來風(fēng)兵, 張展赫, 陳蜀江, 陳孟禹

(1.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院, 西安 710119; 2.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 烏魯木齊 830054; 3.蘇州科技學(xué)院, 江蘇省 蘇州 215009)

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塔克拉瑪干西部別里庫(kù)姆沙漠NDVI時(shí)空變化特征

來風(fēng)兵1,2, 張展赫1, 陳蜀江1, 陳孟禹3

(1.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院, 西安 710119; 2.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 烏魯木齊 830054; 3.蘇州科技學(xué)院, 江蘇省 蘇州 215009)

基于GIS技術(shù)和統(tǒng)計(jì)手段，利用GIMMS NDVI和MODIS NDVI數(shù)據(jù)集，并結(jié)合氣溫和降水0.5°×0.5°格網(wǎng)數(shù)據(jù)集，分析1981—2014年塔塔克拉瑪干西部別里庫(kù)姆沙漠NDVI時(shí)空變化特征。結(jié)果表明：(1) 研究區(qū)NDVI半月值呈下降趨勢(shì)，NDVI春冬季值整體為上升趨勢(shì)，NDVI夏秋季值整體為下降趨勢(shì)，NDVI年均值呈上升趨勢(shì)；(2) 1982—2014年NDVI值增加區(qū)域大于減少區(qū)域，整體上空間分布向南部移動(dòng)，NDVI較大值主要在南坡和西坡；(3) 植被覆蓋度分布在0～0.004 3。

塔克拉瑪干; 別里庫(kù)姆;NDVI; 時(shí)空變化; 氣溫; 降水

塔克拉瑪干沙漠面積33.76萬km2，是世界上面積第二大的流動(dòng)性沙漠。由于降水極少，沙漠中植被只能沿河生長(zhǎng)，或呈斑塊狀零星發(fā)育于高水位的丘間低地[1]。沙漠腹地植被以胡楊、沙拐棗、檉柳、羅布麻等為主[2]。沙漠植被對(duì)穩(wěn)定沙漠生態(tài)環(huán)境有重要意義。由于沙漠缺水干旱，流動(dòng)性強(qiáng)，交通極為不便，植被調(diào)查研究存在諸多困難。

有關(guān)塔克拉瑪干沙漠植被的研究多集中在塔里木河流域，其次為沙漠腹地與和田河流域，包括沙漠腹地植物根系分形特征[3]及構(gòu)型[2]、生態(tài)學(xué)性質(zhì)[4]，塔里木河流域胡楊的光合作用[5]及其對(duì)高溫和CO2的反應(yīng)[6]、地下水埋深對(duì)胡楊氣體交換和葉綠素?zé)晒獾挠绊慬7-8]、胡楊的種群結(jié)構(gòu)[9]及空間格局[10]，和田河流域胡楊林的生態(tài)服務(wù)價(jià)值[11]等。截止目前，尚未有學(xué)者對(duì)塔克拉瑪干西部別里庫(kù)姆沙漠植被整體覆蓋的時(shí)空變化特征進(jìn)行研究。

對(duì)于植被覆蓋度較低的地區(qū)，歸一化植被指數(shù)NDVI是植物生長(zhǎng)狀態(tài)和空間分布的客觀表達(dá)[12]。文章擬使用長(zhǎng)序列遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合3S技術(shù)和統(tǒng)計(jì)手段，初探塔克拉瑪干西部別里庫(kù)姆沙漠NDVI的時(shí)空變化特征，為塔克拉瑪干沙漠腹地植被的研究增添資料。

