2001—2014年間黃土高原植被覆蓋狀態(tài)時(shí)空演變分析

劉哲， 邱炳文， 王壯壯， 齊文

(福州大學(xué)地理空間信息技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，福州 350002)

2001—2014年間黃土高原植被覆蓋狀態(tài)時(shí)空演變分析

劉哲， 邱炳文， 王壯壯， 齊文

(福州大學(xué)地理空間信息技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，福州 350002)

黃土高原植被覆蓋狀態(tài)的時(shí)空變化對(duì)于該地區(qū)植被恢復(fù)具有重要意義?；?001—2014年間黃土高原地區(qū)MODIS-EVI2時(shí)序數(shù)據(jù)，建立2個(gè)反映植被覆蓋狀態(tài)的指標(biāo)： 植被覆蓋強(qiáng)度與植被時(shí)間覆蓋度。采用趨勢(shì)分析以及突變點(diǎn)檢測(cè)方法，得到近14 a間黃土高原植被覆蓋狀態(tài)的時(shí)空演變特征。研究結(jié)果表明： ①黃土高原植被覆蓋狀態(tài)整體呈從西北到東南遞增的分布特點(diǎn)，整個(gè)區(qū)域內(nèi)近10 a間的植被覆蓋狀態(tài)增長(zhǎng)速度相較于1982—2006年間明顯增快； ②研究區(qū)內(nèi)多年植被覆蓋強(qiáng)度與植被時(shí)間覆蓋度呈正趨勢(shì)變化的面積分別占整個(gè)研究區(qū)面積的43.04%和32.57%，發(fā)生變化的年份多集中于2006—2007年與2011—2012年； 而多年植被覆蓋強(qiáng)度與植被時(shí)間覆蓋度呈負(fù)趨勢(shì)變化的面積分別占整個(gè)研究區(qū)面積的2.92%與5.86%，發(fā)生變化區(qū)域多分布于農(nóng)業(yè)種植區(qū)。研究有效證明了近年來(lái)退耕還林/防風(fēng)固沙政策已取得了明顯效果。

黃土高原，遙感，植被覆蓋狀態(tài)，退耕還林/防風(fēng)固沙

0 引言

黃土高原地處平原向高原、森林向草原過(guò)渡的地帶，自然環(huán)境復(fù)雜，是我國(guó)水土保持的重點(diǎn)區(qū)域。近年來(lái)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境雖有所恢復(fù)，但仍存在部分問(wèn)題亟待解決[1]。目前已有學(xué)者針對(duì)黃土高原的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題利用不同遙感數(shù)據(jù)從不同角度進(jìn)行分析。信忠保等[2]利用GIMMS/NDVI數(shù)據(jù)對(duì)黃土高原地區(qū)1982—2003年間植被覆蓋變化進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明黃土高原地區(qū)植被覆蓋整體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)并存在明顯的空間差異且與氣候因素具有較好的響應(yīng)關(guān)系。張寶慶等[3]采用GIMMS和SPOT VGT 2種數(shù)據(jù)集的NDVI作為植被覆蓋評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了近30 a間黃土高原植被覆蓋演變趨勢(shì)。李雙雙等[4]則利用2000—2009年間的MODIS-NDVI作為植被覆蓋指數(shù)，對(duì)陜甘寧地區(qū)“退耕還林/草”實(shí)施10 a來(lái)植被覆蓋變化特征、影響因素及未來(lái)變化進(jìn)行分析。但是，大多數(shù)研究?jī)H利用NDVI及其計(jì)算得到的植被時(shí)間覆蓋度作為分析指標(biāo)，指標(biāo)較為單一，且多數(shù)研究并未找出植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間點(diǎn)，造成信息的丟失。

針對(duì)存在的問(wèn)題，本文以2001—2014年間黃土高原地區(qū)的MODIS-EVI2數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究分析了黃土高原植被覆蓋的區(qū)域分布特征，并利用趨勢(shì)分析及突變點(diǎn)檢測(cè)方法對(duì)黃土高原植被覆蓋狀態(tài)的時(shí)空演變特征進(jìn)行分析，可為正在進(jìn)行的黃土高原生態(tài)建設(shè)提供信息及決策支持。

