王守梅 劉雨先 龔熊波 楊波

摘 要：以萬(wàn)源市為研究區(qū)，基于Landsat影像，運(yùn)用一元線(xiàn)性回歸和三維景觀(guān)指數(shù)分析1996—2019年該區(qū)植被覆蓋度時(shí)空格局，并采用地形差異修正指數(shù)和疊置分析探討影響植被覆蓋度產(chǎn)生變化的自然因素和人為因素。結(jié)果表明：（1）萬(wàn)源市植被覆蓋度整體較高，年際變化趨勢(shì)上植被覆蓋度的增加區(qū)域明顯大于減少區(qū)域。（2）景觀(guān)格局總體呈現(xiàn)多樣性指數(shù)下降、聚散性指數(shù)上升、景觀(guān)異質(zhì)性降低、各植被類(lèi)型連接性增強(qiáng)等特征。（3）植被覆蓋度受地形影響明顯，與高程、坡度呈正相關(guān)。在高程<400m、坡度<8°區(qū)域植被減少呈優(yōu)勢(shì)分布，在高程1000～1200m、坡度25°～35°區(qū)域植被增加類(lèi)型呈優(yōu)勢(shì)分布。（4）萬(wàn)源市植被覆蓋增加主要由耕地、草地轉(zhuǎn)為林地引起，建設(shè)用地占用是導(dǎo)致植被覆蓋度降低的重要因素。

關(guān)鍵詞：植被覆蓋度;三維景觀(guān)格局;地形因子;土地利用;萬(wàn)源市

中圖分類(lèi)號(hào) Q948;TP79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）05-0132-08

Abstract： Taking Wanyuan City as the research area， based on Landsat data， methods such as linear regression slope， and three-dimensional landscape index were used to analyze the temporal and spatial changes of vegetation coverage in the study area from 1996 to 2019. The terrain difference correction index and overlay analysis method was used to explore the impact of terrain factors and land use changes on vegetation coverage. The results showed that： （1） The vegetation coverage of Wanyuan City is generally relatively high. In terms of the inter-annual change trend， the spatial increase area of vegetation coverage is significantly larger than the decrease area. （2） The overall change of landscape pattern shows a decline in diversity index， an increase in aggregation index， and a different landscape. Quality is reduced， and the connectivity of vegetation types is enhanced. （3） The vegetation coverage is obviously affected by the terrain， and is positively correlated with elevation and slope. When the elevation is less than 400m and the slope is less than 8°， the vegetation reduction is predominantly distributed. When the elevation is between 1000m and 1200m and the slope is less than between 25°and 35°， the vegetation increase types is predominantly distributed. （4） The increase in vegetation coverage in Wanyuan City is mainly caused by the conversion of cultivated land to woodland and grassland. The occupation of construction land is an important factor in the decrease in vegetation coverage.

Key words： Vegetation coverage; Three-dimensional landscape pattern; Topographic factor; Land use; Wanyuan City

