1990—2020 年麥蓋提綠洲植被覆蓋度時(shí)空演變特征及影響因素分析

鄧 江

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

植被帶是隔著綠洲與沙漠兩種生態(tài)環(huán)境的交錯(cuò)帶，是生態(tài)平衡點(diǎn)及穩(wěn)定性最脆弱的地帶［1］，極小的人為因素、自然因素的變化就會(huì)帶來一定的植被改善或退化，直接影響兩種環(huán)境的互相演變特征及變化過程［2，3］，因而計(jì)算植被覆蓋變化狀況對(duì)評(píng)估綠洲生態(tài)穩(wěn)定性及演變特征具有一定的意義。目前，科學(xué)界利用歸一化植被指數(shù)（NDVI）像元二分模型及其他數(shù)學(xué)分析法監(jiān)測(cè)植被覆蓋演變特征及驅(qū)動(dòng)力的研究較多。王建國等［4］基于2000—2019 年MODIS/EVI 數(shù)據(jù)，利用像元二分模型監(jiān)測(cè)新疆植被時(shí)空變化發(fā)現(xiàn)，全疆植被覆蓋度呈明顯上升趨勢(shì)；金凱等［5］基于近34 年GIMMS NDVI 3G 數(shù)據(jù)，利用變化趨勢(shì)、多元回歸殘差法研究氣候與人類因素對(duì)全國植被NDVI變化特征的影響發(fā)現(xiàn)，氣候和人類因素對(duì)植被NDVI 增加的貢獻(xiàn)率分別為40%和60%；吳霞等［6］基于寧夏2000—2015 年MODIS 數(shù)據(jù)，采用趨勢(shì)分析法研究寧夏植被覆蓋狀況發(fā)現(xiàn)，NDVI整體呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)（0.008/10 年）。麥蓋提綠洲是典型的綠洲，屬溫帶大陸性沙漠干旱氣候景觀，生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性低，修復(fù)能力脆弱，極小的氣候因素變化就會(huì)使沙漠綠洲發(fā)生變化。本研究利用NDVI 像元二分模型計(jì)算得到麥蓋提綠洲1990—2020 年植被覆蓋度空間分布解譯數(shù)據(jù)及演變規(guī)律，同時(shí)分析了綠洲植心遷徙特征、氣候和人為因素對(duì)綠洲植被覆蓋度的影響，以期為麥蓋提綠洲自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)及生態(tài)修復(fù)政策的調(diào)節(jié)優(yōu)化提供參考。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

麥蓋提縣位于新疆喀什地區(qū)中東部，又稱刀郎舞之鄉(xiāng)、刀郎羊之鄉(xiāng)，地處葉爾羌河流域中游，西部、北部分別被巴楚縣與莎車縣圍繞，南部、東部與世界第二流動(dòng)沙漠——塔克拉瑪干大沙漠銜接，地跨77°27′14″—79°23′12″E、38°22′30″—39°24′52″N，行政面積為10 895.1 km2，行政周長(zhǎng)為543.47 km，從西到東最長(zhǎng)距離為166.23 km，從北到南最寬距離為115.86 km，地形南部高、北部低，海拔在1 050~1 317 m，平均海拔為1 128 m。麥蓋提縣轄2 個(gè)鎮(zhèn)、8 個(gè)鄉(xiāng)、2 個(gè)團(tuán)、2 個(gè)林場(chǎng)、1 個(gè)水庫管理處，常住人口與人口密度分別為23.90 萬人與21.94 人/km2，主要流域分別為葉爾羌河、提孜那甫河，屬葉爾羌河流域和提孜那甫河沖積平原與溫帶大陸性干燥沙漠氣候，1990—2020 年年平均氣溫與年均累計(jì)降水量分別為12.27 ℃與62.91 mm，水資源只分布在西部葉爾羌河流域和提孜那甫河周圍，生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境自行修復(fù)能力脆弱，適合人類生存的綠洲面積約占總行政面積的1/4，其余3/4 面積屬塔克拉瑪干大沙漠的，本研究?jī)H分析麥蓋提綠洲區(qū)域。

