目錄1引言 31.1研究背景與意義 31.2國內(nèi)外研究進(jìn)展 31.2.1國外研究進(jìn)展 41.2.2國內(nèi)研究進(jìn)展 41.2.3研究區(qū)研究進(jìn)展 51.3研究內(nèi)容與技術(shù)路線 51.3.1研究內(nèi)容 51.3.2技術(shù)路線 62研究區(qū)概況 62.1自然地理概況 62.2社會經(jīng)濟(jì)概況 73數(shù)據(jù)來源與方法 73.1數(shù)據(jù)來源 73.2數(shù)據(jù)處理 83.3研究方法 83.3.1歸一化植被指數(shù)（NDVI）提取 83.3.2基于像元二分模型的植被FVC估算。 94疏勒河中下游植被覆蓋變化 114.1植被覆蓋時間變化分析 114.2植被覆蓋空間變化分析 135影響因素分析 145.1自然因素 145.2社會因素 155.2.1人口數(shù)量對植被覆蓋的影響 155.2.2經(jīng)濟(jì)發(fā)展對植被覆蓋的影響 -2018年疏勒河中下游植被覆蓋變化及影響因素分析摘要：本文以1990、2000、2010、2018年的Landsat遙感影像作為數(shù)據(jù)源。利用ENVI和ArcGIS軟件，獲取了近30年疏勒河中下游流域植被覆蓋變化數(shù)據(jù)。對1990-2018年疏勒河中下游流域植被覆蓋等級變化及影響因素進(jìn)行研究分析。結(jié)果表明：(1)近30年疏勒河中下游流域植被覆蓋總體上呈退化趨勢，低植被覆蓋面積在1990-2018年間增加了19745.85km2。但2010-2018年高植被覆蓋面積增加了788.6km2，綠洲面積增加，植被有所恢復(fù)。（2）從空間分布來看，流域中游以高植被覆蓋和中高植被覆蓋為主，植被覆蓋較好，下游以低植被覆蓋為主，植被覆蓋較差。（3）由分析可知，疏勒河中下游植被變化主要受氣溫和降水等自然因素和人類社會經(jīng)濟(jì)活動因素的共同作用。關(guān)鍵詞：NDVI；植被覆蓋變化；因素分析；疏勒河中下游;Analysis

