关键词:
和丰县
植被覆盖度
地理编码
重心迁移
景观格局
地理探测器
摘要:
新疆塔城地区和布克赛尔县(简称和丰县)地处古尔班通古特沙漠北部,降雨少、气候干旱,植被生长环境较差。研究和丰县植被覆盖度在长时间序列的时空变化趋势,可以揭示不同自然条件下植被覆盖度的变化特征,进而分析其驱动因素,可以为保护该地区生态环境提供科学的参考依据。本研究以和丰县为研究区,以2000-2023年为研究时间段,基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型计算和丰县植被覆盖度,并通过地理编码法、变化频次法、重心迁移模型和景观格局指数,分析植被覆盖度的时空演变特征和生态景观格局变化。在此基础上,结合多源环境数据、数字高程模型数据,以及主要社会经济数据,采用灰色关联度、地理探测器等方法,进一步探讨植被覆盖度对环境变化等影响因素的动态响应特征。主要结论如下:
(1)从空间角度而言,和丰县植被覆盖度自北向南呈从高到低的变化趋势,且中植被覆盖度和低植被覆盖度之间的相互转换最为频繁;从时间角度而言,和丰县植被覆盖度在23年间呈波动变化趋势,其中高植被覆盖度区域面积呈先增加后减少的趋势,低植被覆盖度的面积呈先减少后增加的变化趋势。
(2)变化频次的叠加计算能有效监测长时间序列植被覆盖度的动态变化,和丰县植被覆盖度变化4次的面积最小,仅为1 762.81 km2,占总面积的6.31%,且分布在南部低海拔地区,说明此区域生态环境较为脆弱;而发生2次变化的面积最大,高达7576.50 km2,占总面积的27.11%,主要分布在和丰县东北部。
(3)通过地理编码法,掌握和丰县植被覆盖度变化模式,呈“波动下降”的面积占总面积的43.26%,而“波动变化”和“稳定不变”的面积占总面积的51.50%,植被覆盖度增加的面积远小于减少的面积,但是植被覆盖度波动变化和稳定不变的面积占比较大,研究区荒漠进程得以遏制,生态环境有所改善。
(4)高植被覆盖度分布区域的重心整体向西北方向迁移,且距离最长,为30.53km,而极低植被覆盖度的重心迁移距离最短,仅为8.69 km;研究期间和丰县整体植被重心向西部迁移,极低植被覆盖度分布较为集中且稳定。
(5)和丰县极低植被覆盖度景观的边缘密度(ED)值为0.38,破碎度较低,空间分布较为集中;中植被覆盖景观的类型所占比例(PLAND)值为47.23,为研究区内的优势种;极低植被覆盖度景观的最邻近距离(ENN_MN)值为1 955.38,为研究区内分布最分散的景观类型;高植被覆盖度景观的周长面积分维指数(PAFRAC)值为1.53,表明该景观斑块形状较复杂,受人类活动影响较大。在景观水平上,和丰县南部景观离散程度较高,北部受人类活动影响程度较强,整体景观异质性有所增加。
(6)地表温度是影响极低植被覆盖景观格局动态变化的最显著的环境因子;而土壤水分(100-200 cm)对其余四种植被覆盖度景观格局动态变化影响程度最为剧烈;通过地理探测器模型的测算,可发现单因子中地表温度和土壤水分对于植被覆盖度的解释力较大;而土壤水分(0-10 cm和100-200 cm)的双因子交互作用对植被覆盖度的驱动影响最为明显,为植被生长提供充分的水分和湿润的土壤条件。
综上所述,和丰县植被覆盖度整体自北向南呈从高到低的变化趋势,南部生态环境较为脆弱。中植被覆盖度景观是研究区内的优势种,人类活动对高植被覆盖度景观的影响程度较大,土壤水分和地表温度对研究区植被覆盖度的影响程度较为剧烈,在日后的林业生态管理中,要着重南部荒漠区的治理,同时也要兼顾北部山区植被的稳定性。