1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

以1990—2020 年8 月1—20 日（植被繁盛期）每10 年間隔1 期的4 個(gè)時(shí)期的少云、高質(zhì)的Landsat 系數(shù)據(jù)作為本研究的主影像數(shù)據(jù)源（www.gscloud.cn/search/），其中1990 年是Landsat 5 數(shù)據(jù)，2000 年與2010 年是Landsat 7 數(shù)據(jù)，2020 年是Landsat 8 數(shù)據(jù)，path/ row（軌道行帶號(hào)）為148/33。采用ENVI 5.6、ArcGIS 10.8、Omap 地理系統(tǒng)軟件以及其他Office 子軟件進(jìn)行計(jì)算與分析。與Landsat 系數(shù)據(jù)同期的1990—2020 年4 期土地利用和近31 年的麥蓋提縣站的降水量與氣溫?cái)?shù)據(jù)從中國科學(xué)院官網(wǎng)（www.resdc.cn/）獲取。

2 研究方法與模型

2.1 NDVI像元二分模型

利用對(duì)植被最敏銳的NDVI像元二分模型估算麥蓋提綠洲的植被覆蓋度［7-9］，公式如式（1）與（2）所示。

式中，VFC為植被覆蓋度；fNDVI為浮點(diǎn)后的NDVI值；fNDVIs與fNDVIv分別為浮點(diǎn)后的裸地與全部覆蓋植被的NDVI 值；Bfr與Bfn分別為浮點(diǎn)后的紅外與近紅外像元亮度。全面分析與考察麥蓋提綠洲的植被分布、生長(zhǎng)以及自然氣候等特征，本研究以NDVI 置信度的1%作為fNDVIs、99%作為fNDVIv。按照麥蓋提綠洲植被生長(zhǎng)狀況與業(yè)界人士的研究經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)土壤侵蝕與植被分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將麥蓋提綠洲植被覆蓋度分為一級(jí)（高）、二級(jí)（中）、三級(jí)（低）與四級(jí)（裸地）覆蓋，對(duì)應(yīng)NDVI 取值范圍分別為（0.75~1.00］、（0.50~0.75］、（0.25~0.50］、［0~0.25］［10］。

2.2 植被平均覆蓋度

植被平均覆蓋度按照加權(quán)平均法的數(shù)學(xué)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)一步反映不同覆蓋等級(jí)的演變狀況。其中一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)與四級(jí)覆蓋等級(jí)分別賦值為4、3、2 與1［11］。其計(jì)算公式如（3）所示。

2.3 影像相減對(duì)比法

為進(jìn)一步全面分析麥蓋提綠洲植被覆蓋的空間動(dòng)態(tài)演變狀況與特征，利用影像相減對(duì)比法計(jì)算1990—2020 年植被覆蓋度的變化量，計(jì)算結(jié)果為［-1，1］，結(jié)果正數(shù)、負(fù)數(shù)與0 分別代表改善、退化與未變化［12］。其公式如式（4）所示。

式中，ΔVFC、VFC_Y2、VFC_Y1分別為VFC變化量、下一期VFC與上一期VFC。依據(jù)ΔVFC將植被覆蓋分為一級(jí)改善（0.66~1.00］、二級(jí)改善（0.33~0.66］、三級(jí)改善（0~0.33］、未變化（0）、三級(jí)退化［-0.33~0）、二級(jí)退化［-0.66~-0.33）、一級(jí)退化［-1.00~-0.66）7 個(gè)等級(jí)。

2.4 植心遷徙模型

植心（植被覆蓋度中心縮寫）是不同覆蓋等級(jí)及不規(guī)則植被平面展布的中心，遷徙軌跡和變化方向可以描述并反映綠洲植被覆蓋的未來變化趨向［13］。其公式如式（5）、式（6）所示。