1　研究區(qū)概況

別里庫(kù)姆沙漠位于塔克拉瑪干西部，西昆侖山麓平原和麻扎塔格山之間，地理坐標(biāo)37°22′23″—39°17′5″N，77°32′33″—80°50′42″E，屬暖溫帶極端干旱荒漠氣候，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，西北風(fēng)為主，土壤為流動(dòng)性風(fēng)沙土，除其邊緣出現(xiàn)一些鯨魚脊?fàn)畹纳硥磐?，大片地區(qū)分布新月形沙鏈，沙丘高度在西北部達(dá)50 m，密度小，其余均在20 m以下。植被覆蓋度極低，小于5%，以斑塊狀零星發(fā)育。2013年10月沿和田河西側(cè)南北向、東西向兩條沙漠石油公路進(jìn)行植被調(diào)查，沙漠植被主要為胡楊和紅柳，密集紅柳間隔為50～150 m，稀疏紅柳間隔為400～1 000 m，密集胡楊間隔為15～40 m，稀疏胡楊間隔為80～300 m，植被水分來源于地下水。沙漠東部分布喀拉喀什河與玉龍喀什河(依托和田河)，南部分布杜瓦河、桑株河、科什塔格河、康阿孜河、阿克硝河、提孜那甫河，西部分布葉爾羌河。稀樹沙堆主要為胡楊沙堆[13]，其次為灌叢沙堆，密集分布在丘間洼地和故河床兩側(cè)。

2　數(shù)據(jù)來源及處理

2.1數(shù)據(jù)來源

本研究所用影像數(shù)據(jù)包括1981年7月—2006年2月15 d GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集，分辨率為8 km，共590期(http:∥westdc.westgis.ac.cn)；2000年2月—2014年12月16 d MODIS NDVI數(shù)據(jù)集，分辨率為250 m，共343期(http:∥www.nasa.gov)。氣象數(shù)據(jù)為1981年1月—2014年12月的中國(guó)地面氣溫和降水日值0.5°×0.5°格點(diǎn)數(shù)據(jù)集，共12 418期(http:∥cdc.cma.gov.cn/home.do)。其他數(shù)據(jù)包括1980年塔克拉瑪干沙漠1∶150萬風(fēng)沙地貌圖、水庫(kù)分布、湖泊分布、河流分布等。和田縣志。

2015年4月，赴別里庫(kù)姆沙漠進(jìn)行野外調(diào)研，沿沙漠石油公路，選取植被覆蓋較好區(qū)域，利用RTK測(cè)量空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.2數(shù)據(jù)處理

利用ARCGIS，ERDAS IMAGINE和ENVI等GIS和RS軟件對(duì)兩類數(shù)據(jù)源的NDVI數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理和制圖。通過SPSS軟件對(duì)溫度、降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，Origin軟件對(duì)氣溫和降水制圖。

2.2.1GIMMS NDVI及SPOT NDVI數(shù)據(jù)空間分辨率校正目前，應(yīng)用長(zhǎng)時(shí)間序列高分辨率NDVI數(shù)據(jù)集對(duì)低分辨率數(shù)據(jù)集進(jìn)行分辨率校正，是較好的方法。將GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集重采樣為250 m×250 m，對(duì)重采樣的GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集和未進(jìn)行時(shí)間分辨率校正的MODIS13Q1產(chǎn)品里的NDVI數(shù)據(jù)集，選擇2000—2006年較高重合時(shí)間段的NDVI數(shù)據(jù)集進(jìn)行裁剪和像元匹配，以單個(gè)像元為單位對(duì)整個(gè)研究區(qū)建立歸一化模型。GIMMS NDVI與MODIS NDVI歸一化模型決定系數(shù)R2均在0.862 606以上(表1)，擬合程度高，其中2000年2月下半月歸一化模型擬合程度最好，R2達(dá)0.961 274。以2000年2月下半月歸一化模型作為方程式，以1981年7月—1999年12月GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集作為自變量，代入方程式得1981年7月—1999年12月分辨率為250 m×250 m 的NDVI數(shù)據(jù)集，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)GIMMS NDVI的空間分辨率校正。

