艾麗婭，王少軍，張 志

〔1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地理與信息工程學(xué)院，湖北 武漢430074；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球物理與空間信息學(xué)院，湖北 武漢430074〕

習(xí)總書(shū)記指出“內(nèi)蒙古地處‘三北’，外接俄羅斯、蒙古國(guó)，具有發(fā)展沿邊開(kāi)放的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)向北開(kāi)放的前沿?！卞a林郭勒草原地處蒙古高原中部，是中國(guó)四大天然牧場(chǎng)之一［1］，它不僅在中國(guó)北部的碳循環(huán)和氣候系統(tǒng)中扮演著重要角色，也在畜牧業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用［1-3］。但因其所處地理環(huán)境和氣候條件以及人口發(fā)展和牲畜量超載等的影響，植被退化，沙塵暴頻發(fā)，其生態(tài)環(huán)境日趨惡化，生態(tài)服務(wù)功能下降，嚴(yán)重影響了京津冀地區(qū)乃至整個(gè)華北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全［4-6］。因此對(duì)該地區(qū)草地資源進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間變化監(jiān)測(cè)，對(duì)全面認(rèn)識(shí)草原退化、草地資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

遙感技術(shù)是長(zhǎng)時(shí)間植被覆蓋變化監(jiān)測(cè)的有效手段［7-11］，目前已有較多學(xué)者展開(kāi)了相關(guān)研究。巴圖娜存等［12］對(duì)錫林郭勒草原1975—2009年草地資源分布進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，空間分布上自東向西，草地覆蓋度逐漸降低，類型依次為溫性草甸草原、溫性草原、溫性荒漠草原。馬梅等［13］通過(guò)計(jì)算錫林郭勒草原近30年草地退化指數(shù)，得知該區(qū)草地處于長(zhǎng)期退化趨勢(shì)，但2000 年是草地退化轉(zhuǎn)折點(diǎn)。穆少杰等［14］基于MODIS NDVI數(shù)據(jù)得出內(nèi)蒙古植被覆蓋度在空間上呈東高西低分布，2001—2010 年間呈上升趨勢(shì)。張戈麗 等［15］利 用1981—2009 年GIMMS NDVI，MODIS NDVI數(shù)據(jù)反演呼倫貝爾地區(qū)草地變化，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)分析出從年際變化看降水是主要影響因素等等?？v觀相關(guān)研究，前人對(duì)內(nèi)蒙古草地覆蓋狀態(tài)變化進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間序列的研究，并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了影響因素分析，碩果累累，但依舊存在一些問(wèn)題。①相關(guān)研究大多采用MODIS NDVI等成品數(shù)據(jù)，其分辨率最高為250 m，遠(yuǎn)低于Landsat系列數(shù)據(jù)分辨率。②多數(shù)研究以省、市、縣等尺度進(jìn)行草原植被覆蓋變化分析，卻未深入對(duì)局地變化及其背景環(huán)境進(jìn)行分析和探討。③以往研究?jī)H對(duì)過(guò)去及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，還未見(jiàn)有對(duì)未來(lái)草地覆蓋狀況的預(yù)測(cè)研究。而預(yù)測(cè)研究對(duì)相關(guān)地區(qū)未來(lái)的生態(tài)工程建設(shè)、政策制定等有重要參考意義［16］。