植被覆蓋度是指植被冠層在地面上的垂直投影面積與土地總面積的百分比[1]，是反映生態(tài)環(huán)境狀況的重要參數(shù)。植被覆蓋變化監(jiān)測(cè)以及生態(tài)環(huán)境變化與人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系已成為學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)不同城市[2-4]、流域[5， 6]、地貌[7-9]、礦區(qū)[10，11]、植被類(lèi)型區(qū)[12，13]的植被覆蓋度時(shí)空變化特征及其影響因素開(kāi)展了大量研究。在時(shí)空變化特征方面，常用的方法主要有圖像差值法[14，15]、趨勢(shì)分析方法[10]、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[16]、Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)[3， 17]、景觀(guān)格局分析[18-22]等。景觀(guān)格局分析是景觀(guān)生態(tài)學(xué)的主要分析方法，目前越來(lái)越多的學(xué)者將其應(yīng)用于植被覆蓋度的研究中，如王新闖[18]、蘇艷琴[19]、裴志方[20]、王靜[21]、高彥俊[22]等分別以河南省、福建省沙縣、寧夏市、京津冀地區(qū)、白龍江流域?yàn)檠芯繀^(qū)，進(jìn)行了植被覆蓋度景觀(guān)格局分析。然而植被覆蓋的景觀(guān)格局分析多數(shù)采用基于遙感影像投影而來(lái)的二維景觀(guān)指數(shù)，其景觀(guān)異質(zhì)性主要來(lái)源于鳥(niǎo)瞰圖，在地形復(fù)雜的山地地區(qū)，忽略高程和地形因子的三維空間特性，使得獲取到的景觀(guān)斑塊面積和周長(zhǎng)低于實(shí)際的斑塊面積和周長(zhǎng)。同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力要素研究方面，已有研究結(jié)果表明植被覆蓋度的時(shí)空變化不僅受到氣候變化[7，23，24]的影響，也受到地形[8，25-27]及人類(lèi)活動(dòng)干擾[2，11，28]的影響。其中，地形作為影響植被分布的最基本生境因子，通過(guò)外部形態(tài)影響氣溫、降水等氣候條件的空間差異，并在一定程度上影響人類(lèi)活動(dòng)，從而影響植被的空間分布格局[27]。萬(wàn)源市地處大巴山腹心地帶，地形復(fù)雜，植被覆蓋度變化情況往往受地形影響產(chǎn)生空間異質(zhì)性，因此研究地形因子與植被覆蓋度變化的關(guān)系可以很好地揭示植被覆蓋度的地域分布規(guī)律。

秦巴山地是我國(guó)南北地理分界線(xiàn)、溫帶和亞熱帶氣候過(guò)渡區(qū)、物種多樣性和生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，一直屬于生態(tài)環(huán)境變化研究的熱點(diǎn)區(qū)，不少學(xué)者對(duì)這一區(qū)域進(jìn)行了大量的研究[7，29-31]，但多集中于秦嶺地區(qū)，而關(guān)于秦巴山區(qū)南部的大巴山區(qū)域的植被狀況研究較少，因此對(duì)大巴山區(qū)域植被狀況及其相關(guān)地理要素進(jìn)行調(diào)查和分析，對(duì)于秦巴山區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究基于Landsat數(shù)據(jù)，選用像元二分模型獲取萬(wàn)源市植被覆蓋度數(shù)據(jù)，采用線(xiàn)性回歸斜率法和三維景觀(guān)格局法對(duì)近23年變化狀況進(jìn)行綜合評(píng)估，并結(jié)合DEM數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)剖析地形和土地利用變化對(duì)植被覆蓋度的影響，以期為植被監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 萬(wàn)源市地理位置位于107°28′～108°31′E、30°39′～32°20′N(xiāo)，地處川、陜、渝三省交界處，是中國(guó)南北氣候分界線(xiàn)和嘉陵江、漢江分水嶺，全區(qū)總面積4065km2。該區(qū)氣候溫暖濕潤(rùn)、季節(jié)分明，多年平均氣溫14.7℃，多年平均降水量為1244mm，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，由于地形高差懸殊，垂直氣候特征明顯。境內(nèi)大部分區(qū)域?qū)偕降氐匦?，海拔?55～2419m，相對(duì)高差近2000m，地勢(shì)東南高、西北低。全區(qū)植被類(lèi)型豐富多樣，主要植被類(lèi)型有常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林、混交林、灌木和草叢草甸等，土壤類(lèi)型主要以黃棕壤、黃褐土、棕壤、石灰土、紫色土、水稻土、黃壤為主。研究區(qū)位置如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理 遙感數(shù)據(jù)分別采用1996年、2000年、2009年的Landsat TM數(shù)據(jù)以及2016年和2019年Landsat OLI數(shù)據(jù)（分辨率30m），數(shù)據(jù)軌道號(hào)為127/038，云量小于10%，來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（http：//earthexplorer.usgs.gov/）。7—8月是植被監(jiān)測(cè)最佳季節(jié)，但研究區(qū)夏季云霧覆蓋大，較難在每個(gè)階段內(nèi)獲取質(zhì)量較好的影像，因此綜合考慮天氣、云量、時(shí)間等因素，將遙感影像的成像時(shí)間擴(kuò)展到6—8月。采用ENVI5.3對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、裁剪等預(yù)處理。土地利用數(shù)據(jù)是基于Landsat TM/OLI影像提取，以監(jiān)督分類(lèi)中最大似然分類(lèi)器提取基年（1996）和末年（2019）土地利用類(lèi)型，根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》（GB/T 21010—2007）標(biāo)準(zhǔn)，分為耕地、林地、草地、水體以及建筑用地5大類(lèi)。1996年、2019年土地利用總體分類(lèi)精度分別為97.45%、94.96%，Kappa系數(shù)分別為0.93、0.90（圖2）。數(shù)字高程模型（DEM）屬于下載于地理空間數(shù)據(jù)云的ASTER GDEMV2數(shù)據(jù)，分辨率為30m。運(yùn)用ArcGIS 10.3軟件進(jìn)行三維表面積和表面周長(zhǎng)計(jì)算，并生成高程、坡度數(shù)據(jù)。結(jié)合萬(wàn)源市高程分布狀況，以200m為間隔等間距劃分方法將高程劃分為11個(gè)等級(jí)[32]（圖3a），根據(jù)水土流失調(diào)查常用的8°法作為區(qū)別斜坡和緩坡界線(xiàn)的依據(jù)[26]，將坡度劃分為6級(jí)：<5°、5°～8°、8°～15°，15°～25°、25°～35°、>35°（圖3b）。

