高鵬文, 阿里木江·卡斯木,2, 趙永玉,圖爾蓀阿依·如孜， 趙禾苗， 哈力木拉提·阿布來提

(1.新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 新疆 烏魯木齊 830054;2.新疆師范大學(xué) 絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心, 新疆 烏魯木齊 830054)

綠洲是干旱區(qū)水系分布不均及空間降水量不平衡共同作用下形成的特殊地理單元[1-3]，因?yàn)橥寥?、濕度、地形等因素的共同影響下，綠洲成為干旱區(qū)內(nèi)對(duì)生命系統(tǒng)承載力較高的，人類生產(chǎn)生活聚集地[4-6]。干旱區(qū)內(nèi)的主要景觀類型是荒漠，而綠洲的出現(xiàn)改變了這種格局，故綠洲化與荒漠化是一個(gè)相互博弈的過程，為防范過渡荒漠化就必須研究綠洲形成的機(jī)理，綠洲擴(kuò)展的方式及驅(qū)動(dòng)力[7-10]。目前國內(nèi)對(duì)于綠洲的研究多在石羊河流域[11]、黑河流域[12]、疏勒河流域[13-14]、艾比湖流域[15]、瑪納斯河流域[16]、和田河流域[17]等，由此可見綠洲大多發(fā)源于大河流域，其研究主要為土地利用變化[18-20]、荒漠化與綠洲化[21-22]、綠洲時(shí)空演變[23]，植被覆蓋度的變化對(duì)于綠洲生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定作用明顯[25]。植被覆蓋度的反演研究對(duì)于區(qū)域內(nèi)土壤、水文及生態(tài)有重要意義[26]。對(duì)于植被覆蓋度的研究國內(nèi)外研究較為深入，也出現(xiàn)了大量研究方法[27]，其中像元二分模型估算植被覆蓋度又是較為常用且有效的方法[28]。因此本文從干旱區(qū)綠洲大背景出發(fā)，利用像元二分模型計(jì)算哈密綠洲植被覆蓋度，從而找尋干旱區(qū)哈密綠洲發(fā)展規(guī)律，分析內(nèi)在驅(qū)動(dòng)因素。哈密綠洲是干旱區(qū)內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的綠洲，因此沒有條件形成大片綠洲群，同時(shí)該地區(qū)為典型的溫帶大陸性氣候，夏季炎熱少雨，冬季寒冷干燥，僅有的哈密河也在21世紀(jì)初下游已經(jīng)干涸，因此探討哈密綠洲的植被覆蓋度變化以此間接了解哈密綠洲生態(tài)環(huán)境狀況，從自然與人文兩個(gè)角度共同探尋哈密綠洲變化的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，為該地區(qū)持續(xù)健康發(fā)展提供理論借鑒。

1 研究區(qū)概況

哈密綠洲位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，也是內(nèi)地省份進(jìn)入新疆的第一片綠洲，屬于哈密市伊州區(qū)行政管轄。哈密綠洲南側(cè)為大片荒漠戈壁，北側(cè)為是東天山南部的洪積扇。因地處干旱區(qū)，屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候。晝夜溫差大，最大日較差26.7 ℃，年均氣溫僅有9.8 ℃，年均降水量僅有33.8 mm，同時(shí)蒸發(fā)量卻高達(dá)3 300 mm，氣候干燥。哈密綠洲內(nèi)有哈密河流經(jīng)，但常年處于干涸狀態(tài)，主要水源由地表水(降水、降雪)和地下水(東天山冰川融化)兩部分提供。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

本研究數(shù)據(jù)主要為3部分： ①遙感影像數(shù)據(jù)。選取了1988，1998，2008年Landsat TM數(shù)據(jù)和2018年的Landsat OLI數(shù)據(jù)(https:∥www.usgs.gov/)，獲取時(shí)間分別為7月24日，8月7日，7月29日及7月20日。再進(jìn)行幾何校正、輻射定標(biāo)、大氣校正等步驟消除大氣對(duì)于植被覆蓋度計(jì)算時(shí)的影響，再對(duì)其拼接裁剪，得到綠洲植被覆蓋度影像。 ②空間數(shù)據(jù)。從資源環(huán)境云平臺(tái)(http:∥www.resdc.cn/)獲取DEM、人口密度、GDP、溫度、降水和土地利用柵格數(shù)據(jù)。統(tǒng)一重采樣至30 m，重分類為5類。 ③基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。從國家地理信息中心獲取1∶100萬的地理信息數(shù)據(jù)，選取道路及水系。先對(duì)獲取的道路與水系兩種矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，依據(jù)研究區(qū)圖裁剪需要的范圍，再對(duì)處理后數(shù)據(jù)做核密度分析。之后再轉(zhuǎn)柵格依據(jù)，同時(shí)重采樣至30 m，最后利用自然斷點(diǎn)法分成5類。