綜上，本文選取錫林郭勒盟中部的錫林浩特市和阿巴嘎旗為研究區(qū)，利用1977，1990，2000，2010，2017年5期Landsat遙感影像反演植被覆蓋度，獲得近40 a植被覆蓋在時(shí)間、空間上的動(dòng)態(tài)變化；并結(jié)合氣候及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，分析植被覆蓋變化的氣候、人為影響。最后通過(guò)CA-Markov模型，預(yù)測(cè)2025年植被覆蓋狀況，以期為認(rèn)識(shí)草原植被在不同尺度上的時(shí)空演變及后期的保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)屬錫林郭勒盟中部的錫林浩特市和阿巴嘎 旗，位 于 東 經(jīng)113°27′—117°06′，北 緯43°02′—45°26′，面積4.33×104km2。錫林浩特市地勢(shì)南高北低，平均海拔高度988.5 m；阿巴嘎旗地勢(shì)由東北向西南傾斜，平均海拔1 127 m。該區(qū)地處中緯度西風(fēng)氣流帶內(nèi)，氣候?qū)僦袦貛О敫珊荡箨懶詺夂颍焕渑瘎∽?，晝夜溫差大，降水量少，蒸發(fā)量大，春秋兩季多寒潮大風(fēng)，冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季溫涼短促。錫林浩特市是國(guó)家重要的綠色農(nóng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地，可利用優(yōu)質(zhì)天然草場(chǎng)面積1.38×106hm2。阿巴嘎旗98%的土地被原始植被覆蓋，其中可利用草場(chǎng)面積2.70×104km2。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

①遙感數(shù)據(jù)：研究采用1977，1990，2000，2010，2017年Landsat MSS，TM，OLI遙感影像從美國(guó)地質(zhì)勘探局網(wǎng)（http：∥glovis.usgs.gov／）下載，MSS數(shù)據(jù)分辨率79 m，TM 及OLI數(shù)據(jù)分辨率為30 m，均為L(zhǎng)1T 級(jí)別數(shù)據(jù)，除兩景影像外云量均少于10%；成像時(shí)間每年7—9月份，共26景。通過(guò)ENVI軟件對(duì)影像進(jìn)行輻射定標(biāo)及大氣校正預(yù)處理，在Seamless Mosaic模塊下進(jìn)行影像鑲嵌拼接。②行政區(qū)劃數(shù)據(jù)：從國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心獲取到中國(guó)縣級(jí)行政邊界數(shù)據(jù)；鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政邊界通過(guò)地圖矢量化獲得。依據(jù)行政界線對(duì)鑲嵌影像進(jìn)行掩模裁剪。③氣候數(shù)據(jù)：采用中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：／／data.cma.cn／）提供的錫林浩特市54102站臺(tái)和阿巴嘎旗53192站臺(tái)詳細(xì)記錄資料，包括1977—2017年間每年的年平均氣溫、年總降水量及7—9這3個(gè)月的月平均氣溫，月總降水量；7—9這3個(gè)月的平均值作為生長(zhǎng)旺盛季氣候數(shù)據(jù)。④社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：包括1977—2017年錫林浩特市和阿巴嘎旗歷年人口總量和牲畜總頭數(shù)量，資料來(lái)自《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒（1978—2018）》。

1.3 研究方法

1.3.1 植被覆蓋度遙感反演 植被覆蓋度（fractional of vegetation coverage，F(xiàn)VC）不僅可以描述地表植被覆蓋，還能表示植被長(zhǎng)勢(shì)，因此可用作遙感監(jiān)測(cè)草地資源的指標(biāo)［17］。采用基于像元二分模型的植被覆蓋度反演方法［18］。建立FVC 與NDVI（歸一化植被指數(shù)）之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系直接提取植被覆蓋度信息，計(jì)算公式如下：

式中：NDVIsoil——完全是裸土或無(wú)植被覆蓋區(qū)域的NDVI值；NDVIveg——完全被植被覆蓋像元的NDVI值；通過(guò)多次試驗(yàn)和前人經(jīng)驗(yàn)，NDVIsoil取置信區(qū)間累計(jì)頻率為0.5%的NDVI值，NDVIveg取置信區(qū)間累計(jì)頻率為99.5%的NDVI值。

1.3.2 植被覆蓋度分布特征分析

①基于田海靜等［19］、閆蕭蕭等［20］的研究并結(jié)合研究區(qū)情況對(duì)FVC進(jìn)行分級(jí)；第一級(jí)為裸地，代表非植被覆蓋，F(xiàn)VC 為0～0.1；第二級(jí)為低植被覆蓋，F(xiàn)VC為0.1～0.3，第三級(jí)為中低植被覆蓋，F(xiàn)VC 為0.3～0.45；第四級(jí)為中植被覆蓋，F(xiàn)VC 為0.45～0.6，第五級(jí)為高植被覆蓋，F(xiàn)VC為0.6～1。