1 研究區(qū)概況

位于我國(guó)中部偏北的黃土高原是世界上黃土覆蓋面積最大的高原，又稱之為烏金高原。地理坐標(biāo)為N33°41′～41°16′，E100°51′～114°32′，包括太行山以西、日月山以東，關(guān)中平原以北、長(zhǎng)城以南的廣闊地區(qū)，行政區(qū)劃含寧夏回族自治區(qū)、山西全省和內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、青海、河南等省的部分區(qū)域，東西延綿1 000余km，南北地跨750 km，面積約64萬(wàn) km2，海拔95～4 900 m，年平均溫度2.2℃～13℃，年降水量200～700 mm[5]。2000年研究區(qū)土地利用數(shù)據(jù)(來(lái)源于中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心WESTDC land cover products 2.0)如圖1所示。

圖1 2000年黃土高原土地利用情況

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 時(shí)序EVI2數(shù)據(jù)

使用MOD09A1數(shù)據(jù)依據(jù)文獻(xiàn)[6]建立EVI2數(shù)據(jù)集，時(shí)間分辨率為8 d，空間分辨率為500 m。時(shí)間跨度為2001年1月—2014年12月，每年46期。

2.2 植被覆蓋狀態(tài)指標(biāo)

由于MODIS數(shù)據(jù)存在一定的不確定性[7]，本研究借鑒閾值法確定農(nóng)作物物候期的方法，建立2個(gè)指標(biāo)來(lái)度量植被覆蓋狀態(tài)，分別為植被覆蓋強(qiáng)度 (density of vegetation coverage，DVC)與植被時(shí)間覆蓋度(temporal vegetation coverage，TVC)。

從植被生長(zhǎng)狀況角度考慮，采用1 a中植被生長(zhǎng)旺盛期的EVI2均值作為DVC值。其建立過(guò)程為： 基于像元柵格，首先將柵格單元1 a內(nèi)EVI2時(shí)序數(shù)據(jù)(共46期)進(jìn)行排序； 其次在得到從小到大排列的序列后，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中四分位數(shù)的思想，取出上四分位數(shù)以上值； 最后計(jì)算取出值的均值，得到該柵格1 a的DVC值。DVC對(duì)應(yīng)植被1 a內(nèi)生長(zhǎng)旺盛期的情況，相較于單一選取1 a內(nèi)EVI2最大值或選取一段時(shí)間內(nèi)的EVI2平均值，能更好地消除EVI2的異常值和生長(zhǎng)時(shí)期選取錯(cuò)誤對(duì)結(jié)果的影響。

從植被生長(zhǎng)期長(zhǎng)度的角度考慮，計(jì)算植被生長(zhǎng)到一定程度所持續(xù)的時(shí)間。TVC的建立過(guò)程為： 首先提取柵格單元1 a的時(shí)序數(shù)據(jù)，然后統(tǒng)計(jì)時(shí)序數(shù)據(jù)序列中大于某一個(gè)閾值(當(dāng)EVI2小于此閾值時(shí)，認(rèn)為無(wú)植被覆蓋)的個(gè)數(shù)，最后除以時(shí)序數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。TVC的計(jì)算公式為

TVC=Tveg/(Tveg+Tnon-veg),

(1)

式中Tveg和Tnon-veg分別為有植被覆蓋和無(wú)植被覆蓋的時(shí)間。通過(guò)研究不同地物典型點(diǎn)位的TVC值來(lái)確定閾值?；?000年土地利用數(shù)據(jù)，典型點(diǎn)位在地物較為連續(xù)的區(qū)域選取(圖1)。為了能較好地區(qū)分植被與非植被，將土地利用數(shù)據(jù)按照?qǐng)D 2(a)中的方法進(jìn)行合并。