2.2 植被指數(shù)選擇

眾多學(xué)者對(duì)全球40多種植被指數(shù)進(jìn)行了比較，高志海[29]綜合比較結(jié)果顯示歸一化植被指數(shù)(NDVI)與全球環(huán)境監(jiān)測指數(shù)(GEMI)能夠反映民勤綠洲的總體情況，而盛莉[30]等人采用去氣溶膠植被指數(shù)(AFRI)代替NDVI，較為有效地排除了氣溶膠對(duì)植被覆蓋度提取的干擾，并取得了較好的結(jié)果，同時(shí)滑永春[31]等人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)AFRIWIR2在干旱區(qū)內(nèi)對(duì)于植被覆蓋度的提取效果好于AFRISWR1，因此本文選擇AFRISWIR2指數(shù)來提取哈密綠洲植被覆蓋度。

ARVI=(NIR-RB)/(NIR+RB)

(1)

RB=red-γ(blue-red)

(2)

AFRISWIR2=(NIR-0.5WIR2)/

(NIR+0.5SWIR2)

(3)

式中：NRI,red,blue分別為Landsat影像近紅外、紅色、藍(lán)色波段的反射率； γ為大氣光路修訂系數(shù)，取值為1； SWIR2為TM及OLI影像的第7波段。

2.3 像元二分模型

采用像元二分模型估算植被覆蓋度，該模型也是較為簡單實(shí)用且被大量印證過得模型，其原理為：假定有植被覆蓋度與無植被覆蓋度的區(qū)域共為一個(gè)像元S，如全部覆蓋植被則表示Sveg，全部覆蓋土壤則表示Ssoil。由此可得植被覆蓋度公式：

S=Sveg+Ssoil

(4)

通過推到得出基于AFRISWIR2指數(shù)的植被覆蓋度公式：

(5)

式中：FVC為植被覆蓋度； AFRImax，AFRImin表示AFRISWIR2影像中純植被像元值與純裸地像元值。

理論上AFRImin值近似為0，但由實(shí)際地理環(huán)境影響，不同研究區(qū)內(nèi)需依照實(shí)際情況進(jìn)行取值[32-34]。圖1為哈密綠洲AFRISWIR2累計(jì)頻率，分別選擇累計(jì)頻率為10%與95%的值為AFRImin和AFRImax值[26]。

圖1 哈密綠洲去氣溶膠植被指數(shù)AFRISWIR2頻率直方圖與累計(jì)頻率

2.4 植被覆蓋度動(dòng)態(tài)度

研究期內(nèi)哈密綠洲植被覆蓋度不同等級(jí)面積動(dòng)態(tài)變化，可以用動(dòng)態(tài)度表示，具體為：

(6)

式中：T為研究時(shí)間段；Ds，De分別表示研究初期及末期植被覆蓋度面積。在本文表示為綠洲的擴(kuò)張程度，K>0表示綠洲擴(kuò)張，K<0表示綠洲萎縮，K的絕對(duì)值越大表示越劇烈。

2.5 植被覆蓋度分級(jí)

本文依據(jù)國家《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》《草場資源調(diào)查技術(shù)規(guī)范》《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》及《中國荒漠化防治國家報(bào)告》，再結(jié)合朱震達(dá)等人[35]的研究，將哈密綠洲的植被覆蓋度分成5個(gè)等級(jí)，分別是極低植被覆蓋度(覆蓋度<10%)、低植被覆蓋度(覆蓋度10%～30%)、中植被覆蓋度(覆蓋度30%～50%)、中高植被覆蓋度(覆蓋度50%～70%)、高植被覆蓋度(覆蓋度70%～100%)。

