（自然地理学专业论文）经济发展对植被覆盖变化的影响分析——以重庆市北碚区为例.pdf

摘要 经济发展对植被覆盖变化的影响分析 以重庆市北碚区为例 自然地理学专业硕士研究生蒋智 指导教师况明生教授 摘要 植被作为陆地生态系统的主要组成部分，调控着生态系统中的能量流动与物质循环，为 人类社会经济活动提供重要的资源。虽然气候是植被分布的决定性因素，但是人类活动也影 响到区域植被的发展与演替，尤其是在较短时间尺度上，这种影响作用表现较为显著。由于 重庆市北碚区受亚热带湿润季风气候影响，植被以亚热带常绿阔叶林为主，气候的短期变化 对植被覆盖的影响不大，因此，以北碚区为本文研究区，可以排除气候变化因素的干扰，有 利于研究经济发展变化对植被覆盖变化的影响。 本次研究以l a n d s a t t m 影像为数据源，结合北碚区的社会经济数据，分析经济发展对 植被覆盖的影响。遥感技术能够快速高效的获取全面、系统、真实的地表空间动态变化信息， 广泛应用予植被覆盖度变化的研究中。本文在收集、总结国内外的研究成果的基础上，运用 r s 和g i s 技术研究北碚区1 9 9 5 年2 0 0 7 年植被覆盖的变化，进而研究了经济发展与植被覆 盖变化间的相关性。通过分析与总结国内外相关研究的经验与成果，本文主要进行如下几个 方面的工作： ( 1 ) 分析了研究区的概况，主要包括社会经济概况、地理位置、气候特征、地形地貌、水 系与土壤和植被等六个方面：同时，对本文所采用的研究方法进行阐述，包括资料的来源与 处理方法，以及本次研究的技术路线。 ( 2 ) 利用北碚区1 9 9 5 年以来的经济社会发展数据，对北碚区的经济发展变化进行较为详尽 的分析，主要包括g d p 、产业结构、人口、城市化与土地利用等方面。 ( 3 ) 采用1 9 9 5 年、2 0 0 1 年、2 0 0 7 年三个时期的l a n d s a tt m 遥感影像，经过遥感图像的处 理后，提取出植被信息，并在g i s 系统的支持下，对数据进行一系列处理，进而分析了1 9 9 5 年2 0 0 7 年北碚区植被变化特征。 ( 4 ) 在充分分析北碚区植被覆盖变化特征和经济变化特征的基础上，进行经济发展变化与 植被覆盖变化的相关性分析，主要包括g d p 、产业结构、人口、城市化和土地利用分别同植 被覆盖变化的相关性。 通过研究北碚区植被覆盖变化与经济发展的关系，本文主要得出以下结论： 第一、1 9 9 5 铀0 0 1 年，北碚区的植被覆盖面积逐渐减少，减少区域主要分布于城镇及 其周边地区，有部分农村地区( 含山区) 出现少量减少：2 0 0 1 轴0 0 7 年，北碚区植被覆盖 面积回升，2 0 0 7 年比2 0 0 1 年增加了2 8 6 6 k r n 2 ，主要体现在农村地区植被覆盖面积的增加，而 两南大学硕十学位论文 城镇周边地区植被覆盖面积继续减少，但减少面积较前一阶段小。 第二、通过分析比较不同时期不同等级的植被覆盖度，结果表明，从1 9 9 5 年以来，北碚 区植被覆盖总体上较好，但植被覆盖度有所下降，主要表现在中覆盖度与高中覆盖度之间的 变化，低覆盖度区域所占比例逐步增加。同时，北碚区的植被覆盖度变化特征也呈现阶段性 与地域性。 第三、从横向来看，g d p 、p o p 与植被覆盖度间呈显著的负相关性，也就是指随着单 位面积上g d p 产量的增加和人口密度的加大，植被覆盖度出现下降：纵向上看，随着北碚区 经济发展与人口增加，植被覆盖度出现先下降后上升的变化趋势，但总体呈下降趋势。产 业结构的变化与植被覆盖度变化的相关性较弱，但总体上表现为合理的产业结构有利于植被 覆盖。城市化率高的地区植被覆盖度要明显低于城市化率较低的地区，二者在空间上呈显 著的负相关关系。土地利用变化直接影响到植被的生长活动与分布，在一定程度上，合理 的土地利用可以提高植被覆盖，改变土地利用方式与结构既可以提高植被覆盖度又可以降低 植被覆盖度。 关键词：归一化植被指数植被覆盖度经济发展北碚 a b s t r a c t a n a l y s i so f t hei m p a c t so f v e g e t a t i o nc o v e r c h a n g e s o ne c o n o m i cd e v e l o p m e n t “c a s e s t u d yi nb e i b e id i s t r i c t ，c h o n g q i n gc i t y p h y s i c a lg e o g r a p h yp o s t g r a d u a t e ：j i a n gz h i t u t o r ：p r o f k u a n gm i n g s h e n g a bs t r a c t v e g e t a t i o ni sm a i nc o m p o n e n to ft h et e r r e s t r i a le c o s y s t e m ，w h i c ha d j u s tt h ee c o s y s t e me n e r g y f l o wa n dm a t e r i a l sc y c l e ，a n dp r o v i d ev i t