式中，VFC_E為某植被覆蓋等級(jí)的植心經(jīng)度；VFC_N為某植被覆蓋等級(jí)的植心緯度；Xn與Yn分別為某等級(jí)VFC第n個(gè)像元的中心坐標(biāo)；Sn為某植被覆蓋等級(jí)第n個(gè)像元的面積。

2.5 植被覆蓋強(qiáng)度與速度

利用定量評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)一步分析綠洲植被覆蓋強(qiáng)度與速度，這兩個(gè)指數(shù)可以反映不同時(shí)段的覆蓋面積增長(zhǎng)率與速率［14］，本研究以二者的絕對(duì)值進(jìn)行分析，計(jì)算公式如式（7）、式（8）所示。

式中，qFC、vFC分別為絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度；SFC_n與SFC_n-i分別為第n年和第n-i年的綠洲總植被覆蓋面積（一、二、三等級(jí)覆蓋面積之和）；Ti是時(shí)間間隔；ΔSFC_n-j為第i年到第j年的總覆蓋面積變化量。

2.6 自然因素相關(guān)分析

綠洲植被覆蓋度變化與自然因素具有密切的間接或直接關(guān)系，為了全面分析自然因素對(duì)綠洲植被覆蓋度變化量影響及相關(guān)度，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析法分析綠洲植被覆蓋度與自然因素之間的相關(guān)性［15］，其計(jì)算公式如式（9）所示。

式中，r為植被覆蓋度與自然因素之間的相關(guān)系數(shù)；VFC_i與分別為第i年的VFC影像值與研究期間的VFC平均值；Ni與分別為第i年的自然因素值與研究期間自然因素的平均值。r為正數(shù)表示二者呈正相關(guān)，反之為負(fù)相關(guān)；r越大，相關(guān)性越強(qiáng)，反之越弱。采用F檢驗(yàn)法對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 綠洲植被覆蓋的時(shí)空分布特征

3.1.1 綠洲植被覆蓋度空間分布特征及演變趨勢(shì)由圖1 可知，麥蓋提綠洲植被總體靠著葉爾羌河與提孜那甫河，綠洲內(nèi)部到外側(cè)從一級(jí)覆蓋到三級(jí)覆蓋展布，綠洲西部四級(jí)覆蓋大面積片狀分布。

由圖2 可知，麥蓋提綠洲近31 年總植被覆蓋面積、NDVI年均值與植被平均覆蓋度整體均呈上升趨勢(shì)，三者線性擬合優(yōu)度R2分別為0.764 2、0.843 1、0.940 5，其中植被平均覆蓋度擬合優(yōu)度R2最大。近31 年NDVI 年均值與植被平均覆蓋度分別提升0.044 1 與0.101 7，增幅分別為91.7%與7.6%，其中NDVI 年均值提升近1 倍；總植被覆蓋面積變化存在較小的波動(dòng)，2000 年最小（1 573.4 km2），2020 年最大（1 830.3 km2），增加了256.9 km2，增幅為16.3%。從不同時(shí)段總植被覆蓋面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知，2000—2010 年麥蓋提綠洲總植被覆蓋面積增加最顯著，增加了162.0 km2，增幅為10.3%，1990—2000 年和2010—2020 年的增幅為分別為-3.5%和5.5%；1990—2020 年共增加了199.8 km2，增幅為12.3%。

