【《河南省郑州市植被覆盖时空特征变化分析案例》5400字】

河南省郑州市植被覆盖时空特征变化分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27663河南省郑州市植被覆盖时空特征变化分析案例 1150091.1植被覆盖度分布特征 1142001.1.1植被覆盖度空间分布特征 1241911.1.2植被覆盖度的时间分布特征 4192541.2植被覆盖度的变化特征 6287651.2.1不同等级植被覆盖度转移矩阵分析 6197031.2.2植被覆盖度空间变化分析 121.1植被覆盖度分布特征1.1.1植被覆盖度空间分布特征按照3.2.2植被覆盖度的提取方法和3.2.3中植被覆盖度分类方法，提取郑州市2000-2020年间共5个年份植被覆盖度等级结果（图4-1）。从图中可以明显看出郑州市逐渐“变绿”，表明植被覆盖度总体上逐年增长且向较高等级植被覆盖度变化。2000年以来，郑州市总体上以中和中高覆盖度等级为主，西南部植被覆盖度明显高于东北部地区。(a)2000年(b)2006年(c)2010年(d)2015年(e)2020年图4-12000-2020年郑州市植被覆盖度等级图在空间分布上，西南部由于长寿山和嵩山等山地具有较高森林覆盖率，此地区植被覆盖度常年以高覆盖度为主；东北部以郑州市区为界，植被覆盖度以中、中低覆盖度为主。郑州市东部呈现大幅度改善、西部小幅度改善、中部的郑州市区周围明显退化。从时间分布上，2000-2010年期间，郑州市植被覆盖度明显增加，尤其是西南部和中部地区，植被覆盖度主要向高覆盖度转移，生态状况显著转好；2010-2020年期间，东北部地区植被覆盖度大部分向中覆盖度转移，植被覆盖度略有减少趋势，这很有可能是因为郑州市城市发展使得中心区向外扩展导致。1.1.2植被覆盖度的时间分布特征根据郑州市5期不同等级的植被覆盖度面积统计得出郑州市2000-2006年、2006-2010年、2010-2015年、2015-2020年不同时段的不同植被覆盖度等级的面积、变化量和变化率，如表4-1。表4-1五个时间段不同植被覆盖度等级的面积（单位：km²）植被覆盖度等级2000年2006年2010年2015年2020年161.1786.8672.0276.6091.032456.66829.65825.861028.13657.1033576.121781.041527.491891.252551.9242336.152387.732063.612112.452371.3651151.122493.433092.742473.291901.32注：1：低植被覆盖度，2：中低植被覆盖度，3、中植被覆盖度，4：中高植被覆盖度，5：高植被覆盖度。（下表同）表4-2郑州市不同时期植被覆盖度的变化量和变化率（单位：km²）植被覆盖度等级123452000-2006年变化量25.19372.99-1792.0851.581342.31变化率0.33%1.92%-23.64%0.68%17.70%2006-2010年变化量-11.84-3.79-256.55-321.12599.31变化率-0.20%-0.05%-3.38%-1.28%7.90%2010-2015年变化量1.58202.27363.7648.84-619.45变化率0.06%2.67%1.80%0.64%-8.17%2015-2020年变化量11.43-371.03663.67261.91-568.97变化率0.19%-1.89%8.75%3.45%-7.50%2000-2020年变化量29.37200.44-1021.2038.21753.20变化率0.39%2.64%-13.47%0.5%9.93%由表4-1和表4-2可知，2000-2006年郑州市的中覆盖度面积变化最大，面积从3576.12km²减少到1781.04km²，变化率为-23.64%；高植被覆盖度面积增加最多，面积由1151.12km²增加到2493.43km²,变化率为17.70%；其他等级植被覆盖度均略有增加。从这一时期可以看出，郑州市植被覆盖度总体呈现上升趋势，植被覆盖度等级向高等级转化，生态状况转好。2006-2010年，郑州市的高覆盖度面积变化最大，面积由2493.43km²增加3092.74km²，变化率为7.90%；其他等级均呈现减少趋势。这一时期中，植被覆盖度向高植被覆盖度转移，植被覆盖度仍持续前一阶段转好趋势。2010-2015年，郑州市的高覆盖度面积变化最大，面积由3092.74km²减少到2473.29km²，变化率为-8.17%；其他等级呈现增加趋势。从这一阶段可以看出，高植被覆盖明显减少，其他等级仅仅略有增加，植被覆盖略有退化趋势。