1.3 研究方法

1.3.1 植被覆蓋度計(jì)算 采用基于歸一化植被指數(shù)（NDVI）的像元二分模型估算研究區(qū)植被覆蓋度[33]，其計(jì)算公式為：

式中：VFC為植被覆蓋度（%）;NDVIsoil為純裸土覆蓋信息的NDVI值;NDVIveg為純植被覆蓋信息的NDVI值。NDVIsoil和NDVIveg是模型的關(guān)鍵，依據(jù)萬(wàn)源市圖像質(zhì)量與實(shí)際情況將[0.5%，99.5%]設(shè)定為置信區(qū)間，取所有NDVI值中累計(jì)概率為0.5%的值為NDVI最小值，累積概率為99.5%的值為NDVI最大值。

基于相關(guān)文獻(xiàn)[23]，結(jié)合萬(wàn)源市植被覆蓋分布情況，采用相等間隔將植被覆蓋度劃分為5級(jí)：低植被覆蓋（Ⅰ級(jí)，0

1.3.2 一元線(xiàn)性回歸分析 采用一元線(xiàn)性回歸分析法，逐像元計(jì)算1996—2019年植被覆蓋度的變化斜率，以反映植被覆蓋度隨時(shí)間的變化特征。對(duì)所取的斜率利用相關(guān)系數(shù)R在95%的置信水平上作顯著性檢驗(yàn)。相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法是專(zhuān)門(mén)針對(duì)一元線(xiàn)性回歸擬合使用的一種顯著性檢驗(yàn)法，其本質(zhì)和F檢驗(yàn)法一致[27]?；貧w方程斜率及相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)公式如下：

式中：θ為回歸方程的斜率;Xi為第i年的植被覆蓋度值;n為監(jiān)測(cè)年數(shù)，本研究中n=5;i表示監(jiān)測(cè)年份，i=1，2…n;R為相關(guān)系數(shù);F為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量;U為回歸平方和;Q為殘差平方和。