of

vegetation

cover

changes

and

influencing

factors

in

the

middle

and

lower

reaches

of

Shule

River

from

1990

to

2018LingZhenqiangAbstract:Inthispaper,Landsatremotesensingimagesof1990,2000,2010and2018wereusedasdatasources.ENVIandArcGISwereusedtoobtainthevegetationcoverchangedataofthemiddleandlowerreachesofshuleriverinrecent30years.Thevegetationcovergradechangesandinfluencingfactorsinthemiddleandlowerreachesofshuleriverfrom1990to2018werestudiedandanalyzed.Theresultsshowthat:(1)Inthelast30years,vegetationcoverinthemiddleandlowerreachesofshuleriverbasinhasgenerallyshownatrendofdegradation.Theareaoflowvegetationcoverincreasedby19745.85km2from1990to2018.Butthe2010-2018highvegetationcoverageareaisincreasedby788.6km2,oasisareaincrease,thevegetationrecovered.(2)Fromtheperspectiveofspatialdistribution.Themiddleandupperreachesofthebasinaredominatedbyhighvegetationcoverandmiddleandhighvegetationcover.Thelowerreachesaredominatedbylowvegetationcoverandpoorvegetationcover.(3)Itcanbeseenfromtheanalysisthatvegetationchangeinthemiddleandlowerreachesofshuleriverismainlyaffectedbynaturalfactorssuchasgas,precipitationandhumansocialandeconomicactivities.Keywords:NDVI;Vegetationcoverchange;Factoranalysis;MiddleandlowerreachesofShuleRiver;1引言1.1研究背景與意義植被是土地覆被類型中最為典型的類型，也是自然生態(tài)系統(tǒng)中最為活躍的因子[1]。在能量交換、水文循環(huán)和生物化學(xué)物質(zhì)循環(huán)中具有重要作用，起著聯(lián)系土壤、大氣和水分的自然“紐帶”作用[2]。同時植被與一定的氣候、地貌、土壤條件、經(jīng)濟(jì)活動等多種因素相關(guān)聯(lián)，對生態(tài)環(huán)境的變化最為敏感[3]，在全球生態(tài)環(huán)境變化過程中具有指示作用，因此植被與氣候變化相互關(guān)系研究已成為全球環(huán)境變化研究的重點(diǎn)內(nèi)容[4]。IGBP和IHDP于1995年聯(lián)合正式提出“土地利用/土地覆蓋變化（LUCC）研究計(jì)劃”[5]，在隨后的研究中，科學(xué)家對不同區(qū)域的LUCC開展了大量研究。疏勒河流域作為河西走廊三大內(nèi)陸河流域之一，位居西北內(nèi)陸，距海遙遠(yuǎn)，水汽稀薄，蒸發(fā)巨大，生態(tài)環(huán)境脆弱，是干旱半干旱的典型區(qū)[6]。研究區(qū)內(nèi)自然景觀多樣，生物種群獨(dú)特,為研究地表植被與全球氣候變化響應(yīng)提供了天然實(shí)驗(yàn)室[7]。而上個世紀(jì)80年代以來，國家先后在該區(qū)域進(jìn)行了“兩西建設(shè)”和“疏勒河農(nóng)業(yè)灌溉暨移民安置綜合開發(fā)項(xiàng)目”等工程[8]，向疏勒河流域轉(zhuǎn)移安置貧困人口14.4萬人，加速了區(qū)域水土資源的開發(fā)和利用，建設(shè)用地和耕地面積快速擴(kuò)張。用于工業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)灌溉的水利工程設(shè)施大量修建，使該區(qū)域也出現(xiàn)了地下水位下降、土地荒漠化加重、生物多樣性減小等一系列生態(tài)環(huán)境問題。近些年來，疏勒河流域的開發(fā)與治理已成為國家重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目[9]，目的在于加強(qiáng)疏勒河流域的綜合治理，提高水土資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展[10]。所以分析疏勒河流域植被覆蓋變化及其特征，并探討其與影響因素之間的關(guān)系，有助于政府合理制定流域的可持續(xù)發(fā)展途徑，為流域內(nèi)植被建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展植被是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而植被覆蓋度是描述一個地區(qū)植被覆蓋情況的重要參數(shù)[11]，所以獲取一個區(qū)域的植被覆蓋狀態(tài)，對于了解該區(qū)域植被動態(tài)變化、評價生態(tài)環(huán)境好壞具有重要意義[12]。