2.6 地理探測器

地理探測器是用來度量地理現(xiàn)象及其潛在影響因子關(guān)系的空間分析模型，其不僅能較好的表達(dá)同一區(qū)域內(nèi)的相似性和不同區(qū)域間的差異性，也可解釋自變量X對(duì)因變量Y的解釋強(qiáng)度[36]。

因子探測器可計(jì)算不同因子對(duì)生態(tài)質(zhì)量時(shí)空變化分異性，以及探測其影響程度大小，計(jì)算公式為：

(7)

式中：N為研究區(qū)全部樣本數(shù)；σ2為整個(gè)區(qū)域Y值的離散方差；h為變量Y或因子X的分區(qū)，h=1,2,…,L；L表示分區(qū)數(shù)目；q為綠洲生態(tài)質(zhì)量的空間異質(zhì)性，值域范圍為[0,1]，若分區(qū)是由自變量X生成的，則q值越大表示自變量X對(duì)屬性Y的解釋力越強(qiáng)，反之則越弱。

交互作用探測為判斷不同影響因子之間的交互作用，即評(píng)估因子X1和X2共同作用時(shí)是否會(huì)增加還是減弱對(duì)生境質(zhì)量的解釋力，兩個(gè)因子之間的關(guān)系詳見表1—2。

表1 兩個(gè)自變量對(duì)因變量交互作用的類型

生態(tài)探測用于比較兩兩因子對(duì)生態(tài)質(zhì)量的空間分布的影響是否具有有顯著的差異：

(8)

式中：NX1，NX2分別表示因子X1和X2的樣本數(shù)量； SSWX1，SSWX2分別表示由S和X1形成的分層的層內(nèi)方差之和。

表2 哈密綠洲植被覆蓋度驅(qū)動(dòng)因子

3 結(jié)果與分析

3.1 植被覆蓋度空間變化特征分析

本文利用4期影像計(jì)算哈密綠洲近30 a植被覆蓋度空間變化(圖2)，并對(duì)其進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)(表3)。由此可知4個(gè)時(shí)間段內(nèi)極低覆蓋度面積占比都不足1%；低覆蓋度的面積占比都超過了50%，說明哈密綠洲總體上低植被覆蓋度占主要份額；中覆蓋度與中高覆蓋度從近18 a內(nèi)呈現(xiàn)增長趨勢；高植被覆蓋度呈現(xiàn)先增加后減小的總體趨勢。 ①1988—1998年，極低覆蓋度增加了0.01 km2；而低覆蓋度的面積從1988年的1 150.64 km2降低到1998年的1 049.66 km2，降低了7.39%；中覆蓋度、中高覆蓋度及高覆蓋度面積占比分別增加了0.98%，2.24%和4.18%。同時(shí)從圖2的1988年植被覆蓋度中發(fā)現(xiàn)面積最大的低覆蓋度區(qū)域主要在哈密綠洲的西南部及東北部，且中覆蓋度、中高覆蓋度及高覆蓋度的區(qū)域沿西北—東南方向的條帶狀分布。

圖2 哈密綠洲植被覆蓋度時(shí)空變化

表3 哈密綠洲植被覆蓋度面積統(tǒng)計(jì)

從圖2的1998年的植被覆蓋度圖中可知，中覆蓋度、中高覆蓋度的分布區(qū)域相較于1988年沒有改變。而高覆蓋度變化區(qū)域變化明顯，主要集中在哈密綠洲的西北部及東南部。 ②1998—2008年，極低覆蓋度變化不明顯，低覆蓋度區(qū)域面積從1998年的1 049.66 km2降低到2008年的773.40 km2，降低了276.26 km2，降幅26.36%。中覆蓋度、中高覆蓋度及高度蓋度區(qū)域面積分別增加了79.34，51.54及152.32 km2?？芍谠摃r(shí)間段內(nèi)，低覆蓋度區(qū)域面積變化最大，從圖2的2008年植被覆蓋度發(fā)現(xiàn)，引起該變化的原因是在哈密綠洲的西南部新增了較大的綠洲；同時(shí)高覆蓋度區(qū)域從圖2的2008年植被覆蓋度中可知，主要分布在東部和西部。 ③2008—2018年，極低植被覆蓋度變化依舊不明顯，同時(shí)低植被覆蓋度在該段時(shí)間內(nèi)也僅降低了2.94%，中植被覆蓋度與中高植被覆蓋度面積分別增加了23.91和65.47 km2，而高植被覆蓋度則首次下降，降幅3.61%。從圖2中可知，該段時(shí)間內(nèi)，各植被覆蓋度等級(jí)變動(dòng)較小，僅僅是小區(qū)域環(huán)境下的改動(dòng)，綠洲增加的區(qū)域也僅在原有綠洲的周圍擴(kuò)展，同時(shí)可以看到高植被覆蓋度的變化區(qū)域在綠洲北部接近天山南坡洪積平原前緣的區(qū)域。這說明近10 a哈密綠洲整體變動(dòng)較為穩(wěn)定，綠洲斑塊形狀趨于固定，變動(dòng)也僅是從植被覆蓋度低的區(qū)域向植被覆蓋度高的變化。