a lr e s o u r c ef o rh u m a ns o c i o e c o n o m i ca c t i v i t i e s a l t h o u g h t h ec l i m a t ei sd e c i s i v ef a c t o ri n v e g e t a t i o nd i s t r i b u t i o n ，b u tt h ed e v e l o p m e n ta n ds u c c e s s i o no f r e g i o n a lv e g e t a t i o na f f e c t e db yh u m a na c t i v i t i e s ，e s p e c i a l l yi nt h es h o r tt i m es c a l e ，t h i se f f e c t s i n f l u e n c ei sm o r er e m a r k a b l e i nb e i b e id i s t r i c t , i t sm a i n l ya f f e c t e db yt h eh u m i ds u b t r o p i c a l m o n s o o nc l i m a t e ，a n dt h em a i nv e g e t a t i o nt y p ei st h es u b t r o p i c a le v e r g r e e nb r o a d l e a v e df o r e s t v e g e t a t i o n ，t h es h o r t - t e r mc l i m a t ec h a n g el i t t l ee f f e c to nv e g e t a t i o nc o v e r t h e r e f o r e ，t a k i n gb e i b e i d i s t r i c ta sar e s e a r c he x a m p l e ，i tc a nb es u p p r e s si n t e r f e r e n c eo fc l i m a t ec h a n g ef a c t o r s ，w h i c hi s a d v a n t a g et os t u d yt h ei m p a c t so fv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g e so ne c o n o m i cd e v e l o p m e n t t h e r e f o r e ，t h er i s eo fl a n d s a tt mi m a g ea st h em a i nd a t as o u r c e ，c o m b i n e dw i t ht h e s o c i o e c o n o m i cd a t ao fb e i b e id i s t r i c t ，a n a l y s i so fe c o n o m i cd e v e l o p m e n to nt h e i m p a c to f v e g e t a t i o n c o v e r i tc a r lb ef a s ta n de f f i c i e n to b t a i nt h es u r f a c e - a n d - s p a t i a ld y n a m i cc h a n g e s i n f o r m a t i o nf r o ma no v e r a l l ，s y s t e m a t i ca n dr e a l - t i m ep e r s p e c t i v et h o u g hr e m o t es e n s i n g ，a n di ti s w i d e l yu s e di nv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g es t u d y b a s e do nt h ec o l l e c t i o n , s u m m a r yt h er e s e a r c hr e s u l t s a th o m ea n da b r o a d ，t h i sp a p e rr e s e a r c ht h ev e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ei nb e i b e id i s t r i c tf r o m19 9 5t o 2 0 0 7b yt h er sa n dg i st e c h n o l o g y ，a n ds t u d i e dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ne c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n d v e g e t a t i o nc o v e rc h a n g e 。