摘 要:扎龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是世界最大的蘆葦濕地,其植被變化對(duì)濕地的生態(tài)環(huán)境影響較大,以齊齊哈爾市域內(nèi)扎龍濕地為對(duì)象,基于MODIS數(shù)據(jù),利用像元二分模型法,運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件,分析該濕地2001—2022年植被覆蓋時(shí)空演變特征,旨在揭示扎龍濕地的植被變化趨勢(shì),為該濕地生態(tài)保護(hù)、修復(fù)及建設(shè)提供借鑒和參考。結(jié)果表明,1)扎龍濕地東部地區(qū)植被覆蓋度優(yōu)于西部,植被覆蓋等級(jí)空間變化整體呈現(xiàn)出波動(dòng)式增加的趨勢(shì);整體是低植被覆蓋度向高植被覆蓋度轉(zhuǎn)化,高植被覆蓋度區(qū)域面積顯著增加,中級(jí)、中低級(jí)和低級(jí)植被覆蓋度區(qū)域面積逐漸減少。2)植被覆蓋度與該區(qū)域年降水量、年均氣溫和年補(bǔ)水量存在著相關(guān)性。高植被覆蓋區(qū)域分別與年降水量和年補(bǔ)水量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R=0.42;R=0.62),中高植被覆蓋區(qū)域與前一年的年均氣溫存在顯著的正相關(guān)(R=0.46),且與當(dāng)年年均氣溫也有一定相關(guān)性;高植被覆蓋區(qū)域也與前一年的年降水量存在一定的相關(guān)性,表現(xiàn)出植被覆蓋度變化滯后于降水量變化的特征。
關(guān)鍵詞:扎龍濕地; 遙感影像; 植被覆蓋度; 水文氣象; 相關(guān)性
中圖分類號(hào):S717 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.7525/j.issn.1006-8023.2024.04.009
The Spatiotemporal Evolution Characteristics of Vegetation Cover in Zhalong Wetland from 2001 to 2022
LI Ting1, ZHANG Dongxiang2*, ZHANG Desheng3*, SUN Qiang1, ZHU Yue1
(1.Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Forestry Sciences , Mudanjiang 157041,China;2.College of Life Sciences and Agriculture and Forestry, Qiqihar University , Qiqihar 161000,China;3.Mudanjiang Institute of Forestry and Grassland Survey and Design in Heilongjiang Province , Mudanjiang 157041,China)
Abstract: Zhalong National Nature Reserve is the largest and world-renowned wetland in China, and its vegetation changes have a significant impact on the ecological environment of the wetland. This study focuses on the Zhalong Wetland in Qiqihar City. Based on MODIS data, the pixel binary model method and ArcGIS 10.2 software were used to analyze the spatiotemporal changes in vegetation cover of the wetland from 2001 to 2022. The aim is to reveal the trend of vegetation change in Zhalong Wetland, in order to provide reference and guidance for the ecological protection, restoration, and construction of the wetland. The results show that: 1) the vegetation coverage in the eastern region of Zhalong Wetland is better than that in the western region, and the overall spatial variation of vegetation coverage level shows a fluctuating increasing trend; The overall transformation is from low vegetation coverage to high vegetation coverage, with a significant increase in the area of high vegetation coverage, while the area of intermediate, medium, and low vegetation coverage gradually decreases. 2) There is a correlation between vegetation coverage and annual precipitation, average annual temperature, and annual water replenishment in the region. The high vegetation coverage area shows a significant positive correlation with annual precipitation and annual water replenishment (R=0.42; R=0.62), while the medium high vegetation coverage area shows a significant positive correlation with the annual average temperature of the previous year (R=0.46), and also has a certain correlation with the annual average temperature of the current year; The high vegetation coverage area also has a certain correlation with the annual precipitation of the previous year, showing a characteristic that the change in vegetation coverage lags behind the change in precipitation.