2015-2020年，郑州市的中覆盖度面积变化最大，面积由1891.25km²增加到2551.92km²，变化率为8.75%；其中低覆盖度和中高覆盖度面积增加，中低覆盖度和高覆盖度面积减少。从这一阶段来看，植被覆盖度延续上一阶段无明显差别，处于缓慢退化状态，生态状况退化。整体来看，近20年以来，植被覆盖度除了中覆盖度等级面积减少以外，较高植被覆盖度等级和较低覆盖度等级面积都呈增加趋势且向较高植被覆盖度面积增加较多，说明郑州市植被覆盖度处于明显增加的状态，生态环境状况良好。根据不同时期不同等级的植被覆盖度遥感影像图，也可以计算出郑州市每个时期不同等级植被覆盖度组成情况，如表4-3、图4-2所示。表4-3郑州市不同时期各个等级植被覆盖度面积占比植被覆盖度等级2000年2006年2010年2015年2020年1级0.82%1.15%0.95%1.01%1.20%2级6.02%10.94%10.89%13.56%8.66%3级47.17%23.53%20.15%21.95%33.70%4级30.81%31.49%27.22%27.86%31.32%5级15.18%32.89%40.79%32.62%25.12%图4-22000-2020年郑州市不同等级植被覆盖度面积占比图由图4-2知，以2010年为界，低、中和中高植被覆盖度面积先下降后增加；而中低和高植被覆盖度面积先增加后减少。郑州市植被覆盖度随着时间的变化，植被覆盖度等级趋于以较高植被覆盖度为主，表明植被覆盖度呈好转趋势，生态状况良好。1.2植被覆盖度的变化特征1.2.1不同等级植被覆盖度转移矩阵分析本文利用ArcGIS对郑州市不同时期的植被覆盖度等级栅格图转面（RastertoPolygon）后进行融合(dissolve)，再将2000-2006年、2006-2010年、2010-2015年、2015-2020年四个时段的植被覆盖度等级图进行相交（Intersect），经过处理后得到不同时段的植被覆盖度转移矩阵，进一步的统计转入、转出面积及所占百分比的情况表。表4-42000-2006各等级植被覆盖度转移矩阵（单位：km²）2000\20062000-2006年转移矩阵1级2级3级4级5级1级26.1817.718.816.012.942级19.61195.62129.8279.4732.143级29.23413.64946.581257.59929.084级9.48156.50540.32792.33837.515级2.3646.17158.51252.33691.76由表4-4的转移矩阵可知，2000-2006年，低植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，面积为17.71km²，占低植被覆盖度总转出面积的28.73%；中低植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，面积为129.82km²，占转出面积的28.43%；中植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，面积为1257.59km²，占转出面积的52.67%；中高植被覆盖度主要转向高植被覆盖度，面积为837.51km²，占比为35.85%；高植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，面积为252.33km²，占比为21.92%。图4-32000-2006年植被覆盖度转移情况的空间分布由图4-3可知，2000-2006年植被覆盖度的主要转出的类型以及空间分布情况，植被均向更高一级的植被覆盖度等级转移。中植被覆盖度向高植被覆盖度转移面积最多且分布在西南部和中部地区，中高植被覆盖度向高植被覆盖度转移的面积集中子啊黄河流域北部和西南部的山区边缘，即森林面积向外扩展。表4-52006-2010各等级植被覆盖度转移矩阵（单位：km²）2006\20102006-2010年转移矩阵1级2级3级4级5级1级27.9011.796.511.322.952级27.26206.7565.1140.6327.293级17.51449.80758.30289.97102.864级9.13101.69701.421061.71331.225级5.0653.62252.71991.102026.10由表4-5可知，2006-2010年，低植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为11.79km²，占总转出面积的26.19%；中低植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积为65.11km²，占转出面积的17.74%；中植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为449.80km²，占转出面积的51.22%；中高植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积为701.42km²，占比为31.72%；高植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，转移面积为991.10km²，占比为29.78%。