生态文明语境下宁夏春季沙尘暴与植被覆盖变化相关性分析

1、图1宁夏地区的图1宁夏地区的ERTIS生成图图2宁夏地区植被覆盖状况的区划图生态文明语境下宁夏春季沙尘暴与植被覆盖变化相关性分析摘要:在生态文明语境下基于遥感影像资料，研究了宁夏地区春季沙尘暴与植被覆盖变化的相关性。结果表明,根据宁 夏地区植被覆盖划分的5个植被区正好与春季沙尘暴的空间分布一致。植被覆盖度的年际变化是造成宁夏地区 沙尘暴发生频数年际波动的重要因素之一。宁夏除盐池南部、麻黄山黄土丘陵区以外，其余地区植被覆盖变化趋 势较好，特别是银川平原、卫宁灌区及南部六盘山地区,而中部干旱区多年植被呈退化趋势，最易发生沙尘暴。另 夕外，春季和夏季植被覆盖度与沙尘暴发生日数和持续时间呈负相关。春季

2、是宁夏地区沙尘暴发生最频繁的季节， 夏季的植被覆盖率增大，沙尘暴的发生频率也随之降低，在910月份降至最低;冬季的植被覆盖率逐渐降低， 沙尘暴频率略有增加，冰冻在一定程度上减少了沙尘暴的发生。关键词：宁夏；沙尘暴;植被覆盖；区划；相关性生态安全是经济社会持续发展的重要保障，越主 动防范，越能减少负面影响。植被覆盖度的年际变化 造成宁夏不同地区春季沙尘暴发生频数呈年际波动， 为此,要增强忧患意识,坚持以习近平生态文明思想 为指导,实现人与自然和谐共存,统筹宁夏地区植被 覆盖的系统治理，形成新的绿色发展理念，有效化解 生态环境风险叫1资料与方法植被覆盖度是生态环境系统的基本参数。如使用 传统的地面

3、实测方法来估算获取植被覆盖度，既要巨 大的人力和财力，还要考虑很多限制性因素，得出的 结果精准度也不高。如利用遥感数据获取需要区域的 植被覆盖度，不仅精确度高、信息全、范围广,还不受 任何环境条件限制(因此,利用遥感数据获取的方法 已成为当前人们研究生态环境等的重要技术途径。利用遥感数据提取宁夏地区特征数据,研究植被 覆盖变化与春季沙尘暴的关系,并根据覆盖度值变化 的不同对宁夏地区进行植被区划，具体步骤如下。在ERDIS中对获取的遥感影像数据进行预 处理:波段融合、图像拼接、图像裁剪。遥感图像增强处理:去霾处理、降噪处理、去 条带处理，结果得到图1(植被归一化指数计算。提取植被覆盖度。( 5

4、)根据不同的植被覆盖度值对宁夏地区的植被 覆盖状况进行划分，结果见图2O当遥感传感器探测地面反射光谱时，会接收获取 到地表植被的反射光谱。当太阳光的可见光波段照射在植被上时，大部分可见光波段的红光会被植被吸 收，但大部分近红外波段的光会被植被反射。归一化 植被指数(NDVI)就是一种反映地表植被覆盖状况的 遥感指标，由遥感传感器接收获取地表植被反射光谱 信息推算而获得定量值。NDVI反映的是单位像元中植被类型、植被覆盖 度、生长状态等信息，其值的范围是一1!NDVI! 1， 其大小主要取决于叶面积指数LAI(垂直密度)和植 被覆盖度A等要素。根据区域中植被覆盖结构形态的 不同，将其分为均一像元

5、和混合像元两类。当植被完 全覆盖某个特定区域时,其植被覆盖度的值属于均一 像元。如果NDVI随年际变化都为正值，那么说明植 被覆盖状况总体呈上升趋势,是增加的态势。当整个 特定区域不能完全被植被覆盖时，其植被覆盖度的值 为0或负值，是植被结构与非植被结构构成的混合结 构,属于混合像元。如果NDVI随年际变化处于下降 趋势，说明植被覆盖开始减少。其依据的NDVI的公 式如下。NDVI=(NIR- R) /(NIR+R)(1)用上面的公式将其转换为植被覆盖度值,其植被 覆盖度值的转换模型如下。A=(NDVI- NDVIf?) /(NDVU- NDVU)(2)式(2)中:A是转换后的植被覆盖度值,N