②計(jì)算年FVC均值，其值可表示年度植被覆蓋總體情況，計(jì)算公式如下：

1.3.3 影響因素分析 為分析各因素對(duì)研究區(qū)植被覆蓋變化的影響，計(jì)算歷年FVC 均值與同期年平均氣溫、年總降水量、旺盛季平均氣溫、旺盛季總降水量、人口總量和牲畜總頭數(shù)之間相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)表示兩個(gè)變量之間的相關(guān)程度［15，21］，計(jì)算公式如下：

式中：rxy——x，y兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)，rxy＞0表示正相關(guān)，Rxy＜0表示負(fù)相關(guān)，絕對(duì)值越大表示兩要素之間相關(guān)性越強(qiáng)；xi——第i年FVC值；yi——第i年的某一其他影響因素；｀x——?dú)v年FVC均值，｀y——?dú)v年某一其他影響因素的平均值；i——樣本數(shù)。

1.3.4 植被覆蓋模擬預(yù)測(cè) CA-Markov模型將元胞自動(dòng)機(jī)（CA）和Markov模型結(jié)合起來(lái)，既保持了CA 模型模擬復(fù)雜系統(tǒng)空間變化的能力又發(fā)揮了Markov模型進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的功能［22］。CA 是一種具有時(shí)空計(jì)算特征的動(dòng)力學(xué)模型；其特點(diǎn)是時(shí)間、空間、狀態(tài)都離散，每個(gè)變量都只有有限多個(gè)狀態(tài)，其（空間的）相互作用和（時(shí)間上）因果關(guān)系皆局部［23-24］；CA模型可以表示為：

式中：S——元胞有限、離散的狀態(tài)集合；N——元胞的鄰域；t，t＋1——不同的時(shí)刻；f——局部空間元胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)化規(guī)則［24］。

若一個(gè)過(guò)程存在有限多個(gè)時(shí)序，其任意時(shí)刻tn＋1的狀態(tài)ɑn＋1只與其前一時(shí)刻tn的狀態(tài)ɑn相關(guān)，則該過(guò)程存在馬爾科夫性；Markov模型可以表示為：

式中：St＋1，St——為t＋1，t時(shí)刻系統(tǒng)的分布狀態(tài)；Pij——狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣［22］。

通過(guò)IDRISI軟件以2010年和2017年數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)移概率矩陣，將此作為轉(zhuǎn)換規(guī)則利用MCE 模塊創(chuàng)建適宜性圖集；以2017年為預(yù)測(cè)起始時(shí)刻，迭代次數(shù)取8，基于5×5臨近濾波器模擬計(jì)算2025年研究區(qū)植被覆蓋度，并通過(guò)CROSSTAB模塊進(jìn)行Kappa精度評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被覆蓋時(shí)空演變特征