图4-42006-2010年植被覆盖度转移情况的空间分布由图4-4可知，2006-2010年植被覆盖度的主要转出的类型以及空间分布情况，较低等级植被均向更高一级的植被覆盖度等级转移，而高等级植被覆盖度向低等级退化。中、中高和高等级植被覆盖度均向低等级转化，除西南部的山区，整个郑州市的植被覆盖盖度均有所退化，仅有市区的植被覆盖度略有好转，由中低向中植被覆盖度转移，这可能与市区内人工绿地面积增加有关。表4-62010-2015各等级植被覆盖度转移矩阵（单位：km²）2010\20152010-2015年转移矩阵1级2级3级4级5级1级26.9211.338.711.225.292级21.08217.5390.7819.6418.023级12.20438.30810.02258.0599.864级7.66177.26612.361008.23405.655级8.73183.71369.38822.311941.46由表4-6可知，2010-2015年，低植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为11.33km²，占低植被覆盖度转出面积的20.06%；中低植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积的90.78km²，占中低植被覆盖度转出面积的21.73%；中植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为438.30km²，占转出面积的27.08%；中高植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积为612.36km²，占比为27.69%;高植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，转移面积为822.31km²，占比为21.70%。图4-52010-2015年植被覆盖度转移情况的空间分布由图4-5可知，2010-2015年植被覆盖度的主要转出的类型以及空间分布情况，这一时段持续上一时段的植被覆盖转移情况，较高植被覆盖等级向低级转换，各个等级的转移情况同上一阶段完全一致，郑州市整个区域植被覆盖度退化，仅市区内的植被覆盖度等级略有增加。表4-72015-2020各等级植被覆盖度转移矩阵（单位：km²）2015\20202015-2020年转移矩阵1级2级3级4级5级1级37.3821.977.933.992.342级21.74347.86470.47141.3643.703级15.09163.09907.13629.83176.124级7.4966.23531.32791.76712.645级9.3451.96638.07801.42969.51由表4-7可知，2015-2020年，低植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为21.97km²，占低植被覆盖度转出面积的32.60%；中低植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积的470.47km²，占中低植被覆盖度转出面积的45.76%；中植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，转移面积为629.83km²，占转出面积的33.30%；中高植被覆盖度主要转向高植被覆盖度，转移面积为712.64km²，占比为33.74%;高植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，转移面积为801.42km²，占比为32.40%。图4-62015-2020年植被覆盖度转移情况的空间分布由图4-6可知，2015-2020年植被覆盖度的主要转出的类型以及空间分布情况，植被覆盖度同2000-2006年的变化相同，植被均向更高一级的植被覆盖度等级转移。中高向高植被覆盖度转移大部分集中在西南山区，低、中低植被覆盖度的转移面积较小，主要在沿黄河流域和东北部的繁华市区。