圖2 1990—2020 年麥蓋提綠洲總植被覆蓋面積、NDVI年均值與植被平均覆蓋度變化

從圖3 可以看出，一級(jí)和二級(jí)覆蓋面積整體均呈增加趨勢(shì)，三級(jí)和四級(jí)覆蓋面積整體均呈減小趨勢(shì)。一級(jí)覆蓋面積的增加量較明顯（R2=0.819 8），由1990 年的443.5 km2增加至2020 年的695.1 km2，增加量為251.6 km2，增長(zhǎng)了56.7%。二級(jí)植被覆蓋面積波動(dòng)相對(duì)較?。≧2=0.790 1），2020 年比1990 年覆蓋面積增加了176.3 km2，增幅為52.9%。三級(jí)植被覆蓋面積呈連續(xù)減小趨勢(shì)，2020 年比1990 年覆蓋面積減小了228.1 km2，降幅為26.7%。四級(jí)植被覆蓋面積變化較小，與1990 年相比，2020 年減少了175.5 km2，降幅為2.5%。不同等級(jí)互相對(duì)比發(fā)現(xiàn)，三級(jí)植被覆蓋面積占綠洲總植被覆蓋面積比重較大，但是比重呈逐年減小趨勢(shì)。2020 年一級(jí)植被覆蓋面積占綠洲總植被覆蓋面積的比重最大，為38.0%。

圖3 1990—2020 年麥蓋提綠洲不同等級(jí)植被覆蓋面積變化

3.1.2 綠洲植被覆蓋的絕對(duì)空間變化特征 由圖4可知，麥蓋提綠洲植被覆蓋變化呈綠洲內(nèi)部基本相對(duì)穩(wěn)定、周圍沙漠銜接處及鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心變化較明顯。結(jié)合麥蓋提綠洲植被覆蓋度空間分布發(fā)現(xiàn)，整體上未變化區(qū)主要是以一級(jí)、四級(jí)覆蓋為主，變化區(qū)主要是二級(jí)、三級(jí)覆蓋。1990—2000 年，除了兵團(tuán)四十五團(tuán)西北沙漠銜接開墾區(qū)和庫爾瑪鄉(xiāng)東北處明顯改善外，其余區(qū)碎片式大面積退化，其中改善區(qū)以一級(jí)改善為主，退化區(qū)以三級(jí)退化為主（表1）；2000—2010 年，改善區(qū)面積是退化區(qū)面積的1.5 倍，其中一級(jí)改善區(qū)面積比退化區(qū)合計(jì)面積大，昂格特勒克鄉(xiāng)、央塔克鄉(xiāng)、胡楊林場(chǎng)、尕孜庫勒鄉(xiāng)及兵團(tuán)四十五團(tuán)開墾區(qū)較明顯；2010—2020 年，昂格特勒克鄉(xiāng)、巴扎結(jié)米鄉(xiāng)中部呈片狀式退化趨勢(shì)，庫爾瑪鄉(xiāng)、兵團(tuán)四十六團(tuán)南區(qū)、兵團(tuán)農(nóng)三師前進(jìn)水庫管理處大面積改善，其余區(qū)同時(shí)存在碎片式改善與退化，但是改善區(qū)面積大于退化區(qū)面積。總體來看，1990—2020 年麥蓋提綠洲整體以大規(guī)模改善為主，其中兵團(tuán)四十五團(tuán)開墾區(qū)和庫爾瑪鄉(xiāng)東北部最為典型；退化區(qū)除各鄉(xiāng)鎮(zhèn)碎片式展布退化外，麥蓋提鎮(zhèn)四周大面積退化也較為明顯?？偨Y(jié)以上分析發(fā)現(xiàn)，麥蓋提綠洲植被覆蓋空間變化具有單獨(dú)與共同存在時(shí)段性、區(qū)域性差異特征。

圖4 1990—2020 年麥蓋提綠洲植被覆蓋度空間變化

為進(jìn)一步分析麥蓋提綠洲的植被覆蓋變化，對(duì)1990 年和2020 年不同等級(jí)植被覆蓋面積進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算，結(jié)果如表2 所示。麥蓋提綠洲主要以四級(jí)覆蓋向三級(jí)和一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、三級(jí)覆蓋向二級(jí)和一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、二級(jí)覆蓋向一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、一級(jí)覆蓋向二級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移為主。其中，四級(jí)覆蓋向三級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為162.2 km2，占四級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的2.4%；四級(jí)覆蓋向一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為120.4 km2，占四級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的1.7%；三級(jí)覆蓋向二級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為183.4 km2，占三級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的21.6%；三級(jí)覆蓋向一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為236.9 km2，占三級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的28.0%；二級(jí)覆蓋向一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為123.1 km2，占二級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的37.1%；一級(jí)覆蓋向二級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移的面積為139.1 km2，占一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移面積的31.4%。四級(jí)、三級(jí)、二級(jí)、一級(jí)覆蓋變化量分別為-175.5、-228.1、176.3、251.6 km2，四級(jí)和三級(jí)覆蓋面積都減小，一級(jí)和二級(jí)覆蓋面積增加。