3.2 綠洲動(dòng)態(tài)度變化分析

經(jīng)計(jì)算可知哈密綠洲植被覆蓋度動(dòng)態(tài)度(圖3)1988—1998年，從極低覆蓋度到高覆蓋度呈現(xiàn)為先降低后增加的趨勢。1998—2008年，從極低覆蓋度到高覆蓋度表現(xiàn)為先減小后增加再減小再增加的波動(dòng)過程。2008—2018年，從極低覆蓋度到高覆蓋度呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。由此可知3個(gè)時(shí)間段內(nèi)，哈密綠洲植被覆蓋度不同等級(jí)之間出現(xiàn)了3種不同方式的變化，其原因在于前10 a綠洲空間形態(tài)較為穩(wěn)定，而這種穩(wěn)定是由于總體面積不大，變化空間??；中間10 a間哈密綠洲植被覆蓋度不同等級(jí)之間面積變化最為劇烈，該過程拌隨著不同植被覆蓋度等級(jí)之間相互轉(zhuǎn)化；最近的10 a間，綠洲空間形態(tài)也較為穩(wěn)定，而該穩(wěn)定是因?yàn)榭傮w面積擴(kuò)大，現(xiàn)有綠洲基本框架基本形成所導(dǎo)致的。分析發(fā)現(xiàn)，3個(gè)時(shí)期內(nèi)極低覆蓋度的動(dòng)態(tài)度先增加后減少，但結(jié)合表1可知，3個(gè)時(shí)期內(nèi)該等級(jí)的面積基本沒變；低覆蓋度區(qū)域面積的動(dòng)態(tài)度均為負(fù)值，表明3個(gè)時(shí)期中低覆蓋度區(qū)域面積始終在減小，且降幅呈現(xiàn)為先增加后減小趨勢。起因在于前10 a內(nèi)低覆蓋度區(qū)域面積減小較少，而在中間10 a內(nèi)該區(qū)域面積變化最為劇烈，在近10 a變化較小；中覆蓋度區(qū)域面積動(dòng)態(tài)度與中高覆蓋度區(qū)域在3個(gè)時(shí)期內(nèi)變化一致，均為正向變化，表明面積都在增加，且增加幅度均表現(xiàn)為先增加后降低。但中高覆蓋度比中覆蓋度區(qū)域增幅大；高覆蓋度區(qū)域的動(dòng)態(tài)度在前兩個(gè)時(shí)期內(nèi)增速最大，但在近10 a內(nèi)為負(fù)方向增長，表明高覆蓋度區(qū)域面積在近10 a降幅較大。

