基于遙感生態指數的河套灌區生態環境質量變化研究

李尚志, 薛華柱,*, 李靜茹, 周利娟, 谷佳賀,2, 董國濤,2,3

基于遙感生態指數的河套灌區生態環境質量變化研究

李尚志1, 薛華柱1,*, 李靜茹1, 周利娟1, 谷佳賀1,2, 董國濤1,2,3

1. 河南理工大學測繪與國土信息工程學院, 焦作 454002 2. 黃河水利委員會黃河水利科學研究院, 鄭州 450000 3. 黑河水資源與生態保護研究中心, 蘭州 730030

河套灌區是黃河中游的大型灌區, 也是我國設計灌溉面積最大的灌區, 2019年被列入世界灌溉工程遺產名錄。為探究河套灌區在近十年來的生態變化情況, 基于Landsat系列衛星2010年TM及2016年和2020年OLI/TIRS數據, 利用綠度、濕度、干度、熱度構建了遙感生態指數等指標, 分析了河套灌區的近年來的生態環境變化情況。研究結果表明: 從2010年至2020年, 研究區的植被覆蓋區域的綠度水平顯著提高, 濕度增加變化明顯, 干度和熱度兩大指標均有所下降, 遙感生態指數由0.45上升到0.57, 生態水平有所提高。沙漠及鹽堿化地區的生態水平有變好的趨勢, 部分區域完成了從無植被到有植被覆蓋的轉換, 人為影響因素顯著, 極大提高了區域生態環境水平。本次研究通過多種環境因子、遙感生態指數等手段研究河套灌區的生態變化情況, 探討人為因素對生態環境的影響, 以期為河套區域生態保護提供理論參考和科學依據。

河套灌區; 遙感生態指數; 生態環境質量

0 前言

良好的生態環境是實現人類可持續發展的重要基礎, 對人類社會的生態安全和穩定有著不可替代的作用[1]。沙漠化是指由自然或人為因素造成的在干旱、半干旱地區及半濕潤地區出現的土地退化過程, 長期以來, 我國受到荒漠化影響嚴重, 荒漠化土地面積占國土面積的27.3%, 近4億人口受到荒漠化的影響。內蒙古河套灌區位于我國西北內陸, 因有黃河穿過, 保證了灌溉用水的來源, 但是在西北地區干旱、降水稀少的大環境下, 仍然面臨著土地沙漠化的危險。不合理的人類活動, 如農牧業的經營都將導致生態環境惡化。因此, 如何對灌區的生態環境進行全范圍、多時間點的定量評價有著極為重要的現實意義。

徐涵秋提出的遙感生態指數(Remote Sensing Ecology Index, RSEI)可以對區域環境進行快速監測和評價, 是用于綜合反映研究區域生態環境現狀的新型生態指數[2]。近年來, 不少學者成功的應用遙感生態指數在不同領域對不同研究區域進行了生態環境評價, 并且取得了良好的效果。一些學者利用遙感生態指數對城市及城市群進行定量評價, 同時從時間上描述了區域生態變化的特征及趨勢[3]; 張林杰等利用遙感影像構建遙感生態指數研究了貴陽市花溪區16年的生態環境變化, 表明了植被覆蓋度是影響生態環境的關鍵性因素[4]。周滿迷等定量評價了蘇州-無錫-常熟城市群2001—2018年間區域生態變化[5], 周玄德等利用遙感生態指數評價了東莞市的生態環境狀況, 研究發現了生態狀況在空間分布上不平衡性。通過計算遙感生態指數, 程志峰等分析了烏魯木齊市生態指數的空間特征及變化趨勢[6]。王美雅等通過遙感生態指數評價了因城市不透水面面積增長導致的城市生態質量變化, 表明不透水面對城市生態質量產生了不利影響[7]。溫小樂等分析了海島城市平潭島生態狀況的時空變化趨勢和變化原因, 強調了制定有效的生態保護措施的重要性[8]。王勇等通過構建遙感生態指數對丹江流域的生態質量進行了動態監測, 并對變化原因進行了討論[9]。朱青等基于遙感生態指數定量分析了鄱陽湖區生態水平的空間異質性及影響因素[10]。岳輝等采用遙感生態指數動態監測了神東礦區的生態環境時空動態演變特征, 同時比較了礦區不同位置的生態差異[11]。潘明慧等利用基于遙感生態指數方法, 對福州旗山國家森林公園的生態環境變化趨勢進行了分析, 并對不同的區域環境進行了探討[12]。