b ya n a l y z i n ga n ds u m m a r yd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c he x p e r i e n c e a n dr e s u l t s ，t h i sp a p e rm a d et h ef o l l o w i n ga s p e c t so fw o r k - ( 1 ) a n a l y z et h ep r o f i l eo ft h es t u d ya r e a , m a i n l yi n c l u d i n gs o c i o - e c o n o m i cp r o f i l e ，g e o g r a p h i c l o c a t i o n ，c l i m a t i cc h a r a c t e r i s t i c s ，t o p o g r a p h y , w a t e ra n ds o i la n dv e g e t a t i o n ；a tt h es a m et i m e ， e l a b o r a t e dr e s e a r c hm e t h o d su s e di nt h i sp a p e r , i n c l u d i n gt h es o u r c e so fi n f o r m a t i o na n dh a n d l i n g m e t h o d s ，a sw e l la st h es t u d yo ft h et e c h n i c a ll i n e ( 2 ) t h em o r ed e t a i la n a l y z eo fc h a n g e si nt h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n to fb e i b e id i s t r i c t , w h i c h u s e dt h ee c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n td a t aa b o u tb e i b e id i s t r i c ts i n c el9 9 5 i n c l u d eg d 只 i n d u s t r i a ls t r u c t u r e ，p o p u l a t i o n ，u r b a n i z a t i o n ，1 a n du s ea n ds oo n i i i 两南大学硕十学何论文 ( 3 ) a d o p t e dt h el a n d s a tt mr e m o t es e n s i n gi m a g e si n19 9 5 ，2 0 01 ，2 0 0 7 ，a f t e rr e m o t es e n s i n g i m a g ep r o c e s s i n g ，t oe x t r a c tv e g e t a t i o ni n f o r m a t i o n ，a n dc o n d u c tas e r i e so fd a t ap r o c e s s i n g s u p p o r t e db yg i ss y s t e m ，t h e na n a l y z e dc h a r a c t e r i s t i c so fv e g e t a t i o nc h a n g e sf r o m19 9 5t o2 0 0 7 ( 4 ) b a s e do nt h ef u l la n a l y s i so fv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ea n de c o n o m i cc h a n g ei nb e i b e i d i s t r i c t ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dc h a n g e so fv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ea n dc o r r e l a t i o na n a l y s i s ， m a i n l yi n c l u d i n gt h ec o e l a t i o nb e t w e e ng d p , i n d u s t r i a ls l r u c t u r e ，p o p u l a t i o n ，u r b a n i z a t i o na n d l a n d - u s ea n dc h a n g e si nv e g e t a t i o nc o v e l b ys t u d y