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，利用遙感影像研究植被覆蓋度的方法越來越成熟，準(zhǔn)確性和可行性也得到極大提高[13]。1980年以來，科學(xué)家便嘗試?yán)肗DVI數(shù)據(jù)分析植被覆蓋變化，以尋求植被覆蓋與各種影響因素之間的對應(yīng)關(guān)系[14]。干旱半干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，其植被的變化對環(huán)境變化的響應(yīng)最為敏感，已成為科學(xué)家重點(diǎn)研究的區(qū)域之一[15]。1.2.1國外研究進(jìn)展目前，基于NDVI數(shù)據(jù)對干旱半干旱區(qū)植被覆蓋變化的研究已有很多。根據(jù)已有的研究資料顯示，全球干旱半干旱區(qū)植被在1981-2010年前后經(jīng)歷了顯著的綠化過程[16]。JONG等研究表明，非洲南部、薩赫爾地區(qū)、印度西部、澳大利亞東部、北美中部等世界主要干旱半干旱區(qū)在1981-2006年間呈現(xiàn)綠化趨勢[17]。MOHAMMAT等對亞洲干旱半干旱地區(qū)的研究結(jié)果顯示，中亞地區(qū)植被在1982-2010年整體呈現(xiàn)綠化趨勢[18]。進(jìn)入1990年后綠化趨勢有所減緩，甚至部分地區(qū)出現(xiàn)了棕化現(xiàn)象[19]。FENSHOLT等研究表明,全球66%的半干旱區(qū)在1981-2007年間出現(xiàn)綠化現(xiàn)象[20]。整體而言，在過去的近30年間，全球干旱半干旱區(qū)植被總體上呈綠化趨勢[21]。目前對于干旱半干旱地區(qū)植被變化影響因素的研究主要集中在自然因素和社會因素兩個方面[22]。相關(guān)研究顯示，植被的變化趨勢與氣溫和降水的波動有著密切的聯(lián)系[23]。社會因素對植被的影響主要包括人口數(shù)量變化、GDP的發(fā)展、土地利用方式變化、生態(tài)環(huán)境治理等方面[24]。實(shí)際上，干旱半干旱區(qū)植被變化受到多種影響因素綜合作用。例如，中亞地區(qū)在1980-1990年的植被綠化是受到了降水增加和氣溫上升共同作用[25]，而1990年植被出現(xiàn)棕化現(xiàn)象是因?yàn)榻邓黾訙p小，而氣溫上升仍然持續(xù)[26]。1.2.2國內(nèi)研究進(jìn)展相比國外植被覆蓋變化研究，國內(nèi)對此類研究起步相對較晚。從20世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)研究者開始尋求NDVI數(shù)據(jù)與影響因素之間的聯(lián)系[27]。內(nèi)外科學(xué)家對于我國干旱、半干旱地區(qū)植被變化及影響因素研究的重點(diǎn)區(qū)域主要集中在西北、華北等北方地區(qū)[28]。根據(jù)研究顯示，我國北方地區(qū)在1982-2010年間植被總體上呈現(xiàn)出綠化的趨勢[29]，但2000-2010年由于氣溫的持續(xù)升高，降水的減少，綠化趨勢減緩，局地區(qū)出現(xiàn)棕化現(xiàn)象[30]。從空間分布來看，我國黃土高原及新疆西北部地區(qū)植被呈現(xiàn)綠化趨勢，西北部的沙漠邊緣地區(qū)和內(nèi)蒙古東部區(qū)域呈現(xiàn)棕化趨勢[31]。河西走廊是我國西北地區(qū)典型的干旱半干旱區(qū)，該地區(qū)植被在1982-2013年總體上呈增加趨勢[32]，研究發(fā)現(xiàn)河西走廊植被覆蓋變化受到氣候因素和人類社會活動因素的共同作用[33]，但以氣候因素為主，社會因素次要，人類活動在局部區(qū)域會產(chǎn)生較大的影響，如在河流下游地區(qū)受人類活動影響較大[34]。1.2.3研究區(qū)研究進(jìn)展疏勒河是河西走廊三大內(nèi)陸河流之一，生態(tài)環(huán)境極不穩(wěn)定，是我國西北干旱半干旱區(qū)的典型區(qū)[35]；自1996年甘肅省政府啟動利用世界銀行貸款開發(fā)疏勒河流域項(xiàng)目以來，有效地促進(jìn)了疏勒河流域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展[36]。但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，人類活動與自然生態(tài)環(huán)境的矛盾加劇，所以分析該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境變化是十分必要的[37]。雖然近年來一些學(xué)者對于疏勒河流域土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)方面都有所調(diào)查研究[38]，但是相對于同為內(nèi)陸河的黑河和石羊河而言，對疏勒河流域的研究卻顯得相對欠缺[39]。因此，本文試圖從疏勒河流域1990-2018年間植被覆蓋變化的時空格局與影響因素等方面展開研究，以期為流域相關(guān)決策提供科學(xué)依據(jù)。1.3研究內(nèi)容與技術(shù)路線1.3.1研究內(nèi)容本文主要采用Landsat數(shù)據(jù)對疏勒河流域植被指數(shù)變化展開研究，對比分析流域近30年來的植被變化趨勢，揭示其時空變化特征。進(jìn)而探究氣溫、降水等自然要素和人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、政策等人文要素對疏勒河流域植被覆蓋變化的影響，以識別出疏勒河中下游植被覆蓋變化的主要影響因素，為研究區(qū)的生態(tài)建設(shè)和植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。1.3.2技術(shù)路線2研究區(qū)概況2.1自然地理概況疏勒河是甘肅三大內(nèi)陸河流之一，位于河西走廊最西部，地處東經(jīng)92°11'-98°30'，北緯38°00'-42°48'之間，發(fā)源于托勒南山和疏勒南山之間，全長540千米。