到目前為止, 對河套灌區進行生態環境評價的研究仍然較少, 而且討論的參數較為單一, 陳愛萍等利用VEGETATION傳感器數據提取了河套灌區NDVI, 討論了灌區植被覆蓋動態變化情況[13]。毛志春等人基于1 km分辨率MODIS數據討論了河套地區的荒漠化情況, 但僅從與植被角度進行了討論, 同時所用遙感數據的分辨率較低, 無法展示灌區的細節情況[14]。張銀輝等從土地利用變化角度分析了灌區景觀生態效應, 揭示了灌區以農牧業用地為主的特征[15]。武靖偉等利用實地調查數據, 討論了地下水位引起的生態環境變化, 但是缺乏客觀的面狀信息展示[16]。以上研究僅對與生態環境有關的某一因子進行分析, 并非通用的生態環境評價方法, 在生態指標上選取上存在一定的主觀性與片面性, 同時未對研究區的生態變化情況進行全面的分析與討論。因此, 本研究使用了2010年、2016年及2020年的Landsat系列衛星30 m分辨率影像數據, 從歸一化植被指數、地表濕度、干度及地表溫度四個方面探討河套灌區近十年的生態情況。同時利用遙感生態指數對灌區生態進行定量評估, 直觀展現不同區域的生態等級變化情況。另外, 結合研究區政策及發展情況對導致生態環境質量等級發生變化的組成指標做出進一步的解釋。研究成果對合理利用區域生態資源及生態保護活動具有科學的指導意義。

1 研究區概況

河套灌區位于內蒙古巴彥淖爾市, 是我國三個特大型灌區之一, 河套灌區西鄰騰格里和烏蘭布和沙漠, 北接庫布齊沙漠邊緣, 屬內蒙古高原的一部分。氣候為典型的中溫帶大陸性干旱半干旱季風氣候, 降水稀少, 晝夜溫差大, 年均降水量為130—285 mm, 自東向西遞減, 蒸發量在2000—2500 mm之間。灌區內以引黃灌溉為主, 全年灌水3—7次[17]。冬季和春季多為北風或西北風, 夏季為偏南風, 大風天氣頻發, 荒漠化隱患嚴重。受到氣候與地形條件的雙重影響, 研究區主要植被為草甸、鹽生植被和農作物等類型, 生態環境脆弱。不合理的人類活動, 如大水漫灌、灌排比例失調及盲目開展節水活動等, 將對生態環境造成較大的影響[18]。

圖1 研究區位置示意圖

Figure 1 Overview of the location of research area

2 材料與方法

2.1 數據介紹

已有研究表明, 沙漠植被平均密度在7月份達到最大值[19]。因此, 選取7月作為衛星成像時間。本研究的遙感成像時間分別為2010年7月1日、2016年7月3日和2020年7月2日, 時間差別在5 d以內, 保持沙漠植被處于相同的生長狀態。首先以2020年的遙感影像為基準影像, 對2016年和2010年兩幅影像進行配準, 確保均方根誤差控制在0.5個像元以內。所用數據為USGS網站定制的反射率產品, 該產品已經過大氣校正, 像元值即為地表反射率值。