(a) 土地利用分類合并方法 (b) 不同土地利用類型EVI2最大值分布

圖2 土地利用合并方法以及不同類型植被指數(shù)最大值

Fig.2 LUCC combined methods and max EVI value in different types

由于2000年前后黃土高原植被恢復(fù)工程剛剛起步，且草地多為荒漠草地[8]，處于較為稀疏的狀態(tài)，故將草地歸為稀疏植被類型。最終全區(qū)分為茂盛植被、稀疏植被和非植被3大類，選取樣點(diǎn)共計(jì)584個(gè)，其中茂盛植被247個(gè)、稀疏植被228個(gè)以及非植被109個(gè)。得到樣點(diǎn)后，通過(guò)提取樣點(diǎn)2001年全年EVI2最大值如圖 2(b)所示。由圖 2(b)可以看出，非植被與其他2類植被1 a內(nèi)EVI2最大值在0.13附近有較大的分離度，并根據(jù)已有研究[9]，最終確定0.13作為計(jì)算TVC的閾值。

圖3為2003年研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋狀態(tài)指標(biāo)的空間分布。所得結(jié)果與許炯心等[10]分析黃土高原2000—2006年間植被覆蓋狀態(tài)分布結(jié)果具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

(a) DVC值分布

(b) TVC值分布

2.3 變化趨勢(shì)與突變點(diǎn)檢測(cè)

采用Mann-Kendall(M-K)趨勢(shì)分析[11]和Sen趨勢(shì)度[12]相結(jié)合進(jìn)行趨勢(shì)變化分析[13]。得到變化趨勢(shì)后，采用啟發(fā)式分割算法(BG)檢測(cè)植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生趨勢(shì)變化的時(shí)間[14-15]。

3 結(jié)果與分析

3.1 黃土高原多年平均植被覆蓋狀態(tài)分析

多年平均DVC與TVC如圖4所示，整體規(guī)律相似，都呈南部高、西北部低的分布特征。

圖4 黃土高原14 a平均植被覆蓋狀態(tài)

該地區(qū)近14 a來(lái)DVC平均值為0.300 1，TVC平均值為0.459 1。為了便于分析，將DVC與TVC分別分為3個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 植被覆蓋狀態(tài)分級(jí)

通過(guò)圖4 (a)可知，低DVC區(qū)域占整個(gè)研究區(qū)面積的25.21%，主要分布在研究區(qū)西北部的內(nèi)蒙古西部和寧夏回族自治區(qū)等溫帶草原區(qū)。中DVC區(qū)域占51.05%，分布在整個(gè)研究區(qū)的中部地區(qū)，主要包括甘肅南部、寧夏南部、山西北部以及陜西北部等暖溫帶區(qū)域。高DVC區(qū)域約占23.74%，分布在陜西中南部、山西境內(nèi)山地區(qū)域以及河南西部等亞熱帶區(qū)域。由圖4 (b)可知，中、低TVC分布區(qū)域分別占整個(gè)研究區(qū)面積的54.10%和20.35%，分布區(qū)域與DVC類似； 高TVC分布區(qū)域所占面積比例為25.55%，分布與DVC有所不同，主要在整個(gè)陜西漢中平原、甘肅南部以及山西南部分布更為連續(xù)，且具有很高的TVC值。

通過(guò)提取整個(gè)研究區(qū)每年的DVC和TVC平均值，得到多年研究區(qū)植被覆蓋狀態(tài)變化趨勢(shì)，如圖5所示。

圖5 14 a間黃土高原平均植被覆蓋狀態(tài)變化趨勢(shì)

整個(gè)研究區(qū)DVC和TVC平均值都呈正趨勢(shì)變化，兩者上升速度基本相等，分別為3.48%/10 a和3.41%/10 a。比1982—2006年間黃土高原植被覆蓋度上升速度(0.7%/10 a)[16]有明顯的增加，并且在2002年有較快增長(zhǎng)。這種現(xiàn)象是由于20世紀(jì)90年代黃土高原水土流失嚴(yán)重，從1999年開始植樹造林并且在2001—2002年間樹木成活率有顯著提高[17]所產(chǎn)生。