其中，以昌馬峽和雙塔堡水庫為界限，昌馬峽以上為上游，昌馬峽至雙塔堡水庫處為中游，雙塔堡水庫以下為下游。中下游地區(qū)包括玉門市、敦煌市和瓜州縣三個市縣，總面積為4×104km2。地形主要為山區(qū)和平原兩種類型，地貌類型主要有侵蝕構(gòu)造地貌、構(gòu)造剝蝕地貌、堆積地貌及風(fēng)成地貌四大類型。氣候?qū)贉貛Т箨懶愿珊禋夂騾^(qū)，氣溫日較差和年較差均較大，降水少，蒸發(fā)大，風(fēng)力強(qiáng)勁。年平均氣溫7～9℃，多年平均年降水量40～67mm，多年平均年蒸發(fā)量2480～3043mm，年日照時數(shù)3033～3246h。年均風(fēng)速為3.7～4.2m/s。主要土壤類型為棕漠土、鹽土、草甸土、沼澤土、風(fēng)沙土等。研究區(qū)主要植被類型一般以旱生、超旱生植被為主，主要生長有半灌木、灌木和草類等。圖1研究區(qū)地理位置示意圖Fig.1Geographicallocationofthestudyarea2.2社會經(jīng)濟(jì)概況研究區(qū)的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力在甘肅省內(nèi)排在前列，2018年GDP總值為293.2億元，其中占比最高的是玉門市約為44.7%，瓜州縣和敦煌市兩縣市分別占23.5%和31.8%。常住總?cè)丝诖蠹s為43萬人，其中玉門市大約16萬人，敦煌市大約14萬人，瓜州縣大約13萬人。3數(shù)據(jù)來源與方法3.1數(shù)據(jù)來源遙感數(shù)據(jù)下載于地理空間數(shù)據(jù)云平臺（/）和美國地質(zhì)勘探局（USGS）數(shù)據(jù)平臺。包括1990年、2000年、2010年的Landsat5TM數(shù)據(jù)及2018年的Landsat8OLI-TIRS數(shù)據(jù)。每期遙感數(shù)據(jù)均采用7-8月植被生長旺盛季節(jié)、云量小于8%的數(shù)據(jù)，影像質(zhì)量良好,能夠更準(zhǔn)確地反映研究區(qū)域的植被覆蓋度，氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（/wa）。3.2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理采用ENVI軟件完成，主要包括輻射定標(biāo)、使用FLAASH模塊對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正，利用SeamlessMosaic工具對遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，將拼接好的的影像與研究區(qū)矢量圖疊加裁剪，最終生成歸一化植被指數(shù)（NDVI）。并在ArcGis中進(jìn)行重分類及面積統(tǒng)計(jì)，得到植被覆蓋度分級圖，氣象數(shù)據(jù)的處理在Excel中完成。3.3研究方法3.3.1歸一化植被指數(shù)（NDVI）提取NDVI是目前應(yīng)最廣泛一植被指,由于對植被覆蓋較為敏感，因此被認(rèn)為是植物生長狀態(tài)的最佳指示因子[40]。其公式為：DNVI=(NIR?R)/(NIR+R)（1）其中，NIR代表地物在近紅外波段的反射率，R代表地物紅光波段的反射率；NDVI取值范圍為(－1，1)。NDVI值接近1，則表示植被生長良好，植被覆蓋程度越高；無植的裸土區(qū)NDVI值接近于負(fù)值表示地面有云、水、雪等對可見光高反射的物體。根據(jù)公式（1）用ENVI提取疏勒河中下游1990年、2000年、2010年、2018年植被指數(shù)，得到研究區(qū)不同時期的NDVI圖(圖2)。圖2疏勒河中下游各時期NDVI值分布圖Fig.2NDVIvaluedistributioninthemiddleandlowerreachesofshuleriverineachperiod3.3.2基于像元二分模型的植被FVC估算。植被垂直投影在地面的面積與統(tǒng)計(jì)區(qū)總面積的百分比稱為植被覆蓋度[41]。而像元二分模型是估算植被覆蓋度的一種簡單實(shí)用模型[42]，它假定一個像元由植被和非植被兩個部分組成，植被和非植被面積在像元中所占比列即為各自權(quán)重，植被覆蓋度可以看作是植被的權(quán)重[43]。計(jì)算公式為：FVC=(NDVI?式中，F(xiàn)VC表示植被覆蓋度，NDVIsoil表示無植被覆蓋區(qū)域的NDVI值，NDVIveg表示植被完全覆蓋區(qū)域的NDVI值。理論上NDVIsoil值是零，NDVIveg值是植被覆蓋區(qū)域的最大值。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，一般選用統(tǒng)計(jì)分析獲取的區(qū)域NDVI最大值NDVImax和最小值NDVImin替代NDVIveg、NDVIsoil。所以FVC估算模型可表示為：FVC=(NDVI?NDVI由于遙感影像有不可去除的外界影響而存在誤差，所以NDVImax和NDVImin的取值存在一個置信區(qū)間。本文中進(jìn)行計(jì)算時，NDVImin取值的置信區(qū)間為5%，NDVImax取值的置信區(qū)間為95%。將計(jì)算得到的研究區(qū)植被覆蓋度根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)，分為5個植被覆蓋類型（表1）表1植被覆蓋等級對應(yīng)表Table1Correspondingtableofvegetationcoveragelevels級別植被覆蓋度覆蓋級別I≤35%低植被覆蓋II35％～50％中低植被覆蓋III50％～65％中植被覆蓋IV65％～80％中高植被覆蓋V≥80％高植被覆蓋并在ArcGis中進(jìn)行重分類、面積統(tǒng)計(jì)、制圖，得到植被覆蓋度等級圖（圖3）。