i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ev e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ea n de c o n o m i cd e v e l o p m e n t ， t h i sp a p e rr e a c h e dt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s - f i r s t , i nt h e1 9 9 5 - 2 0 0 1y e a r ，t h ev e g e t a t i o nc o v e rg r a d u a ld e c l i n ei nb e i b e id i s t r i c t , t h ea r e a r e d u c er e g i o nm a i nd i s t r i b u t e di nt h et o w n sa n ds u r r o u n d i n g ，s o m er u r a la r e a s ( i n c l u d em o u n t a i n a r e a ) w a sam a r g i n a lr e d u c t i o n f r o m2 0 01 t o2 0 0 7 ，t h ev e g e t a t i o nc o v e nr e c o v e r y , i ti n c r e a s e d 2 8 6 6 k i n 2c o m p a r e dt o2 0 01 ，t h ei n c r e a s em a i n l yi nt h er u r a la r e a s ，b u tt h er e d u c e da r e ar a t i ol e s st h e p r e v i o u sp h a s ei nt h es u r r o u n d i n gt o w n s s e c o n d , a d o p tc o m p a r a t i v ea n a l y s i so fd i f f e r e n tp e r i o d sa n dd i f f e r e n tl e v e l so fv e g e t a t i o n c o v e r a g e ，t h er e s u l t ss h o wt h a tv e g e t a t i o nc o v e ri ng e n e r a li sb e t t e rs i n c e19 9 5 ，b e i b e id i s t r i c t , b u t c o v e r a g ed e c l i n e d ，m a i n l yi nt h ec o v e r a g eo fh i g l ls c h o o lb e t w e e nt h ec h a n g e si nc o v e r a g ea n dt h e p r o p o r t i o no fl o w - c o v e r a g eg r a d u a l l yi n c r e a s e d ，a tt h es a m et i m e ，t h ev e g e t a t i o nc o v e rc h a n g ei s a l s om a n i f e s t e da ss t a g ea n dt h er e g i o n a l t h i r d ，q ) f r o mt h eh o r i z o n t a lv i e w , g d p , p o pa n dv e g e t a t i o nc o v e r a g ew a sas i g n i f i c a n t n e g a t i v ei n t e r - c o r r e l a t i o n , i no t h e rw o r d s ，w i t ht h ey i e l dp e ru n i ta r e ag d pg r o w t ha n di n c r e a s i n g p o p u l a t i o nd e n s i t y , v e g e t a t i o nc o v e r a g ew i l ld r o p ；f r o mt h ev e r t i c a lv i e w , a l o n gw i t he c o n o m i c d e v e l o p m e n ta n dp o p u l m i o ni n c r e a s e ，t h ev e g e t a t i o nc o v e ro c c u r r e dr i s i n ga f t e rd e c l i n e d ，b u tt h e u e n di sd o w n w a r do nt h eo v e r a l l ( 萤t h e r ei s s 仃o n gc