表1　兩類數(shù)據(jù)源NDVI值歸一化模型

2.2.2MODIS13Q1產(chǎn)品時(shí)間分辨率校正將MODIS13Q1產(chǎn)品的16 d NDVI數(shù)據(jù)集當(dāng)作該16 d內(nèi)每天的NDVI日數(shù)據(jù)集，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)半月NDVI數(shù)據(jù)集，如MOD13Q1.A2014001.250 m_16_days_NDVI數(shù)據(jù)代表2014年1月1號(hào)至1月16號(hào)的NDVI值，MOD13Q1.A2014017.250 m_16_days_NDVI數(shù)據(jù)代表2014年1月17號(hào)至2月2號(hào)的NDVI值，現(xiàn)以前者表示2014年1月17號(hào)2月2號(hào)的NDVI日值數(shù)據(jù)，則2014年1月下半月，后者表示2014年1月17號(hào)2月2號(hào)的NDVI日值數(shù)據(jù)，則2014年1月下半月NDVI值由1月16號(hào)NDVI值與1月17號(hào)1月31號(hào)等15 d 的NDVI值之和，進(jìn)而求平均值獲得。

2.2.3NDVI、氣溫、降水序列生成NDVI半月值獲取自1981年7月—1999年12月空間分辨率校正后的GIMMS NDVI數(shù)據(jù)、2000年1月—2014年12月的時(shí)間分辨率校正后的MODIS13Q1產(chǎn)品。NDVI半月值數(shù)據(jù)集有1981年7月—2014年12月等共804期數(shù)據(jù)；NDVI年均值、季節(jié)均值均采用求平均值法獲得，季節(jié)以春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)、冬(12—翌年2月)劃分，NDVI年均值數(shù)據(jù)集共有1982—2014年等共33期，NDVI春、夏、秋季節(jié)均值數(shù)據(jù)集各有1982—2014年等33期，NDVI冬季均值數(shù)據(jù)集有1981—2014年等34期。

在ArcGIS中編寫PYTHON腳本語言將氣溫(或降水)ASCⅡ數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，疊加平均(半月值數(shù)據(jù)為15 d的日值氣溫(或降水)數(shù)據(jù)相加平均所得)獲得1981年7月—2014年12月半月氣溫(或降水)時(shí)間序列數(shù)據(jù)，共804期數(shù)據(jù)，采用克里格(Kriging)空間插值方法獲得氣溫和降水250 m×250 m格網(wǎng)數(shù)據(jù)集；氣溫(或降水)季節(jié)值和年值時(shí)間序列獲取方法同NDVI。

對(duì)所有NDVI、氣溫、降水的250 m×250 m的半月值格網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行像元匹配。

2.2.4NDVI空間分布描述(1) 水平空間分布：在ArcGIS里對(duì)不同時(shí)段的NDVI值空間分布制圖，采用直方圖均衡化法將其NDVI值顯示為不同深淺顏色，對(duì)比不同時(shí)期的NDVI圖發(fā)現(xiàn)水平空間分布變化。(2) 坡向分布：采用空間分辨率為90 m的STRM數(shù)字高程數(shù)據(jù)(來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn)，在ArcGIS中生成研究區(qū)坡向圖，同時(shí)將NDVI年均值數(shù)據(jù)重采樣為空間分辨率90 m×90 m，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)不同坡向上NDVI年平均值。坡向劃分為北(0°—22.5°)、東北(22.5°—67.5°)、東(67.5°—112.5°)、東南(112.5°—157.5°)、南(157.5°—202.5°)、西南(202.5°—247.5°)、西(247.5°—292.5°)、西北(292.5°—337.5°)、北(337.5°—360°)。(3) 變化率：NDVI變化率表示兩個(gè)不同時(shí)期的變化情況，以柵格為單元，計(jì)算公式見公式(1)：

(1)

式中：NDVIr——NDVI值變化率；NDVIi.h——i時(shí)期研究區(qū)柵格h的NDVI值；NDVIk,h——表示k時(shí)期研究區(qū)柵格h的NDVI值。

3　結(jié)果與分析

3.1NDVI時(shí)序變化

研究區(qū)1981—2014年NDVI半月值變化曲線為峰谷交替型，1—12月為下降趨勢(shì)，全年NDVI值變化范圍為0.021 5～0.025 5，沙漠腹地植被覆蓋度極低導(dǎo)致NDVI整體變化差異小。1月至4月NDVI值變化穩(wěn)定，至5月略有下降，從6月下半月至11月上半月，NDVI值直線下降，下降速率基本不變，11月上半月出現(xiàn)全年最低值0.021 5，由11月下半月至12月NDVI值又直線上升，上升速率保持穩(wěn)定(圖1A)。