2.1.1 時(shí)間變化特征 通過(guò)表1可知，裸地面積變化非常小。1977年FVC均值0.634 1，區(qū)內(nèi)中、高植被覆蓋比例93.85%，覆蓋程度相當(dāng)高。1990 年FVC 均值0.489 1，中、高植被覆蓋比例減至51.52%，低、中低植被覆蓋比例47.68%，基本為持平狀態(tài)。2000年FVC均值0.391 6，低、中低植被覆蓋比例升至69.65%，中、高植被覆蓋比例減至29.31%。2010年FVC 均值0.483 2，低、中低植被覆蓋比例50.18%，其中低植被覆蓋比例減少21.75%，中、高植被覆蓋比例49.23%，回升至持平狀態(tài)。2017 年FVC均值0.5377，低、中低植被覆蓋比例31.46%，中、高植被覆蓋比例67.96%。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)值可看出，低植被覆蓋面積在1977—2000年間增加了11 520.51 km2，在2000—2017 年間減少了11 672.55 km2。中低植被覆蓋面積在1977—1990年間大幅度增加，1990—2010 年間小幅度增加，總增量16 419.08 km2，在2010—2017年間減少4 922.76 km2。中、高植被覆蓋面積變化為1977—2000年間減少，減少量分別為12 316.63，15 545.79 km2，2000—2017 年間增加，增加量分別為10 448.18，6 201.26 km2。總體上，研究區(qū)植被覆蓋度在時(shí)間上顯示以2000年為拐點(diǎn)，經(jīng)歷了1977—2000年的下降階段和2000—2017年的上升階段，且下降程度大于上升，對(duì)應(yīng)于中國(guó)退耕還林（草）工程實(shí)施時(shí)間點(diǎn)，與巴圖娜存［7］等的研究結(jié)果保持一致。

表1 1977－2017年錫林郭勒盟歷年植被覆蓋度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.1.2 空間演變特征 研究區(qū)5期植被覆蓋度分布見(jiàn)附圖23—24。整體來(lái)看，1977年植被覆蓋相當(dāng)高，區(qū)內(nèi)基本為中、高植被覆蓋，可知植被生長(zhǎng)繁茂，狀況極佳。1990年阿巴嘎旗中部、西部，錫林浩特北部出現(xiàn)低、中低植被覆蓋交錯(cuò)分布現(xiàn)象，但阿巴嘎旗北部、南部和錫林浩特南部仍保持中、高植被覆蓋。2000年時(shí)植被覆蓋降低至最差狀況；除阿巴嘎旗北部和錫林浩特東部小部分仍保持中、高植被覆蓋外，其余基本轉(zhuǎn)變?yōu)榈?、中低植被覆蓋，并且中部以低植被覆蓋為主。2010年植被覆蓋有所增加，中部絕大部分低植被覆蓋轉(zhuǎn)變?yōu)橹械?、中植被覆蓋，甚至為高植被覆蓋；阿巴嘎旗西北部和錫林浩特東部保持中、高植被覆蓋，其周邊地區(qū)植被覆蓋改善明顯，可知2010年時(shí)草地覆蓋有所恢復(fù)。2017 年植被覆蓋持續(xù)恢復(fù)，阿巴嘎旗中部的中低植被覆蓋向中、高植被覆蓋轉(zhuǎn)變，錫林浩特中北部低，中低植被覆蓋向中植被覆蓋轉(zhuǎn)變。從宏觀尺度看，中部（包括錫林浩特中北部和阿巴嘎旗中部、南部）植被覆蓋變化最大，變化趨勢(shì)為中、高植被覆蓋到低、中低植被覆蓋，再到中低、中植被覆蓋，而北部和東部變化較小，基本保持中、高植被覆蓋；可知植被覆蓋變化從中部向外逐漸變小。從局部地區(qū)來(lái)看，因各地背景環(huán)境各異，植被覆蓋變化不盡相同；從綠色發(fā)展角度考慮，以生態(tài)、生產(chǎn)、生活等不同功能區(qū)為劃分，分析其FVC變化。

（1）生態(tài)空間。研究區(qū)有1 個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（錫林郭勒草原國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)）及2個(gè)自治區(qū)級(jí)自然保護(hù)區(qū)（渾善達(dá)克沙地柏自然保護(hù)區(qū)、白音庫(kù)倫遺鷗自然保護(hù)區(qū)）。錫林郭勒盟草原國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)成立于1985年，1997年晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)；主要保護(hù)對(duì)象為草甸草原、典型草原、沙地疏林草原和河谷濕地生態(tài)系統(tǒng)。以保護(hù)區(qū)內(nèi)的毛登牧場(chǎng)、白音錫勒牧場(chǎng)和貝力克牧場(chǎng)為例，1990—2017 年間各牧場(chǎng)年FVC 均值基本保持在0.5～0.7 之間（見(jiàn)表2），植被覆蓋變化小，基本保持中、高植被覆蓋狀態(tài)（見(jiàn)圖1）；表明自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植被覆蓋保持良好，變化較小。

