基于GIS的汉江流域陕西段植被覆盖变化特征分析

２０１３年８月　陕西理工学院学报（自然科学版）　Ａｕｇ．２０１３　第２９卷第４期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏｌ＿２９　Ｎｏ．４　［文章编号］１６７３—２９４４（２０１３）０４—００６６—０５　基于ＧＩＳ的汉江流域　陕西段植被覆盖变化特征分析　马彩虹　（陕西理工学院历史文化与旅游学院，陕西汉中７２３０００）　［摘要］　基于ＲＳ和ＧＩＳ支持，利用ＳＰＯＴ—ＶＧＴ逐旬ＮＤＶＩ数据，采用叠置分析法、均值法、频　度统计法，对２０００－－２０１０年陕西汉江流域植被覆盖年际变化、季节变化及月尺度变化特征作了　分析。结果表明：陕西汉江流域ＮＤＶ１年际波动幅度较大，其中２００２－－２００５年的ＮＤＶＩ变化较为　剧烈，其它时段内为比较平稳的波动式上升；ＮＤＶＩ季节性节律明显，夏季的植被覆盖最好，冬季　最差，春秋两季过渡，秋季略好于春季；月尺度上，植被覆盖最好的月份为５—１０月，１月和２月最　差，节律特征表现为ＮＤＶＩ从３月开始逐渐增大，７月达到峰值，之后逐渐降低，２月降到最低。　［关键词］　汉江流域；　ＮＤＶＩ；　变化；　多尺度　［中图分类号］Ｑ９４８．２　［文献标识码］Ａ　０　引　言　地表植被对全球的能量平衡、生物化学循环、水循环等起着调控作用，对气候系统变化有着深远的　影响，是影响全球生态变化的主要驱动因子，因此植被动态变化研究在全球变化研究中具有重要意义。　早期植被覆盖度的确定通常是借助地面调查，但是该方法工作效率低，浪费大量的人力和物力，且时效　性很差。随着遥感对地观测技术的发展，利用各种遥感技术进行植被监测及其变化的研究日益增多。　归一化植被指数（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｅｘ，ＮＤＶＩ）是反映植被对光合有效辐射吸收能力的　重要参数，由Ｒｏｕｓｅ等（１９７３年）第一次提出，该指数越大表示植被覆盖越大，土壤和岩石的ＮＤＶＩ近似　于零，云、水和雪的ＮＤＶＩ值为负值。ＮＤＶＩ对植被的生长势和生长量非常敏感　ｊ，能够相当精确地反映　植被绿度、光合作用强度，植被代谢强度及其季节和年际变化　引，在全球植被动态监测　引、生态建设　工程的生态效应¨　等方面得到广泛应用。近年来学者们基于ＮＤＶＩ数据，对如三江源区、珠江源区等　水源区植被覆盖的变化开展了大量的研究¨　Ｊ。陕西汉江流域是中国重要的生态功能区，属于南水北　调中线水源地保护区。水源区植被覆盖情况不仅决定着当地的生态环境和畜牧业生产，对区域生态安　全和经济发展具有重要的影响。本研究以ＲＳ技术为支撑，基于ＤＥＭ数据和全国１：４００万基础数据，　提取了陕西省汉江流域范围，基于植被指数法与像元二分模型，利用连续２０００－－２０１０年１１年逐旬的　ＮＤＶＩ时间序列数据，从年、季、月三个尺度分析陕西汉江流域植被覆盖的变化特征，以期为该流域植被　覆盖变化的水文、气候、生态环境效应的研究提供一定的基础。　收稿日期：２０１３－０３－０９　基金项目：国家社会科学基金资助项目（１１ＢＪＹ０３１）；陕西省软科学项目（２０１２ＫＲＭ４８）　作者简介：马彩虹（１９７４一），女，宁夏西吉县人，陕西理工学院副教授，博士生，主要研究方向为资源环境评价及ＧＩＳ／ＲＳ　应用。　・６６・　陕西理工学院学报（自然科学版）　ｒ；ｒＬ　第２９卷　［４］　Ｈｅ　Ｙ，Ｄｏｎｇ　Ｗ　Ｊ，Ｇｕｏ　Ｘ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｔｅｒｒｅｓｔｉａｌ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｒｎ　Ｃｈｉｎａ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｗｉｔｈ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＭＯＤＩＳ　ｄａｔａ　１　Ｂ　Ｍ：。　１Ｊ　［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２００７，２７（１２）：５０８６－５０９２．　ｓｍｕｓｓｅｎ　Ｋ，Ｔｈｏｍａｓ　Ｔｈｅｉｓ　Ｎ，ｅｔ　ａ１．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｒｔｈ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｌｏｎｇ　ｔｅｒｍ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄｓ．Ｉｎｔｅｒ－　［５］　Ｆｅｎｓｈｏｈ　Ｒ，Ｒａｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ＮＤＶＩ　ｔｉｍｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｔｒｅｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ　ｏｆ　Ｓａｈｅｌ　ｆｒｏｍ　ＡＶＨＲＲ　ＧＩＭＭＳ，Ｔｅｒｒａ　ＭＯＤＩＳ　ａｎｄ　ＳＰＯＴ　ＶＧＴ　ｄａｔａ　［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００９，１１３（９）：１８８６．１８９８．　［６］　张月丛，赵志强，李双成，等．基于ＳＰＯＴ　ＮＤＶＩ的华北北部地表植被覆盖变化趋势［ｊ］．地理研究，２００８，２７（４）：７４５．　７５４．　７］　李辉霞，刘淑珍．基于ＮＤＶＩ的西藏自治区草地退化评价模型［Ｊ］．山地学报，２００３，２１（Ｓ１）：６９－７１．　８］　李运刚，何大明．红河流域ＮＤＶＩ时空变化及其与气候因子的关系［Ｊ］．山地学报．２００９，２７（３）：３３３－３３９．　９］　杨建平，丁永建，陈仁升．长江黄河源区高寒植被变化的ＮＤＶＩ记录［Ｊ］．地理学报，２００５，６０（３）：４６８－４７８．　１０　１ｌ　杨胜天，刘昌明，孙睿．近２Ｏ年来黄河流域植被覆盖变化分析［Ｊ］．地理学报，２００２，５７（６）：６７９－６９２．　Ｚｈａｎｇ　Ｇｅ－ｌｉ，Ｄｅｎｇ　Ｊｉｎ—ｗｅｉ，Ｘｉａｏ　Ｘｉａｎｇ—ｍｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｈｏｒｑｉｎ　Ｓａｎｄｙ　Ｌａｎｄ，　Ｃｈｉｎａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＰＯＴ－ＶＧＴ　ＮＤＶＩ　ｄａｔａ［Ｊ］．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，３８（１）：２０—２９．　