1.3.3 三維景觀(guān)格局指數(shù) 三維景觀(guān)格局指數(shù)是指在二維景觀(guān)指數(shù)基礎(chǔ)上，將含有三維表面信息的表面面積和表面周長(zhǎng)帶入到各景觀(guān)指數(shù)表達(dá)式中，并替代原有的面積和周長(zhǎng)，即可得到三維景觀(guān)格局指數(shù)。三維景觀(guān)格局指數(shù)計(jì)算參照已有計(jì)算方法[34，35]進(jìn)行。首先利用DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行三角形算法和滑框算法運(yùn)算，利用公式（5）和公式（6）計(jì)算出每個(gè)柵格的表面面積和表面周長(zhǎng)。隨后利用該方法計(jì)算出的研究區(qū)柵格表面面積和表面周長(zhǎng)與轉(zhuǎn)為矢量格式的植被覆蓋度等級(jí)圖進(jìn)行疊合，在A(yíng)rcGIS 10.3軟件中分斑塊提取與之對(duì)應(yīng)的柵格表面面積和表面周長(zhǎng)，從而獲得各斑塊的表面面積和表面周長(zhǎng)。最后將斑塊表面周長(zhǎng)和表面面積代入各景觀(guān)指數(shù)的表達(dá)式中，即可算出三維景觀(guān)格局指數(shù)。

式中：As為表面面積;Ds為表面周長(zhǎng);c為像元尺寸;Si為第i塊像元的坡度;ai是第i塊像元中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)的相對(duì)海拔高度差;n為像元個(gè)數(shù)。

根據(jù)研究需要分別從類(lèi)型水平和景觀(guān)水平進(jìn)行景觀(guān)指數(shù)選取。類(lèi)型水平上選取平均斑塊面積（MPS）、斑塊密度（PD）、邊緣密度（ED）、景觀(guān)形狀指數(shù)（LSI）、平均斑塊分維數(shù)（MPFD）。景觀(guān)水平上選取香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHEI）、蔓延度指數(shù)（CONTAG）。由于蔓延度指數(shù)與三維表面面積和表面周長(zhǎng)無(wú)關(guān)，主要用來(lái)反映整體景觀(guān)聚散狀況，因此采用Fragstats 4.2軟件[36]計(jì)算得出。

1.3.4 地形差異修正系數(shù) 地形差異修正系數(shù)（k）是用來(lái)消除各地形因子條件下因地形絕對(duì)面積不同而引起的植被恢復(fù)評(píng)價(jià)的不確定性[26]。計(jì)算公式為：

式中：?V為某植被變化類(lèi)型的總面積;?vi為某一植被變化類(lèi)型在特定地形因子（某一高程、坡度范圍）條件下所占的面積;S為整個(gè)研究區(qū)總面積;Ti為特定地形因子的面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被覆蓋度時(shí)空格局特征

2.1.1 植被覆蓋度空間分布 依據(jù)像元二分模型以及上述分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)得到萬(wàn)源市5個(gè)時(shí)期不同等級(jí)植被覆蓋度圖，并利用不同年份的植被覆蓋度合成得到萬(wàn)源市多年平均植被覆蓋度圖（圖4）。由圖4可知，植被覆蓋度的空間格局呈現(xiàn)出北部和中部高、南部低的分布特征。中部黑寶山林場(chǎng)、西北地區(qū)以及北部的花萼山、八臺(tái)山風(fēng)景區(qū)、龍?zhí)逗泳皡^(qū)東側(cè)等地區(qū)植被覆蓋度較高，屬于高植被覆蓋區(qū);中高、中等植被覆蓋度分布在高植被覆蓋度的邊緣地帶，主要位于西南部和東南部等海拔較低的低山地區(qū);中低和低植被覆蓋占研究區(qū)面積較少，呈條狀或零星狀分布于山間河谷地區(qū)。

