杜虹蓉，趙倩茹，盧文，張智勇，梁春貴，段景南

(1.糯扎渡省級自然保護(hù)區(qū)管護(hù)局，云南 普洱 665000；2.南方航空護(hù)林總站普洱站，云南 普洱 665000)

植被作為地球系統(tǒng)中的重要成員，聯(lián)結(jié)著土壤、水分、生物和大氣，對環(huán)境因子的變化十分敏感[1,2]。植被覆蓋度( Fractional Vegetation Cover，F(xiàn)VC) 是反映地面植被覆蓋狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，有著明顯的季候、年際變化特征，是描述生態(tài)系統(tǒng)和反映地表植被分布特征的重要參數(shù)[3]。植被生長受自然因素和人為因素的共同影響，為揭示生態(tài)系統(tǒng)的變化特征，掌握區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，開展植被覆蓋研究具有重要意義[4]。

植被覆蓋度估算方法可分為地表實(shí)測和遙感監(jiān)測兩種[5]，地表實(shí)測法由于人力、物力等諸多因素的制約，難以在大范圍尺度環(huán)境下開展研究。隨著對氣候全球變化研究的深入[6]，遙感方法估測植被覆蓋度成為現(xiàn)今有效方法之一，是分析植被生長歷史、監(jiān)測當(dāng)前狀況和預(yù)測未來變化的最重要工具。國外Gutman等[7]人分別使用了像元二分模型、混合像元分解法對植被覆蓋度進(jìn)行了估算，國內(nèi)不少學(xué)者也利用植被指數(shù)進(jìn)行了植被覆蓋度研究[8,9]。

糯扎渡省級自然保護(hù)區(qū)(以下簡稱“保護(hù)區(qū)”)地跨云南省普洱市思茅、瀾滄兩區(qū)縣，位于糯扎渡水電站兩側(cè) 。普洱是中國最大的牛科動物、國家一級保護(hù)野生動物印度野牛(Bosgaurus)分布的核心區(qū)域之一。掌握保護(hù)區(qū)內(nèi)植被覆蓋度在時(shí)間上的變化特征、空間分布規(guī)律，為深入開展印度野牛棲息地研究提供基礎(chǔ)；進(jìn)行植被覆蓋度的長期監(jiān)測，為保護(hù)區(qū)豐富動植物資源科研監(jiān)測和科學(xué)管理提供參考。

1 自然概況

糯扎渡省級自然保護(hù)區(qū)地處瀾滄江下段，云南南部的高原、山地大地貌形態(tài)的轉(zhuǎn)折處，地理坐標(biāo)介于100°22′—100°30′ E，22°35′—22°47′ N，面積為189.97 km2(其中核心區(qū)面積占總面積45.322%，緩沖區(qū)面積占27.373%，實(shí)驗(yàn)區(qū)面積占27.304%)。保護(hù)區(qū)分思茅片和瀾滄片，思茅片122.037 km2，瀾滄片67.933 km2，分別占保護(hù)區(qū)總面積的64.240%和35.760%。海拔范圍為602～1 873 m。保護(hù)區(qū)屬于南亞熱帶高原季風(fēng)氣候，瀾滄江峽谷海拔在800 m以下的河谷地區(qū)則為北熱帶半濕潤型氣候。降水豐富，四季不明顯，干濕季分明，年均降水量為1 400 mm。全年氣溫較高，日較差大，年均溫21.2 ℃，最高溫為43 ℃，最低溫為2 ℃。地帶性土壤種類有磚紅壤、赤紅壤、紅壤等，以赤紅壤為主。非地帶性土壤有紫色土、新積土等，呈零星分布。

保護(hù)區(qū)屬自然生態(tài)系統(tǒng)類別，森林生態(tài)系統(tǒng)類型的中型自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)劃分為熱帶雨林、熱帶季雨林等7個(gè)天然植被類型；共記錄維管束植物2 016種、哺乳動物84種、鳥類185種、兩棲爬行動物44種、昆蟲586種、大型真菌65種。其中國家Ⅰ級保護(hù)動物有印度野牛(Bosgaurus)、亞洲象(Elephasmaximus)、蜂猴(Nycticebuscoucang)、綠孔雀(Pavomuticus)等12種。

2 研究方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)及預(yù)處理

選取2005年、2010年、2015年、2018年 Landsat TM/OLI影像，4期影像空間分辨率均為30 m，平均云量低于1%，數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，且數(shù)據(jù)獲取時(shí)間均為2—3月(旱季)，最大限度降低云霧影響，能滿足研究需要。影像來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)。運(yùn)用ENVI4.8軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，為了更好地結(jié)合地形因子，探索保護(hù)區(qū)植被覆蓋度空間分異規(guī)律，高程數(shù)據(jù)采用與Landsat數(shù)據(jù)同一分辨率的GDEMV230 m數(shù)據(jù)。

2.2 植被指數(shù)(NDVI)獲取

基于ENVI軟件平臺，按照如下方法獲取NDVI。

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)

式中：NIR為近紅外波段，R即Red,為紅光波段。Landsat-8數(shù)據(jù)下NDVI=(B5-B4)/(B5+B4)。

2.3 像元二分法獲取植被覆蓋度

像元二分模型[10]是一種遙感估算模型方法，其主要思想為: 假設(shè)一個(gè)像元的信息只有兩部分組成，即土壤的信息Ssoil和植被的信息Sveg，在由植被和土壤構(gòu)成的混合像元中，植被所占的比例就是該像元的植被覆蓋度(用FVC表示)，與之對應(yīng)為土壤的比例(1-FVC)，由此得出植被所占比例即植被覆蓋度的模型為：