o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r e c h a n g e sa n dt h ev e g e t a t i o nc o v e r a g ec h a n g e b u tt h ep e r f o r m a n c eo far e a s o n a b l ei n d u s t r i a l s t r u c t u r ei sc o n d u c i v et ov e g e t a t i o na c t i v i t yo nt h eo v e r a l l i nt h eh i g h e ru r b a n i z a t i o nr a t er e g i o n , t h ed e g r e eo f v e g e t a t i o nc o v e r a g ew a ss i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nl o wu r b a n i z a t i o nr a t er e g i 6 n , t h e ya r e s h o w e das i g n i f i c a n tn e g a t i v ec o r r e l a t i o ni ns p a c e t h ea c t i v i t ya n dd i s t r i b u t i o no fv e g e t a t i o n d i r e c t l ya f f e c tb yl a n du s ec h a n g e ，t oac e r t a i ne x t e n t , r e a s o n a b l el a n du s es t r u c t u r ec a ni n c r e a s et h e v e g e t a t i o nc o v e r ，b o t hl i k e l yt oi n c r e a s ev e g e t a t i o nc o v e r a g ea l s om a yr e d u c et h ev e g e t a t i o n c o v e r a g ei fc h a n g el a n du s ep a t t e r n sa n ds t r u c t u r e s k e yw o r d s ：n d v i ；v e g e t a t i o nc o v e r a g e ；e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ；b e i b e i w 独创性声明 学位论文题目：经渣塞展殖蕉煎覆盖变丝鲍墅喧佥堑 = 丛重迭壹a 匕壁匿羞趔 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已 加了标注。 学位论文作者：藉匆 签字日期： 加年争月2 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：鹑智 签字日期： 矽少年年月刁日 导师签名： 签字日期： 矽删 纠年甲月乙7 日 | 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 选题背景与意义 1 1 1 选题背景 从2 0 世纪中后期开始，随着全球经济的快速增跃，人口膨胀，引起资源消耗加剧和森林 减少，进而导致全球空气中c 0 2 浓度增加，气温升高，降水减少，水土流失与士地荒漠化程 度加剧，生物多样性锐减，生态环境日趋恶化，人地矛盾日益突出。植被作为陆地生态系统 的重要组成部分之一，不仅是生态系统中物质循环与能量流动的中枢，而且也为人类社会经 济活动提供重要的资源。在区域尺度上，人类社会对植被的影响比较显著，尤其是人类在从 事社会经济活动时，从自然界获取大量的资源，以至植被破坏，森林消失。然而，当社会经 济发展达到一定的程度时，人们又会关注周围的生存环境，生态环保意识增强，有经济实力 去改善一些被破坏的环境，如植树造林，增加城市绿化面积，退耕还林等，提高植被覆盖度， 一定程度上改善了生态环境。 目前，植被作为重要的生态因子应用于全球变化研究中，它既是气候变化的承受者，也 可以在一定程度上代表土地覆盖的变化，又在全球变化研究中充当“指示器”的作用，对气候变 化产生着积极的反馈作用，使得植被气候相互作用的研究成为核心内容之一。虽然气候是 大范围植被分布格局的决定性因子，但其影响的大小却与所考虑的时间与空间尺度有关。植 被的动态演变主要受三方面冈素的影响：一是相对固定的土壤条件、地面粗糙度、地形等自 然因子；二是长时间累计变化的地表温度、降水、蒸散、反照率及云等气候因子；三是短时 间内变化的人类活动破坏和干扰的人为因子。自然植被系统在自然因素的“正常”条件下是高度 稳定的，稳定的时限为1 0 4 年尺度，但在失稳振荡突变时期，植被系统的变化速度将 迅速加快，可达1 0 2 年尺度，甚至更短【l 】。植被动态在时间尺度上可分为短期的波动，中期的 演替和长期的植被史，植被动态在空间上具有多尺度性，可组成一个连续体，即小尺度上的 空隙动态、斑块动态、群落动态和景观动态等1 2 】。 