表2 1977－2017年錫林郭勒盟各鄉(xiāng)鎮(zhèn)年植被覆蓋度均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖1 錫林郭勒盟草原自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植被覆蓋變化特征

（2）生產(chǎn)空間。研究區(qū)屬典型草原區(qū)，畜牧業(yè)是主要生產(chǎn)方式，其次為礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)；5號(hào)礦區(qū)在白音錫勒牧場(chǎng)中部，2009—2018 年間進(jìn)行了螢石礦的開(kāi)采。通過(guò)圖2 可以看出，2000—2010 年間該區(qū)植被覆蓋保持良好狀態(tài)并有恢復(fù)，但因采礦活動(dòng)的進(jìn)行，到2017年時(shí)不僅采礦區(qū)范圍植被覆蓋下降，甚至連礦區(qū)周圍植被覆蓋也明顯下降。6 號(hào)礦區(qū)在朝克烏拉蘇木北部，2013—2017 年間進(jìn)行了橄欖巖礦及鉻礦的開(kāi)采。從圖2中可知，2000 年時(shí)該區(qū)植被覆蓋較低，到2010 年時(shí)已恢復(fù)較好，本應(yīng)保持恢復(fù)狀態(tài)；但因礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致了該區(qū)及其周圍植被覆蓋下降。

圖2 錫林郭勒盟草原采礦區(qū)植被覆蓋變化特征

（3）生活空間。居民生活集中區(qū)是別力古臺(tái)鎮(zhèn)和錫林浩特市，且75%以上人口居住在錫林浩特市內(nèi)。該市年FVC 均值從1977—1990 年下降后基本保持穩(wěn)定狀態(tài)（表2）。從圖3可以看出錫林浩特市居民區(qū)擴(kuò)張明顯，但除居民區(qū)擴(kuò)張引起的土地占用外，對(duì)周圍地區(qū)的植被覆蓋變化影響較小。居民區(qū)周圍的植被覆蓋呈現(xiàn)先下降再回升的狀態(tài)，同研究區(qū)其他非生態(tài)、非生產(chǎn)功能區(qū)基本一致。

通過(guò)以上分析可以看出，錫林浩特市屬研究區(qū)內(nèi)敏感地帶。存在敏感性的原因在于，該地區(qū)有大面積自然保護(hù)區(qū)，屬生態(tài)環(huán)境建設(shè)工程區(qū)。但由于該地區(qū)礦山開(kāi)發(fā)活動(dòng)較為密集，對(duì)于草地的破壞較為嚴(yán)重；并且由于人口的增長(zhǎng)，其牲畜總頭數(shù)增長(zhǎng)和城市發(fā)展壓力也較大。在自然條件相近的情況下，人類活動(dòng)對(duì)植被覆蓋變化起到了主要影響作用；由此可知不同地區(qū)敏感性的存在重點(diǎn)受人為因素影響。

總的來(lái)說(shuō)，在局地上植被覆蓋變化對(duì)不同功能區(qū)有不同響應(yīng)。以自然保護(hù)區(qū)為例的生態(tài)功能區(qū)植被覆蓋保持良好狀態(tài)且變化較小，說(shuō)明生態(tài)保護(hù)工程對(duì)草地資源起到了良好的保護(hù)作用。礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)等生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)破壞草地資源，不僅導(dǎo)致該地區(qū)植被覆蓋下降，更是影響了其周邊環(huán)境的植被覆蓋狀態(tài)［25］。城鎮(zhèn)等生活空間由于擴(kuò)張會(huì)占用土地，但對(duì)周邊環(huán)境的植被覆蓋變化影響較小?？芍?，草地植被覆蓋變化受到生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)等人為因素的影響。