Keywords: Zhalong Wetland; remote sensing images; vegetation coverage; hydrology and meteorology; relevance
0 引言
濕地具有改善環(huán)境質(zhì)量、調(diào)節(jié)城市溫度、降解土壤中有毒有害物質(zhì)和凈化水質(zhì)等功能,是地球上土與水相互作用的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)。扎龍濕地是中國(guó)地區(qū)最完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)之一[1]。自20世紀(jì)以來,扎龍濕地環(huán)境遭到破壞,植物多樣性水平降低,植被覆蓋度減少,其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)成為各界學(xué)者關(guān)注的內(nèi)容。
植被是生態(tài)系統(tǒng)的主體,是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的基本來源,植被在改善濕地生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮重要的作用[2]。植被覆蓋度為植物垂直到地面投影相對(duì)于總面積的比例,植被覆蓋度可以定義某區(qū)域植被生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)及生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣。降水、溫度和補(bǔ)水量等要素對(duì)植被覆蓋度有重要影響,通過影響環(huán)境中溫度和水分來調(diào)控植物的生長(zhǎng)和分布。因此,掌握植被覆蓋的年度變化,探索水文和氣象因素對(duì)其變化的影響,對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境質(zhì)量評(píng)估和生態(tài)過程監(jiān)管具有重要的理論和實(shí)踐意義。
目前關(guān)于植被覆蓋時(shí)空演變分析較多,但是對(duì)扎龍濕地區(qū)域植被覆蓋的變化特征研究較少[3-4]。為此,本研究以扎龍濕地為對(duì)象,分析2001—2022年,扎龍濕地植被覆蓋度的面積變化情況和不同植被覆蓋度等級(jí)內(nèi)部的相互轉(zhuǎn)化情況,考慮5個(gè)不同等級(jí)植被覆蓋度〔[0,0.2)[0.2,0.4)[0.4,0.6)[0.6,0.8)[0.8,1.0)〕區(qū)域面積變化與降水、氣溫、補(bǔ)水量的相關(guān)性,旨在闡明植被覆蓋度在扎龍濕地區(qū)域中起到的作用,為扎龍濕地生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃和布局提供參考。
1 數(shù)據(jù)和方法
1.1 研究區(qū)概況
扎龍濕地是我國(guó)北部最連續(xù)和最開闊的濕地生態(tài)系統(tǒng)。扎龍濕地位于烏裕爾河下游,研究區(qū)內(nèi)沒有明顯的河道,水流較慢,河水滿溢,是形成濕地生態(tài)系統(tǒng)的成因;土壤呈弱堿性,是一片永久弱堿性淡水沼澤區(qū)。扎龍自然保護(hù)區(qū)根據(jù)濕地生態(tài)狀況劃分三大區(qū)域,分別為核心區(qū)、緩沖區(qū)、試驗(yàn)區(qū)[5]。
保護(hù)區(qū)有魚類46種,鳥類約260種[6],是中國(guó)大型珍稀水禽鳥類保護(hù)區(qū),被譽(yù)為“仙鶴”的丹頂鶴在這片濕地上生活,該地被譽(yù)為“鶴的故鄉(xiāng)”[7]。2021年2月5日,丹頂鶴列入中國(guó)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》一級(jí)動(dòng)物。研究區(qū)內(nèi)的“扎龍湖觀鳥旅游區(qū)”,被國(guó)家文化和旅游局評(píng)為“5A”級(jí)旅游景區(qū)。扎龍濕地包含植物總數(shù)已超過500種,包含69科256屬,在扎龍濕地的沼澤植被中,蘆葦(Phragmites australis)達(dá)到植被總面積80%以上[8]。