圖3疏勒河中下游各時期植被覆蓋等級圖Fig.3vegetationcoveragelevelofthemiddleandlowerreachesofShuleRiverindifferentperiods4疏勒河中下游植被覆蓋變化4.1植被覆蓋時間變化分析統(tǒng)計(jì)分析1990年、2000年、2010年、2018年疏勒河中下游的各級植被覆蓋度的面積和變化，得到表2、表3和圖4。根據(jù)表2和圖3分析可以看出，疏勒河中下游地區(qū)以中低植被覆蓋為主，植被覆蓋度總體呈現(xiàn)降低趨勢。1990年，低植被覆蓋面積最小，為4437.94km2，占比重的6.99%。中植被覆蓋面積最大、為18013.67km2，占比重的28.38%。中低植被、中高植被、高植被覆蓋面積分別為13052.25km2、13243.25km2、14722.90km2，各自所占比重為20.56%、20.87%、23.20%。2000年植被覆蓋呈現(xiàn)增加趨勢，低植被、中低植被、中植被覆蓋面積分別為3063.90km2、7363.04km2、17520.61km2，各自所占比重為4.83%、11.60%、27.60%，相比1990年分別減小了1374.04km2、5689.21km2、493.06km2。中高植被、高植被覆蓋面積為17587.67km2、17934.86km2，占比重為27.71%、28.26%，相比1990年分別增加了4344.42km2、3211.96km2。2010年植被覆蓋呈現(xiàn)退化趨勢，中高植、高植被被覆蓋面積減小至11128.74km2、11675.21km2，占比重為17.53%、18.39%。低植被、中低植被、中植被覆蓋面積分別為4465.36km2、15019.70km2、21181.05km2，各自占比重為7.04%、23.66%、33.37%，相比2000年增加了1401.46km2、7656.66km2、3660.44km2。2018年中低植被、中植被、中高植被覆蓋面積都呈減小趨勢，面積分別減小為10617.68km2、9407.72km2、6797.10km2，比重也下降至16.73%、14.82%、10.71%。低植被覆蓋面積增加至24183.79km2，比重上升為38.10%，高植被覆蓋面積相比2010年也增加了788.6km2，面積增加為12463.81km2，占比重的19.64%。表2不同年份各植被等級覆蓋面積及比例Table2Coverageareaandproportionofdifferentvegetationlevelsindifferentyears等級1990年2000年2010年2018年面積/km2比例/%面積/km2比例/%面積/km2比例/%面積/km2比例/%I4437.946.993063.904.834465.367.0424183.7938.10II13052.2520.567363.0411.6015019.7023.6610617.6816.73III18013.6728.3817520.6127.6021181.0533.379407.7214.82IV13243.2520.8717587.6727.7111128.7417.536797.1010.71V14722.9023.2017934.8628.2611675.2118.3912463.8119.64由表3和圖4分析可知，低植被覆蓋度的區(qū)域呈明顯增加的趨勢，中低等植被覆蓋的區(qū)域面積呈先減小后增加的趨勢，中等植被覆蓋、中高等植被覆蓋和高等植被覆蓋區(qū)域的面積均呈先增加后減小的趨勢。底植被覆蓋度的區(qū)域在1990-2018年增加了19745.85km2；中低植被覆蓋度的區(qū)域在1990-2018年減小了2434.57km2；中植被覆蓋度的區(qū)域在1990-2018年間減少了8605.96km2；中高植被覆蓋度的區(qū)域在1990-2018年間減少了6445.15km2；高植被覆蓋度的區(qū)域在1990-2018年間減少了2259.09km2。表32006-2018年疏勒河中下游各等級植被覆蓋面積總變化（單位km2）Table3Thetotalchangeofvegetationcoverageinthemiddleandlowerreachesofshuleriverfrom2006to2018(unitkm2)類型年份IIIIIIIVV1990年4437.9413052.2518013.6713243.2514722.902018年24183.7910617.689407.726797.1012463.81總變化19745.85-2434.57-8605.96-6446.15-2259.09圖4各時期不同植被等級覆蓋變化曲線圖Fig.4Curvechangesofdifferentvegetationlevelsindifferentperiods4.2植被覆蓋空間變化分析通過對疏勒河中下游流域1990-2018年植被覆蓋等級圖分析（圖3），可知疏勒河中下游流域近30年主要以中低植被覆蓋為主，高植被覆蓋面積較小。并且由于流域面積較大，流域內(nèi)的地理環(huán)境差異較大，所以植被覆蓋在空間分布上有著明顯的差異。其中流域中游地區(qū)以高植被覆蓋、中高植被覆蓋為主，植被覆蓋良好，而下游瓜州和敦煌地區(qū)植被覆蓋較差，主要是中低覆蓋植被為主，從中游到下游植被覆蓋整體上呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。這是由于上游來自祁連山區(qū)的冰雪融水和降水較多，水資源豐富，有利于植被生長，而越往下游瓜州、敦煌地區(qū)，降水稀少，加之來自中游的水量減小，造成水資源短缺、植被覆蓋下降。從圖還可以看出較高植被覆蓋的綠洲區(qū)域主要分布與疏勒河干流和支流兩岸，越往河流兩邊植被覆蓋度逐漸降低，這因?yàn)槭枥蘸恿饔蚓G洲的主要水源來源于河水灌溉，所以遠(yuǎn)離河流地區(qū)植被覆蓋度低。5影響因素分析5.1自然因素氣溫和降水的年際變化趨勢在一定程度上可以反映氣候的變化，而氣候變化又作用于植被變化，所以氣溫與降水對植被的變化有著一定的影響作用。