由表1可知，5種植被覆蓋類(lèi)型中，高植被覆蓋度所占比例最大，5個(gè)時(shí)期的高植被覆蓋度分別占研究區(qū)的63.89%、68.91%、77.73%、80.24%、91.28% ，反映了萬(wàn)源市植被覆蓋狀況良好。結(jié)合植被類(lèi)型和土地利用類(lèi)型圖，可以發(fā)現(xiàn)高植被覆蓋區(qū)主要分布常綠闊葉林，落葉闊葉林及混交林等林地;中等植被覆蓋區(qū)和中高植被覆蓋區(qū)主要分布在農(nóng)田、草地以及灌木林等地區(qū);中低和低植被覆蓋區(qū)主要土地利用類(lèi)型以水體，建筑用地以及部分農(nóng)田為主。

2.1.2 植被覆蓋度年際變化趨勢(shì) 利用線(xiàn)性回歸趨勢(shì)分析法，運(yùn)用ArcGIS 10.3軟件逐像元計(jì)算23年的植被覆蓋度的年際變化趨勢(shì)（圖5a）和顯著性檢驗(yàn)（圖5b）。參照已有的研究成果[10]，對(duì)研究區(qū)植被覆蓋變化斜率進(jìn)行重分類(lèi)，并統(tǒng)計(jì)得到了植被覆蓋不同變化趨勢(shì)類(lèi)型的面積百分比（表2）。由圖5及表2可知，1996—2019年輕微增加和明顯增加面積分別為1571.66km2和649.06km2，整體增加區(qū)域占研究區(qū)面積的54.74%，其中41.56%的區(qū)域呈顯著性增加。植被覆蓋度增加的區(qū)域主要分布在研究區(qū)官渡鎮(zhèn)—萬(wàn)源市城區(qū)太平鎮(zhèn)—白沙鎮(zhèn)一帶地區(qū)以及南部等區(qū)域。植被覆蓋度基本不變的區(qū)域占研究區(qū)總面積的40.54%，空間分布相對(duì)集中，主要分布在西北和東北部等山地地區(qū)。植被覆蓋呈逐年降低趨勢(shì)區(qū)域占4.7%，其中僅有0.4%的區(qū)域呈顯著性降低，主要分布在萬(wàn)源市城區(qū)和農(nóng)村居民點(diǎn)等城鎮(zhèn)建設(shè)用地地區(qū)及其沿河區(qū)域，主要由城鎮(zhèn)建筑用地?cái)U(kuò)張引起。相對(duì)而言，研究區(qū)地表植被增加的區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植被減少的區(qū)域。

2.2 植被覆蓋度的三維景觀(guān)格局分析 利用三維景觀(guān)格局指數(shù)定量分析地形復(fù)雜的山地地區(qū)植被覆蓋度景觀(guān)格局變化特征，結(jié)果如圖6所示。從類(lèi)型層面來(lái)看，1996—2019年中等和中低植被覆蓋MPS在0.17～0.21和0.18～0.33，基本保持不變，而PD降低，說(shuō)明中等和中低植被覆蓋破碎度增加;高植被覆蓋在所有植被覆蓋類(lèi)型中MPS增長(zhǎng)幅度最大，而PD下降快，說(shuō)明該植被覆蓋類(lèi)型破碎化程度低，空間分布更加集中;中高植被覆蓋MPS波動(dòng)性降低，中高植被覆蓋MPS先增加后降低，PD呈現(xiàn)降低—增加—降低變化趨勢(shì)，2009年其破碎化程度達(dá)到最低，之后破碎化程度迅速增加;低植被覆蓋MPS在近20年間略微降低，PD增加，說(shuō)明近20年間低植被覆蓋破碎化程度增加。除低植被覆蓋外，其余各等級(jí)植被覆蓋類(lèi)型ED和LSI均隨時(shí)間變化出現(xiàn)不同程度的降低，說(shuō)明研究區(qū)低植被覆蓋景觀(guān)形狀變得更加復(fù)雜，其他植被類(lèi)型邊界形狀變得平直、規(guī)則，其復(fù)雜性和異構(gòu)性降低?；诿恳话邏K形狀復(fù)雜程度的各植被覆蓋類(lèi)型MPFD均接近于1，其中低植被覆蓋類(lèi)型MPFD略有增加。