研究區(qū)位于黑龍江省齊齊哈爾市南部,東臨大慶市林甸縣,西接中心城區(qū)鐵鋒區(qū),北達(dá)富??h龍安橋鎮(zhèn),南至泰來縣大興鎮(zhèn),南北跨富??h、中心城區(qū)、泰來縣,地理坐標(biāo)為123°47'~124°37'E,46°52'~47°32' N[9],位于松嫩平原上,南北長(zhǎng)80.6 km,東西寬53.9 km,總占地面積10.012 1萬hm2,呈不規(guī)則的帶狀。
1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理
4PwJWmNSu2RL78q7UZz4Og==扎龍濕地范圍線獲取是通過扎龍濕地自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)劃分圖與齊齊哈爾市域界線相交繪制,得到齊齊哈爾市域范圍內(nèi)扎龍濕地的范圍并形成矢量邊界數(shù)據(jù)[3]。
在LAADS DAA網(wǎng)站上(https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/)下載MODIS數(shù)據(jù),PRODUCTS選擇MOD 13Q 1序列,扎龍濕地的MODIS中國(guó)區(qū)域行列號(hào)為H26v04,下載2001—2022年的HDF(Hierarchical Data Format)數(shù)據(jù),每年23期,共22 a影像[10],然后進(jìn)行MRT(Modis Reprojection Tool)預(yù)處理,點(diǎn)擊ModisTool,導(dǎo)入每期數(shù)據(jù),設(shè)置參數(shù)后形成tif數(shù)據(jù)。在遙感圖像處理平臺(tái)(The Environment for Visualizing Images,ENVI)中進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正等處理后導(dǎo)入ArcGIS 10.2使用范圍線批量裁剪,最大值合成法形成每一年的影像,柵格計(jì)算器計(jì)算后得到歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)[11-12]。
氣象數(shù)據(jù)通過中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)下載中國(guó)地面國(guó)際交換站,然后下載2001—2022年各氣象站的氣象數(shù)據(jù),獲得氣溫和降水量數(shù)據(jù)[4]。
年補(bǔ)水量數(shù)據(jù)由國(guó)家級(jí)扎龍自然保護(hù)區(qū)管理局提供。
1.3 研究方法
植被覆蓋度提取與分級(jí)是基于歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI,式中記為NDVI)數(shù)據(jù),利用像元二分模型原理進(jìn)行研究[13],公式為
Fvc=(NDVI-Nsoil)/(Nveg-Nsoil)。 (1)
式中:Fvc為植被覆蓋度;Nsoil為裸土或無植被覆蓋區(qū)域的NDVI;Nveg為完全由植被所覆蓋的NDVI。
NDVI隨著時(shí)間、季節(jié)的變化而變化,為更準(zhǔn)確估算植被覆蓋度,參考相關(guān)文獻(xiàn)[14-16],NDVI年累積變化頻率為95%定為Nveg,累積頻率95%以上的植被覆蓋度為1;NDVI累積頻率為5%定為Nsoil,累積頻率5%以下的植被覆蓋度為0。利用該公式在ArcGIS 10.2軟件中操作,計(jì)算和繪制植被覆蓋度Fvc。將植被覆蓋度劃分為5個(gè)等級(jí),[0,0.2)級(jí)別為低植被覆蓋區(qū),[0.2,0.4)級(jí)別為中低植被覆蓋區(qū),[0.4,0.6)級(jí)別為中植被覆蓋區(qū),[0.6,0.8)級(jí)別為中高植被覆蓋區(qū),[0.8,1.0]級(jí)別為高植被覆蓋區(qū)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同等級(jí)植被覆蓋度變化特征