表2 1990—2020 年麥蓋提綠洲各植被覆蓋面積等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣

3.1.3 絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度 按定量評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)方法計(jì)算得到麥蓋提綠洲1990—2020 年絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度，結(jié)果如圖5 所示。1990—2000 年、2000—2010年、2010—2020 年和1990—2020 年絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度分別為0.3%/年與5.2 km2/年、0.9%/年與14.7 km2/年、0.5%/年與8.6 km2/年、0.4%/年與6.4 km2/年；絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度4 個(gè)時(shí)段變化趨勢(shì)一致，2000—2010 年二者都達(dá)到最大值，1990—2000 年最小。

圖5 1990—2020 年麥蓋提綠洲絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與覆蓋速度

3.1.4 植心遷徙分析 植心位置的變化與植心遷徙軌跡空間上可以反映出綠洲植被覆蓋度分布的時(shí)空演變趨勢(shì)及特征，計(jì)算結(jié)果如圖6 所示。近31 年麥蓋提綠洲植被覆蓋除四級(jí)覆蓋整體向東南方向遷徙（1.13 km）外，總植被覆蓋、一級(jí)覆蓋、二級(jí)覆蓋、三級(jí)覆蓋整體都向東北方向遷徙，直線遷徙距離分別為3.72、4.48、3.48、6.05 km。不同時(shí)段分析發(fā)現(xiàn)，2000—2010 年總植被覆蓋與三級(jí)覆蓋遷徙距離較突出（分別為1.74 km 和4.33 km），1990—2000 年二級(jí)覆蓋遷徙距離最大（1.65 km），2010—2020 年一級(jí)覆蓋遷徙變化明顯（2.55 km）。這個(gè)主要是因?yàn)辂溕w提鎮(zhèn)及周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心建設(shè)規(guī)模變大及不斷向外擴(kuò)展，庫爾瑪鄉(xiāng)與45 團(tuán)開墾區(qū)耕地面積的增加，致使麥蓋提綠洲的植被覆蓋迅速增加，植心大幅度向東北方向遷徙。

圖6 1990—2020 年麥蓋提綠洲不同等級(jí)植被覆蓋植心遷徙

3.2 植被覆蓋與自然因素和人文因素的關(guān)系

麥蓋提綠洲屬于典型的溫帶大陸性沙漠干旱氣候，降水量、氣溫等氣候因素變化和短期的人為因素都會(huì)給綠洲植被覆蓋帶來較大影響，但是短期內(nèi)的為了社會(huì)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等人類因素對(duì)綠洲植被覆蓋變化帶來的影響更明顯且更直接。本研究分析了氣候因素與麥蓋提綠洲植被覆蓋度的相關(guān)性、人為因素對(duì)麥蓋提綠洲植被覆蓋度變化的影響。

