基于MODIS数据的若尔盖草场植被覆盖时空变化分析

易平 冯文兰

（成都信息工程学院 四川成都 610000）

为了准确估计若尔盖草场退化情况，本文根据植被指数估算植被覆盖的原理，利用时序MODISNDVI数据的特征信息，通过对若尔盖湿地不同植被类型NDVI时空特征变化分析，探讨了草地退化的空间分布格局，为相关部门提供决策和管理依据。

1 数据与方法

1.1 研究区

若尔盖湿地地理坐标为33°10′～34°06′N,101°36′～103°25′E，处于青藏高原东部边缘，素有“川西北高原的绿洲”之称。其行政区域包括四川省的若尔盖、红原、阿坝、松潘，青海省的久治县，甘肃省的玛曲、碌曲等，总面积约5.3万平方公里，总人口约为26.15万。本文的研究区域为若尔盖湿地在四川省内的部分，其总面积约为4.2万平方公里，海拔高度在3300米至3600米。

1.2 研究方法

1.2.1 植被覆盖度的估算

植被覆盖度是描述植被群落状况的重要参数之一，是衡量地表植被生长、发育、变化的一个综合性指标。同时，植被覆盖度也是影响土壤退化与水土流失的重要因子之一。本文采用像元二分模型估算植被覆盖度，其公式如下所示：

式中，vc表示植被覆盖度，NDVImin表示植被覆盖的NDVI最小值，NDVImax表示植被覆盖的NDVI最大值。

1.2.2 植被覆盖度分类及湿地植被退化强度分类

依据关于草地退化遥感监测的国家标准 (GB19377-2003)以及相关参考文献和若尔盖湿地的具体情况，以3年滑动平均后的2002年的植被覆盖度为基准，把它看作是未退化的植被覆盖度。计算每年的植被覆盖度占未退化植被覆盖度的百分比，把若尔盖湿地草场退化分为5个等级：极重度退化、重度退化、中度退化、轻度退化，极轻度退化和未退化。

2 结果与分析

2.1 年最大NDVI的空间分布特征

通过对2001年到2013年若尔盖湿地平滑后NDVI年最大值变化特征曲线图的观察可知，2005年到2009年，由于气候和人为因素的影响，导致若尔盖湿地草场持续几年的退化，2008年开始，相关部门注意到草场退化的严重性，开始对草地进行整治，草场退化现象开始缓解[2]。

2.2 年最大NDVI的空间变化分析

通过对若尔盖高原湿地2001-2013年NDVI平均值的变化特征曲线的观察可以看出，2006年之前该地区植被指数总体比较稳定，变化幅度较小。自2006年开始，植被指数稳定状态被打破，变化幅度开始变大，到2008年出现波谷。因此，以2006年为界限，计算若尔盖湿地2006年前后的NDVI植被指数的差值。

2.3 植被覆盖度的时空变化分析

对若尔盖高原湿地2002-2012年不同等级的植被覆盖度进行统计对比分析，绘制2002-2012年不同植被盖度等级面积占区域总面积的比例变化曲线图。通过图表的分析结果可以发现：研究区域内植被覆盖度整体较高，植被覆盖度的等级以高等和中高等为主。特别注意的是，研究区域在2006年植被覆盖情况最好，高植被覆盖的土地面积为2.3万平方千米，占区域总面积的81.75%，但是在2006年之后，又开始逐年降低。

整体而言，近10年来，若尔盖高原湿地的植被覆盖度呈现先增加后减少的趋势。

2.4 植被退化的空间变化

观察2003-2012年每年的植被退化强度分布图可以看出，2006年是植被退化最不明显的一年，未退化的土地面积占88.56%，分布范围较广，2010年的植被退化面积远远高于2006年退化的面积，而2012年植被退化面积较之2010年又有所减少。植被极重度退化、重度退化和重度退化的区域只要分布在红原县的东南方向邻近松潘县的壤口乡、红原县刷经寺镇的边缘地区、阿坝县西北方向的克比杂隆以及若尔盖县西北方向的色尔勇、格学的边缘地区，这与年最大NDVI的分布规律以及植被覆盖度的分布规律基本上一致。

3 结语

本文利用时间序列的SPOT/VGTNDVI数据对2002-2012年若尔盖湿地植被变化关系进行分析，主要结论如下。

3.1 若尔盖高原湿地植被指数变化特征

该区域的植被指数总体偏高，其中红原县境内的红原大草原以及红原县与马尔康县接壤处的山区、若尔盖县北部地区以及中南部的若尔盖湿地自然保护区、阿坝县西南边缘地区的植被类型大部分为阔叶林，针叶林和灌丛，年最大NDVI值在0.85以上，是整个研究区植被指数最高的地区，植被生长状况比较好。而红原县与松潘县接壤处的部分草原区和阿坝县的中西部地区NDVI值在0.65以下，是研究区域植被指数偏低的集中区域，植被生长情况较差[3]。

从季节变化趋势来看，夏季的植被指数最高，植被生长茂盛，秋季和春季其次，冬季冰雪覆盖，植被指数最低。多数年份春季和秋季的植被指数变化趋势相反，这可能是植被的生长期和枯萎期的延长的原因。总体来看，2001年到2013年四川省内若尔盖湿地的植被指数大致呈不显著波动增加趋势，其中2009-2011年植被指数逐年下降，植被生长情况比较差。通过计算2006年前后年植被指数最大值的差值得出，研究区域的植被指数总体有所增加，但部分区域的植被指数降低较大，出现了草地退化现象[4]。

3.2 若尔盖湿地植被退化的时空变化特征

近10年来，相比于若尔盖县和阿坝州，红原县是植被退化情况最严重的地区。植被极重度退化、重度退化和中度退化的区域主要分布在阿坝县西北方向的克比杂隆，若尔盖县西北方向的色尔勇、格学的边缘地区以及红原县的东南方向邻近松潘县的壤口乡，这些地区也是植被指数较低的区域，该区域的气候和人类活动对植被的生长影响程度较大，林业管理部门应该将这些地区列入退牧还林的重点区，着力保护这些地区的湿地生态系统。

[1]袁军，昌国宪.湿地功能评价研究进展．湿地科学，2002,2(3)：154-160．

[2]田昆，郭辉军，杨宇明，等.高原湿地保护区生态结构特征及功能分区研究与实践.科学出版社出版,2009,(11).

[3]赵魁义，娄彦景.青藏高原若尔盖湿地退化与生物多样性修复[J].中国生物多样性保护与研究进展,2008.

[4]白军红,欧阳华.近40年来若尔盖高原高寒湿地景观格局变化.生态学报,2008(5).