NDVI春季值整體為上升趨勢(shì)，但2014年NDVI春季值相對(duì)1982年NDVI春季值有所減小，減小值為0.000 29，占1981年NDVI春季值的1.12%，除1985年、1995年和2005年以外，NDVI春季值整體變化幅度小，變化范圍為0.025 13～0.026 18，1985年、1995年和2005年出現(xiàn)明顯極低值，極低值逐漸升高，時(shí)間間隔為10 a，2007年之后NDVI春季值變化較之前穩(wěn)定變化(圖1B)。NDVI夏季值整體為下降趨勢(shì)，2014年與1982年相比較NDVI夏季值減小0.001 59，占1982年NDVI夏季值的6.34%，NDVI值整體變化幅度較大，變化范圍在0.021 68～0.025 90，最低值和最高值分別對(duì)應(yīng)1995年和1994年，整體來看谷值分別為1985年、1987年、1989年、1992年、1995年、1999年、2002年、2005年、2009年和2012年，基本表現(xiàn)為3 a周期，峰值分別為1982年、1986年、1988年、1991年、1994年、1998年、2001年、2004年、2008年和2011年，基本表現(xiàn)為3或4 a周期，且出峰值當(dāng)年的下一年出現(xiàn)谷值(圖1C)。1982—2014年NDVI秋季值整體有微弱的下降，但下降趨勢(shì)不明顯，2014年秋季相對(duì)1981年秋季下降值為下降幅度為4.4%，NDVI值曲線波動(dòng)變化明顯，1989年以前基本表現(xiàn)為峰谷值交替出現(xiàn)，間隔時(shí)間為1 a，1990—1994年依然表現(xiàn)為峰谷值交替變化，時(shí)間間隔為2 a，1995年以后時(shí)間間隔為4 a(圖1D)。1982—2014年NDVI冬季值整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)不明顯，2014年相對(duì)1982年上升值為0.001 3，上升幅度為5.56%，1984—1987年、1996—1999年、2008—2011年時(shí)間段為明顯直線上升，而在其余時(shí)間段NDVI值波動(dòng)變化且變化無規(guī)律(圖1E)。1982—1984年，NDVI值表現(xiàn)為春季>夏季>冬季>秋季，1985年NDVI值表現(xiàn)為冬季>夏季>秋季>春季，1986年表現(xiàn)為春季>夏季>冬季>秋季，1987年表現(xiàn)為冬季>春季>夏季>秋季，1988—1994年NDVI值在不同季節(jié)之間無規(guī)律變化，1995—1998年NDVI值以春季最高，秋季最低，夏季和冬季基本保持一致，1999年NDVI值春冬兩季相同，其次為夏季，最小為秋季，整體來看NDVI季節(jié)值以秋季最低，春季最高，夏季和冬季保持一致，2000年NDVI值以春夏兩季最高，其次為冬季，2001—2014年NDVI值基本以春季最高，秋季最低，夏冬兩季交替變換。

NDVI值年際變化曲線波動(dòng)上升，1995年最低，2012年最高，2013年相對(duì)1982年NDVI值上升0.006 8，上升幅度為28.28%，平均年變化為0.000 2。整體來看，32 a來NDVI年均值極小值出現(xiàn)在1985年、1995年、2006年、2008年和2014年，基本表現(xiàn)為10 a周期，1982—1999年NDVI值基本保持平穩(wěn)變化，由2000—2005年，NDVI值陡然上升且年平均上升速率為34.05%，2005—2013年NDVI值基本保持平穩(wěn)變化(圖1F)。

