基于遙感的麻城杜鵑空間分布特征研究

宋婷婷 羅代清 金衛(wèi)斌??黃勇奇 方元平 王書珍 ????

摘要：以2003年4月16日的TM＼＼ETM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，采用最大似然法提取了湖北麻城市境內(nèi)杜鵑分布信息，分析了麻城杜鵑在不同海拔、不同坡度、不同坡向的分布特征，結(jié)果表明：麻城市的野生杜鵑主要分布于海拔600～900 m的范圍內(nèi)，海拔越高，杜鵑的覆蓋率越大，是海拔900 m以上山地的優(yōu)勢(shì)物種，60%以上的杜鵑分布在坡度15～35°的范圍內(nèi)，南坡分布的比例多于北坡，表明本地杜鵑趨向于分布在高海拔、陡坡度的南坡。

關(guān)鍵詞：遙感；杜鵑；空間分布

中圖分類號(hào)：S757文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2017）02-0035-04

A Research of Spatial Distribution of Rhododendron in Macheng Based on Remote Sensing

Song Tingting（1）Luo Daiqing（1）Jin Weibin（2）Huang Yongqi（2）Fang Yuanping（2）Wan Shuzhen（2）

（1.College of Horticulture and Landscape Architecture，Yangtze UniversityJingzhou434100；2. Hubei Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement andResources Comprehensive Utilization，Huanggang Normal UniversityHuanggang438000）

Abstract： Based on TM / ETM data of April 16， 2003， the maximum likelihood method was used to extract the distribution information of Azalea in Macheng City， Hubei Province. The distribution characteristics of Rhododendron at different altitude， slope and aspect were analyzed. The results showed that the wild Rhododendron was mainly distributed in the range of 600 to 900 meters above sea level. The higher the altitude， the higher the coverage of the Azalea，and it was the dominant species above 900 meters above sea level， more than 60% of the Rhododendron was in slope 15～ 35°，the proportion of the southern slope is more than that of the northern slope， indicating that the local Rhododendron tends to high altitude， more steep south slope of the mountains.

Key words：remote sensing；Rhododendron；spatial distribution

近年來，野生花卉在森林旅游中的作用越來越突出，尤其是春天的野生杜鵑，漫山遍野的杜鵑花海，給了森林景觀無限的魅力，其散發(fā)出來的陣陣清香，令人賞心悅目、心曠神怡。以杜鵑為主題的在森林旅游風(fēng)景區(qū)得到了迅速發(fā)展[1]，在湖北大別山區(qū)的麻城市龜峰山，大面積連片分布的映山紅灌叢Form.Rhododendron simsii已成為一個(gè)重要的旅游風(fēng)景區(qū)，“人間四月天，麻城看杜鵑”的旅游詞吸引了大量游客，極大推進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[2]。

由于中國杜鵑資源主要分布山區(qū)和丘陵地帶，地形復(fù)雜，且非花期時(shí)的特征并不明顯，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法存在時(shí)間間隔長(zhǎng)、人力投入大、精度不高等許多不足，已嚴(yán)重影響和制約了中國野生杜鵑資源的科學(xué)規(guī)劃、合理開發(fā)和高效利用，對(duì)于病蟲害防止、火災(zāi)預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)工作也帶來一些障礙。因此，將遙感技術(shù)運(yùn)用于杜鵑資源調(diào)查和監(jiān)測(cè)，是杜鵑資源開發(fā)利用與經(jīng)營管理的必經(jīng)之路[3]。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1研究區(qū)概況

麻城市位于湖北省東北部，鄂豫皖三省交界的大別山中段南麓，地屬黃岡市，北與河南省商城縣、新縣以山脊為界，東北同安徽省金寨縣依界嶺分水，總面積360 km2。 境內(nèi)地形以山地為主，屬于北亞熱帶的北緣，氣候溫暖濕潤，四季分明，山地小氣候特征明顯，適宜杜鵑花的生長(zhǎng).麻城龜峰山杜鵑花海是最受人追捧的景點(diǎn)之一，近年來，每到開花季節(jié)，游人如織，也開始吸引了國內(nèi)外杜鵑研究者的興趣。

1.2研究方法

影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)均來自地理空間數(shù)據(jù)云，獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度為2001年～2010年，根據(jù)杜鵑花的物候特征，在每年的4月中旬到5月上旬的數(shù)據(jù)中，選出了質(zhì)量較好的2003年4月16日的影像數(shù)據(jù)作為信息源。對(duì)影像資料按常規(guī)進(jìn)行了集合校正、輻射校正，根據(jù)前期研究結(jié)果，選取波段組合為 3、4、5 ，對(duì)多幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了切邊、拼接與裁剪[4]，獲得了2003年麻城的遙感影像圖。

根據(jù)研究目的，將當(dāng)?shù)氐牡匚镱悇e劃分為杜鵑、綠色植被、水體、裸露土壤、不透水地表等五個(gè)類別，分別對(duì)其建立了目視解譯標(biāo)志，選取了最大似然法分類方法，獲得了麻城市五種地物分類的影像和地物面積分布信息。2015年4月30日在龜峰山區(qū)域進(jìn)行了圖斑與地物類型的一致性現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，圖斑辨識(shí)總體精度和Kappa系數(shù)分別為98272 6%和0977 7。