3.2.1 植被覆蓋與氣候因素的相關(guān)性 麥蓋提綠洲年降水量、年均氣溫及其與綠洲總植被覆蓋面積、一級(jí)覆蓋面積、植被平均覆蓋度與NDVI 年均值的線性變化趨勢(shì)關(guān)系如圖7 所示。從圖7 可以看出，近31 年隨著年均氣溫的上升，年降水量也整體呈增加趨勢(shì)，綠洲總植被覆蓋面積、一級(jí)覆蓋面積、植被平均覆蓋度和NDVI 年均值與2 個(gè)氣候因素整體呈正相關(guān)。阿孜古力·斯買提［16，17］、張雪琪等［18］、王翠等［19］的研究發(fā)現(xiàn)，近60 年葉爾羌河平原綠洲降水量、氣溫都呈逐漸增加趨勢(shì)，致使帕米爾冰雪高山、低中山帶、平原區(qū)及全流域降水量增加，并加快了冰雪融化和增加以冰雪融水補(bǔ)給為主的葉爾羌河與提孜那甫河流域徑流量，因此氣候變化對(duì)麥蓋提綠洲植被覆蓋的影響間接表現(xiàn)在降水量與流域徑流量的增加。麥蓋提綠洲近31 年的年均氣溫與年降水量分別以0.053 9 ℃/年與0.849 9 mm/年的速度增加，這給依靠及依賴高雪山、冰山及中低山帶融水補(bǔ)給的葉爾羌河與提孜那甫河流域帶來了極大的水資源量，直接影響綠洲一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)覆蓋度，并為綠洲與沙漠銜接處的稀疏植物、低等沙漠植被提供了相應(yīng)的水資源，同時(shí)對(duì)綠洲生態(tài)環(huán)境及防止沙漠的擴(kuò)展帶來巨大的貢獻(xiàn)，致使麥蓋提綠洲植被向沙漠方向大面積覆蓋，總植被覆蓋面積大幅度增加，防止沙漠侵襲綠洲。

圖7 1990—2020 年麥蓋提綠洲各植被覆蓋因素與年降水量、年均氣溫的變化趨勢(shì)關(guān)系

麥蓋提綠洲植被覆蓋度與降水量、氣溫等氣候因素相關(guān)性都以正相關(guān)為主，綠洲東部沙漠區(qū)域以負(fù)相關(guān)為主（圖8）。麥蓋提綠洲植被覆蓋度與降水量相關(guān)系數(shù)為-0.999 2~0.998 1，其中正相關(guān)區(qū)域占22.6%，主要以一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)覆蓋為主，負(fù)相關(guān)區(qū)域占77.4%，主要以四級(jí)覆蓋為主。麥蓋提綠洲植被覆蓋度與氣溫相關(guān)系數(shù)為-0.998 7~0.999 9，其中正相關(guān)區(qū)域占24.9%，主要位于一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)覆蓋的區(qū)域，負(fù)相關(guān)區(qū)域占75.1%，主要位于四級(jí)覆蓋的區(qū)域。

圖8 1990—2020 年麥蓋提綠洲植被覆蓋度與降水量（a）和年均氣溫（b）的相關(guān)性

3.2.2 綠洲植被覆蓋度與人為因素的關(guān)系 短期內(nèi)的人為因素如建設(shè)、開發(fā)、城市規(guī)模擴(kuò)大及其他人類活動(dòng)對(duì)綠洲總植被覆蓋帶來的影響更明顯且更直接。圖9 為與麥蓋提綠洲總植被覆蓋同時(shí)段、同期的中國科學(xué)院影像數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)裁剪得到1990—2020 年的4 期六大類土地利用分布。由圖9可知，草地主要在綠洲與沙漠的銜接處呈大面積片狀分布，農(nóng)田主要分布在綠洲內(nèi)部，林地主要在綠洲內(nèi)部呈碎散式及河流兩岸分布，水域與研究區(qū)概況水系分布基本相似，城市建設(shè)用地分布在麥蓋提鎮(zhèn)周圍，裸地（沙漠）在綠洲東部大規(guī)模片狀分布，綠洲東部塔克拉瑪干沙漠中間林地、草地到2010 年逐漸消失。