目前研究表明，在短期内，人类活动直接或间接地影响植被的动态演变，无论是全球、 区域还是局部，人类活动对植被的影响在速度和程度上均超过了自然因素。近2 0 年来，随着 种群动态变化、生态系统功能与结构以及植被的数量分析和模拟等方面研究的不断深入，植 被动态的研究领域不断拓宽，内涵日益扩大，泛指切时空变化，研究内容也从群落的演替 扩展到群落的动态、更新、进化和边缘效应等1 2 】。此外，随着人类活动的加剧，植被的退化和 恢复问题也日益突出，人类破坏植被的规模与速度不断加大、加快，使得植被在时空上动态 演变所表现出的生态效应也随之发生改变。通过建立现代植被分布格局，进而探讨物候信息、 第一性生产力、生物多样性及生态脆弱性的变化，已越来越受到人们的重视，并在国际上逐 步形成- - f 7 学科方向，即“预测性植被制图( p r e d i c t i v ev e g e t a t i o nm a p p i n g ) ”，它已广泛地用 于生物多样性保护规划、生态规划以及全球变化对植被的影响评价等领域l l j 。 1 1 2 选题意义 经济活动是人类社会最重要的一项活动，经济的发展使得人类活动领域不断拓宽，给生 态环境的所带来的负面影响愈发强烈，从而影响到植被的活动，尤其是对植被的分布格局和 两南大学硕十学何论文 动态变化的影响较大，且具有显著的空间和时间特点。基于植被的分布格局和动态变化的特 点，运用遥感技术进行植被变化研究，具有全面、真实、方便快捷等诸多优势。遥感技术是 一种获取空间信息和时间序列信息的重要技术手段，通过遥感获取的较大范围的空间信息和 高分辨率时间序列信息，为研究植被的空间格局变化和预测未来发展趋势奠定了坚实的基础。 以遥感资料作为重要的数据源，地理信息系统作为高效的空间数据处理工具，对植被生态系 统进行数据采集与处理、信息分析与解释、建模与预测以及专家系统与优化管理也是信息生 态学( i n f o r m a t i o ne c o l o g y ) 的一项重要的研究内容 3 1 。遥感信息在时间、空间和光谱三个方 面都具有独特的优势，当前植被生态研究中的一个热点就是利用长遥感数据，尤其是采用长 时间序列n d v i ( n o r m a l i z ed i f f e r e n c ev e g e t a t i v ei n d e x ) 的数据研究植被格局动态。在不同的时 空尺度上，分析在受到人为影响下的植被动态格局特征，并结合植被数据和社会经济数据， 定量研究人为因素对植被的影响，同时预测植被的动态演变，具有重要的现实意义。 在经济全球化的趋势下，人类活动遍布世界各地，各种经济社会活动更是对环境变化起 着举足轻重的作用，为了满足人类自身的发展而不断从大自然中获取各种资源，以至于自然 界的生态平衡遭到破坏，各种环境问题接踵而至，如森林、草原、湿地等的大面积减少，沙 漠面积扩大，酸雨严重，极端气候频繁等。从西方国家发展历程来看，经济社会发展初级往 往是以高消耗和高污染为代价，对待环境污染也是先污染后处理，曾给整个环境带来了巨大 的破坏，一些破坏甚至是不可逆转的。在经济快速发展的我国，已经出现了许多生态环境问 题，如大气污染、水污染、土壤污染、森林减少等，备受社会各界关注，人们也越来越重视 生存环境。植被作为重要的生态因子，是气候和环境变化的承受者，在一些气候较稳定的地 域，人类活动就成了影响植被变化的主要因素，对它们之间的影响关系进行相关研究，可以 指导人类的活动，保护我们的生态环境，也为区域经济社会的可持续发展提供依据。重庆北 碚区属于亚热带湿润季风气候，全年水、热条件优裕，植被以亚热带常绿阔叶林为主，在短 时间尺度内，全球气候变化对植被的影响不明显，而人类活动则是影响该地区植被变化的主 要因素。因此，进行北碚区经济发展对植被覆盖变化的影响研究，分析经济发展与植被覆盖 的相关关系，可以为北碚区的环境保护和生态北碚的建设提供指导性的建议，对经济可持续 发展与和谐社会发展有着重要的理论价值和现实指导意义。 1 2 国内外研究综述 1 3 1 国外研究概况 2 0 世纪9 0 年代以来，国外主要使用卫星遥感影像结合植物表面温度、地形等实测数据对 地面植被进行判识分类，分类的主要物理依据是不同地物在遥感图像上的亮度值或像素值存 在高低差异。遥感技术的发展为植被研究提供了客观的基础资料；地理信息系统在空间数据 的获取、管理、操作、分析、模拟及显示方面具有独特优势，常用于解决复杂的计划及管理 问题，遥感和g i s 技术的应用己经成为植被景观分析的基本手段( x i a oa n dl i ，1 9 9 7 ) 。 国外利用遥感数据进行植被研究是建立在遥感数据分类研究基础上。