【《某流域土地覆被动态变化的生态环境效应分析案例》4400字】

某流域土地覆被动态变化的生态环境效应分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u255某流域土地覆被动态变化的生态环境效应分析案例 154481.1黄河流域NDVI植被指数的时空动态变化 1318241.1.1NDVI时间变化趋势 1281611.1.2NDVI空间变化趋势 2115831.2黄河流域土地覆被与NDVI变化的相关分析 4226601.3黄河流域生态环境质量的变化趋势 5271161.3.1区域生态环境质量指数 5208631.3.2区域土地覆被变化类型生态贡献率 61.1黄河流域NDVI植被指数的时空动态变化1.1.1NDVI时间变化趋势由黄河流域1980—2020年逐年的NDVI均值(图5)可知:在1980—2020年期间，黄河流域的NDVI均值大体上呈增长的趋势，生态环境得到明显改善。黄河流域的NDVI均值在0.47—0.56之间波动，其中1990—2000年的NDVI均值有少许波动下降。但是从2000年开始，黄河流域的NDVI均值展现出快速增长的趋势，这说明黄河流域的整体植被从2000年生长状况好转，2020年的NDVI均值最大，为0.5608。图5黄河流域1980-2020年逐年NDVI值1.1.2NDVI空间变化趋势利用最大值合成法得到1980-2020年逐年的最大NDVI值（图6），再得到黄河流域50年的NDVI均值的空间分布图（图7）。由图可知：黄河流域50年的NDVI均值的空间分布特征显示为黄河流域下游地区明显高于上中游地区，且NDVI均值西北部以及中部低，东南以及西南部高的特征。黄河流域西北部NDVI值较低，是因为此地为黄土高原地区，水土流失严重，植被覆盖较为稀少。图61980-2020年黄河流域逐年NDVI空间分布图图71980-2020年黄河流域年均NDVI空间分布图对1980—2020年的黄河流域NDVI年数据进行一元线性回归分析，计算出其斜率值，以分析其变化速率情况来模拟NDVI的变化趋势，根据slope值的大小，将研究区域分为严重退化、中度退化、轻微退化、基本不变、轻微改善、中度改善、明显改善7个等级，变化趋势分类标准见表8，得到下图（图8）。表8NDVI变化趋势分类标准NDVI变化趋势程度面积(Km²)面积（%）slope≤-0.06严重退化1525.110.19﹣0.06<slope≤-0.03中度退化18083.412.28﹣0.03<slope≤-0.01轻微退化59566.637.50﹣0.01<slope≤0.03基本不变529457.7766.630.03<slope≤0.08轻微改善171211.2821.550.08<slope≤0.12中度改善12943.541.63slope>0.12明显改善1820.330.23图81980-2020年黄河流域年均NDVI变化趋势图利用一元回归趋势分析，反映出1980—2020年黄河流域地区NDVI值的变化趋势。由表8及图8可知:黄河流域的植被覆盖改善区域的面积远大于植被覆盖退化区域的面积，东南部黄河流域下游地区和北部地区退化程度较高，中部地区改善程度高。植被总体改善区域、基本保持不变的区域、植被覆盖退化区域分别占土地覆被总面积的9.96%、66.63%、23.40%。1.2黄河流域土地覆被与NDVI变化的相关分析NDVI，是归一化植被指数，可以应用于检测植被生长状态、植被覆盖等，NDVI值越大，代表植被覆盖的面积越大，植被的量越多。根据图6和图7，我们可以看出，黄河流域下游地区的NDVI值明显高于上中游地区，且NDVI均值西北部以及中部低，东南以及西南部高的特征。根据图3，我们可以看出，黄河流域下游土地覆被主要以农田为主，东南部分布了大量的林地以及农田，西南部分布了大量的草地，而西北部和中部地区土地覆被主要以草地以及未利用土地为主，因此NDVI值越大的区域，其植被覆盖越多。从1980—2020年黄河流域地区NDVI值的变化趋势，可以得到，黄河流域的植被覆盖改善区域的面积远大于植被覆盖退化区域的面积，东南部黄河流域下游地区和北部地区退化程度较高，中部地区改善程度高。而黄河流域土地覆被在1980—2020年，中下游地区增加了大量的城镇建设用地，而中部地区有大量的未利用土地转化为了草地或农田，因此NDVI值的变化趋势也很好地反应了黄河流域土地覆被的变化趋势。1.3黄河流域生态环境质量的变化趋势1.3.1区域生态环境质量指数区域生态环境质量指数，通过综合分析研究区域内各个土地覆被类型所具有的生态质量及面积比例，定量表示某一区域内生态环境质量的总体状况的一种指数。我们在进行土地覆被变化分析时主要是对耕地、林地、草地、水体、城镇建设用地和未利用土地这6个类型进行统计分析。土地覆被二级分类系统具有较高分辨率，且体现了明显的生态差异性，所以将生态环境变化分析纳入二级分类。结合专家评分和层次分析法，参考国内相关研究，对二级分类体系下的土地利用类型所具有的生态环境质量进行赋值[30]。