考慮到研究區為非行政區界和非流域單元, 同時處于動態變化狀態。因此, 選擇2020年最新的遙感影像作為基準影像, 確定研究區范圍, 即通過采用波段合成手段增強植被與沙漠戈壁之間的區別, 可以發現灌區北部緊鄰陰山山脈, 地表差異明顯, 以此確定北部邊界, 南部主要選擇黃河南側明顯的溝渠、道路等線狀地物作為邊界, 東端至烏梁素海東側綠地邊緣, 西側主要根據植被與戈壁的差異靈活確定, 盡可能的包含植被覆蓋區域。

2.2 研究方法

區域生態環境質量變化情況可以從多個遙感指數指標中得到體現, 綠度、濕度、干度與熱度指標與人類生存環境有著密切的聯系。而遙感生態指數使用主成分變換的方法耦合了以上四個指標, 可以定量描述區域的生態水平, 也可以進一步對生態環境進行分級評價, 避免了主觀因素的影響。

表1 Landsat 8 OLI/TIRS及Landsat 5 TM傳感器波段介紹

2.2.1 綠度指數

植被對區域能量循環有著重要影響, 在生態變化和氣候變化中起著極為重要的作用。自然界地表植被覆蓋度可以用綠度指標表示[20], 一般而言, 歸一化植被指數(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 常用于表示綠度。NDVI是利用植被在紅光波段的吸收谷與近紅外波段的高反射率特征構建使用最廣泛的遙感植被指數[21], 能夠綜合反映植物生物量、葉面積指數以及植被覆蓋度信息。NDVI取值范圍為[-1,1], 負值表示地面覆蓋為云、水、雪等, 0表示有巖石或裸土等, 正值表示有植被覆蓋, 且隨覆蓋度增大而增大。具體表達式為公式(1)所示:

式(1)中的NIR和RED分別表示近紅外波段和紅波段反射率數據。

2.2.2 濕度指標

遙感纓帽變換所獲取的濕度分量可以反映地表植被、水體和土壤的濕度狀況, 與土壤退化等生態環境變化密切相關。基于Landsat衛星的OLI和TM傳感器數據的濕度分量計算公式為:

式(2)、(3)中各波段分別為Landsat影像中的相應波段反射率。

2.2.3 干度指標

遙感生態指數選取裸土指數(Soil Index, SI)和建筑用地指數(Index-based Built-up Index, IBI)合成表示地表干化程度。具體計算公式為:

表2 遙感影像數據說明

圖2 河套灌區遙感影像(Landsat 8 6,5,2波段; Landsat 5 7, 4, 1波段)

Figure 2 Landsat images of Hetao irrigation area (Landsat 8 6, 5, 2 band composition; Landsat 5 7, 4, 1 band composition)

2.2.4 熱度指標

地表溫度(Land Surface Temperature, LST)在全球氣候變化和地球地表過程模型研究中是一個十分重要的參量[22], 有研究表明, 地表溫度的變化能夠改變地面與大氣之間物質與能量平衡, 引起氣候, 降水和植被等發生變化, 進而對區域生態環境的保護與演變產生重要影響[23]。本研究使用大氣校正法計算地表溫度, 利用經過比輻射率校正的溫度來代表熱度指標, 根據Landsat 8衛星數據反演不同時段的地表溫度數據公式為:

公式(7)中, L為Landsat 8第10波段的像元在傳感器處的輻射值, DN為像元灰度值, 通過查看頭文件提供的定標信息可以得知增益gain和偏移bias的具體數值。式(8)中, T為傳感器處溫度值, K1和K2分別是定標參數。公式(9)中, Landsat 8第10波段的中心波長λ為10.9 μm, ρ為1.438·10-2m * K, ε為地表比輻射率。

2.2.5 遙感生態指數

遙感生態指數用主成分變換的方法耦合了綠度、濕度、干度、熱度等四個地表參數, 由于遙感生態指數的四個組成指標之間的物理意義不同, 同時量綱并不統一, 為了避免因為數值大小對權重不平衡造成影響, 因此需要對其進行歸一化處理[24]。歸一化公式如式(10)所示:

式(10)中,為待歸一化波段,X和X分別為波段的最小值和最大值,X為歸一化結果。

該方法的最大優點是各指標對遙感生態指數的貢獻全部由數據本身的性質決定, 沒有人為權重設定, 從而避免了因人為因素而造成的結果偏差。可以客觀的對區域生態環境質量的時空分布變化進行可視化。因此, 遙感生態指數更為客觀合理, 大大提高了結果的可信度。根據遙感生態指數的定義, 針對上述四種生態指標, 首先進行歸一化處理, 然后進行主成分分析處理, 以消除各指標間的相關性。將包含信息量最大的第一主成分作為遙感生態指數以定量揭示研究區的生態環境質量差異與空間分布特征。公式如下:

為了便于度量研究區的環境質量, 參照文獻中的分級標準, 將歸一化后的遙感生態指數劃分為[0—0.2)、[0.2—0.4)、[0.4—0.6)、[0.6—0.8)、[0.8—1]五個區間, 分別對應為差、較差、中等、良好和優五個等級。RSEI值越接近1, 表示生態越好, 反之生態越差。

3 結果與分析

通過使用Python語言結合地理空間數據抽象庫(Geospatial Data Abstract Library, GDAL)對研究區內2010年7月、2016年7月及2020年7月的三期Landsat陸地衛星影像進行處理, 得到其綠度、濕度、干度及熱度四個指標。然后, 對四個指標進行歸一化處理。其次, 基于主成分分析方法獲取四個遙感指數的第一主成分。最后對歸一化后的遙感生態指數按照生態分級標準得到生態指數等級分布圖。由于遙感生態指數并不適用于河套灌區東緣烏梁素海水域生態評價工作, 因此需要利用改進的歸一化差異水體指數(Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI)對水體進行掩膜處理[25], 掩膜部分不參與統計學運算。

3.1 多種遙感指數綜合變化

遙感生態指數及組成指標如表3所示, 研究區在2010年的遙感生態指數為0.45, 至2016年遙感生態指數為0.53, 2020年遙感生態指數為0.57, 不同時間范圍內, 生態水平均有一定程度的提高, 且2010年到2016年生態變化最為明顯。綠度和濕度對于第一主成分的貢獻率分別為0.39和0.68, 均為正值, 說明綠度和濕度指標對區域生態環境起到了積極作用, 而干度和熱度指標對第一主成分PC1的貢獻值為-0.72和-0.29, 說明干度和熱度兩個指標對生態環境有負面影響。

通過對比的近十年來的三個時間點的遙感影像發現, 以NDVI為表征的綠度因素呈上升趨勢, 均值由2010年0.44上升到0.55, 增幅為11%, 上升幅度明顯。從綠度指標的空間分布上看, 直接得到種植植被的區域變化最為明顯, 表現在綠色植物覆蓋面積顯著增加, 說明研究區內部分區域的土地利用類型經歷了由荒漠到有植被覆蓋的過程; 原有的植被綠度水平在一年內相同時期水平也有所提高。濕度指標在2010年均值為0.55, 2016年為0.66, 到2020年降低到0.43, 上升趨勢為先上升再下降, 可能與灌區節水農業發展有關[26]。對生態起消極作用的干度指標由2010年的0.72降低至2016年的0.66, 表明在2該時間段內區域整體干燥度下降。但是, 到2020年干度水平回升到0.76, 干度水平略有增加, 可能與近年來經濟水平提高及農作物種植面積變化有關[27]。2016年與2020年兩期相比, 熱度下降了5%, 熱度水平遠遠低于2010年。研究結果表明, 綠度NDVI高值區域的地表溫度明顯低于周邊區域, 從而減少了蒸發量, 起到涵養水源的積極作用, 優化了灌區植物的生存環境。整體上消極因素上升幅度小于積極因素上升幅度, 生態環境整體向好發展。