2.1.1 植被覆蓋度的空間分布變化特征
通過對(duì)歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出研究區(qū)的植被覆蓋度,根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況,結(jié)合生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件繪制植被覆蓋度分級(jí)圖。
由圖1可知,高植被覆蓋區(qū)覆蓋面積最大,隨時(shí)間變化總體面積增加,在22 a間高植被覆蓋區(qū)覆蓋了研究區(qū)的大部分地區(qū)。2001年當(dāng)年呈現(xiàn)小面積零散分布現(xiàn)象,在2002—2004年該區(qū)域分布逐漸集中,到2004年達(dá)到一個(gè)峰值后,2005年突然零碎化,隨后呈現(xiàn)整體面積增加狀態(tài),中東部和東北部植被覆蓋呈現(xiàn)連片集中分布,有由試驗(yàn)區(qū)、邊緣區(qū)向扎龍核心區(qū)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,試驗(yàn)區(qū)、邊緣地區(qū)整體分布較為分散。2016年后覆蓋區(qū)域趨于集中分布。
中高植被覆蓋區(qū)覆蓋面積高于中植被覆蓋區(qū),且變化明顯,其總體分布面積呈現(xiàn)先減少后增加的變化趨勢(shì),在整個(gè)范圍內(nèi)分布較為集中。在西南部(濱州鐵路線)和北側(cè)有少部分集中區(qū)域,南部、龍湖、仙鶴湖周圍附近分布較多。中植被覆蓋區(qū)面積較大,主要分布于中低植被覆蓋區(qū)邊緣,集中在西南部(濱州鐵路線)附近的蘆葦場(chǎng)和建設(shè)用地(301國(guó)道和中引總干渠)周邊區(qū)域,呈條帶狀分布。2005、2006、2015年中植被覆蓋區(qū)較多且零散,較為破碎,其余的年份中植被覆蓋區(qū)相對(duì)集中。
低植被覆蓋區(qū)和中低植被覆蓋區(qū)的分布面積均較小,主要分布在研究區(qū)中部偏北的克欽湖水面及周邊村莊區(qū)域。其中,低植被覆蓋區(qū)植被覆蓋度由零星化變?yōu)榧谢?,逐漸呈面狀分布。而中低植被覆蓋區(qū)主要集中在研究區(qū)中北部(301國(guó)道、翁海、克欽湖周邊)和西部的建設(shè)用地周邊,主要分布于低植被覆蓋區(qū)邊緣,呈現(xiàn)小面積零散分布,北部變化趨勢(shì)尤為顯著。
2.1.2 不同等級(jí)植被覆蓋度的面積變化特征
計(jì)算2001—2022年各等級(jí)植被覆蓋度區(qū)域面積,對(duì)5個(gè)等級(jí)的植被覆蓋度區(qū)域面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如圖2所示。
由圖2可以看出,在此期間植被覆蓋度在低植被覆蓋區(qū)和中低植被覆蓋區(qū)面積小且變化相對(duì)平穩(wěn),面積整體略呈下降趨勢(shì)。發(fā)生顯著變化主要體現(xiàn)在中植被覆蓋度、中高植被覆蓋度、高植被覆蓋區(qū)域,其中,中植被覆蓋度區(qū)域總體面積變化呈下降趨勢(shì),2022年面積達(dá)到最低,為103 km2,同2001年相比下降56 km2,下降率達(dá)35.22%。中高植被覆蓋度面積變化主要呈先下降后上升趨勢(shì),2011年面積最小,為198 km2,2001年面積值為280 km2,2022年面積最大,為290 km2,同2001和2011年相比分別上升3.57%、46.46%。高植被覆蓋度面積增加程度最為明顯,變化整體為波動(dòng)上升,2001年面積為316 km2,2022年面積為482 km2,同2001年相比上升166 km2,上升率達(dá)52.53%,上升浮動(dòng)相對(duì)較大。
從分級(jí)面積變化的總體情況得出,中高度和高度植被覆蓋區(qū)域的面積增加,表明扎龍濕地的植被長(zhǎng)勢(shì)良好,呈現(xiàn)良性發(fā)展的趨勢(shì)。