為了研究氣候變化與流域內(nèi)植被變化的關(guān)系，更好地探討氣溫與降水在年際尺度上對研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋變化的影響，本文對1990-2017年研究區(qū)周邊各氣象站點(diǎn)的年氣溫和年降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，得到圖5和圖6。水分是植被生長的基礎(chǔ)條件，也是引起植被變化的主要因素，疏勒河流域的水分主要來源于降水和祁連山區(qū)的冰雪融水。因此，降水量的多少對流域內(nèi)植被的生長變化起著絕對性的作用，降水增加，有利于流域內(nèi)植被生長，植被覆蓋增加，降水量減小，不利于植被生長，植被覆蓋減小。從圖5可以看出，近30年來疏勒河中下游流域降水量整體上呈增加的趨勢，氣候傾向率為7.975mm/10a，相關(guān)系數(shù)為0.318，但擬合效果比較差。說明年際降水波動較大，其最大降水量出現(xiàn)在2016年，為125.17mm，最小值則出現(xiàn)在2009年，僅為30.17mm。圖5疏勒河中下游年降水量趨勢圖Fig.5TrendlineofannualprecipitationinthemiddleandlowerreachesoftheShuleRiver氣溫也是引起植被覆蓋變化的主要因子，流域內(nèi)其他的要素的變化與氣溫的變化存在一定的關(guān)聯(lián)。首先，溫度的升高會加快流域冰雪融化加快，影響流域內(nèi)水資源的變化，從而影響植被的生長變化。其次，高溫會導(dǎo)致研究區(qū)蒸發(fā)量增加，致使土壤濕度減小，土地沙漠化加快，從而減小植被覆蓋度。圖5是疏勒河流域年均氣溫的變化趨勢圖，從圖可以看出，近30年來疏勒河流域年均氣溫的上升幅度十分明顯。氣候傾向率為0.356℃/10a，相關(guān)系數(shù)為0.552，擬合效果比較好，其最高氣溫出現(xiàn)在2016年，為9.93℃，最小值則出現(xiàn)在1992年，為8.17℃。圖6疏勒河中下游年均氣溫趨勢線Fig.6TrendlineofaverageannualtemperatureinthemiddleandlowerreachesoftheShuleRiver5.2社會因素5.2.1人口數(shù)量對植被覆蓋的影響據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，建國以來，疏勒河流域中下游流域總?cè)丝跀?shù)量快速增加，總?cè)丝跀?shù)由1949年的10.5萬人增加至2018年的43萬人。人口數(shù)量的大量增加導(dǎo)致流域耕地面積和建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)大，改變了已有的土地利用方式，導(dǎo)致植被覆蓋結(jié)構(gòu)發(fā)生了時空變化。研究顯示，在農(nóng)作物生長季植被覆蓋度會有大幅度增加，但在休耕季植被覆蓋度又會大幅度下降。總體上，由于人口的增長和城市化進(jìn)程的加快，加速了其他土地利用類型向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換，使疏勒河流域植被覆蓋度下降。5.2.2經(jīng)濟(jì)發(fā)展對植被覆蓋的影響據(jù)統(tǒng)計(jì)，近30年來，疏勒河中下游地區(qū)生產(chǎn)總值、人均生產(chǎn)總值都呈增加的趨勢。疏勒河中下游流域的GDP由1990年的33.46億元增至2018年的293.2億元；增加速度為9.27億元/a；人均生產(chǎn)總值的增加速度為2157.3元/a。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從第一產(chǎn)業(yè)向二、三產(chǎn)業(yè)調(diào)整，區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程加快，城鎮(zhèn)建設(shè)用地、交通用地等迅速增加，土地利用類型從農(nóng)業(yè)用地向非農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)化，植被覆蓋將會減小。5.2.3農(nóng)業(yè)發(fā)展對植被覆蓋的影響據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990-2018年間，疏勒河中下游流域的耕地面積和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值均呈增加的趨勢，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值從1990年的4.7億元增加到2018年的27億元，耕地面積從1990年的58.6千公頃增加到2018年的90.6千公頃，說明流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動不斷加強(qiáng)，農(nóng)業(yè)發(fā)展日趨迅速。耕地的大量增加會在農(nóng)作物生長季提高植被覆蓋度，疏勒河中下游以綠洲農(nóng)業(yè)著稱，所以分布有大面積的人工綠洲。但不合理的農(nóng)業(yè)發(fā)展對區(qū)域內(nèi)的水土資源造成了破壞，使得流域植被覆蓋減小。比如流域內(nèi)盲目將草地、林地開墾為耕地加速了土地荒漠化、水土流失等問題，不合理的灌溉方式會導(dǎo)致土壤鹽堿化加快、地下水位下降等問題。5.2.4政策趨向?qū)χ脖桓采w的影響20世紀(jì)70年代，疏勒河流域被列為國家生態(tài)工程建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。