表3 遙感生態指數與組成指標統計值

圖3 研究區內綠度、濕度、干度及熱度變化情況

Figure 3 Changes of greenness, wetness, dryness, and hotness in research area

3.2 生態等級及空間分布

結合圖4和表4可以看出, 2010年河套灌區的生態指數等級為較差的比例為11.5%, 生態水平為較差的比例為32.9%, 生態水平為中等的區域占比為28.8%, 生態水平為良好的比例為25.2%, 生態水平為優的比例為1.4%, 生態環境水平一般。2016年生態等級為差的比例占8.2%, 等級為較差的比例占到25.5%, 水平為中等的比例為34.8%, 生態水平為良好的比例為28.6%, 生態水平為優的比例占2.7%。2020年河套灌區生態水平為優的比例達到3.1%, 達到近10a來最高水平, 生態水平為良好的比例為31.8%, 生態水平為中等的比例為34.6%, 生態水平為差的比例占20%左右, 絕大部分區域生態水平為中等及以上。

三個時間點的遙感生態指數分布圖顯示, 河套灌區生態環境破碎化程度較高, 生態等級為中等和良好的區域交替分布。研究區內生態環境較好的區域主要分布在灌區中部灌渠經過地區, 邊緣區域生態水平低于中部地區, 黃河以北生態環境優于南部地區, 灌區西南部地區生態環境較差。灌區中部地區生態水平保持穩定, 原有的生態基礎得到鞏固。河套灌區西側納林湖濕地公園處于不斷地進行生態建設與濕地保護[28], 東側烏梁素海景區落實濕地紅線政策, 人為影響因素最為明顯[29], 目前的一系列生態保護措施有力地強化了灌區邊緣的生態等級, 但是不合理的人類活動將對生態環境造成破壞性影響。

河套灌區在2020年RSEI主要集中在中等、良好等級, 分別占31.8%和34.6%, 盡管生態水平為差的比例由32.9%降低到21.8%, 但是灌區在經濟建設的同時應注重生態環境的保護, 在原有的生態基礎上進一步優化生態環境的規劃, 如提高植被覆蓋度、根據實際情況合理配置灌溉水資源及結構等。特殊的地理環境與氣候決定了河套灌區生態基礎, 生態水平為良好應當是研究區內正常化水平。生態水平位較差的區域主要分布在研究區邊緣區域, 主要由于東西側邊緣區域易受沙漠風沙侵蝕[30], 灌區北側為洪積平原, 鹽堿化程度高[31], 而南側灌渠數量較少, 灌溉水平較低, 最有可能面臨生態水平降級的風險。

3.3 生態環境動態變化情況

由表4可知, 河套灌區生態等級為較差的區域占據一定的比例, 2010年和2020年的比例為32.9%和21.8%, 同比降低11.1%; 生態水平為中等的比例由28.8%上升到34.8%; 生態水平為良好的比例由25.2%上升到31.8%, 增長6.6%, 生態變化最為明顯; 生態水平為優的比例由1.4%上升到了3.1%。最近影像信息顯示, 河套灌區西南磴口縣近年來大力開展防沙治沙生態建設, 人工種植梭梭, 肉蓯蓉及沙生葡萄等經濟作物, 生態水平變化最為明顯。灌區西側納林湖景區面積在近年來有所擴大, 遙感生態指數由0.21上升至0.37, 原有的生態環境得到了鞏固與提高。灌區周邊區域與四周荒漠化區域的差異明顯, 沙漠鎖邊林帶進一步拓寬以阻擋、固定風沙侵蝕。RSEI水平為差的面積減少了3%, 水平為較差的面積減少了11.1%, 變化的面積主要轉變為良好和中等兩級。