從景觀(guān)層面來(lái)看，1996—2019年SHDI和SHEI均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，分別從0.84和0.82下降到0.66和0.41，這說(shuō)明2019年各植被覆蓋類(lèi)型的面積比例差異增加，整體景觀(guān)異質(zhì)程度降低，這與研究區(qū)高植被覆蓋面積占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位的實(shí)際情況相符合。而CONTAG呈增加趨勢(shì)，從1996年的54.99%增加至2019年的80.19%。在各植被覆蓋類(lèi)型斑塊數(shù)量不變的情況下，各植被覆蓋類(lèi)型的連接性增加，小斑塊逐漸融合成大斑塊，景觀(guān)斑塊延展性提高，分布混雜。

2.3 植被覆蓋度的影響因素

2.3.1 地形因子對(duì)植被覆蓋度的影響 將不同年份的植被覆蓋度圖和植被變化類(lèi)型圖與地形因子進(jìn)行疊加分析，通過(guò)統(tǒng)計(jì)植被覆蓋度均值、k值、植被變化類(lèi)型面積比3個(gè)指標(biāo)，分析地形對(duì)植被覆蓋度及其年際變化的影響。

（1）海拔。由圖7a可知，植被覆蓋度均值隨著高程的增加表現(xiàn)出明顯的變化特征。<400m的高程內(nèi)，植被覆蓋度較低，在0.4左右;400～600m高程內(nèi)，植被覆蓋度隨高程增加上升幅度較大;600～1600m高程區(qū)內(nèi)，植被覆蓋度呈緩慢上升趨勢(shì);>1600m的高程內(nèi)，植被覆蓋度隨高程增加基本保持不變，穩(wěn)定在0.9左右。將5期植被覆蓋度分別與高程進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為0.82、0.79、0.73、0.73、0.58，呈較高的正相關(guān)性。由圖7b可知，植被變化類(lèi)型在不同高程中的k值表現(xiàn)為：植被減少型隨高程增加先快速降低后基本保持不變，在<400m高程區(qū)域內(nèi)為優(yōu)勢(shì)分布（k=4.97），在1000m左右k值迅速降低至1以下，為非優(yōu)勢(shì)分布;植被不變型隨高程變化呈現(xiàn)出先減少后迅速增加趨勢(shì)，在1400m以上區(qū)域內(nèi)為優(yōu)勢(shì)分布;植被增加型與植被不變型的變化趨勢(shì)相反，呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，在1000～1200m區(qū)域內(nèi)為優(yōu)勢(shì)分布（12200m區(qū)域內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定值，為93%左右;植被增加型在600～1200m內(nèi)所占比例最高，面積比大于50%，是該高程內(nèi)主要的植被變化類(lèi)型;植被減少型僅在<400m高程內(nèi)所占面積較大，為23.47%，其余高程內(nèi)所占比例均較低，最低值為0.72%。綜上所述，植被覆蓋度受高程影響明顯，<400m高程區(qū)域內(nèi)，植被減少型呈現(xiàn)明顯優(yōu)勢(shì)分布，植被容易發(fā)生退化，而在400m以上的區(qū)域基本以植被增加型和植被不變型為主，這可能與隨著海拔增加人類(lèi)活動(dòng)減少有關(guān)。