隨著氣候變暖，塔克拉瑪干沙漠和田河中游西側(cè)沙漠植被生長(zhǎng)也隨之好轉(zhuǎn)，這是全球變暖正面影響。從年際尺度看，氣溫和降水均波動(dòng)上升，加上沙漠內(nèi)部交通極為不便[14]，人為因素對(duì)植被影響甚小，因此NDVI值主要受氣候影響。研究區(qū)沙漠植被的水分主要靠大氣降水和冰雪融水補(bǔ)給[1]。而天然降水僅對(duì)沙漠邊緣一年生草本植物有用，沙漠內(nèi)部植被主要采用淺層地下水或濕沙層水分。因春旱現(xiàn)象嚴(yán)重，沙漠降水來臨之前處于完全裸露的狀態(tài)，研究區(qū)植被的萌發(fā)始于4月中旬[1]，NDVI由4月開始上升。4—5月為綠洲耕種期，水分主要供給農(nóng)業(yè)用水，并產(chǎn)生農(nóng)業(yè)回歸水，這部分回歸水由地表水轉(zhuǎn)為地下水，浸入沙漠，2～3個(gè)月后到達(dá)沙漠腹地，但干旱引起鹽分增大，加之6—8月為氣溫高峰期，蒸發(fā)強(qiáng)烈，植被得不到有效水分補(bǔ)給，但由于沙漠植被長(zhǎng)時(shí)間在沙漠適應(yīng)的耐旱性，NDVI值平穩(wěn)變化。6月中旬，氣溫升高，加速積雪融化，洪水期到來，綠洲農(nóng)業(yè)用水比重大幅減小，多余的水分直接浸入沙漠，9月到達(dá)沙漠腹地，而此時(shí)氣溫得到回降，蒸發(fā)減少，秋季大多數(shù)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)入旺盛時(shí)期，枝繁葉茂[1]，NDVI從9月開始上升。8月洪水期結(jié)束，沙漠植被水分供給持續(xù)到10月中旬左右，因此11月份生長(zhǎng)期結(jié)束，NDVI達(dá)到峰值，說明沙漠植被較綠洲有延后性。

圖1　NDVI值半月、季節(jié)、年際變化曲線

3.2NDVI空間變化

依據(jù)NDVI值年際變化特征，將1982—2014年等33 a分為1982—1987年(1985年除外)、1988—1992年、1993—1999年(1995年、1996年除外)、2003—2010年(2006年、2008年和2009年除外)等4個(gè)5 a時(shí)間段，研究NDVI年均值空間分布和變化。

3.2.1水平空間分布NDVI年均值空間分布無顯著變化，1982—1987年NDVI年均值較大值區(qū)域集中研究區(qū)中部、中南部和東北部，在西南部邊緣也有零星分布。1988—1992年，NDVI年均值集較大值集中分布研究區(qū)下半部和東北部。1993—1999年NDVI年均值較大值分布在研究區(qū)東部邊緣，少量分布于東北部。2003—2010年之間NDVI年均值較大值分布在研究區(qū)中南部邊緣，少量分布在東北部。除研究區(qū)東北部靠中一小塊區(qū)域穩(wěn)定外，NDVI值較大值由北向南、自兩邊向中間移動(dòng)。研究區(qū)中部和南部殘留和田河故河道，故河道兩側(cè)因地下水位較淺，水分較充足，植被也較密集。

和田河下游在歷史上左右擺動(dòng)，在喀拉喀什河以西60～80 km處留下老河道，地下水位較沙漠腹地淺，植被水分補(bǔ)給足，兩側(cè)生長(zhǎng)胡楊，NDVI值較其他區(qū)域大。