表4-82000-2020各等级植被覆盖度转移矩阵（单位：km²）2000\20202000-2020年转移矩阵1级2级3级4级5级1级25.8011.1210.719.711.332级18.3495.33191.63101.4046.963级32.96296.541295.841239.75711.034级10.99190.90796.49770.52567.245级2.9463.21260.25249.97571.75由表4-8可知，2000-2020年，低植被覆盖度主要转向中低植被覆盖度，转移面积为11.12km²，占低植被覆盖度转出面积的18.03%；中低植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积的191.63km²，占中低植被覆盖度转出面积的41.96%；中植被覆盖度主要转向中高植被覆盖度，转移面积为1239.75km²，占转出面积的31.67%；中高植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积为796.49km²，占比为31.09%;高植被覆盖度主要转向中植被覆盖度，转移面积为260.25km²，占比为22.61%。图4-72015-2020年植被覆盖度转移情况的空间分布由图4-7可知，2000-2020年植被覆盖度的主要转出的类型以及空间分布情况，植被覆盖度东部的植被覆盖度明显退化，植被覆盖度均向低一级或两级转换，西南部的山区常年处于高植背覆盖度，不易退化，因此嵩山和长寿山处无变化，西南部的大部分地区由中植被覆盖度向中高级转换，而郑州市区主要是由中低等级向中覆盖转移。根据以上的转换情况分析，郑州市2000年以来植被覆盖度明显改善，转入面积大多以中植被覆盖度等级以上为主且高植被覆盖度占比最大。但是不同的时间段呈现不同的变化特征，2000-2006年，主要是向中高植被覆盖度转移；2006-2020年，主要是向高植被覆盖度转移；郑州市总体植被覆盖度等级偏高，生态环境质量良好。表明郑州市响应国家植树造林、封山育林、退耕还林、生态修复等政策得到一定的成效。1.2.2植被覆盖度空间变化分析利用植被覆盖度等级的差值分析（3.2.5），得到郑州市不同时期空间变化分布图。在ArcGIS中采用差值法提取2000-2006年、2006-2010年、2010-2015年、2015-2020年、2000-2020年五个时段的植被覆盖度变化趋势空间分布图。图4-52000-2006年郑州市植被覆盖变化趋势空间分布图表4-132000-2006年郑州市植被覆盖变化趋势统计表变化趋势面积（km²）面积占比（%）负向变化1628.1521.47%无变化2652.4731.99%正向变化3301.0943.54%由图4-5和表4-13可知，2000-2006年郑州市植被覆盖度明显改善，正向变化的面积为3301.09km²，约占43.54%，无变化的面积为2652.47km²，约占31.99%，负向变化的面积为1628.15km²，约占21.47%。正向变化明显大于负向变化，其中正向变化主要集中在西部的巩义市、登封市和中部的荥阳市、新密市；负向变化集中在惠济区、管城回族区、中牟县；无变化集中在登封的嵩山、巩义市的长寿山景区以及金水区的西南部和二七区的东北部。图4-62006-2010年郑州市植被覆盖变化趋势空间分布图表4-142006-2010年郑州市植被覆盖变化趋势统计表变化趋势面积（km²）面积占比（%）负向变化888.6411.72%无变化4080.7753.82%正向变化2612.3031.46%由图4-6和表4-14可知，2006-2010年郑州市植被覆盖度略有改善，正向变化的面积为2612.30km²，约占31.46%，无变化的面积为4080.77km²，约占53.82%，负向变化的面积为888.64km²，约占11.72%。无变化的面积占比最高，正向变化明显大于负向变化，其中正向变化比较分散，除巩义市以外，其他区域正向变化面积均占有较高比例；负向变化集中在沿黄河流域的区域以及管城回族区；无变化也较为分散，但大部分仍然集中在登封的嵩山、巩义市的长寿山景区以及荥阳市的北部和新郑市的西南部。图4-72010-2015年郑州市植被覆盖变化趋势空间分布图表4-152010-2015年郑州市植被覆盖变化趋势统计表变化趋势面积（km²）面积占比（%）负向变化2653.0066.21%无变化4007.1752.85%正向变化921.5612.15%由图4-7和表4-15可知，2010-2015年郑州市植被覆盖度明显退化，正向变化的面积为921.56km²，约占12.15%，无变化的面积为4007.17km²，约占52.85%，负向变化的面积为2653.00km²，约占66.21%。负向变化明显大于正向变化，其中正向变化面积很小，主要集中在中牟县的东北角和沿黄流域；整个区域均匀不同程度的负向变化，集中在中部和东部；无变化集中在登封的嵩山、巩义市