扎龍濕地的年平均植被覆蓋度呈現(xiàn)增加趨勢(shì),如圖3所示,2012年達(dá)到最大值,平均值為0.73,比2001年增加0.1,提高16%,其次是2009、2021年,平均值均為0.72,提升14%,再其次是2004、2013、2020、2022年,平均值均為0.71,提升13%。在22 a間,2001、2005、2015年的植被覆蓋度處于較低水平,其中,2001年最低,值為0.63,其次是2005年,值為0.65,2015年為0.67,推測(cè)是由于降水量少,干旱缺水,以及部分年份發(fā)生火災(zāi)所致。自2001年發(fā)生火災(zāi)以來,政府實(shí)施了水資源管理和補(bǔ)充政策,植被有所恢復(fù),然而,2005年再次發(fā)生火災(zāi),持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),火燒面積大,導(dǎo)致蘆葦面積和生物量變少,濕地植被退化,是植被覆蓋度有所減少的主要原因。而2015年植被覆蓋率較低,降雨量減少可能是主要因素。在這22 a中,植被覆蓋度整體增加,可能是多年來,由于政策引導(dǎo)、人工補(bǔ)水和減少人類活動(dòng)等人為因素提升植被覆蓋面積,而期間植被覆蓋度降低主要是受到干旱等自然因素的影響。
2.2 植被等級(jí)轉(zhuǎn)化分析
為進(jìn)一步體現(xiàn)不同年份與各等級(jí)植被覆蓋度時(shí)空演變情況,計(jì)算扎龍濕地2001—2022年植被覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣,統(tǒng)計(jì)對(duì)各等級(jí)的植被覆蓋度在相鄰年份面積轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出情況量,轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)據(jù)如圖4所示。
高植被覆蓋區(qū)的轉(zhuǎn)入多于轉(zhuǎn)出,說明植被覆蓋優(yōu)化,植被長(zhǎng)勢(shì)變好,如果低植被區(qū)和中低植被區(qū)的轉(zhuǎn)入多于轉(zhuǎn)出,說明植被覆蓋劣化,植被長(zhǎng)勢(shì)變差。通過對(duì)圖4數(shù)據(jù)分析可知,每年不同等級(jí)植被的面積總轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出變化量體現(xiàn)的是植被覆蓋度變化波動(dòng)的大小,2001—2002年間的變化量最大,變化面積為546.44 km2,其次是2004—2005年,變化面積為448.25 km2,然后是2002—2003年,變化面積為416.94 km2。變化面積大是因?yàn)?001年發(fā)生火災(zāi),減少約133.33 km2的蘆葦?shù)兀?001、2002、2003年濕地分別補(bǔ)水0.35、3.5、1.1億m3。2006—2022年研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋轉(zhuǎn)移面積較為穩(wěn)定,在280~400 km2波動(dòng)。其中2021—2022年變化面積為398.25 km2,高植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)入面積達(dá)160.56 km2,僅次于2001—2002年的193.5 km2,居第二位。
植被覆蓋度向0.4~0.6級(jí)的中度植被覆蓋區(qū)、0.6~0.8級(jí)的中高植被覆蓋區(qū)和0.8~1.0級(jí)的高植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)化,比植被覆蓋度向0~0.2級(jí)的低植被區(qū)和0.2~0.4級(jí)的中低植被覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)化面積大。植被覆蓋度各級(jí)變化多數(shù)是等級(jí)相近的覆蓋度相互轉(zhuǎn)化。
相鄰年份各級(jí)植被覆蓋度面積變化值均在280~550 km2,其中2001—2002年變化幅度最大,變化值為546.44 km2,其次是2004—2005、2002—2003年,變化值分別為448.25 km2和416.94 km2,其余的相鄰年份變化幅度在280~400 km2,植被覆蓋等級(jí)變化整體較為穩(wěn)定。