3.2.2坡向分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表2)，不同坡向分布的NDVI值變化差異性小，時(shí)期2(1988—1992年)相對(duì)時(shí)期1(1982—1987年)大部分坡向的NDVI值為上升趨勢(shì)，僅有北坡為下降趨勢(shì)，變化差異較大的坡向?yàn)楸?0°—22.5°)、東、西南、西，變化率較大的坡向?yàn)闁|和西。時(shí)期3(1993—1999年)相對(duì)時(shí)期2(1988—1992年)的NDVI值增加坡向與減小坡向各占一半，NDVI變化值較大的坡向?yàn)楸?0°—22.5°)和東，西向NDVI值變化最大，為-0.006，變化率較大的為北、東和西。時(shí)期4(2003—2010年)相對(duì)時(shí)期3(1993—1999年)的NDVI值僅在南向?yàn)橄陆?，其他所有坡向均為上升趨?shì)，NDVI變化值較大的坡向?yàn)闁|南、西、西北和北(337.5°—360°)，NDVI值變化率較大的坡向?yàn)闁|南、西、西北和北(337.5°—360°)。時(shí)期4(2003—2010年)相對(duì)時(shí)期1(1982—1987年)的NDVI值僅在南向?yàn)橄陆?，其余坡向均為上升趨?shì)，NDVI變化值較大的坡向?yàn)闁|南、西、西北和北(337.5°—360°)，NDVI值變化率較大的坡向?yàn)闁|南、西、西北和北(337.5°—360°)。

圖2表明，時(shí)期1(1982—1987年)的NDVI多年均值在坡向分布上表現(xiàn)為M型，整體由北(0°—22.5°)—北(337.5°—360°)為上升趨勢(shì)，僅在南坡出現(xiàn)低谷值。時(shí)期2(1988—1992年)和時(shí)期4(2003—2010年)的NDVI多年均值在不同坡向的分布特征相似，均表現(xiàn)為穩(wěn)定變化，在北(0°—22.5°)—東南向上兩段時(shí)期的NDVI值變化趨勢(shì)相反，而在南—北(337.5°—360°)向上兩段時(shí)期的NDVI多年均值變化趨勢(shì)相同。時(shí)期3(1993—1999年)和時(shí)期2(1988—1992年)的NDVI多年均值在不同坡向上變化趨勢(shì)一致，在西向上的NDVI值極低。北向(0°—22.5°)上，NDVI多年均值為時(shí)期4>1=3>2，東北—東向上NDVI多年均值為時(shí)期4>2>1=3>，東南向NDVI多年均值表現(xiàn)為時(shí)期4>3>2>1，南向NDVI多年均值則為時(shí)期3>2>1>4>，西南向NDVI多年均值為時(shí)期4>2=3>1，西向NDVI多年均值表現(xiàn)為時(shí)期4>2>1>3，西北和北(337.5°—360°)向NDVI多年均值為時(shí)期4>3>2>1。

表2　不同坡向的NDVI值統(tǒng)計(jì)

3.2.3變化率統(tǒng)計(jì)結(jié)果表(表3)，以時(shí)期2(1988—1992年)、時(shí)期3(1993—1999年)、時(shí)期4(2003—2010年)的NDVI多年均值柵格數(shù)據(jù)分別與時(shí)期1(1982—1987年)、時(shí)期2(1988—1992年)、時(shí)期3(1993—1999年)的NDVI年均值柵格數(shù)據(jù)先做差，后除以后者對(duì)應(yīng)柵格數(shù)據(jù)，得三組NDVI值變化率。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表3)，時(shí)期1相對(duì)時(shí)期2的NDVI多年均值減少區(qū)域比重大，時(shí)期3相對(duì)時(shí)期2的NDVI多年均值基本全為增加，時(shí)期4相對(duì)時(shí)期3的NDVI多年均值增加區(qū)域比重大?？傮w來看，時(shí)期4相對(duì)時(shí)期1的NDVI多年均值增加的區(qū)域面積占研究區(qū)的59.59%，減少區(qū)域?yàn)?0.41%。

3.3植被覆蓋度反演

結(jié)合野外調(diào)研數(shù)據(jù),選取2014年4月上半月MODIS NDVI數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)植被覆蓋進(jìn)行遙感反演。結(jié)果表明,研究區(qū)整個(gè)區(qū)域植被覆蓋度分布不均勻，分布范圍在0～0.004 3之間，植被極度稀疏。植被覆蓋度較高區(qū)域集中在研究區(qū)中部、中下部及中部偏東部分，此區(qū)域處于舊河道邊緣，地下水位較淺，植被密集。覆蓋度由中部向兩邊逐漸遞減。