（2）坡度。由圖8a可知，隨著坡度增加，植被覆蓋度也不斷增加。坡度在0°～5°內(nèi)植被覆蓋度最低，5期植被覆蓋度均值為0.74;0°～15°內(nèi)隨著坡度增加植被覆蓋度迅速增大;15°～35°內(nèi)植被覆蓋度增大的趨勢(shì)漸緩。坡度在15°～25°為明顯的分界線(xiàn)，25°以下的區(qū)域植被覆蓋度受坡度變化影響較明顯，25°以上的區(qū)域植被覆蓋度受坡度影響相對(duì)較小。將5期植被覆蓋度分別與坡度進(jìn)行相關(guān)分析，相關(guān)系數(shù)為0.99、0.99、0.99、0.99、0.98，表明坡度與植被覆蓋度呈高度正相關(guān)。由圖8b可知，坡度對(duì)植被增加型和植被不變型分布的影響程度差異較小，對(duì)植被減少類(lèi)型的分布影響較大。植被減少類(lèi)型隨著坡度變化表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì)，在15°～25°以下的坡度范圍分布明顯（1.0335°的坡度范圍分布明顯（k>1）。由圖8c可知，在不同坡度范圍內(nèi)，植被變化以植被增加型為主，該類(lèi)型在坡度25°～35°比例最高，所占面積比為57.38%;植被不變型所占比例隨著坡度增加波動(dòng)性較小，所占面積比在37.86%～47.96%;植被減少型所占比例隨著坡度增加逐漸降低，在<8°區(qū)域內(nèi)所占比例較大，其余坡度均在10%以下。綜上所述，坡度對(duì)植被覆蓋度影響較大，植被減少型雖然在<25°的坡度范圍呈優(yōu)勢(shì)分布，但因其在8°～25°內(nèi)所占面積較小，因此在<8°的區(qū)域植被減少最為顯著;坡度在0°～8°內(nèi)地勢(shì)相對(duì)平坦，受人為干擾較大，造成了植被覆蓋度較低，植被減少明顯。