f r a n k l i n 和p e d d l e ( 1 9 9 0 ) 先用线性分类器对光谱、纹理、d e m 进行分类，最后提出多种数据源的推理分类方 法，结果明显优于用传统的统计模式识别方法；s r i n i v a s a n ( 1 9 9 0 ) 使用多源遥感数据，按照 各类别的波谱模型对多源遥感数据进行了分类；k o n t o e s ( 1 9 9 3 ) 充分利用影像信息和辅助数据 2 第1 章绪论 进行分类，特别是对使用基于知识的方法进行分类做了大量研究；k a r t i k ( 1 9 9 5 ) 建立了遥感 土地分类专家系统，并对光谱知识进行了实际的土地实验工作，使分类精度得到大大提高； f o o d y ( 1 9 9 7 ) 应用人工神经网络( a n n ) 方法对巴西m a t og r o s s o 地区的热带森林类型进行分 类，结果表明这种方法划分结果与实际接近，优于其他的传统分类方法；m c d o n a l d 等( 1 9 9 8 ) 采用n o a a 、t m 数据，根据光谱植被指数n d v i 、p v i 、s a v i 进行森林分类，分类精度接近 7 0 ；s u l o n g ( 2 0 0 2 ) 在g i s 系统支持下利用1 ：5 0 0 0 的航空照片和t m 影像，将马来西亚 k e m a m a n 地区的红树林划分为1 4 个植被类型，分类精度分别达到了9 1 2 和8 7 8 ：b i c h e r o n ( 2 0 0 2 ) 等人用机载p o l d e r 所测得的b r d f 参与森林分类，结果证明，用遥感方向特征可 以增强对森林覆盖的区分能力；b u d d e 等( 2 0 0 4 ) 使用1 9 9 3 1 9 9 5 年的a v h r r n d v i 数据来 延长其时间序列，并评估了西非塞内加尔的植被动态变化过程，取得了较理想的结果。i j 近些年来，国外学者对植被与气候( 环境) 变化关系研究较多，出现多样化的研究尺度， 空间上涉及到全球尺度、区域尺度和国家尺度等多尺度范围。如k a w a b a t a 等( 2 0 0 2 ) 分析 1 9 8 2 1 9 9 0 年全球尺度下年和季节植被活动的年际变化趋势，得出了北半球中高纬度地区， 气温增加导致广泛的植被活动增加，同样，在热带区域植被活动也在增加；b o g a e r t ( 2 0 0 2 ) 等用景观生态方法一持续性指标值( p e r s i s ti n d e x ) 分析了欧亚大陆和北美洲的植被覆盖空间格 局和气候变化关系，结果表明欧亚大陆比北美洲地区有一个更为广泛持续变绿的趋势，景观 也更为完整。当前国际上常利用时间序列n d v i 数据来研究不同类型植被对( 气候) 环境变化的 响应。n i g h t i n g a l e 与p h i n n ( 2 0 0 3 ) 研究指出，无论在空间上还是在时间上，n d v i 与降雨量之 间均有较强的相关性，不同类型的植被其相关性有所差别。f a n g f a n gy u 等( 2 0 0 3 ) 研究了蒙古 草原地区季节性植被对气候变异的响应，发现北部针叶林地区的返青期始绿期在逐渐提前， 不同植被类型对气候的变异的响应随着植被的特征和春季土壤湿度的变化而变化。w h i t e 等 ( 2 0 0 3 ) 认为，植被物候的研究在全球气候变化研究中至关重要，主要植被的物候期的空间 变异尺度是2 k m ，而且与其他气候变异因子相比，土地覆盖变化与物候期的变化之间的关系 更紧密一些。k e i o y o s h i ( 2 0 0 5 ) 使用时间序列的分析方法，分析了亚洲东北部地区3 0 0 0 余景 n d v i 影像，发现该地区森林的返青期越来越早。h e n d r i ks a b b e 和f r a n kv e r o u s t r a e t e ( 2 0 0 0 ) 使用了1 9 9 7 年a v h r r - n d v i 数据，结合碳汇模型研究了欧洲大陆生态系统的净第一性生产 力与8 0 0 多个气象站监测的温度、降水之间的变化，得出净第一性生产力的季节性变化。【l o 1 5 1 1 2 2 国内研究概况 与国外相比，国内在应用遥感技术进行植被研究起步较晚，主要是通过时间序列n d v i 的研究来反映植被覆盖分类与动态变化，以及相关气候因子和人为因素对植被覆盖变化的相 关研究，研究的主要内容可归纳为以下几个方面： 被覆盖动态变化研究 史培军和曾小明( 1 9 9 6 ) 、孙红雨等人( 1 9 9 8 ) 利用粗分辨率的a v h r r n d v i 数据对我国植 被覆盖状况及变化进行了初步研究。为了能实现我国植被覆盖变化的空间差异的直观表达， 以区分自然因素和人为活动对植被覆盖变化的影响，王长耀等人( 1 9 9 9 ) 使用连续1 2 个月的 a v h r r n d v i 数据，分析了中国植被绿波随季相变化的规律：植被绿波在一年中沿纬和经度 变化有很大差异，并有一定的规律：在同一经度，绿波随着季相变化由南向北推进，在同一 纬度绿波的强度与一年的降雨量有密切关系，绿波指数由东向西逐渐减小。李晓兵和史培军 3 两南大学硕十学仲论文 ( 1 9 9 9 ) 利用a v h r r - n d v i 对植被进行了初步分类研究，同时也进行了主要的植被类型动态 变化研究；结果表明，植被类型分布和动态变化从东南到西北呈明显带状分布，与我国三大 自然区域的界线相吻合。