6、DVI皿 和NDVIf.分别是最小和最大归一化植被指数值。2宁夏地区植被覆盖变化与春季沙尘暴的相关性分析对遥感多波段图像进行植被指数变换后，得出 NDVIg=0.570 368,NDVI=0.497 819,经统计分析 NDVIran=0.01o利用上面两个公式，把NDVI转换成为 植被覆盖度值进行分析对比，并根据值的不同，对宁 夏地区植被覆盖状况进行区划,与沙尘暴空间分布进 行对照。根据其植被覆盖度值的不同，将宁夏地区的植被 覆盖划分为5个区:盐同香山牧区、引黄灌溉农牧区、 贺兰山林区、西海固牧林农区和六盘山林牧农区。由此得知，可将沙尘暴划分为5个区，其结果正 好与宁夏沙尘暴的空间分布一致，

7、即中北部地区发生 的概率较大，南部六盘山地区及贺兰山地区发生的概 率相对较小。利用公式对TM图像提取的水体、植被覆盖度值 为 10%、10% 30%、30% 60%、60% 100% 的 4种类型面积，相对于用QulckBird图像的提取结果， 其平均误差约为10.51%,具体见表1所示。对比看出，引黄灌区大部分NDVI值小于0.2 ；中 部干旱带，即盐同香山牧区NDVI值小于0.15；南部 山区，即西海固、六盘山地区的NDVI值大于0.6(由此得知，宁夏全区植被覆盖状况随年际变化总表1植被覆盖度值分类区划植被覆盖度值类型宁夏植被区划0水体0-0.15弱植被覆盖区盐同香山牧区0. 16 0.3

8、稀疏植被覆盖区引黄灌溉农牧区0.31-0.5低植被覆盖区贺兰山林区0.51 0.7中植被覆盖区西海固林牧农区0.71-1.0高植被覆盖区六盘山林牧农区体呈上升趋势，变化趋势较好,尤其是银川平原、卫宁 灌区南部山区。位于中部的干旱区，黄沙广泛,水源短 缺，多年植被覆盖呈退化趋势,易发生沙尘暴o3结论植被覆盖度的年际变化造成宁夏不同地区春 季沙尘暴发生频数呈年际波动，但总体呈下降趋势。 沙尘暴发生频数的差异性主要体现在植被覆盖度上o 宁夏全区植被覆盖年际变化呈增加的态势,尤其是银 川平原、卫宁灌区及南部山区发生沙尘暴频率较少， 而中部的干旱区多年植被覆盖呈退化趋势，最易发生 沙尘暴。因此，植被覆盖

9、程度越低的区域，沙尘暴灾害 发生的概率越大。春季和夏季植被覆盖度与沙尘暴发生的日数、 持续的时间呈负相关。宁夏地区在春季35月降水 量相对较少、蒸发量;、干旱频繁、气温回升快、风力 变;，对沙尘暴发生频率的影响较大。加之这一时期 土地开始耕作种植，地表仅存的植被被清除，土壤中 生长的植被结构被破坏,并将深层的细微土壤颗粒暴 露于地表,这些因素决定了春季是宁夏地区沙尘暴最 频发的季节,尤其是45月。进入夏季后，随着降水增多,干旱得到缓解，土壤 湿润度不断增加，风力减弱,地面温差较小,植被覆盖 度增大，沙尘暴的发生频率也随之减少，一般9 10月可降至最低。秋季后降水量急剧减少，土壤湿润 度至来年1月达到最低,植被开始凋谢，植被覆盖度 不断减少，风力减小,对沙尘暴的发生频率影响较小o进入冬季后，宁夏全区除南部山区降雪较多外， 其他区域比较干燥,降水总体较少，植被覆盖度达到 一年中的最低值,沙尘暴发生的频率略有增加，但由 于冬季气温低,地表处于冻结状态,在一