宜宾市植被覆盖度变化研究

吴强建中

摘 要：采用二分法计算植被覆盖度，利用ENVI和ArcMap研究了宜宾市2005—2011年的植被覆盖情况。结果表明，近几年宜宾市的植被覆盖度总体上呈上升趋势，但在2008年后有了较明显的下降，随后又逐渐增加；宜宾市的绿化面积总体上在增长，环境状况比较良好。

关键词：植被 ；覆盖度；NDVI；二分法；ENVI；宜宾市

中图分类号 Q948 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）17-0093-04

植被覆盖度[1]是指植被（包括叶、茎、枝）在地面的垂直投影面积占地表总面积的百分比，其变化不仅关系到生物量、叶面积指数、净初级生产力等地表生态学指标的变化，而且还通过改变地表反射率、发射率、粗糙度、土壤湿度等地表参数影响区域乃至全球气候。

近几年遥感技术作为主要的植被指数研究方法，越来越受到重视，很多学者也都进行了较好地研究，并取得了丰硕成果。Tucker等在非洲的土地分类研究中，首次对NDVI数据进行了主成分的分析，提取的主要成分能够反映植被划分的主要因子，并且对分类依据的解释也具有重要的作用，还压缩了计算机的数据量[2]。最近，利用遥感进行大尺度植被类型划分的研究在国内也陆续展开，盛永伟等[3]利用1990年的AVHRR NDVI数据，通过动态聚类方法识别不同植被的NDVI时间序列，将我国的植被分为18种类型；李晓兵等运用主成分分析对AVHRR NDVI数据降维，并通过动态聚类对我国植被进行了分类[4]。因此，植被覆盖度的研究对区域环境状况的了解提供了科学的技术手段，是检测一个地区环境好坏的指标[5]。本文主要利用遥感技术对宜宾市的植被覆盖度进行研究，以了解宜宾市的环境状况。

1 研究区域概况

宜宾位于四川盆地南部，是川、滇、黔3省交汇地。远眺宜宾东靠万里长江，西接大小凉山，南近滇、黔，北连川中腹地，素为川南形胜。宜宾全区地跨103°36′E～105°20′E，27°50′N～29°16′N。东西最大横距153.2km，南北最大纵距150.4km。市境东临四川泸州市，南接云南昭通市，西界乐山市和凉山彝族自治州，北靠自贡市。

宜宾地形整体呈西南高、东北低态势。宜宾市属中亚热带湿润季风气候，低丘、河谷兼有南亚热带的气候属性。具有气候温和、热量丰足、雨量充沛、光照适宜、无霜期长、冬暖春早、四季分明的特点。年平均气温18℃左右，年平均降水量1050～1618mm，5—10月为雨季，降水量占全年的81.7%，主汛期为7—9月，降雨量更集中，占全年总降雨量的51%。宜宾境内水系属外流水系，以长江为主脉，河流多、密度大、水量丰富。宜宾全市土壤总面积107.33万公顷，占全市土地总面积的80.5%。全市土壤有紫色土、水稻土、黄壤、黄色石灰土及黄棕壤、新积土等6大类。市境内植被除屏山县老君山、兴文县仙峰山、筠连县大雪山等地的原始植被外，绝大部分为原始植被受破坏后的次生植被与人工植被。境内亚热带次生性常绿针叶林植被分布较广，竹林为一大特色。2004年全市森林覆盖率37%，绿化覆盖率45.6%。

2 数据处理和研究方法

2.1 数据来源 本次研究的数据来自于地理空间数据云，下载的是宜宾市2005—011年MOD13A21KM植被指数16天合成数据，数据级别为L3，下载地址为（http：//www.gscloud.cn/）。表1为MODIS数据的主要波段分布和参数。

3 研究过程

3.1 图像辐射纠正和几何校正 不同图像成像时的大气条件，高度角和方位角等都存在很大的差异，要进行植被覆盖度的准确分析，必须对图像进行一定的辐射纠正[9]。本文利用ENVI大气校正扩展模块（FLAASH和QUAC）对多光谱和高光谱数据进行大气校正，还包括大气校正的准备工作——辐射定标。图像不仅要进行辐射纠正，还要进行几何校正，以一地形图为标准，对其进行几何校正，配准误差控制在0.5个象元以内，以提高植被覆盖度研究的精度。