FVC= (S-Ssoil) / (Sveg-Ssoil)

其中：Sveg為純植被覆蓋時(shí)遙感信息量;Ssoil為純土壤覆蓋時(shí)遙感信息量;S為混合像元遙感信息量；FVC為植被覆蓋度。該模型適用于各種分辨率的遙感數(shù)據(jù)。[11]

3 結(jié)果分析

3.1 保護(hù)區(qū)植被覆蓋度時(shí)間變化特征分析

保護(hù)區(qū)植被覆蓋度參考國家水利部的《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-2007)，結(jié)合我國西南片區(qū)近年來植被覆蓋度研究結(jié)果[12]，將植被覆蓋度分為五級：一級為低植被覆蓋度(<30%)；二級為較低植被覆蓋度(30%～45%)；三級為中植被覆蓋度(45%～60%)；四級為較高植被覆蓋度(60%～75%)；五級為高植被覆蓋度(>75%)。

表1 2005—2018年保護(hù)區(qū)植被覆蓋度分級

2005年、2010年、2015年、2018年保護(hù)區(qū)平均植被覆蓋度分別為70.988%，58.572%，66.738%和69.901%，年均降低0.087%。如表1所示，2005～2018年保護(hù)區(qū)平均植被覆蓋度的等級發(fā)生較明顯的變化。2010年與2005年相比，低、較低、中、高植被覆蓋區(qū)所占比例均上升；高植被覆蓋區(qū)所占比例下降。2010年與2015年相比，中、較高、高植被覆蓋區(qū)所占比例均明顯升高，低、較低植被覆蓋度區(qū)所占比例下降。2018年與2015年相比，除高植被覆蓋區(qū)所占比例上升外，其余植被覆蓋區(qū)所占比例均下降。整體看來，2005年植被覆蓋狀況優(yōu)于2018年。

3.2 保護(hù)區(qū)植被覆蓋度空間變化特征分析

2005—2018年，保護(hù)區(qū)植被覆蓋度空間變化特征如圖1所示，2005年保護(hù)區(qū)植被覆蓋度整體較好，植被覆蓋度等級以高植被覆蓋度為主，主要分布在思茅片東部地區(qū)、瀾滄片南、北部區(qū)域；較高、中植被覆蓋區(qū)分布零散；低植被覆蓋區(qū)和較低植被區(qū)主要分布在思茅片沿瀾滄江一帶和瀾滄片中部。2010年植被覆蓋整體較差，保護(hù)區(qū)北部及瀾滄江沿岸部分區(qū)域、瀾滄片中部區(qū)域較2005年明顯降低，低、較低植被覆蓋區(qū)為14年中面積最大，高、較高植被覆蓋區(qū)主要分布在思茅片東部一線、瀾滄片北部及南部。2015年總體植被覆蓋度升高明顯，思茅片北部及瀾滄江沿岸部分區(qū)域、瀾滄片中部區(qū)域的植被覆蓋度增加最為顯著。2018年保護(hù)區(qū)植被覆蓋度在2015年的基礎(chǔ)上略有增加，增長明顯的是思茅片中部，瀾滄片中部、南部。

圖1 保護(hù)區(qū)植被覆蓋度時(shí)空變化特征

糯扎渡水電站位于保護(hù)區(qū)思茅片、瀾滄片之間，于2003年開始修建，為工程建設(shè)，部分村子搬遷重置，工程建設(shè)和村寨從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是影響2005—2010年植被覆蓋度下降的主要因素。2012年起，水電站初步建成(機(jī)組開始發(fā)電)，周邊環(huán)境逐漸得到恢復(fù)，2015年保護(hù)區(qū)及周邊區(qū)域植被覆蓋度回升。2016年保護(hù)區(qū)管護(hù)局獲市委編辦批準(zhǔn)成立，配置專業(yè)管理人員進(jìn)行保護(hù)區(qū)管理；2015年至2018年植被覆蓋度持續(xù)增長，一方面由于保護(hù)區(qū)管理力度加大，人為活動干擾減少，使得林地得以持續(xù)恢復(fù)；另一方面由于近年來保護(hù)區(qū)法律法規(guī)宣傳力度增大，周邊大部分百姓之間能夠相互監(jiān)督，保護(hù)資源環(huán)境意識增強(qiáng)。

4 結(jié)論與討論

4.1 2005年、2010年、2015年、2018年保護(hù)區(qū)平均植被覆蓋度分別為70.988%，58.572%，66.738%和69.901% 。14年間，保護(hù)區(qū)植被覆蓋度整體呈降低趨勢，年均降低0.087%。

4.2 保護(hù)區(qū)思茅片區(qū)植被覆蓋度分布以西北東南一線為界，呈“東高西低”分布；瀾滄片區(qū)植被覆蓋度呈“中間低，南北兩邊高”的分布特征。植被覆蓋度劇烈減少區(qū)主要位于思茅片中部、北部、南部中間部分及瀾滄片中部區(qū)域和南部邊緣，植被覆蓋度增加區(qū)主要集中在思茅片中北部保護(hù)區(qū)邊緣一帶。

云南普洱一帶區(qū)域Lansat影像資料較少，且干濕季分明，僅有干季的少量影像可用，在進(jìn)一步的研究中擬采用時(shí)效性更高、精度更高的影像數(shù)據(jù)資料，結(jié)合無人機(jī)進(jìn)行解譯，探究植被覆蓋度變化與人為活動之間的關(guān)系，為有效保護(hù)資源、開展野生動植物監(jiān)測服務(wù)。