在遙感影像分類圖的基礎(chǔ)上，調(diào)用DEM數(shù)據(jù)，將龜峰山區(qū)域分為低海拔（300～600 m）、中海拔（600～900 m）高海拔（900 m以上）三個(gè)高程分級(jí)，平原（坡度0～ 2°）、緩坡（2～5°）、斜坡（5～15°）、陡坡（15～25°）、急坡（坡度25～35°）、急陡坡（坡度35～55°）、垂直坡（坡度>55°）7個(gè)坡度分級(jí)，東北、正東、東南、正南、西南、正西、西北8個(gè)坡向，對(duì)麻城杜鵑在不同海拔、不同坡度、不同坡向的分布面積進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，分析杜鵑的空間分布特征。

2結(jié)果與分析

2.1麻城市不同地物類型分布

2003年4月16日的衛(wèi)星信息辨識(shí)出的麻城市不同地物類型面積信息見表1，相應(yīng)的分布圖見圖1。

由表2 可知，麻城市地物類型中，綠色植被（推測(cè)以林地為主）和裸露土壤（因獲取信息的時(shí)間為4月，推測(cè)這些區(qū)域當(dāng)以農(nóng)田為主）占地面積最大，能夠看到的杜鵑集中分布區(qū)域面積為6 13593 hm2，占總面積17 %。從圖1上判斷，杜鵑集中分布區(qū)基本上是沿著境內(nèi)東緣，從北向南分布，這與境內(nèi)大別山的山體走向基本吻合。最大的集中分布區(qū)，就是東南部的龜峰山區(qū)域。

2.2麻城市地形特征

地形因素是影響環(huán)境變遷、水文過程、生物分布、地貌特征等的重要因素[5]。數(shù)字DEM上疊加遙感影像數(shù)據(jù)，能夠很好的模擬地物信息在地面的實(shí)際垂直分布，有利于進(jìn)行各種空間分析。其中，高程、坡度、坡向分析就是最常用的空間分析方法。

根據(jù)DEM獲得麻城不同海拔高程面積，結(jié)果如圖2、表2。

從表中可以看出，麻城地區(qū)小于300 m海拔的地區(qū)占了75%以上比例，可見麻城市大部分地區(qū)還是較為平坦的，而越臨近大別山，海拔變化越是劇烈，其中的最高點(diǎn)海拔達(dá)到1 331 m，在大別山山脈中也是較高的山峰之一。麻城地形因子中，不同坡度分級(jí)的分布及面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖3和表3。

從表3中可以看出，麻城市的地形主要以5°到15°的斜坡和15°到25°的陡坡為主，趨于平坦和趨于陡峭所占比例都較少。越靠近大別山，坡度就越是陡峭，一些急陡坡的也出現(xiàn)在山體附近。

2.3麻城杜鵑空間分布特征

在地形分析的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)2003年的遙感數(shù)據(jù)，對(duì)麻城杜鵑在不同海拔、坡度、坡向上的分布面積進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，同時(shí)計(jì)算杜鵑面積比例和杜鵑面積占該類地形面積的比例（杜鵑覆蓋率），結(jié)果如表4～6。

從表4可以看出，杜鵑分布最多的是海拔600～900 m的高程，比例占到杜鵑總面積的一半以上，但是從杜鵑覆蓋的情況看，海拔900 m以上的山地，杜鵑面積占到了96 %以上，說明杜鵑在高海拔地區(qū)是典型的優(yōu)勢(shì)物種。

從坡度分布看，各種坡度條件下都有杜鵑分布，在坡度小于35°時(shí)，隨著坡度的上升，杜鵑分布面積趨于增大。從杜鵑覆蓋看，隨著坡度增加，杜鵑覆蓋率明顯增加，結(jié)合高程分析結(jié)果，可以認(rèn)為，在高海拔、陡坡區(qū)域，杜鵑分布有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

從坡向的分布看，南坡方向分布的杜鵑面積最大，其次是西南坡、東南坡，東坡、東北坡和北坡杜鵑分布相對(duì)較少。杜鵑覆蓋的分布與面積分布基本一致，表明杜鵑趨向于分布在高海拔、陡坡度的南坡和偏南的坡向。這種分布特征與杜鵑夏季喜蔭涼、濕潤，冬季喜陽光、溫暖的生態(tài)習(xí)性是相吻合的。

3討論

采用遙感解譯的方法對(duì)麻城市境內(nèi)的杜鵑資源狀況進(jìn)行了大范圍的面積信息提取，對(duì)杜鵑在不同海拔高度、不同坡度和坡向的分布特征進(jìn)行了探討，為本地杜鵑資源的合理開發(fā)利用提供了依據(jù)，也為深入研究野生杜鵑的生態(tài)特征和空間遺傳結(jié)構(gòu)提供了證據(jù)。

山區(qū)植被信息的提取與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，受到地形和氣候因素影響，變化巨大，又受限于遙感數(shù)據(jù)的時(shí)相，研究結(jié)果對(duì)于杜鵑分布特征的定性認(rèn)識(shí)是符合客觀實(shí)際的，但定量的結(jié)論在很大程度上只能是一個(gè)參考，遙感監(jiān)測(cè)還不能完全代替實(shí)地考察，但不失為一個(gè)高效省工的研究手段。

參考文獻(xiàn)

[1]吳志. 中國野生杜鵑花屬景觀資源研究進(jìn)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（9）：183186.

[2]鄧久陽，劉中新，周汝寶，等.麻城龜峰山原生態(tài)杜鵑群生長(zhǎng)的氣候條件分析[C].北京：第27屆中國氣象學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.2010.10.

[3]黎潁卿，黃寧輝. 淺談遙感在我國森林資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].防護(hù)林科技，2006，4（73）：6164.

[4]羅代清，黃勇奇，王云川，等. 基于LANDSAT5 TM的麻城杜鵑花光譜分析與波段選擇[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，55（19）：49914994.

（責(zé)任編輯：夏劍萍）