土地覆被分类系统及其生态环境指数赋值（表9）：表9生态环境指数赋值编号一级类型二级类型生态质量指数赋值1耕地水田0.3旱地0.252林地有林地0.95灌木林0.65疏林地0.45其他林地0.43草地高覆盖度草地0.75中覆盖度草地0.45低覆盖度草地0.24水域河渠0.55湖泊0.75水库池塘0.55滩涂0.45滩地0.555建设用地城镇用地0.2农村居民点0.2其他建设用地0.156未利用地沙地0.01沼泽地0.65裸土地0.05裸岩砾地0.01通过上表的数据以及生态环境质量指数的公式，我们可以计算得出黄河流域1980—2020年区域生态环境质量指数，结果如图9。生态环境质量指数越低，生态环境质量越差，从图中，我们可以得到，在1980—2000年期间，黄河流域的生态环境质量指数呈下降的趋势，从1980年的0.4898下降到了2000年的0.4850，年均下降0.02%，但是从2000年开始，黄河流域的生态环境质量指数开始迅速上升，从2000年的0.4850上升到2020年的0.5081，年均上升0.12%，这说明从2000年开始到2020年期间黄河流域的生态环境质量在不断提高。图91980-2020年黄河流域生态环境质量指数1.3.2区域土地覆被变化类型生态贡献率土地覆被变化类型生态贡献率指某一种土地覆被类型变化所导致的区域生态质量的改变。通过分析土地覆被类型的变化，可以得到研究区域内生态环境在随着土地覆被类型变化向改善或者恶化两种不同的方向发展。在区域内两种变化方向相互抵消，因此黄河流域的生态环境质量大体上还是处于较平稳的状态。通过土地覆被转移矩阵可以得到1980—2020年期间导致黄河流域生态环境变化的主要土地覆被类型以及其生态贡献率。（表10）表10导致区域生态环境恶化的主要土地覆被类型变化面积（km2）及其贡献率土地利用变化类型1980-19901990-2000面积(Km²)贡献率(%)比例(%)面积(Km²)贡献率(%)比例(%)农田-建设用地1220.01-0.0080.31946.24-0.0060.87农田-未利用1072.13-0.0200.80358.71-0.0070.98林地-农田8133.43-0.55321.97496.60-0.0341.91林地-草地21590.56-0.51620.523815.92-0.09113.27林地-建设用地138.89-0.0100.4118.98-0.0010.20林地-未利用663.46-0.0582.29197.84-0.0172.50林地-水体162.87-0.0040.1533.97-0.0040.57草地-农田41373.58-0.26010.356725.57-0.0426.15草地-城镇建设用地498.60-0.0251.0082.93-0.0040.61草地-未利用13222.32-0.83233.066441.79-0.40658.97水体-农田3361.28-0.1485.891088.12-0.0486.97水体-城镇建设用地119.90-0.0060.2416.99-0.0010.12水体-未利用1208.02-0.0763.02421.66-0.0273.89土地利用变化类型2000-20102010-2020面积(Km²)贡献率(%)比例(%)面积(Km²)贡献率(%)比例(%)农田-建设用地1930.44-0.0062.1912868.33-0.0811.23农田-未利用246.80-0.0051.713683.96-0.0701.05林地-农田116.91-0.0082.927116.45-0.5648.56林地-草地459.63-0.0111.0433358.06-1.17517.83林地-建设用地70.94-0.0051.94311.59-0.0270.41林地-未利用26.98-0.0020.86461.87-0.0450.69林地-水体58.95-0.0010.52148.28-0.0050.08草地-农田2195.23-0.0145.0860826.98-2.67940.64草地-城镇建设用地541.56-0.02710.031866.53-0.0941.43草地-未利用2617.89-0.16560.6226310.74-1.65625.11水体-农田460.63-0.0207.472801.30-0.1241.87水体-城镇建设用地30.97-0.0020.57298.56-0.0150.23水体-未利用87.93-0.0062.04910.72-0.0570.87从表10中分析，我们可以得出，1980—1990年期间，主要是草地减少、林地的退化导致了黄河流域生态环境质量恶化。其中，草地转化为未利用土地的生态贡献率最大，为0.832%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为33.06%，其次是林地转化为农田的生态贡献率，为0.553%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为21.97%。