2.3 植被覆蓋度與水文氣象要素的相關(guān)性
2.3.1 降水量與植被覆蓋度的相關(guān)性分析
由表1可知,植被覆蓋度與該地區(qū)年降水量存在著相關(guān)性。其中,高植被區(qū)域覆蓋度與年降水量呈顯著的正相關(guān),相關(guān)系數(shù)R為0.42,而低植被區(qū)域覆蓋度和中低植被區(qū)域覆蓋度與年降水量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R分別為-0.53和-0.56。中植被區(qū)域覆蓋度與當(dāng)年降水量也存在一定相關(guān)性。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),低植被和中植被這2個(gè)區(qū)域覆蓋度還與前一年的年降水量呈顯著的負(fù)相關(guān),R分別為-0.51和-0.55。同時(shí),高植被區(qū)域覆蓋度也與前一年的年降水量存在一定的相關(guān)性。在一定程度上,表現(xiàn)出植被覆蓋度變化滯后于降水量變化的特征,這可能是由于濕地地勢(shì)平緩,徑流緩慢所致。
2.3.2 年均氣溫與植被覆蓋度的相關(guān)性分析
由表2可知,植被覆蓋度與該地區(qū)年均氣溫也存在相關(guān)性。其中,中高植被區(qū)域覆蓋度與前一年的年均氣溫存在顯著的正相關(guān),R=0.46,且與當(dāng)年年均氣溫也有一定相關(guān)性;而中植被區(qū)域覆蓋度則與之呈顯著的負(fù)相關(guān),R=-0.47,且與當(dāng)年年均氣溫也呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(R=-0.50)。
2.3.3 年補(bǔ)水量與植被覆蓋度的相關(guān)性分析
由表3可知,植被覆蓋度與扎龍地區(qū)年補(bǔ)水量同樣存在相關(guān)性。其中,高植被區(qū)域覆蓋度與年補(bǔ)水量呈顯著的正相關(guān)(R=0.62),而低植被、中低植被和中植被區(qū)域覆蓋度則分別與年補(bǔ)水量呈極顯著和顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,R分別為-0.82、-0.64、-0.59。各等級(jí)植被覆蓋度區(qū)域與前一年補(bǔ)水量沒有相關(guān)性。
3 結(jié)論與討論
1)從時(shí)間變化趨勢(shì)來看,扎龍濕地的整體植被覆蓋度正在向好的方向發(fā)展。這與趙東林等[17]、王一等[18]、郝源等[19]和Fan等[20]植被覆蓋度變化研究結(jié)論相似。22 a間植被覆蓋度在0.8~1.0級(jí)高植被覆蓋區(qū)面積顯著增加,增加了52.53%,0.6~0.8級(jí)中高植被覆蓋區(qū)增加3.57%。0~0.2級(jí)低植被覆蓋區(qū)、0.2~0.4級(jí)中低植被覆蓋區(qū)和0.4~0.6級(jí)中植被覆蓋區(qū)面積分別減少34.39%、54.05%和35.22%;植被覆蓋相互轉(zhuǎn)化情況為低等級(jí)向高等級(jí)的轉(zhuǎn)化,其中0.4~0.6級(jí)、0.6~0.8級(jí)和0.8~1.0級(jí)3個(gè)植被覆蓋度等級(jí)的轉(zhuǎn)化顯著,轉(zhuǎn)化方式主要為相鄰等級(jí)覆蓋度之間的轉(zhuǎn)化,等級(jí)相差較大轉(zhuǎn)化面積小。各級(jí)面積變化情況為0~0.2級(jí)低植被覆蓋區(qū)和0.2~0.4級(jí)中低被覆蓋區(qū)總體面積所占比重小,其面積變化小,變化趨勢(shì)不明顯,0.8~1級(jí)面積呈現(xiàn)先增長(zhǎng)而后趨于平穩(wěn),在所有等級(jí)中占優(yōu)勢(shì)地位。表明隨時(shí)間變化生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好,這與自1998年提出并執(zhí)行的退耕還林還草政策,隨后提出的生態(tài)保護(hù)紅線等保護(hù)生態(tài)環(huán)境的政策[21]有關(guān),是扎龍濕地的生態(tài)環(huán)境修復(fù)效果逐漸顯現(xiàn)的主要因素。