如圖2所示, 生態環境明顯改善的區域主要分布在植被覆蓋度增加的區域, 生態環境變化幅度明顯高于自然演變, 說明人工進行生態環境對生態質量有明顯的促進作用。綠色植物的種植可以明顯改善了區域生態水平[32], 除造林治沙區域外, 其它地區生態水平保持穩定, 說明河套地區生態效益顯著, 有力地遏制了生態環境惡化的趨勢, 提高了整體生態環境水平。在全球氣候變化導致積溫增加的大背景下, 非人工造林區域的干度和熱度有上升趨勢[33, 34],說明如果不加人工干預, 那么生態環境有進一步退化的趨勢, 進而春秋季沙暴天氣出現頻率增加, 危害大氣環境[35]。對比2010年、2016年和2020年三個時期的RSEI分布可以看出, 通過人為手段進行生態保護, 擴大植被覆蓋面積有較為顯著的作用, 能提高生態學等級, 生態保持效果良好, 說明人類活動的影響因素不容忽視。綜上所述, 近10年來, 河套區域生態水平仍然有待提高, 但是生態水平已經得到了改善。河套灌區的生態保護力度大于自然惡化因素, 生態環境正逐漸向好發展, 為我國西北沙地豎起一道重要的生態屏障, 承擔起維護我國生態安全的重要使命。

表4 生態質量分析及統計信息

圖4 遙感生態指數分布(左側a, c, e為遙感生態指數, 右側b, d, e為生態級別)

Figure 4 RSEI spatial distribution (Figure a, c, e are RSEI spatial distribution maps, while Figure b, d, e are RSEI grades)

表5 遙感生態指數等級變化

4 討論

遙感生態指數用于區域環境質量評價, 可以結合綠度、濕度、干度、及熱度指標的優勢, 評價結果更具有說服力。其中, 灌區綠度和濕度指標對生態環境有促進作用, 而熱度和干度指標具有相反的作用。綠度指標增加, 應當是河套灌區植樹造林, 發展灌區農業及建設生態保護區的結果。由于研究區地處我國西北部, 降水量少, 蒸發強烈, 因此, 熱度和干度指標仍然較高[36]。從灌區生態指數的空間分布及變化上可以看出, 研究區的生態指數受人類活動影響明顯, 在部分區域, 人為生態保護對區域生態起到決定性的作用, 如, 研究區西部地區生態質量為差的區域轉為良好, 灌渠流經的區域生態水平優于其它區域。空間分布上, 灌區邊緣生態等級較差, 而中部地區生態相對較好, 研究有助于在今后的生態環境保護工作中, 有針對性的對特殊地區進行重點保護。

河套灌區是我國設計灌溉面積最大的灌區, 由于可以引黃灌溉天然優勢, 進一步完善水利設施, 根據實際情況調節引黃灌溉水量, 合理發展種植業, 地方經濟發展迅速, 為維護地區生態穩定做出了巨大的貢獻[37]。人類活動對區域生態影響愈加顯著, 特別是在自然條件較差的區域, 合理的人類活動將有益于區域生態環境變化。河套灌區生態環境的生態環境質量變化受到自然條件的影響, 但是人為因素的影響不容忽視, 在生產建設過程中, 一定要樹立生態意識, 環保意識, 統籌規劃, 在生態可承載范圍內進行有序可持續發展[38]。

在研究方法上, 本研究利用Landsat系列衛星數據構建遙感生態指數為河套灌區生態評價提供了新的思路與方法, 可以實現快速監測, 并將綠度、濕度、干度及熱度指標與研究區生態環境保護工作相結合, 探討生態環境質量變化原因。但是也存在一定的缺陷和不足之處, 一是圖像時間分辨率并不足夠高, 如果使用更多時相的遙感數據進行生態評價, 則可以提供更為精細尺度的變化特征和生態評價結果[39]。二是本研究完全基于遙感手段對河套灌區的生態水平空間分布及變化情況做出了探討, 有一定的局限性, 如果與研究區地面站點觀測資料, 如降水量, 蒸發量及引黃灌溉用水數據相結合進行探討, 分析結果將更為全面。三是單一時刻的遙感影像進行生態環境質量監測與評價, 容易受到天氣等偶然因素的影響, 導致遙感生態指數可能存在一定的差異, 因此, 如何數據進行預處理(如, 年均值合成、最大值合成), 得到更為穩定且更具代表性的輸入數據將是下一步研究應當考慮的問題。