1990—2000年期间造成黄河流域生态环境质量恶化的原因与1980—1990年大致相同，主要原因都是草地的减少以及林地的退化。其中，草地转化为未利用土地的生态贡献率最大，为0.406%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为58.97%，其次是林地转化为草地的生态贡献率，为0.091%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为13.27%。2000—2010年期间，主要是草地退化导致了黄河流域生态环境质量恶化。其中，草地转化为未利用土地的生态贡献率最大，为0.165%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为60.62%，其次是草地转化为城镇建设用地的生态贡献率，为0.027%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为10.03%。2010—2020年期间，主要是草地和林地的退化导致了黄河流域生态环境质量恶化。其中，草地转化农田的生态贡献率最大，为2.679%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为40.64%，其次是草地转化为未利用土地的生态贡献率，为1.656%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为25.11%，除此之外，林地转化为草地的生态贡献率，为1.175%，占同期导致黄河流域生态环境质量恶化的土地覆被类型贡献率比例为17.83%。表11导致区域生态环境改善的主要土地覆被类型变化面积（km2）及其贡献率土地利用变化类型1980-19901990-2000面积(Km²)贡献率(%)比例(%)面积(Km²)贡献率(%)比例(%)农田-林地5785.330.39310.33230.810.0161.82农田-草地42166.931.85748.782760.770.12211.08农田-水体749.390.0330.87297.760.0131.52草地-林地13299.260.3188.353497.170.0849.68未利用-农田1527.770.0290.76565.540.0111.24未利用-林地456.630.0401.04219.820.0192.21未利用-草地14600.200.91921.138936.780.56265.12未利用-城镇建设61.950.0010.0219.980.0000.03未利用-水体568.540.0360.94395.680.0252.88城镇建设-农田10401.590.0651.72141.890.0010.10城镇建设-林地201.830.0150.4020.980.0020.18城镇建设-草地1716.610.0862.27171.860.0091.02城镇建设-水体112.910.0060.153.000.0000.02水体-林地392.680.0090.2537.970.0010.11土地利用变化类型2000-20102010-2020面积(Km²)贡献率(%)比例(%)面积(Km²)贡献率(%)比例(%)农田-林地1651.670.11213.839789.510.77610.97农田-草地12295.070.54266.7154852.692.41631.15农田-水体841.320.0371.561688.190.0741.05草地-林地1259.980.0303.7136693.361.29318.27未利用-农田369.700.0070.863811.200.0721.02未利用-林地71.940.0060.772655.020.2613.68未利用-草地1019.180.0647.9032590.612.05128.98未利用-城镇建设101.920.0010.16263.500.0030.05未利用-水体161.870.0101.25695.310.0440.62城镇建设-农田28.980.0000.022760.220.0170.25城镇建设-林地2.000.0000.0277.150.0070.09城镇建设-草地13.990.0010.09861.630.0430.61城镇建设-水体9.990.0010.06155.290.0080.11水体-林地17.990.0000.05305.580.0110.15从表11中分析，我们可以得出，1980—1990年期间，主要是退耕还草、未利用土地转化为草地促进了黄河流域生态环境质量的改善。其中，农田转化为草地的生态贡献率最大，为1.857%，占同期促进黄河流域生态环境质量改善的土地覆被类型贡献率比例为48.78%，其次是未利用土地转化为草地的生态贡献率，为0.919%，占同期促进黄河流域生态环境质量改善的土地覆被类型贡献率比例为21.13%。1990—2000年期间黄河流域生态环境质量