圖3 錫林郭勒盟草原植被覆蓋變化特征

2.2 植被覆蓋變化影響因素

2.2.1 氣候因素 氣候因素考慮氣溫和降水影響。研究區(qū)1977—2017 年均溫波動(dòng)上升趨勢(shì)明顯（圖4a），介于0.65～4.25 ℃之間，平均氣溫2.56 ℃。年降雨量呈波動(dòng)減少，年際間振蕩明顯（圖4b），介于151～366 mm 之間，平均降水量243 mm 左右。結(jié)合洪園園［26］的研究可知該區(qū)氣溫波動(dòng)上升，降雨量波動(dòng)減少，潛在蒸發(fā)量增加，氣候暖干化趨勢(shì)明顯。

圖4 1977－2017年錫林郭勒盟草原氣候要素變化特征

2.2.2 人為因素 人為因素考慮人口總量和牲畜總頭數(shù)變化影響。近40 a研究區(qū)人口快速增長(zhǎng)（圖5a），從1.18×105增至2.33×105，平均1.76×105。牲畜總頭數(shù)顯示1977至1999年間增加，1999至2017年間呈現(xiàn)波動(dòng)減少狀態(tài)（圖5b）；從1979年9.21×105，到1999年增至最高值2.85×106，2015年減至1.45×106。

圖5 1977－2017年錫林郭勒盟草原人口、牲畜量變化特征

2.2.3 相關(guān)性分析 FVC 與各指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。氣候因素中，F(xiàn)VC 變化與年平均氣溫、年總降水量、旺盛季平均氣溫中度相關(guān)，與旺盛季總降水量弱負(fù)相關(guān)；人為因素中，F(xiàn)VC 與人口總量呈中度負(fù)相關(guān)，而與牲畜總頭數(shù)呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，說(shuō)明牲畜總頭數(shù)變化對(duì)該區(qū)植被覆蓋變化影響較大。

結(jié)合有關(guān)植被覆蓋時(shí)空演變特征分析，氣候暖干化趨勢(shì)導(dǎo)致干燥程度增加，對(duì)植被生長(zhǎng)不利，推進(jìn)草地退化［27］，因此氣候因素是影響植被覆蓋變化的基本驅(qū)動(dòng)力，而人為因素才是影響植被覆蓋變化的主要原因。研究區(qū)人口數(shù)量的增加，引起經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求和糧食需求量的增加，因此在1977—2000年間過(guò)度發(fā)展畜牧業(yè)，導(dǎo)致畜牧量過(guò)載，引起草地大面積退化；2000年后通過(guò)控制畜牧量和生態(tài)工程的建設(shè)，草原植被覆蓋逐步恢復(fù)，但由于部分地區(qū)存在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)等活動(dòng)，植被覆蓋恢復(fù)較緩，甚至導(dǎo)致下降［28］。

表3 1977－2017年錫林郭勒盟草原植被覆蓋度與各指標(biāo)間相關(guān)性

2.3 植被覆蓋變化預(yù)測(cè)

由上述分析可知，該區(qū)植被覆蓋變化主要受人為因素影響，以保持當(dāng)前人為干預(yù)強(qiáng)度為前提，即保持當(dāng)前的生態(tài)建設(shè)工程及礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)強(qiáng)度不變，通過(guò)CA-Markov模型基于2010和2017年植被覆蓋數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)2025年植被覆蓋狀況。

為了檢驗(yàn)該模型的準(zhǔn)確度，以2000和2010年植被覆蓋數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬2017年植被覆蓋；將模擬數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)做Kappa精度分析，得出總體精度為0.825 3，模擬結(jié)果準(zhǔn)確率較高，說(shuō)明該模型預(yù)測(cè)效果可信，可用于預(yù)測(cè)研究［29］。預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)附圖25和表4。