5 結論

(1)遙感生態指數適用于河套灌區生態環境監測, RSEI均值處于不斷上升的狀態, 遙感生態指數均值由2010年的0.45上升至2020年的0.57, 上升幅度達12%, 說明生態環境質量水平呈現上升趨勢, 其中綠度和濕度指標對生態環境有促進作用, 而干度和熱度對生態環境起到負面影響。

(2)河套區域的生態環境等級由較差變為中等及以上的比例達到32%。說明了通過人工種植綠色植物可以顯著降低地面干度, 增加地表濕度。造林區域的地表溫度明顯低于造林前的溫度水平, 原有生態較差的區域得到了有效的治理。

(3)RSEI綜合了綠度、濕度、干度和熱度四個指標, 可以客觀的反映區域生態環境質量狀況。研究結果表明, 綠度、濕度、干度和熱度均能體現出生態環境的變化情況。空間分布上, 河套區域生態水平有所好轉, 說明當地的生態環境正在得到改善。

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Study on the ecological environment quality change in Hetao irrigation area with remote sensing ecology index

LI Shangzhi1, XUE Huazhu1, *, LI Jingru1, ZHOU Lijuan1, GU Jiahe1,2, DONGGuotao1,2,3

1. School of Surveying and Land Information Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454002, China 2. Yellow River Conservancy Commission, Yellow River Institute of Hydraulic Research, Zhengzhou 450000, China 3. Heihe Water Resources and Ecological Protection Research Center, Lanzhou 730030, China

Hetao irrigation area is a large irrigation area in the middle Huanghe basin, and is also the most extensive irrigation area in China, which was inscribed world’s Heritage Irrigation Structures in 2019. To explore the ecological environment quality distribution and change of the Hetao irrigation area in the latest ten years, greenness, wetness, dryness, hotness, and remote sensing ecology index were calculated based on the Landsat series satellite TM (2010) and OLI/TIRS (2016, 2020) images. Results showed that, from 2010 to 2020, the remote sensing ecology index increased to 0.57 from 0.45, which depicted that the greenness increased, and wetness had a noticeable increasing trend, on the opposite, the dryness and hotness decreased, the overall ecology improved. The ecology standard of the desert and alkaline soil areas had an upward trend. Part of the research areas completed the transformation from desert land to vegetated areas, which revealed that human activity was a non-ignorable factor to the local environment and significantly raised ecology standard. This paper used multiple remote sensing factors and RSEI standards to explore the environmental change of the Hetao irrigation area, aiming to provide theoretical reference and scientific basis for the environmental protection and management of the research area.

Hetao irrigation area; remote sensing rcology index; ecology environment quality

李尚志, 薛華柱, 李靜茹, 等. 基于遙感生態指數的河套灌區生態環境質量變化研究[J]. 生態科學, 2022, 41(3): 156–165.

LI Shangzhi, XUE Huazhu, LI Jingru, et al. Study on the ecological environment quality change in Hetao irrigation area with remote sensing ecology index[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 156–165.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.03.018

P237

A

1008-8873(2022)03-156-10

2020-06-30;

2020-10-15

國家自然科學基金資助項目(51779099); 中國保護黃河基金會項目(CYRF2018002)

李尚志(1996—), 男, 山東泰安人。碩士, 主要從事定量遙感研究, E-mail: 2695251752@qq.com

薛華柱(1977—), 男, 博士, 副教授, 主要從事地表參數定量遙感反演, E-mail: hpuxhz@163.com