2013年-2018年江西省植被覆蓋變化及其對(duì)氣候因子的響應(yīng)

黃 智 莫申國(guó)

（九江學(xué)院旅游與地理學(xué)院，江西 九江 332005）

1 引言

植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，能夠?qū)﹃懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)的所有變化做出響應(yīng)[1]。植被覆蓋狀況是對(duì)生態(tài)環(huán)境最直接的反映，它可以通過(guò)植被指數(shù)表示，歸一化植被指數(shù)（NDVI）為應(yīng)用最廣泛的一種，常被用來(lái)進(jìn)行植被覆蓋變化研究。氣候因子作為影響植被生長(zhǎng)最直接因素之一，與植被有著密不可分的關(guān)系，因此植被覆蓋變化及對(duì)氣候因子的響應(yīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究全球環(huán)境變化的重要內(nèi)容之一。徐勇等[2]在研究江蘇省植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化及其與氣候因子的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)植被 NDVI與氣溫和降水量的最大相關(guān)系數(shù)在年際和季節(jié)尺度上均為正。金麗娜[3]通過(guò)對(duì)近十年8月NDVI作為數(shù)據(jù)源來(lái)分析西安月NDVI與氣溫和降水的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)西安市植被對(duì)降水變化的響應(yīng)具有“時(shí)滯效應(yīng)”，滯后時(shí)間約一個(gè)月。隨著城市發(fā)展人與自然矛盾日益加劇，江西境內(nèi)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日趨突出，但江西地區(qū)關(guān)于植被覆蓋變化與氣候因子響應(yīng)的研究很少，在此基礎(chǔ)上，本研究旨在充分利用遙感等方法和技術(shù)手段，對(duì)2013-2018年江西省植被覆蓋變化及其與主要?dú)夂蛞蜃拥年P(guān)系進(jìn)行研究，對(duì)揭示域生態(tài)環(huán)境變化、植被恢復(fù)及江西省規(guī)劃發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 年植被覆蓋變化

本研究對(duì)2013-2018年各月NDVI柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計(jì)算，得到各年NDVI均值，并進(jìn)行年際變化趨勢(shì)分析，結(jié)果如圖1:

圖1 2013-2018年江西省NDVI年際變化趨勢(shì)

由圖1可見(jiàn)，2013-2018年江西省年際NDVI值均位于0.6-0.7之間，且江西省年際NDVI。

整體呈緩慢上升趨勢(shì)，2014-2017這四年上升速率大致相同；2013，2018這兩年上升速率大致相同。根據(jù)NDVI變化曲線(xiàn)充分展示了政府在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的重視，以及社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，未來(lái)隨著國(guó)家及政府對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的力度進(jìn)一步加大，以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，江西省NDVI預(yù)計(jì)會(huì)呈繼續(xù)上升的趨勢(shì)。

由于一年之中8月份前后植被覆蓋最為茂盛，植被覆蓋變化更明顯，故以8月份植被覆蓋為準(zhǔn)研究2013-2018年植被覆蓋變化，本實(shí)驗(yàn)對(duì)八月NDVI柵格數(shù)據(jù)采用重分類(lèi)法，經(jīng)過(guò)對(duì)研究區(qū)數(shù)據(jù)多次分級(jí)嘗試，本實(shí)驗(yàn)最終決定將每年的NDVI數(shù)據(jù)按照低覆蓋(0，0.49]、中低覆蓋(0.49，0.70]、中覆蓋(0.70，0.79]、中高覆蓋(0.79，0.83]、高覆蓋(0.83，1]分為5類(lèi)并進(jìn)行分級(jí)制圖，得到2013-2018年的江西省植被覆蓋圖。統(tǒng)計(jì)后結(jié)果如表1:

表1 2013-2018年江西省植被覆蓋度表

從植被覆蓋度表格可以看出，低覆蓋區(qū)域整體面積變化幅度不大；中低覆蓋區(qū)域面積震蕩趨勢(shì)明顯，在2013年面積占比為14.33%，到2014年增長(zhǎng)到27.91%，一直到2017年持續(xù)降低至10.86%，在2018年增長(zhǎng)至19.70%；中覆蓋區(qū)域面積整體呈遞減趨勢(shì)，從2013年的面積占比34.96%降低至2017年22.72%，2018年增長(zhǎng)至27.57%；中高覆蓋區(qū)域面積也呈遞減趨勢(shì)，在2013年面積占比取得最大值30.16%，之后逐漸遞減，在2016年遞減至17.00%后開(kāi)始緩緩增加；高覆蓋區(qū)域整體面積呈逐年遞增，從2013年的17.74%持續(xù)增長(zhǎng)至2017年的45.55%，在2018年有所降低，這與2018年降雨減少有著密切的關(guān)系。

3 植被覆蓋變化與氣候因子的相關(guān)性與滯后性分析

利用SPSS軟件將年均氣溫，年累計(jì)降水量與年際NDVI進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果顯示江西省年均氣溫與年NDVI相關(guān)性系數(shù)r為0.509，表明江西省年均氣溫與年NDVI呈中度相關(guān)；江西省年均降水量與年NDVI相關(guān)性系數(shù)r為0.087，表明江西省年均氣溫與年NDVI呈不相關(guān)?？紤]到氣候因子對(duì)植被的影響可能存在滯后性，本研究將8月NDVI值（8月植被覆蓋最茂盛）與當(dāng)月、前一月、前兩月的累計(jì)降水量，氣溫進(jìn)行滯后性分析，結(jié)果如圖2，圖3：

圖2 8月ndvi與6、7、8月降水趨勢(shì)對(duì)比圖

圖3 8月ndvi與6、7、8月氣溫趨勢(shì)對(duì)比圖

根據(jù)上圖趨勢(shì)線(xiàn)對(duì)比分析可得6月的降水量與8月NDVI趨勢(shì)線(xiàn)基本吻合，8月NDVI與8月氣溫具有較好的相關(guān)性?？梢缘贸鼋Y(jié)論，江西省NDVI與降水存在滯后關(guān)系，且滯后關(guān)系為兩個(gè)月；NDVI與氣溫之間不存在滯后性關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于連續(xù)時(shí)間序列的SPOT/VEGETATION NDVI衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)合成的NDVI數(shù)據(jù)，在已有研究的基礎(chǔ)之上，對(duì)江西省植被植被覆蓋變化特征及其與氣候因子的相關(guān)性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示江西省植被覆蓋整體呈上升趨勢(shì)，其中中度、中高度植被覆蓋區(qū)域面積呈遞減趨勢(shì)，高植被覆蓋區(qū)域面積呈遞增趨勢(shì)。年NDVI與年均氣溫呈中度相關(guān)；年NDVI與年累計(jì)降水量呈不相關(guān)。NDVI與降水量存在滯后關(guān)系，滯后關(guān)系為兩個(gè)月；NDVI與氣溫之間不存在滯后性關(guān)系。