| 1 5 - 1 8 1 陈云浩等( 2 0 0 1 ) 研究了北京海淀区中国陆地植被n d v i 动态变化和植被覆盖的遥感动 态变化；朴世龙和方精云( 2 0 0 1 ) 利用8 k m 分辨率的a v h r r - n d v i 对我国植被覆盖的时空变化 进行了分析，结果表明我国1 8 年来植被覆盖下降趋势最明显的地区是珠江三角洲和长江三角 洲地区，反映城市化对植被的影响；他q 3 ( 2 0 0 3 ) 还指出，近2 0 年来我国大多数地区四季平均 的n d v i 都呈不同程度的增加趋势，表明我国的植被活动在整体上是增强的。与8 0 年代初相 比，9 0 年代末植被较好地区的面积增加3 5 ，植被稀少地区的面积下降了1 8 1 。生长季节 的提前、延长和生长加速是我国n d v i 增加的主要原因，而温度上升和夏季降水量的增加以 及农业活动的加强可能是其主要的驱动因子。徐文婷和颜长珍( 2 0 0 4 ) 使用1k m 分辨率的 v g t - n d v i ( s 1 0 ) 数据，对我国陆地植被变化进行了探测，结果发现，5 年问中国北方植被覆盖 呈增加趋势，而南部地区的植被有明显的减少趋势。此外，陈海等人( 2 0 0 4 ) 利用l o 年 a v h r r n d v i 数据，分析我国北方农牧交错带植被覆盖的动态变化，结果表明1 9 9 4 年以后植 被覆盖率呈下降趋势。张本昀，喻铮铮等人( 2 0 0 6 ) 对北京山区1 9 7 9 - - 2 0 0 5 年植被覆盖动态 变化进行遥感监测研究，结果表明北京山区的植被退化较快，退化面积6 1 7 4 5 k m 2 ，覆盖度下 降了4 左右。i l h l j 土地植被覆盖分类研究 卢玲等人( 2 0 0 3 ) 使用1 9 9 9 年3 月至1 0 月l k m 的v g t - n d v i ( s i o ) 数据集及其短波红外 通道生成的n d v i ，通过i s o d a t a 非监督分类方法，编制了中国两北地区土地覆盖图，分类 结果有较高的准确性。徐文婷等人( 2 0 0 5 ) 利用2 0 0 0 年l k m 分辨率的v g t - n d v i ( s l o ) 数据，结 合d e m 、积温和降水等数据，通过非监督分类的方法制作了中国2 0 0 0 年土地覆盖图，分类结 果表明，除干旱地区外，其它地区分类效果很好，并指出该数据在植被研究方面具有较大的 潜力。汪权方和李家永( 2 0 0 5 ) 使用2 0 0 0 年1 2 个月v g t - n d v i 数据，对郡阳湖流域的土地覆 被进行了分类研究，分类效果较好。李俊祥等人( 2 0 0 5 ) 使用1 9 9 5 2 1 9 9 5 8 时段lk m 分辨率的 a v h r r n d v i 数据对中国东部地区的植被进行了分类研究，其分类精度最小为6 3 8 ，最大 为9 5 9 ，六大植被类型在地理空间上的分布规律与中国东部常绿阔叶林区植被的地带性分布 基本一致。刘爱霞等人( 2 0 0 4 ) 利用8 年8 k m 分辨率的a v h r r - n d v i 数据，提取中国西部干旱 半干旱的沙漠界线，效果较好。傅文杰等( 2 0 0 6 ) 提出了种基于光谱相似尺度的支持向量机 ( s v m ) 遥感土地利用分类方法，通过选取图像上具有代表性的样本点的光谱作为参考光谱，然 后应用s v m 算法进行遥感土地利用分类，使分类精度有了很大的提高。何瑞银，沈明霞，从 静华( 2 0 0 7 ) 采用监督分类与非监督分类相结合的方法对e t m 遥感影像进行分类提取植被信 息，取得较好的效果。 2 2 - 2 5 】 植被变化与气象因子之间的相关性研究 研究地表植被覆盖变化与气象因子之间的变化关系，对分析区域的能量、生物化学循环 和水循环以及气候变化响应有重要意义。李晓兵等人( 2 0 0 2 ) 利用1 9 6 1 2 0 0 0 年的气温、降水数 据和1 9 8 3 1 9 9 9 年的a v h r r n d v i ，分析了中国北方地带性植被的年际和季节变化，结果表 明，过去4 0 年该区域年际气候变化表现为增温和降水波动；过去1 7 年中最大的n d v i 出现 4 第1 章绪论 曼曼曼曼量曼曼曼皇曼量曼曼曼曼曼寰皇i i ；i；i i 曼曼皇皇曼曼皇曼曼毫蔓曼曼曼曼! 曼曼曼曼型皇曼毫曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼舅曼 的时间略有提前；增温加剧了土壤干旱化，降水和土壤含水量仍是制约本区植被生长的根本 原因【2 6 】。除多( 2 0 0 3 ) 利用1 6 k m 分辨率a v h r r - n d v i 全球植被指数( g v i ) ，通过分析西藏拉萨 地区1 9 8 5 1 9 9 9 年n d v i 的与降水、气温等主要气候要素的相关性，结果表明，拉萨地区n d v i 值与降水变化关系密切，月平均n d v i 和月降水总量之间存在明显的相关，其相关系数达0 7 5 ， 而与温度的相关系数为0 6 3 瞄。 李震等人( 2 0 0 5 ) 研究中国西北地区a v h r r n d vi 序列变化，结果表明：大部分地区植被状 况恶化，局部地区有所好转；n d v i 与降水存在明显的正相关关系，而与温度变化的关系并不 明显，表明降水是影响西北地区植被变化最主要的自然因素【2 引。王宏等人( 2 0 0 5 ) 通过分析 a v h r r n d v l 月