圖3 哈密綠洲植被覆蓋度動(dòng)態(tài)度

3.3 哈密綠洲植被覆蓋度空間轉(zhuǎn)移分析

為探究哈密綠洲內(nèi)部不同植被覆蓋度之間的相互轉(zhuǎn)化，及判斷哈密綠洲近30 a變化階段，本文對(duì)4期數(shù)據(jù)做植被覆蓋度轉(zhuǎn)移矩陣(表4—6)。從表4可知，1988—1998年低覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)出到中覆蓋度、中高覆蓋度及高覆蓋度區(qū)域的面積分別為71.03，31.70及20.21 km2，轉(zhuǎn)出面積占比為10.68%。由此可知1988年低覆蓋度區(qū)域89.32%都轉(zhuǎn)入到1998年的低覆蓋度區(qū)域，也表明該時(shí)間段內(nèi)低覆蓋度區(qū)域面積基本沒有轉(zhuǎn)變。中覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)入低覆蓋度區(qū)域面積占比19%，轉(zhuǎn)入中高覆蓋度區(qū)域面積所占比例30%，轉(zhuǎn)入高覆蓋度區(qū)域面積所占比例17%，而沒有轉(zhuǎn)出的面積占比為33%。由此可知，中覆蓋度區(qū)域向覆蓋度更高的區(qū)域轉(zhuǎn)入比例47%，所以中覆蓋度區(qū)域在1988—1998年主要向更高的覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)變。中高覆蓋度及高覆蓋度區(qū)域也主要是轉(zhuǎn)入到高覆蓋度區(qū)域內(nèi)。因此總體上，在1988—1998年除低覆蓋度區(qū)域主要轉(zhuǎn)出區(qū)域?yàn)樽陨淼燃?jí)植被覆蓋度區(qū)域外，其他等級(jí)的植被覆蓋度區(qū)域均向比自身更高的區(qū)域轉(zhuǎn)變。但轉(zhuǎn)出的面積較小，不同植被覆蓋度等級(jí)之間的轉(zhuǎn)化不夠顯著，轉(zhuǎn)化強(qiáng)度較低。由表5可知，1998—2008年低覆蓋度的區(qū)域沒有轉(zhuǎn)出的面積有765.83 km2，占比73%，而轉(zhuǎn)入到中覆蓋度區(qū)域、中高覆蓋度及高覆蓋度的區(qū)域面積分別為135.48，67.87及80.13 km2，所占比例分別為12%，6%及7%。由此可知低覆蓋度區(qū)域在該時(shí)間段內(nèi)變化最劇烈，轉(zhuǎn)出面積在各等級(jí)覆蓋度中最多。因此可說明哈密綠洲在該時(shí)間段內(nèi)植被覆蓋度的變化主要是低覆蓋度區(qū)域向更高等級(jí)覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)變，低覆蓋度區(qū)域成為哈密綠洲擴(kuò)展的主要源地。從圖3的1998和2008年兩期植被覆蓋度圖中可以發(fā)現(xiàn)，低覆蓋度區(qū)域減少的區(qū)域集中在哈密綠洲的西南部區(qū)域。中覆蓋度區(qū)域及中高覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)入到比自身高一個(gè)等級(jí)的面積占比也分別31%及55%。究其原因在于哈密綠洲中部的伊州區(qū)城區(qū)內(nèi)的植被變化較為復(fù)雜，城區(qū)周圍的植被覆蓋度也變化較為活躍，因?yàn)樵谠摃r(shí)間段內(nèi)哈密綠洲在西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施影響下農(nóng)業(yè)及工業(yè)的大力發(fā)展。因此總體上在該時(shí)間段內(nèi)，哈密綠洲植被覆蓋度總體是從低覆蓋度區(qū)域向更高覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)變。也正是這種不同覆蓋度等級(jí)之間的轉(zhuǎn)變，基本形成了現(xiàn)在哈密綠洲的框架。由此可認(rèn)為1988—2008年是哈密綠洲快速擴(kuò)展時(shí)期，是形成現(xiàn)在綠洲框架的關(guān)鍵時(shí)期。由表6可知，2008—2018年低植被覆蓋區(qū)域無轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)出的區(qū)域僅占10%。中覆蓋度區(qū)域既向低覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)變，也向高覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)入，該等級(jí)轉(zhuǎn)出的區(qū)域占比60%，但主要轉(zhuǎn)出依舊是中覆蓋度區(qū)域。中高覆蓋度為變動(dòng)的面積68.08 km2，轉(zhuǎn)入高覆蓋度、中覆蓋度及低覆蓋度的面積分別是31.93，44.33,10.14 km2。由此可知中高覆蓋度主要的變動(dòng)還是該區(qū)域。高覆蓋度轉(zhuǎn)出高覆蓋度、中高覆蓋度、中覆蓋度的面積占比分別為46%，37%，10%。綜上所知，在2008—2018年內(nèi)哈密綠洲的植被覆蓋度各等級(jí)都未發(fā)生較大規(guī)模的轉(zhuǎn)出入情況，所以改時(shí)間段內(nèi)哈密綠洲總體擴(kuò)展較為緩慢，即哈密綠洲空間格局并非在該時(shí)間段內(nèi)形成，而是在2008年前已完成該過程，但已形成的綠洲內(nèi)部各等級(jí)之間的轉(zhuǎn)化成為最劇烈的時(shí)期。

