摘要：基于MODIS13 NDVI數(shù)據(jù)產(chǎn)品，利用最大值合成法、趨勢(shì)線分析法，分析了秦嶺地區(qū)2000～2019年植被指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明：2000～2019年秦嶺地區(qū)年NDVI在0.799～0.863之間，整體呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)速度為0.033/（10a）;植被指數(shù)退化的區(qū)域占研究區(qū)的4.111%，分布在各城市周邊地區(qū)，主要受城鎮(zhèn)化過程的影響;改善的區(qū)域占研究區(qū)的36.224%，廣泛分布于秦嶺地區(qū)，主要受自然因素和國(guó)家政策的影響。

關(guān)鍵詞：植被指數(shù);最大值合成法;趨勢(shì)線分析法;秦嶺地區(qū)

中圖分類號(hào)：P423

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2020）13-0035-02

1 引言

在全球氣候變化和人類活動(dòng)的影響下，陸地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生顯著變化[1]。植被作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的一部分，是全球物質(zhì)和能量循環(huán)的重要媒介，也是全球生態(tài)環(huán)境變化的指示器[2]。其動(dòng)態(tài)變化受自然因素和社會(huì)因素共同影響，因此區(qū)域植被變化成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index， NDVI）是由遙感影像近紅外波段與紅光波段的反射值之差比上兩者之和獲取的，其能夠全面地反映區(qū)域植被生長(zhǎng)狀況，被廣泛應(yīng)用于全球植被變化的研究。

秦嶺作為中國(guó)南北的重要分界線，其特殊的地理位置和氣候環(huán)境，使其成為我國(guó)自然地理的過渡地帶和氣候變化的敏感區(qū)域，亦是人為活動(dòng)響應(yīng)的敏感區(qū)[3]。同時(shí)秦嶺還是我國(guó)南水北調(diào)中線工程重要的水源涵養(yǎng)地，具有較好的生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能[4，5]。因此，保護(hù)秦嶺生態(tài)環(huán)境的重要性不言而喻。近年在全球氣候變化和城市化進(jìn)度快速發(fā)展的背景下，秦嶺生態(tài)環(huán)境遭到不同程度的破壞，林地和草地不斷被建設(shè)用地和耕地所取代，林地和草地面積的減少將會(huì)嚴(yán)重影響該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，并且可能會(huì)降低該區(qū)域水源涵養(yǎng)能力、凈初級(jí)生產(chǎn)力以及引起土壤侵蝕、河流污染等一系列環(huán)境問題。因此，為了實(shí)現(xiàn)該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及青山綠水的發(fā)展戰(zhàn)略，本研究以狹義秦嶺為研究區(qū)，利用MODIS影像為數(shù)據(jù)源，利用最大值合成法和趨勢(shì)線分析法，探討2000～2019年秦嶺地區(qū)植被指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化，為保護(hù)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境及資源的可持續(xù)開發(fā)利用提供依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究的MOD13A1數(shù)據(jù)來源于美國(guó)航空局（https：//ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/），是MODIS 1B數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過校正的3級(jí)產(chǎn)品，其內(nèi)容包含全球范圍內(nèi)的歸一化植被指數(shù)（NDVI）和增強(qiáng)型植被指數(shù)（EVI），周期為16 d，空間分辨率500 m，每個(gè)區(qū)域每年共23景數(shù)據(jù)，其中001代表日序列為1～16 dNDVI合成值[6]。本研究選取的MOD13A1數(shù)據(jù)包含2000～2019年1～12月的歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)（2000年1月數(shù)據(jù)缺失），行列號(hào)為h27v05。經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換、投影變換及最大值合成法，獲取2000～2019年秦嶺地區(qū)的NDVI空間分布。

2.2 研究方法

趨勢(shì)線分析法是對(duì)指標(biāo)不同時(shí)間段的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)問題的一種分析方法。利用趨勢(shì)線分析法可模擬研究區(qū)像元尺度的植被指數(shù)變化趨勢(shì)，從而獲取植被指數(shù)在研究時(shí)段的時(shí)空變化規(guī)律。其表達(dá)式為：

Slope=n·ni=1i·NDVIi-ni=1ini=1NDVIin·ni=1NDVIii2-（ni=1i）2（1）

式（1）中：Slope為指標(biāo)變化斜率;n為研究時(shí)間段的時(shí)間總量，本研究時(shí)間段為20年，n取值為20;NDVIi為第i年的植被指數(shù)，i=1代表2000年。當(dāng)Slope>0表示植被指數(shù)趨于上升趨勢(shì)，Slope<0表示植被指數(shù)趨于下降狀態(tài)。

3 結(jié)果與分析

3.1 植被指數(shù)時(shí)間變化特征

利用最大值合成法得到2000～2019年秦嶺地區(qū)的年NDVI，運(yùn)用ENVI5.3統(tǒng)計(jì)每年的NDVI均值，通過一元線性回歸獲取秦嶺地區(qū)NDVI變化趨勢(shì)（圖1），統(tǒng)計(jì)各年份不同NDVI區(qū)間的比例（表1）。由圖表可知，秦嶺地區(qū)2000～2019年NDVI在0.799～0.863之間，整體呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)速度為0.033/（10a）。其中，在2004～2009年間，變化不顯著且波動(dòng)性較大，2009年之后一直保持穩(wěn)定上升，2014年出現(xiàn)低谷值。表1說明了秦嶺地區(qū)植被指數(shù)在0.6～0.8之間的比例不斷減少，0.8～1.0的植被指數(shù)呈上升趨勢(shì)，其它區(qū)間相對(duì)穩(wěn)定。

3.2 空間動(dòng)態(tài)變化

通過趨勢(shì)線分析法獲取2000～2019年秦嶺地區(qū)像元尺度的空間變化趨勢(shì)（圖2）及比例（表2）。2000～2019年間，植被指數(shù)退化的區(qū)域占研究區(qū)的4.111%，分布在各城市周邊地區(qū)，主要受城鎮(zhèn)化過程的影響。改善的區(qū)域占研究區(qū)的36.224%，廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)，主要受自然因素和國(guó)家政策退耕還林還草的影響。

4 結(jié)論

基于MODIS13NDVI數(shù)據(jù)產(chǎn)品，綜合利用最大值合成法、趨勢(shì)線分析法，分析了秦嶺地區(qū)2000～2019年植被指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，結(jié)果表明：2000～2019年秦嶺地區(qū)年NDVI在0.799～0.863之間，整體呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)速度為0.033/（10a）。植被指數(shù)退化的區(qū)域占研究區(qū)的4.111%，分布在各城市周邊地區(qū)，主要受城鎮(zhèn)化過程的影響。改善的區(qū)域占研究區(qū)的36.224%，廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

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