2)空間變化趨勢(shì)為總體植被覆蓋分布情況為自東向西遞減,南部地區(qū)高于北部地區(qū),以八支干渠為分界線,植被覆蓋西側(cè)低于東側(cè)。植被覆蓋相對(duì)較高的等級(jí)明顯向核心區(qū)域集中。鐘子豪等[22]研究植被覆蓋度的時(shí)空演變與驅(qū)動(dòng)因素相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)人為因素和自然因素是影響植被覆蓋度空間分布的主要因素。人為因素是本研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋度分布變化主要影響因素,2001年及隨后的幾年研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋度低主要是由于人為破壞所致,近些年人們對(duì)扎龍濕地環(huán)境的保護(hù)意識(shí)加強(qiáng),植被覆蓋逐漸升高,分布逐漸集中。邊緣區(qū)、試驗(yàn)區(qū)人類活動(dòng)較為頻繁,核心區(qū)內(nèi)人為干擾較少,因此植被覆蓋度相對(duì)集中的表現(xiàn)是從核心區(qū)開始逐漸顯現(xiàn)[23]。
3)植被覆蓋度與該區(qū)域年降水量、年均氣溫和年補(bǔ)水量存在著相關(guān)性。其中高植被覆蓋區(qū)域與年降水量呈顯著的正相關(guān)(R=0.42),低和中低植被覆蓋度區(qū)域面積呈顯著負(fù)相關(guān),表明水體的消長(zhǎng)對(duì)植被覆蓋有影響,植被覆蓋度變化不僅與當(dāng)年降水量相關(guān),高植被覆蓋區(qū)域也與前一年的年降水量存在一定的相關(guān)性,存在滯后于降水量變化的特征,這是由于扎龍濕地地勢(shì)低洼,降水形成徑流后流動(dòng)緩慢,冬季冰封期后降水資源存留等因素,產(chǎn)生降雨量對(duì)于濕地植被覆蓋度的滯后性。高植被覆蓋區(qū)域與年補(bǔ)水量呈顯著的正相關(guān)(R=0.62)。濕地主要植物蘆葦為水生植物,生長(zhǎng)發(fā)育耗水量大[24-25],補(bǔ)水量增加,蘆葦生長(zhǎng)區(qū)域擴(kuò)大,另外含水量增加,植被的生長(zhǎng)期會(huì)逐漸提前,生物量增加[26],從而逐漸出現(xiàn)高植被覆蓋度區(qū)域增加的現(xiàn)象。降水量和補(bǔ)水量對(duì)研究區(qū)的影響略高于年均氣溫[4]。中高植被覆蓋區(qū)域與前一年的年均氣溫存在顯著的正相關(guān)(R=0.46),且與當(dāng)年年均氣溫也有一定相關(guān)性,表現(xiàn)溫度升高對(duì)于整個(gè)濕地植被生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。
本研究以前人研究為基礎(chǔ),以扎龍濕地為研究對(duì)象,通過運(yùn)用遙感影像提取NDVI數(shù)據(jù),分析22 a間植被覆蓋演變規(guī)律,研究植被覆蓋時(shí)空變化特征和轉(zhuǎn)移矩陣變化情況,然后通過水文氣象數(shù)據(jù)定量分析降水、溫度和年補(bǔ)水量3個(gè)驅(qū)動(dòng)因子與植被覆蓋度的相關(guān)性,定量探討了各影響因子對(duì)植被覆蓋度的影響程度。根據(jù)研究結(jié)果,研究區(qū)年均植被覆蓋度逐漸上升,高植被覆蓋度占比也越來越高,表明生態(tài)修復(fù)取得了一定的成效。由于扎龍濕地重要的生態(tài)作用,在后續(xù)的保護(hù)與開發(fā)中,應(yīng)協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)與人類活動(dòng)的關(guān)系,科學(xué)合理地保護(hù)扎龍濕地生態(tài)環(huán)境。
此外,植被覆蓋變化的影響因素較多,本研究只考慮了水文氣象要素的影響效應(yīng),對(duì)于地形等因子所帶來的具體影響沒有考慮,在后續(xù)的研究中,綜合其他因子進(jìn)行更加詳細(xì)的研究是一個(gè)值得關(guān)注的研究方向。
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