表4 哈密綠洲1988-1998年植被覆蓋度轉(zhuǎn)移矩陣km2

表5 哈密綠洲1998-2008年植被覆蓋度轉(zhuǎn)移矩陣km2

表6 哈密綠洲2008-2018植被覆蓋度轉(zhuǎn)移矩陣km2

4 驅(qū)動(dòng)力分析

由因子探測的結(jié)果可知(表7)，所選的8個(gè)生態(tài)因子均通過了p值小于0.05的顯著性檢驗(yàn)。且不同因子的決定力q值普遍較高。q值從大到小排序依次為：土地利用>GDP>人口密度>降水>溫度>道路>水系>坡度。

由此可知土地利用變化是引起綠洲植被覆蓋度變化的第一影響因子，第二影響因素是人口密度與GDP，然后是溫度與降水，最后是水系及道路網(wǎng)絡(luò)的影響。表明干旱區(qū)哈密綠洲植被覆蓋度變化的主要驅(qū)動(dòng)因素是土地利用類型。由于綠洲是基于人類活動(dòng)在干旱區(qū)的產(chǎn)物，受自然因素如降水、氣溫、坡度等影響的同時(shí)，人類活動(dòng)也對(duì)其產(chǎn)生更為深刻的影響。哈密綠洲發(fā)展過程受人口密度、道路等人工設(shè)施的建設(shè)影響較大。哈密綠洲內(nèi)人口密度與GDP的貢獻(xiàn)率明顯高于溫度與降水，而土地利用類型是主導(dǎo)因子。自然因子與人類活動(dòng)對(duì)于不同時(shí)間尺度上對(duì)綠洲演化起著不同的作用。表明在研究期內(nèi)哈密綠洲，人為因素對(duì)植被覆蓋度狀況的影響遠(yuǎn)高于自然因素。隨著西部大開發(fā)的實(shí)施，新疆城鎮(zhèn)發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)程穩(wěn)步加快，人類活動(dòng)對(duì)地表影響日益深刻，由此造成綠洲植被覆蓋度變化劇烈。

表7 哈密綠洲植被覆蓋度的因子探測結(jié)果

從交互探測(表8)可知，坡度∩道路(0.209)、坡度∩河流(0.184)、道路∩溫度(0.465)和道路∩河流(0.417)(帶*)為非線性增強(qiáng)，其余為雙因子增強(qiáng)。而在因子探測中坡度(0.056)與道路(0.122)的解釋力最低，說明經(jīng)過交互探測，坡度與道路對(duì)于綠洲植被覆蓋度的解釋力有大幅提升。其他雙因子增強(qiáng)按解釋力大小排序?yàn)椋和恋乩谩蒅DP(0.791)>土地利用∩人口(0.787)>土地利用∩降水(0.784)>土地利用∩溫度(0.752)>土地利用∩河流(0.687)>土地利用∩道路(0.685)>土地利用∩坡度(0.666)，其他因子交互探測值均小于0.65?？芍恋乩门c其他因子交互探測后解釋力均大于原來單因子探測的結(jié)果，同時(shí)土地利用對(duì)于哈密綠洲植被覆蓋度有及其重要意義。

綜上分析說明不同類型的土地利用方式直接決定了該區(qū)域內(nèi)綠洲植被覆蓋度，當(dāng)然其他自然與人文因子對(duì)哈密綠洲植被覆蓋度有間接影響作用。生態(tài)探測(表8)可知，河流與坡度、河流與道路、溫度與道路以及道路與坡度，表現(xiàn)為無顯著差異，而其他因子之間的生態(tài)探測均表現(xiàn)出顯著差異。

