dòng)平均值。不同坡度年 NDVI滑動(dòng)平均值與年均溫、年累積降水量的Pearson相關(guān)分析表明（表4），全區(qū)及不同坡度NDVI與年均溫均無顯著相關(guān)，除險(xiǎn)坡（＞45°）外，均為負(fù)相關(guān)；全區(qū)及＞25°范圍 NDVI與年累積降水量呈顯著正相關(guān)，0°—25°內(nèi)呈不顯著正相關(guān)。表明在保護(hù)區(qū)內(nèi)，尤其在＞35°范圍內(nèi)，影響植被生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃訛榻邓?004—2018年保護(hù)區(qū)不同坡度降水量均呈明顯上升趨勢(shì)（sig.＜0.01），有利于植被覆蓋度增加。

表4 武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同坡度植被變化和氣象要素的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between NDVI on different slopes and meteorological factors in Wuyishan National Nature Reserve

4 討論

研究采用地形面積差異修正系數(shù)分析了6種坡度下植被的退化和改善程度，在 0°—25°范圍內(nèi)利于植被退化，而在＞35°范圍內(nèi)利于植被改善。有研究也得到坡度較高地區(qū)相較緩坡地區(qū)NDVI變化趨勢(shì)較高的相似結(jié)論（聶斌斌等，2016；李薇等，2017；劉梁美子等，2018）。同時(shí)，建立了NDVI變化趨勢(shì)與坡度的關(guān)系模型，進(jìn)一步細(xì)化不同坡度下植被的改善程度，以便為有關(guān)部門開展針對(duì)性植被保護(hù)提供參考。中坡度區(qū)域改善程度最低，高坡度和低坡度區(qū)域植被改善程度較高，可能與中坡度區(qū)域植被指數(shù)高，容易達(dá)到飽和有關(guān)（李紅軍等，2007；陳燕麗等，2014），改善程度有限，致使植被指數(shù)變化趨勢(shì)不明顯。本研究從數(shù)學(xué)角度分析了保護(hù)區(qū)NDVI與坡度的關(guān)系，缺乏對(duì)生態(tài)系統(tǒng)過程的生理生態(tài)認(rèn)知，該結(jié)果只能初步反映坡度對(duì)植被變化的影響，要獲取較為準(zhǔn)確的信息還需要通過開展生理生態(tài)試驗(yàn)和野外實(shí)地觀測(cè)等進(jìn)一步明確。

影響保護(hù)區(qū)內(nèi)植被生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃訛榻邓c現(xiàn)有研究結(jié)果（顧婷婷等，2009；于泉洲等，2015；葉爾納爾·胡馬爾汗等，2019）相同。武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)以森林植被為主，現(xiàn)有研究對(duì)森林植被與氣象因子的關(guān)系研究仍存在較多爭(zhēng)議，有研究認(rèn)為植被覆蓋與氣溫因子的相關(guān)性要比降水因子大（徐凱健等，2015；周夢(mèng)遙等，2018），需要更多高密度氣象數(shù)據(jù)和植被生理生態(tài)的相關(guān)研究進(jìn)一步明確。武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)海拔梯度明顯，可能存在小氣候差異，但保護(hù)區(qū)內(nèi)無國(guó)家基本氣象站，研究使用保護(hù)區(qū)周圍武夷山、建陽、光澤和邵武4個(gè)國(guó)家站氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)平均值作為保護(hù)區(qū)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行使用，可能無法準(zhǔn)確反映小氣候差異。近年來開始建設(shè)高密度、多梯度區(qū)域自動(dòng)站，但時(shí)間序列仍不夠長(zhǎng)，隨著時(shí)間的推進(jìn)，未來可考慮長(zhǎng)時(shí)間序列區(qū)域站數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析。

2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋總體呈現(xiàn)趨好態(tài)勢(shì)，與楊繪婷等（2020）研究結(jié)果一致，多歸因于當(dāng)?shù)馗骷?jí)人民政府出臺(tái)的多項(xiàng)生態(tài)保護(hù)政策和管理辦法，以及近 15年降水增多，有利于植被覆蓋度增加。但保護(hù)區(qū)仍存有耕地、居民點(diǎn)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，尤其低坡度區(qū)人類活動(dòng)相對(duì)較多，中部和北部低坡度地區(qū)植被呈變差趨勢(shì)，建議適當(dāng)控制人類活動(dòng)強(qiáng)度，做好長(zhǎng)期規(guī)劃。同時(shí)，NDVI在一定程度上能反映植被的健康狀況，但要評(píng)估自然保護(hù)區(qū)的植被狀況還需建立更為全面的區(qū)域植被生態(tài)質(zhì)量評(píng)估模型，加入更多評(píng)估指標(biāo)（植被指數(shù)、氣溫、降水、海拔、坡度、坡向、大氣濕度和地表溫度等），準(zhǔn)確認(rèn)清區(qū)域植被生態(tài)質(zhì)量狀況，這是未來研究工作中的重點(diǎn)所在。

5 結(jié)論

本研究基于2004—2018年Landsat數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)和氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)NDVI的變化及其對(duì)坡度和氣象因子的響應(yīng)進(jìn)行了分析。

（1）2004—2018年武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋總體呈現(xiàn)趨好態(tài)勢(shì)，以東部和西部高坡度地區(qū)增加最為明顯，中部和北部低坡度地區(qū)植被呈變差趨勢(shì)。

（2）在所有坡度范圍內(nèi)，植被變化類型均以輕微改善為主（面積比超過 50%），在 0°—25°范圍內(nèi)利于植被退化，而在＞35°范圍內(nèi)利于植被改善。

（3）NDVI變化趨勢(shì)與坡度呈二次函數(shù)關(guān)系，當(dāng)坡度約17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)達(dá)到最小值；當(dāng)坡度小于17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)隨著坡度的增加而緩慢減少；當(dāng)坡度大于17°時(shí)，NDVI變化趨勢(shì)隨著坡度的增加而增加。

（4）影響保護(hù)區(qū)植被覆蓋主要?dú)庀笠蜃訛榻邓?5年降水增多有利于植被覆蓋度增加。