2.3.2 植被覆蓋度對(duì)土地利用方式轉(zhuǎn)變的響應(yīng) 將萬(wàn)源市1996年、2019年土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，確定土地利用方式的轉(zhuǎn)變類(lèi)型為20類(lèi)，再分別與1996—2019年的植被變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)疊加。將植被變化趨勢(shì)類(lèi)型面積占同一轉(zhuǎn)變類(lèi)型區(qū)域面積比定義為響應(yīng)度，閾值范圍0～1[2]。由圖9可知，1996—2019年植被增加對(duì)土地利用方式轉(zhuǎn)變的響應(yīng)度表現(xiàn)為：建設(shè)用地轉(zhuǎn)草地>水域轉(zhuǎn)林地>耕地轉(zhuǎn)林地>水域轉(zhuǎn)草地>建設(shè)用地轉(zhuǎn)林地>建設(shè)用地轉(zhuǎn)耕地>水域轉(zhuǎn)耕地>耕地轉(zhuǎn)草地>草地轉(zhuǎn)林地，響應(yīng)度在0.5以上。雖然建設(shè)用地轉(zhuǎn)草地、水域轉(zhuǎn)草地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)林地響應(yīng)度較大，但結(jié)合土地利用類(lèi)型可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)建設(shè)用地以及水域面積較小，因此植被增加主要是耕地和草地向林地類(lèi)型轉(zhuǎn)化，此外耕地轉(zhuǎn)草地也有較大影響。植被減少對(duì)土地利用方式轉(zhuǎn)變的響應(yīng)度表現(xiàn)：草地轉(zhuǎn)建設(shè)用地>林地轉(zhuǎn)建設(shè)用地>草地轉(zhuǎn)水域>耕地轉(zhuǎn)水域>耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地>林地轉(zhuǎn)水域，響應(yīng)度在0.5以上，其他轉(zhuǎn)換類(lèi)型下植被減少響應(yīng)度較低。參照趙麗紅[2]將土地利用方式和政策相結(jié)合對(duì)土地利用轉(zhuǎn)變類(lèi)型進(jìn)行歸并，將其歸并為毀林開(kāi)荒、建設(shè)用地占用、退耕還林、還草等類(lèi)型。其中退耕還林、還草導(dǎo)致植被增加的面積比為91.49%，而建設(shè)用地占用、毀林開(kāi)荒導(dǎo)致植被減少的面積比為64.75%、33.89%。綜上所述，耕地、草地轉(zhuǎn)變成林地對(duì)植被增加的影響較大，轉(zhuǎn)變?yōu)樗蚝徒ㄔO(shè)用地的土地利用轉(zhuǎn)變類(lèi)型植被減少表現(xiàn)明顯，其中建設(shè)用地占用是影響植被減少的主要用地類(lèi)型。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論 （1）空間分布上，植被覆蓋度呈現(xiàn)出北部和中部高、南部低的分布特征，植被覆蓋以高植被覆蓋為主。1996—2019年植被覆蓋度變化趨勢(shì)，植被增加型占54.74%，植被不變型占40.54%，植被減少型占4.7%，研究區(qū)植被覆蓋度總體呈增加趨勢(shì)。（2）1996—2019年高植被覆蓋類(lèi)型破碎化程度低，空間分布更加集中，邊界形狀變得平直、規(guī)則;中高植被覆蓋破碎化程度呈先降低后增加趨勢(shì);低植被覆蓋破碎化程度高，形狀變得更加復(fù)雜。研究區(qū)23年來(lái)景觀(guān)格局的總體趨勢(shì)是多樣性指數(shù)下降，聚散性指數(shù)上升，景觀(guān)異質(zhì)性降低，各植被類(lèi)型連接性增強(qiáng)。（3）高程、坡度與植被覆蓋度具有較高的正相關(guān)性。高程<400m、坡度<8°的區(qū)域受城鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)業(yè)耕作等影響，植被覆蓋度較低，植被減少優(yōu)勢(shì)明顯;高程在1000～1200m、坡度在25°～35°區(qū)域受干擾相對(duì)較少，植被生長(zhǎng)環(huán)境較好，植被增加呈優(yōu)勢(shì)分布。（4）萬(wàn)源市土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)換區(qū)域的植被以植被增加為主，耕地和草地向林地類(lèi)型轉(zhuǎn)化是研究區(qū)植被覆蓋度升高的主要原因，退耕還林、植樹(shù)造林等土地利用行為對(duì)植被增加貢獻(xiàn)較大，影響植被減少的最主要土地利用轉(zhuǎn)換類(lèi)型是建設(shè)用地占用。

3.2 討論 植被覆蓋度及其變化受多種因素影響，如氣候、土地利用/覆被、地形、地貌等，其中氣候是影響植被覆蓋度生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，但考慮到研究區(qū)范圍在縣域尺度內(nèi)，其氣候變化對(duì)植被覆蓋度空間分布影響較小，因此結(jié)合研究區(qū)自然地理環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)等重點(diǎn)探討地形因子與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被覆蓋度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，植被覆蓋度隨著坡度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且與坡度呈高度正相關(guān)，這有悖于植被生長(zhǎng)規(guī)律。但結(jié)合土地利用類(lèi)型圖和研究區(qū)的實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)的耕地分布隨著坡度增大而逐漸減少，即隨著坡度的增加，人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)度減弱，對(duì)自然環(huán)境的干預(yù)破壞減少，使得坡度越大，植被反而生長(zhǎng)相對(duì)更好。

另外，本研究還存在一定局限性，如三維景觀(guān)指數(shù)計(jì)算是建立在三維表面面積和表面周長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，部分景觀(guān)指數(shù)計(jì)算與地形無(wú)關(guān)，此時(shí)二維景觀(guān)指數(shù)和三維景觀(guān)指數(shù)相差不大。因此，未來(lái)分析三維景觀(guān)格局時(shí)，應(yīng)探討更多對(duì)地形變化有所反應(yīng)的景觀(guān)指數(shù)。

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（責(zé)編：徐世紅）