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内蒙古中部植被覆盖度监测及气象驱动力分析-农学论文 内蒙古中部植被覆盖度监测及气象驱动力分析 岳胜如１，李瑞平１，徐 冰２ （１．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 ０１００１８；２．水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特 ０１００２０） 摘要：内蒙古中部农牧交错区域生态系统比较脆弱，气候影响下的植被覆盖度变化和气象驱动力是该地区生态系统变化的主导因子。基于遥感ＭＯＤ１３ Ａ２获取内蒙古中部２０００－２０１２年归一化植被指数（ＮＤＶＩ）数据，监测近１３年内蒙古中部植被覆盖度变化，并对与植被生长相关的气象因子进行相关性分析。结果表明，２０００－２０１２年内蒙古中部平均植被覆盖度在波动中呈现缓慢增长的趋势，平均每年增长１．29个百分点；覆盖度变化与年降雨量和７、８月降雨量呈极显著正相关，与７、８月平均温度呈显著负相关，与年均温度、风速相关程度低。 关键词 ：遥感；植被覆盖度；气象因子；农牧交错区；生态系统 中图分类号：Ｓ１６１ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０７－１５７４－０４ ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．０７．０１０ 植被覆盖度是指观测区域内植被垂直投影面积占地表总面积的比例，是反映植被数量的重要参数，也是描述生态系统变化的重要指标。内蒙古自治区作为我国北部重要的生态屏障，拥有全国最大的草原和林区。近年来，受全球气候变化的影响，天气灾害、农业气象灾害、农业生物灾害呈频发趋势。农牧业主要依赖自然条件再生产的物质生产元素，受天气气候条件影响很大，某种程度上，气象条件成为决定农牧业生产丰歉的重要因素。国内外学者在植被遥感覆盖度监测及驱动因子上做了大量的研究工作。苗正红等［１］基于ＭＯＤＩＳ ＮＤＶＩ对吉林省植被覆盖度动态进行遥感监测；韩佶兴［２］对２０００-２０１０年东北亚地区植被覆盖度变化进行了研究；刘超［３］对内蒙古阿拉善东南部地区２０年来植被覆盖度及生态环境进行了研究；邓慧平［４］将降雨看作是草原生态系统生产力的主导因子，建立了松嫩草原生产力模型。对于农牧交错、生态系统脆弱的内蒙古中部区域，研究其植被覆盖度变化和气象驱动力对该地区生态环境质量具有极其重要的现实意义。为此，以生态比较脆弱的内蒙古中部农牧交错带为研究区，基于多年ＭＯＤＩＳ遥感数据来分析该区域植被覆盖度变化，并对植被生长相关的气象因子进行相关性分析。 １ 研究区概况 研究区（图１）位于东经１０４°５２′－１２４°１１′，北纬３７°２３′－４６°５９′，包括除呼伦贝尔盟、阿拉善盟外的内蒙古其余盟市，总面积６５．１５万ｋｍ２。以高原为主，高原的外沿分布着河套平原和辽嫩平原，平均海拔１ ０００ ｍ，年均降雨量３００ ｍｍ，年平均气温４．８ ℃，以温带大陆性季风气候为主。内蒙古中部为农区和牧区的交错区，河套平原和辽嫩平原为主要农耕区，大部为草原，从东到西依次为草甸草原、典型草原、荒漠草原，植被覆盖度也随之降低，呈现明显的条带性分布。 ２ 数据来源 ２．１ 气象数据 气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网。查询获得近１３年来东乌珠穆沁等１８个研究区域内气象站的年降雨量、年平均气温、年平均风速、每年７、８月降雨量、７、８月平均气温及平均风速。 ２．２ 植被指数数据 本研究采用美国航空航天局（ＮＡＳＡ）提供的ＭＯＤ１３ Ａ２ １ ｋｍ １６ ｄ合成的归一化植被指数（ＮＤＶＩ）遥感数据产品。ＮＤＶＩ在植被研究中得到广泛应用，它是植被生长状态和分布密度的最佳指示因子，与植被分布密度呈线性关系。试验表明当植被覆盖度低于１５％时，能区分土壤背景和植被；当植被覆盖度为２５％～８０％时，ＮＤＶＩ随植被覆盖度增加呈线性关系；植被覆盖度大于８０％时，监测能力逐步下降。 ３ 结果与分析 ３．１ 植被覆盖度监测结果 利用像元二分法原理将归一化植被指数（ＮＤＶＩ）转化为植被覆盖度。像元二分法是假定地物只由全植被覆盖的纯植被和无植被覆盖的裸土组成，像元光谱信息也由这两部分线性组合而成，它们各自面积在像元中的比例即各自权重，其中纯植被所占比例即是该像元的植被覆盖度。该模型具有普遍性意义，经过验证后可以应用于其他地区，是通用的植被覆盖度算法，转化公式为： ｆｖ＝■ （１） 式中，ｆｖ为植被覆盖度，ＮＤＶＩ为归一化植被指数，ＮＤＶＩｓｏｉｌ为裸土ＮＤＶＩ，ＮＤＶＩｖｅｇ为完全植被覆盖ＮＤＶＩ。对于多数裸土表面，ＮＤＶＩｓｏｉｌ值理论上为０，但由于受众多因素影响，其值在－０．１～０．２之间变化［５］；同时ＮＤＶＩｖｅｇ也会随植被类型和时空变化而改变，通常需要借助经验来判断。本研究借鉴前人