在一些宏觀生態(tài)政策推動下，區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了草場圍欄項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)行休牧禁牧；設(shè)立天然林保護(hù)站，加強(qiáng)天然林保護(hù)，積極開展荒灘造林；在主要風(fēng)沙口的邊緣建造了大型防護(hù)林；在城鎮(zhèn)、道路及風(fēng)景區(qū)周邊建造大量人工綠化林，使植被覆蓋覆蓋率有所提高。20世紀(jì)80年代以來，疏勒河流域先后進(jìn)行了三次較大規(guī)模的移民主，這些移民遷入后大部分從事于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，促進(jìn)了建設(shè)用地和耕地的擴(kuò)張，加速了草地、林地等土地類型向城鎮(zhèn)建用地和耕地的轉(zhuǎn)變，大大降低了流域植被覆蓋度。近年來，針對疏勒河流域生態(tài)環(huán)境退化的現(xiàn)象，政府出臺了一系列管理政策，加強(qiáng)了流域水土資源管理，有效改善了流域生態(tài)環(huán)境。6結(jié)論與不足6.1結(jié)論本文運(yùn)用ENVI和GIS軟件，以疏勒河中下游為研究區(qū)，以1990年、2000年、2010年、2018年遙感影像為數(shù)據(jù)源，對其進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、裁切等預(yù)處理后計(jì)算得到流域的NDVI值，并運(yùn)用像元二分模型對研究區(qū)植被覆蓋度進(jìn)行分級統(tǒng)計(jì)，分析其變化因素。得到以下結(jié)論：（1）從時間變化來看，近30年來，疏勒河中下游植被覆蓋雖然有所波動，但整體上呈現(xiàn)出退化的趨勢。在1990-2000年流域植被覆蓋呈現(xiàn)改善趨勢，2000-2018年低植被覆蓋的區(qū)域面積增加了19745.85km2，植被覆蓋呈退化趨勢。但值得注意的是高植被覆蓋的面積在2010-2018年增加了788.6km2，這是疏勒河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)加強(qiáng)，綠洲面積擴(kuò)大，植被覆蓋向好的方向發(fā)展的表現(xiàn)。（2）從空間變化來看，由于研究區(qū)面積較大，所以植被在空間分布也上有著明顯的差異。中游地區(qū)來自祁連山區(qū)的降水和冰雪融水較多，水資源豐富，有利于植被生長，而越往下游瓜州、敦煌地區(qū)，來自中游的水量減小，水資源匱乏，對植被生長造成不利，所以從研究區(qū)中游到下游，植被覆蓋呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。此外，較高植被覆蓋的綠洲區(qū)域主要分布與疏勒河干流和支流兩岸，離河流越遠(yuǎn)植被覆蓋逐漸降低。（3）影響研究區(qū)植被變化的主要因素有自然和人為活動兩方面。自然方面疏勒河中下游流域氣溫和降水均呈現(xiàn)增加趨勢，線性增長速率分別為0.356℃/10a、7.975mm/10a。雖然降水增加可以改善流域內(nèi)的植被覆蓋情況，但由圖5可以看出降水的波動性較大，且流域內(nèi)的降水大多集中在6-8月，加之氣溫升高，蒸發(fā)量也隨之增加，土壤濕度減小，所以不能有效改善流域植被覆蓋情況。人類活動方面人口數(shù)量、GDP、耕地面積持續(xù)增加，加速了流域內(nèi)濕地、草地、林地等土地覆蓋類型向耕地和建設(shè)用地的轉(zhuǎn)變，造成植被覆蓋下降。（4）研究區(qū)內(nèi)植被蓋度的變化由氣候變化、水土資源開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、移民政策等諸多因素引起，為此，提出建議如下：加強(qiáng)流域水資源管理制度和生態(tài)保護(hù)、建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)；堅(jiān)持封山育林、退耕還林還草；制定合理的相關(guān)政策，控制人口數(shù)量，使人與自然和諧相處。6.2不足本研究僅簡單的使用NDVI與氣溫、降水?dāng)?shù)據(jù)對研究區(qū)進(jìn)行了淺顯的分析，沒有深入研究日照時數(shù)、濕度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等其他因素對植被覆蓋度的影響，因此計(jì)算結(jié)果會與實(shí)際情況存在一定的偏差，但NDVI作為植被研究中廣泛用運(yùn)的綜合性植被指數(shù)，汽一定程度上能夠反映植被的生長變化，因此研究結(jié)果對疏勒河流域植被的綜合治理和生態(tài)建設(shè)具有一定科學(xué)意義和參考價值。參考文獻(xiàn)[1]SellersPJ,LosSO,TuckerCJ,etal.Arevisedlandsurfaceparameterization(SiB2)foratmosphericGCMS,PartⅡ:thegenerationofglobalfieldsofterrestrialparametersfromsatellitedata[J].JournalofClimate,1996,9(4):706-737.[2]張含玉,方怒放,史志華,等.黃土高原植被覆蓋時空變化及其對氣候因子的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(13):3960-3968.[3]馬小平.基于MODIS數(shù)據(jù)的黑河流域植被覆蓋變化及驅(qū)動力分析[D].蘭州:西北師范大學(xué),2015[4]DavrancheA,LefebvreG,PpulinB.WetlandmonitoringusingclassificationtreesandSPOT5seasonaltimeseries[J].RemoteSensingofEnvironment,2010,114(3):552-562．[5]李秀彬.