由附圖25和表4可知，2025年植被覆蓋上升，相較2017年，高植被覆蓋面積變化2 437.97 km2，中植被覆蓋面積變化－28.12 km2，中低植被覆蓋面積變化－2 282.5 km2，低植被覆蓋面積變化－174.84 km2。其中阿巴嘎旗巴彥圖嘎蘇木、伊和高勒蘇木、別力古臺(tái)鎮(zhèn)和錫林浩特市寶力根蘇木、白音庫(kù)倫牧場(chǎng)植被覆蓋增長(zhǎng)較為明顯?？傮w來(lái)說(shuō)，到2025年時(shí)研究區(qū)植被覆蓋將持續(xù)保持上升，除阿巴嘎旗南部和錫林浩特中北部為中低植被覆蓋，其余基本轉(zhuǎn)變?yōu)橹?、高植被覆蓋，比例為73.5%，低植被覆蓋面積非常小，植被覆蓋恢復(fù)較好。

表4 錫林郭勒盟草原植被覆蓋變化預(yù)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論與討論

本文選取錫林郭勒盟中部的錫林浩特市和阿巴嘎旗為研究區(qū)，利用1977—2017 年5 期Landsat遙感影像反演植被覆蓋度，獲得近40 a植被覆蓋時(shí)空變化及其影響因素，并預(yù)測(cè)了2025年植被覆蓋狀況。

（1）在時(shí)間上，該區(qū)植被覆蓋顯示以2000 年為拐點(diǎn)，1977—2000年減少，2000—2017年增加的變化特征。在空間上，研究區(qū)中部植被覆蓋變化最大，而北部和東部變化較小，植被覆蓋變化從中部向外逐漸變小。在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植被覆蓋保持良好狀態(tài)；礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)區(qū)及其周圍草地受到破壞，植被覆蓋下降；城鎮(zhèn)用地的擴(kuò)張對(duì)周邊環(huán)境植被覆蓋變化的影響較小。

（2）氣候暖干化是植被覆蓋變化的基本驅(qū)動(dòng)力，人為影響是導(dǎo)致植被覆蓋退化的主要原因。研究區(qū)中部人為活動(dòng)最為活躍，這也是植被覆蓋變化及敏感性存在的主要原因。畜牧量過(guò)載、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)等會(huì)導(dǎo)致草地退化；控制畜牧量、生態(tài)建設(shè)工程等人為干涉起到了保護(hù)和恢復(fù)草地資源的作用。

（3）預(yù)測(cè)2025 年研究區(qū)植被覆蓋將持續(xù)增長(zhǎng)，中、高植被覆蓋占研究區(qū)面積絕大部分，植被覆蓋保持恢復(fù)狀態(tài)。

本文在分析氣候因素、人為因素對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響時(shí)采用各因素及FVC 平均數(shù)值進(jìn)行相關(guān)系數(shù)計(jì)算，其樣本量較少，具有一定的不確定性；接下來(lái)的研究中應(yīng)尋找更為精確的方法。雖然2025年預(yù)測(cè)結(jié)果顯示研究區(qū)植被覆蓋呈持續(xù)恢復(fù)狀態(tài)，但中、高植被覆蓋面積比例為73.5%，相較于2017 年，僅上升了5.54%；年植被覆蓋度均值也僅從0.538 變?yōu)榱?.562，增長(zhǎng)幅度并不大，恢復(fù)較為緩慢。

中國(guó)高度重視生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。研究區(qū)作為中國(guó)北方典型的干旱—半干旱草原區(qū)，其研究結(jié)論可為相關(guān)地區(qū)開(kāi)展生態(tài)環(huán)境工程提供一定的參考依據(jù)。建議相關(guān)地區(qū)持續(xù)綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，繼續(xù)發(fā)揮主觀能動(dòng)性，加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)力度，并對(duì)草原區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)活動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)把關(guān)，加強(qiáng)廢棄礦區(qū)的植被覆蓋恢復(fù)工作，努力恢復(fù)及保護(hù)草地資源，以期早日建成中國(guó)北方重要的生態(tài)安全屏障。