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基于FVC指数对1982~2000年中国西部干旱区植被覆盖时空变化特征分析

师庆东  
【摘要】: 植被覆盖度对于干旱区人类生存和生产核心场所的绿洲稳定有着直接的关系,在干旱区覆盖度的变化对本已脆弱的绿洲生态系统有着重要的影响,是向绿洲化还是向荒漠化的方向发展,十分敏感于绿洲植被覆盖度的指数,了解各类植被覆盖度的特征及演化规律,对认识干旱区生态环境的现状及发展趋势,辨识引起环境变化的驱动力,有着重要的意义。因此本研究的主要目标就是利用长时期的遥感数据,以RS(Remote Sensing)和GIS(Geographic Information System)为工具,在相对准确分类的基础上了解1982~2000年期间中国西部干旱区不同植被覆盖度的时空分布、面积变化,并对各区域的生态环境发展趋势作出一定的预测。 1.本文通过对比,选择了在干旱区对植被覆盖度上有较好敏感性FVC指数作为本次研究的原始数据; 2.在地理环境地域分异显著的中国西部干旱区,提出了使用了分区分海拔的遥感分类方法,该方法操作简单,易于实现,相对分类精度高; 3.提出利用高分辨率遥感数据验证低分辨遥感数据分类的方法,并使用这种方法对本文的遥感数据的部分分类结果进行了验证,对传统的野外精度验证法是一个很好的补充,尤其对以往遥感数据的分类检验中; 4.在干旱区提出了植被覆盖度的分类体系,并使用连续时间的各类植被面积变化分析了干旱区各地区的植被变化情况; 5.在差值分析和回归理论的支持下,分析了干旱区植被变化的空间特征; 6.提出利用F检验和t检验划分干旱区植被稳定区和变化区的原理和方法; 7.利用回归方程对今后的植被变化情况进行了模拟预测,其结果具有一定的参考价值; 南京气象学院博士学位论文 8.将马尔科夫过程成功地应用于中国西部干早区的植被变化分析当中,指 出,植被的转移变化不是一重马尔科夫过程,而是一个多重的马尔科夫过程;而 且是一个步长较长的马尔科夫过程; 9.证明在8klll尺度下,马尔科夫过程不能使用两期的土地利用变化来预测 土地利用的发展趋势,无论这两期的时间是连续的还是有一定时间间隔的; 通过各类植被的面积变化、空间变化及马尔科夫过程分析认为:中国西部干 旱区在平原区整体上荒漠面积减少,绿洲面积增加,绿洲的面积扩大主要表现在 原有绿洲的扩大。中、高覆盖度植被(过渡带)面积减少,过渡带变窄,绿洲更 多的直接面临荒漠;西部干旱区山区的荒漠面积变化不大,森林面积略有增加。 而从各个分区来看,情况不尽相同:南疆地区平原区绿洲面积扩大,荒漠面积基 本不变,其他类植被面积不同程度缩小,而在塔里木河下游、车尔臣河下游植被 退化;南疆山地森林面积略有增加,其他类植被面积略有缩小;北疆的平原区和 山区的植被状况均有改善,表现为荒漠面积缩小,绿洲面积增加;河西走廊一阿 拉善地区总体变化不大;但是柴达木盆地的荒漠面积、低覆盖度草地增加,其他 类植被,尤其是甚高覆盖度植被(草甸)的面积缩小,表明该地区的生态环境退 化,而退化表现的主要地区在环柴达木盆地的阿尔金山和祁连山的北坡。这些结 论在各种分析中都得到了相互的印证。 在中国西部干旱区,荒漠是稳定的景观,绿洲的面积在扩大,过渡带的植被 类型在减少,人类活动成为西部干早区影响植被变化的重要因素,而人类活动的 直接结果就是中、高覆盖度植被的面积减少,保护中、高覆盖度植被就是保护绿 洲,是保护生物多样性,维持干旱区人类与自然协调发展的必须选择,人类的行 为应在宏观上加以调控。


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