全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域-土地利用/覆被變化的國際研究動向[J].地理學(xué)報(bào),1996,51(6):553-558.[6]楊亮潔,楊永春.石羊河流域土地利用變化對區(qū)域碳排放和碳吸收的影響[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2017,53(6):749-763.[7]齊敬輝.疏勒河流域綠洲生態(tài)演變研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2014.[8]齊敬輝.疏勒河中下游LUCC特征及驅(qū)動機(jī)制研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2014.[9]張永明,翟祿新,宋孝玉,等.疏勒河流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價研究[J].冰川凍土,2008,30(6):1055-100.[10]鄭曉,王乃昂,李卓侖,等.1990-2005年疏勒河流域土地利用/覆蓋變化分析[J].中國沙漠,2010,30(3):857-861.[11]宋怡,馬明國.基于GIMMSAVHRRNDVI數(shù)據(jù)的中國寒旱區(qū)植被動態(tài)及其與氣候因子的關(guān)系[J].遙感學(xué)報(bào),2008,12(3):499-505.[12]WuCY,ChenJM,HuangN.Predictinggrossprimaryproductionfromtheenhancedvegetationindexandphotosyntheticallyactiveradiation:Evaluationandcalibration[J].RemoteSensinofEnvironment,2011,115(12):3424-3435．[13]DardelC,KergoatL,HiernauxP,etal.Re-GreeningSahel:30YearsofRemoteSensingDataandFieldObservations(Mali,Niger)[J].RemoteSensingofEnvironment,2014,140:350-364.[14]AnyambaA,SmallJL,TuckerCJ,etal.Thirty-TwoYearsofSahelianZoneGrowingSeasonNon-StationaryNDVI3GPatternsandTrends[J].RemoteSensing,2014,6(4):3101-3122.[15]王濤.干旱區(qū)綠洲化、荒漠化研究的進(jìn)展及趨勢[J].中國沙漠,2009,29(1):1-9.[16]HeB,ChenA,WangH,etal.DynamicResponseofSatellite-DerivedVegetationGrowthtoClimateChangeintheThreeNorthShelterForestRegioninChina[J].RemoteSensing,2015,7(8):9998-10016．[17]FensholtR,LangankeT,RasmussenK,etal.Greennessinsemi-aridareasacrosstheglobe1981-2007-anEarthObservingSatellitebasedanalysisoftrendsanddrivers[J].RemoteSensingofEnvironment,2012,121(2):144-158.[18]JongRD,BruinSD,WitAD,etal.AnalysisofMonotonicGreeningandBrowningTrendFromGlobalNDVITime-Series[J].RemoteSensingofEnvironment,2011,115(2):692-702.[19]VicenteserranoS,CabelloD,TomasburgueraM,etal.DroughtVariabilityandLandDegradationinSemiaridRegions:AssessmentUsingRemoteSensingDataandDroughtIn-dices(1982-2011)[J].RemoteSensing,2015,7(4):4391-4423.[20]MohammatA,WangX,XuX,etal.DroughtandSpringCoolingInducedRecentDecreaseinVegetationGrowthinInnerAsia[J].AgriculturalandForestMeteorology,2013,21(3):178-179.[21]NagendraH,MunroeDK,SouthworthJ.Formpatterntoprocess:Landscapefragmentationandtheanalysisoflanduse/landcoverchange[J].Agriculture,Ecosystems&Environment,2004,101(2):111-115.[22]趙安周,劉憲鋒,朱秀芳,等.1965-2013年黃土高原地區(qū)極端氣溫趨勢變化及空間差異[J].地理研究,2016,35(4):639-652.[23]楊瑞瑞.2000-2017年黃河源區(qū)植被覆蓋度時空變化及其與氣候變化響應(yīng)分析[D].四川:成都理工大學(xué),2019.[24]胡良軍,邵明安.論水土流失研究中的植被覆蓋度量指標(biāo)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2001,16(1):40-43.[25]AnY,GaoW,GaoZ.CharacterizingLandConditionVariabilityinNorthernChinaFrom1982to2011[J].EnvironmentalEarthScienc