3.2 NDVIsoil和NDVIveg的确定 要确定植被覆盖度，关键是要确定NDVIsoil和NDVIveg的值，2个值的计算公式如下：

4 数据分析

4.1 植被覆盖度 首先，根据植被覆盖度图2可以看出，宜宾市植被覆盖率在2005—2008年和2009—2011年间呈上升趋势，而在2008—2009年间，有明显的下降的趋势。根据表2、表3可以看出，2005—2008年，裸地从25.7%下降到了15.3%，而2008—2009年，裸地有上升的趋势，从15.3%上升到18.2%，随后又逐渐增加，总体来说在2005—2011年间宜宾市的裸地面积正逐渐减少；低等植被覆盖率总体上保持在20%左右，但在2008—2009年间有明显的上升；中等植被覆盖率在最近几年中，总体上没来太大的变动；高等植被覆盖率总体上呈上升趋势，但在2008—2009年间下降的比较多。根据上述表格数据，可以明显看出宜宾市的裸地面积正在逐步降低，且占比越来越少，低等和中等植被覆盖率相对较平稳，但中等的所占比例要大一些，高比例的植被覆盖率在这几年中除了2008—2009年有下降，總体上还是呈上升趋势。表明在这几年中宜宾市的植被覆盖情况总体上呈上升趋势，宜宾市的绿化面积正逐步增加，也反映了其生态环境状况越来越良好。

4.2 变化原因 首先，变化的原因可能与宜宾市自身的气候条件有关。宜宾市属北亚热带山地湿润季风气候区，降水量比较充沛，降水量的年际变化很大，年均降水量825.8～1417mm。其分布特点是：南北少，中部多；东边少而西边多。其次，宜宾市植被覆盖率的提高，也受益与政府的保护措施。政府加大保护环境，建设绿色宜宾的宣传，加大对学生的教育，加强自然保护区的建设，植树造林和减少林地的开采，很大程度上保护了宜宾市的生态环境，提高了植被覆盖率。第三，地质灾害也一定程度上影响了宜宾市的植被覆盖率。根据表2、3数据可以看出，2008—2009年，宜宾市裸地和低等植被覆盖率的面积明显上升，高等植被覆盖率面积有所下降，其主要原因是发生在2008年5月12日的汶川大地震，在这次地震中，宜宾市个别地区遭受了前所未有的破坏，生态环境破坏的相当严重，地震过后的次生灾害也在一定程度上破坏了当地环境。因此在2008年到2009年间宜宾市裸地面积的增加，高等植被覆盖度的减少的原因就是自然灾害的影响。

5 结论

随着宜宾市经济文化的发展，新的发展需求是人们对美好环境的渴望。因此，一个地区的植被覆盖度必然需要达到能满足人们生活和可持续发展的要求，这是科学发展的必然趋势。随着社会的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，保护环境的意识也逐渐加强。本文通过对宜宾市2005年、2008年、2009年、2011年植被覆盖率的研究，从各个角度分析影响植被覆盖度的因素，并从中得出了以下结论：

（1）通过对宜宾市2005—2011年植被覆盖率图和表格1、2相关数据的分析，得出了宜宾市的植被覆盖度总体上正逐步增加的结论，这说明宜宾市的绿化面积在不断提高，生态环境状况越来越好。

（2）一个地区经济文化的发展，政府政策的实施、地质灾害、教育等都一定程度上影响一个地区的植被覆盖情况。一个好的政策，好的社会环境，好的教育都能在不同程度上影响一个地区的生态环境，对植被覆盖率的提高起促进作用。因此，政府在政策上的支持，对改善生态环境至关重要。

（3）利用ENVI和ArcMap等软件，运用遥感技术计算植被覆盖度，即快速又方便，精度也高，是当下研究植被覆盖度的重要方法。随着遥感技术的不断提高，对植被覆盖率的研究也越来越深入，精度也越来越高，对今后解决环境问题也有了更加科学的方法。

参考文献

[1]王堃，洪绂曾，宗锦耀.三江源地区草地资源现状及持续利用途径[J].草地学报，2005，（13）（增刊）：29-471.

[2]程国栋.关于江河源区生态环境保护与建设研究的几点建议[J].地球科学进展，1998（增刊）：6-101.

[3]孙成权.关于江河源环境与生态保护的几点看法[J].地球科学进展，1998（增刊）：12-161.

[4]孙红雨，王长耀，牛铮.等中国地表植被覆盖变化及其与气候因子关系[J].遥感学报，1998，2（3）：205-2101.

[5]李加林，刘闯.基于MODIS的杭州湾南岸农业生态系统NDVI季节变化特征研究[J].地理与地理信息科学；2005，24（3）：12-32.

[6]王晓江，胡尔查，李爱平.基于MODIS NDVI的内蒙古大青山自然保护区植被覆盖度的动态变化特征[J].干旱區资源与环境，2014，61-65.

[7]黄靖，夏智宏.基于MODIS遥感数据的植被覆盖变化监测分析[J].气象与环境科学，2009，32（2）：16-20.

[8]兰明娟，魏虹，熊春妮.基于TM影像的地表植被覆盖变化[J].西南大学学报：自然科学版，2009，31（4）：100-104.

[9]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2003，32（2）：372-383. （责编：张宏民）