表8 哈密綠洲植被覆蓋度的交互探測與生態(tài)探測結(jié)果

5 討 論

5.1 哈密綠洲擴(kuò)展階段

綠洲擴(kuò)展階段主要分為前中后期3個(gè)階段[37]，前期主要是綠洲主體內(nèi)部的填充，中期為向外拓展，后期為穩(wěn)定擴(kuò)展階段[38]。本文首次定義了哈密綠洲的發(fā)展階段，其中哈密綠洲在前期(1988—1998年)總體植被覆蓋度較低，且覆蓋度較好的區(qū)域都相對(duì)集中，不同等級(jí)的覆蓋度相互轉(zhuǎn)化的強(qiáng)度較低，屬于綠洲低強(qiáng)度穩(wěn)定期[39]；中期(1998—2008年)屬于極度擴(kuò)張期，在該時(shí)期哈密綠洲面積增幅高達(dá)85%，同時(shí)不同等級(jí)的覆蓋度區(qū)域內(nèi)相互轉(zhuǎn)化的強(qiáng)度較高，高覆蓋度及中高覆蓋度區(qū)域轉(zhuǎn)入的貢獻(xiàn)率最高的是低覆蓋度區(qū)域，同時(shí)由于該時(shí)期快速擴(kuò)展，初步形成了哈密綠洲現(xiàn)在的基本框架[40]；后期(2008—2018年)屬于高強(qiáng)度穩(wěn)定期，在該時(shí)期內(nèi)綠洲面積擴(kuò)展較慢，但中覆蓋度、中高覆蓋度及高覆蓋度區(qū)域之間的相互轉(zhuǎn)移最為劇烈，該定義過程與劉亞文[5]對(duì)吐魯番綠洲、魯暉[41]對(duì)民勤綠洲、廖杰[42]對(duì)黑河綠洲階段劃分一致。

5.2 哈密綠洲植被覆蓋度影響因素

干旱區(qū)綠洲擴(kuò)展主要表現(xiàn)為人工綠洲的擴(kuò)展，對(duì)植被覆蓋度的分析可量化人工綠洲擴(kuò)展[43]。植被覆蓋度變化影響因素的研究較多，在干旱區(qū)內(nèi)不同區(qū)域影響因素差異較大，當(dāng)綠洲內(nèi)有徑流量較大的河流存在時(shí)，河流與鹽漬化的影響較大[44-45]。王耀斌等人[46]認(rèn)為綠洲面積的波動(dòng)受制于農(nóng)業(yè)綠洲灌溉情況。當(dāng)然河道變遷和水位變化是綠洲植被覆蓋度變化的另一個(gè)重要原因。進(jìn)入到哈密綠洲發(fā)展中期，哈密河水位降低明顯同時(shí)在其周圍的植被及作物減少。在綠洲進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，人為影響速率明顯強(qiáng)于自然影響速率[47]。本文從地理探測器交互探測得到哈密綠洲植被覆蓋度影響因素中人類活動(dòng)的影響更大，而這一結(jié)果與劉亞文[5]對(duì)同屬東疆區(qū)域的吐魯番綠洲分析相同。本文也存在諸多不足之處，對(duì)哈密綠洲植被覆蓋度變化方向沒有實(shí)現(xiàn)定量化的度量。同時(shí)本文僅用一種中等分辨率遙感類型數(shù)據(jù)，今后對(duì)哈密綠洲研究中還需要加入多種數(shù)據(jù)源，并提高數(shù)據(jù)的空間分辨率，以此達(dá)到更加精細(xì)化的效果。

6 結(jié) 論

(1) 近30 a內(nèi)，哈密綠洲總體上低植被覆蓋度占主要份額；中覆蓋度與中高覆蓋度從近18 a內(nèi)呈現(xiàn)增長趨勢；高植被覆蓋度呈現(xiàn)先增加后減小的總體趨勢。

(2) 哈密綠洲從植被覆蓋度分析，(1988—1998年)屬于綠洲低強(qiáng)度穩(wěn)定期；(1998—2008年)屬于極度擴(kuò)張期，形成了現(xiàn)在哈密綠洲基本框架；(2008—2018年)屬于高強(qiáng)度穩(wěn)定期。

(3) 土地利用類型變化是造成哈密綠洲植被覆蓋度變化的直接原因，同時(shí)在近30 a內(nèi)，人為因素對(duì)哈密綠洲植被覆蓋度狀況的影響遠(yuǎn)高于自然因素。