圖2　不同時(shí)期、不同坡向的NDVI多年均值

年份變化率/%>2010～200～10增加合計(jì)變化率/%-10～0-20～-10<-20減少合計(jì)時(shí)期1—時(shí)期20.172.5716.4719.2166.5514.070.1780.79時(shí)期3—時(shí)期210.8546.9538.3196.103.730.000.173.90時(shí)期4—時(shí)期30.000.345.756.0988.165.750.0093.91時(shí)期4—時(shí)期14.257.5547.8059.5939.151.260.0040.41

4　結(jié) 論

(1) 研究區(qū)NDVI半月值呈下降趨勢(shì)，NDVI春季值整體為上升趨勢(shì)，NDVI夏季值整體為下降趨勢(shì)，NDVI秋季值整體有微弱的下降，NDVI冬季值整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，NDVI年均值呈上升趨勢(shì)。

(2) 1982—2014年NDVI年均值空間分布整體上向南部移動(dòng)，NDVI較大值主要在南坡和西坡。33 a來，研究區(qū)NDVI值增加區(qū)域大于減少區(qū)域。

(3) 研究區(qū)植被覆蓋度主要分布范圍在0～0.004 3，植被極度稀疏。

綜上所述，塔里木盆地西部沙漠內(nèi)部植被十分稀少，但卻是阻擋風(fēng)沙侵蝕、保護(hù)綠洲經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的生態(tài)屏障，可以防止綠洲過渡帶縮減、河流退化，對(duì)維護(hù)綠洲生態(tài)安全意義重大。文章通過分析塔克拉瑪干沙漠和田河中游西側(cè)的NDVI時(shí)空變化及其對(duì)氣候因子的響應(yīng)特征，建議減少上游綠洲的地表水截留，控制和田河地下水過度開采，以保持沙漠地下水生態(tài)水位的高度，保證塔里木盆地西部沙漠植被的生態(tài)用水需求。

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Research on the Spatiotemporal Change in NDVI of Birkum Desert in the West of the Taklimakan Desert

LAI Fengbing1,2, ZHANG Zhanhe1, CHEN Shujiang1, CHEN Mengyu3

(1.College of Tourism and Environment Science, Shaanxi Normal University, Xi′an 710119, China;2.CollegeofGeographyandTourism,XinjiangNormalUniversity,Urumqi830054,China;3.CollegeofScienceandTechnology,SuzhouUniversity,Suzhou,Jiangsu215009,China)

The spatiotemporal change of NDVI and its response to the variations of temperature and precipitation in the west of midstream of Hotan River in the Taklimakan Desert during the period from 1981 to 2014 were analyzed using the GIMMS NDVI and MODIS13Q1 time series data. The results reveal that: (1) half month′s NDVI decreased from 1 to 12, NDVI in spring and winter rose overall, but it presented the downward trend overall in summer and autumn, annual NDVI rose during the past 32 years; (2) from 1982 to 2014, the spatial distribution of annual NDVI moved to the south. greater NDVI mainly distributed in the southern slope and the western slope, for recent 33 years, increase regional area of NDVI was greater than the decrease in the study area; (3) vegetation coverage ranged from 0 to 0.004 3.

Taklimakan; Birkum Desert; NDVI; spatio-temporal response; temperature; precipitation

2015-04-21

2015-05-28

國(guó)家自然科學(xué)基金“基于NDVI時(shí)間效應(yīng)的塔里木河流域胡楊林春尺蠖災(zāi)害遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究”(31460167)

來風(fēng)兵(1977—),男(回族),新疆烏魯木齊人,講師,博士,主要從事主要從事干旱區(qū)資源與環(huán)境演變研究。E-mail:laifengbing@163.com

張展赫(1989—),男,河北承德人,碩士研究生,主要從事干旱區(qū)資源與環(huán)境演變研究。E-mail:zhanhe_zhang928@163.com

Q948

A

1005-3409(2016)02-0243-06