［１２］　Ｚｈｏｕ　Ｈｏｎｇｄｉａｎ，Ｒｏｍｐａｅｙ　Ａｎｔｏｎ　Ｖａｎ，Ｗａｎｇ　Ｊｉｎｇ—ａｉ．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ“Ｇｒａｉｎ　ｆｏｒ　Ｇｒｅｅｎ’’ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｎ　ａｎｎｕａｌ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｈａａｎｘｉ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ　ｕｓｉｎｇ　ＳＰＯＴ—ＶＧＴ　ＮＤＶＩ　ｄａｔａ［Ｊ］．Ｌａｎｄ　Ｕｓｅ　Ｐｏｌｉｃｙ，２００９，２６（４）：　９５４－９６０　张镱锂，丁明军，张玮，等．三江源地区植被指数下降趋势的空间特征及其地理背景［Ｊ］．地理研究，２００７，２６（３）：　５００．５０８．　王兆礼，陈晓宏，李艳．珠江流域植被覆盖时空变化分析［Ｊ］．生态科学，２００６，２５（４）：３０３．３０７．　Ｌｏｖｅｌｌ　Ｊ　Ｌ，Ｇｒａｅｔｚ　Ｒ　Ｄ．Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｐａｔｈｆｉｎｄｅｒ　ＡＶＨＲＲ　ｌｎｄ　ＮＤＶＩａ　ｄａｔａ　ｏｒｆ　Ａｕｓｔｒａｌｉａ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ，２００１，２２（１３）：２６４９－２６５４．　陈华，郭生练，郭海晋，等．汉江流域１９５１－－２００３年降水气温时空变化趋势分析［Ｊ］．长江流域资源与环境，２００６，　ｌ５（３）：３４０－３４５．　［责任编辑：张存凤］　Ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｈａｎｊｉａｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｂａｓｉｎ　ＭＡ　Ｃａｉ—ｈｏｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｈｉｓｔｏｒｙ　ａｎｄ　Ｔｏｕｒｉｓｍ，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｚｈｏｎｇ　７２３０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｖｅｒａｇｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ—ｔｉｍｅ　ｓｃａｌｅ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｈａｎｊｉａｎｇ　ｆｉｖｅｒ　ｂａｓｉｎ　ｉｎ　Ｓｈａａｎｘｉ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ＳＰＯＴ—ＶＧＴ　ｔｅｎ—ｄａｙ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ＮＤＶＩ　ｄａｔａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＲＳ　ａｎｄ　ＧＩＳ，Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ：Ｉｎｔｅｒ－ａｎｎｕａｌ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ＮＤＶＩ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｉｎ　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｈａｎｊｉａｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｂａｓｉｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉｏｄ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ＮＤＶＩ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｍｏｒｅ　ｖｉｏｌｅｎｔｌｙ　ｄｕｒｉｎｇ　２００２－２００５，ｉｔ　ｗａｓ　ａ　ｌｉｔｔｌｅ　ｓｍｏｏｔｈｌｙ　ａｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｔ　ｐｅｒｉｏｄ．ＮＤＶＩ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｈａｖｅ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｓｅａｓｏｎａｌ　ｒｈｙｔｈｍ．　Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒａｇｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｉｎ　ｓｕｍｍｅｒ，ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｓｔ　ｗｉｎｔｅｒ，Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒａｇｅ　ｉｎ　ａｕｔｕｍｎ　ｉｓ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｓｐｒｉｎｇ．Ａｔ　ｍｏｎｔｈｌｙ　ｓｃａｌｅ，ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｃｏｖｅｒ　ｗａｓ　ａｔ　ｐｅｒｉｏｄ　ｆｒｏｍ　ｆｉｖｅ　ｔｏ　ｔｅｎ　ｍｏｎｔｈｓ，　ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔ　ｗａｓ　ｗｏｒｓｅ　ａｔ　Ｊａｎｕａｒｙ　ａｎｄ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ．ＮＤＶＩ　ｂｅｇａｎ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｆｒｏｍ　Ｍａｒｃｈ，ｕｐ　ｔｏ　ｐｅａｋ　ｉｎ　Ｊｕｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｈａｎｊｉａｎｇ　ｆｉｖｅｒ　ｂａｓｉｎ；　ＮＤＶＩ；　ｃｈａｎｇｅ；　ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ　・７０・