從麥蓋提綠洲1990—2020 年4 期六大類土地利用類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表3）可知，綠洲農(nóng)田規(guī)模呈連續(xù)增加趨勢(shì)，由1990 年的702.26 km2增加至2020 年的1 351.83 km2，增加了649.57 km2，增幅為92.50%；1990—2020 年林地規(guī)模減小了184.76 km2，降幅為77.41%；草地面積整體呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，2000 年規(guī)模最小，2010 年達(dá)最大，1990—2020 年整體減小了75.29 km2，降幅為4.45%；水域面積2000 年達(dá)最大，1990—2020年整體減小了28.67 km2，降幅為21.74%；城市建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)大，近31 年面積增加了28.39 km2，增幅為169.90%；裸地（沙漠）面積變化相對(duì)自身較小，但對(duì)比其他土地類型面積變化明顯，整體減小了387.67 km2，降幅為6.66%。農(nóng)田與城市建設(shè)用地規(guī)模的變大及擴(kuò)展促進(jìn)了綠洲社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。但是，對(duì)于水資源緊缺的沙漠綠洲而言，擠占沙漠綠洲生態(tài)灌水，且將易于開發(fā)的草地、林地轉(zhuǎn)換為耕地和城市建設(shè)用地，導(dǎo)致草地、林地規(guī)模的變小及退化，對(duì)沙漠綠洲產(chǎn)生破壞，嚴(yán)重影響了沙漠綠洲的生態(tài)修復(fù)。沙漠植被及沙漠與綠洲邊緣植被作為防沙治沙的重要手段及保護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的屏障，會(huì)引起沙漠化、荒漠化的加快及加劇，最終對(duì)綠洲未來各方面發(fā)展與葉爾羌河流域生態(tài)可持續(xù)安全帶來一定的威脅。

表3 1990—2020 年麥蓋提綠洲土地利用類型面積及占比

4 小結(jié)

1）1990—2020 年，麥蓋提綠洲總植被覆蓋面積不斷提高的同時(shí)，綠洲NDVI 年均值及植被平均覆蓋度也呈明顯升高趨勢(shì)。1990—2020 年綠洲總植被覆蓋面積增加了199.8 km2，增幅為12.3%。從不同等級(jí)植被覆蓋面積變化看，一級(jí)和二級(jí)植被覆蓋面積整體均呈增加趨勢(shì)，三級(jí)和四級(jí)植被覆蓋面積整體均呈減小趨勢(shì)。其中近31 年一級(jí)和二級(jí)覆蓋面積分別增加了251.6、176.3 km2，增幅分別為56.7%、52.9%；三級(jí)和四級(jí)覆蓋面積分別減少了288.1、175.5 km2，降幅分別為26.7%、2.5%。

2）麥蓋提綠洲植被覆蓋存在時(shí)段性、區(qū)域性差異特征。2010—2020 年綠洲植被覆蓋一級(jí)改善區(qū)面積增加最顯著，屬于典型的時(shí)段性變化；綠洲兵團(tuán)四十五團(tuán)開墾區(qū)和庫爾瑪鄉(xiāng)東北部改善最明顯，麥蓋提鎮(zhèn)四周大面積退化也較為明顯，屬于典型的區(qū)域性變化。整體主要以四級(jí)覆蓋向三級(jí)和一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、三級(jí)覆蓋向二級(jí)和一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、二級(jí)覆蓋向一級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移、一級(jí)覆蓋向二級(jí)覆蓋轉(zhuǎn)移為主。

3）1990—2020 年，麥蓋提綠洲絕對(duì)植被覆蓋強(qiáng)度與速度分別為0.4%/年與6.4 km2/年，二者4 個(gè)時(shí)段變化趨勢(shì)一致。麥蓋提綠洲31 年植被覆蓋除四級(jí)覆蓋整體向東南方向遷徙外，總植被覆蓋、一級(jí)覆蓋、二級(jí)覆蓋、三級(jí)覆蓋整體都向東北方向遷徙。

4）極小的氣候因素變化都會(huì)讓沙漠綠洲發(fā)生植被改善或退化，但是短期內(nèi)的人為因素影響更明顯且更直接。麥蓋提綠洲植被覆蓋度增加主要原因是耕地開墾，而開墾的主要來源是天然林地、草地及其他灌木地，但以耕地面積增加擠占了沙漠綠洲天然植物生態(tài)灌水水資源，導(dǎo)致天然植被退化，嚴(yán)重影響了防沙治沙，威脅綠洲生態(tài)和諧平衡。