3.2 黃土高原植被覆蓋狀態(tài)多年演變分析

利用M-K檢驗(yàn)與Sen趨勢(shì)度相結(jié)合的分析方法得到研究區(qū)2001—2014年間植被覆蓋狀態(tài)的變化趨勢(shì)，如圖6所示。

圖6 黃土高原植被覆蓋狀態(tài)年變化空間分布

Fig.6 Interannual spatial pattern changes of vegetation cover state on Loess Plateau

同樣對(duì)趨勢(shì)進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)情況如表2所示。

表2 植被覆蓋變化情況分級(jí)

從圖6(a)中可以得出，研究區(qū)DVC值具有正趨勢(shì)變化的面積占總面積的43.04%，未變化的區(qū)域占54.04%，負(fù)趨勢(shì)區(qū)域僅占2.92%。DVC極顯著增加的區(qū)域位于山西呂梁市、中南部的太岳山和陜西延安市等區(qū)域； DVC顯著增加的區(qū)域主要集中于研究區(qū)中西部，包括陜西榆林市及延安市以北區(qū)域，甘肅天水市、平?jīng)鍪泻蛻c陽(yáng)市，寧夏固原市以及內(nèi)蒙古東勝市南部。而DVC負(fù)趨勢(shì)的區(qū)域位于陜西關(guān)中平原和內(nèi)蒙古河套平原的城市區(qū)域。結(jié)合多年DVC平均值空間分布(圖4(a))來(lái)看，DVC極顯著增加的區(qū)域主要集中在自身DVC值較低的區(qū)域； 在DVC值較高的區(qū)域，其DVC的增長(zhǎng)速度雖然較低，但仍然為正趨勢(shì)。從圖6(b)中可以得出，TVC正趨勢(shì)變化面積占整個(gè)研究區(qū)面積的32.57%，負(fù)趨勢(shì)區(qū)域占5.86%，未變化區(qū)域占61.57%。TVC與 DVC發(fā)生正趨勢(shì)變化的空間分布基本一致。相較于DVC，TVC出現(xiàn)極顯著增加變化的區(qū)域更多，向西北延伸； TVC出現(xiàn)顯著減少變化的區(qū)域也更多，并主要出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)種植區(qū)。

結(jié)合DVC與TVC不同的變化趨勢(shì)，可以分成不同的變化類型，如圖7所示。

圖7 黃土高原植被覆蓋狀態(tài)不同變化分布

該地區(qū)植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生變化的面積占整個(gè)研究區(qū)面積的59.19%，未變化的區(qū)域占40.82%。DVC或TVC發(fā)生正趨勢(shì)變化的區(qū)域占51.23%，其中僅DVC增加的區(qū)域約為12.12萬(wàn)km2，僅 TVC增加的區(qū)域約為6.73萬(wàn)km2，而DVC和TVC同時(shí)增加的區(qū)域約13.95萬(wàn)km2。就陜西省而言，發(fā)生正趨勢(shì)變化的面積約占七成。

僅DVC正趨勢(shì)變化的面積占整個(gè)研究區(qū)面積的18.93%，主要集中在陜西洛河流域附近、甘肅平?jīng)龊吞焖小?nèi)蒙古河套平原以及山西部分地區(qū)。這些區(qū)域植被生長(zhǎng)較好的原因主要是隨著黃土高原的退耕還林和防風(fēng)固沙政策的推行，區(qū)域的水土流失減少，水土的保持得到改善，有利于植被的恢復(fù)生長(zhǎng)。同時(shí)人們對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，增加了對(duì)植被的保護(hù)，使得這些區(qū)域的植被長(zhǎng)勢(shì)變好。僅TVC呈正趨勢(shì)的區(qū)域占10.51%，主要集中在內(nèi)蒙古鄂爾多斯、山西北部大同市、寧夏南部固原市以及甘肅蘭州市附近。從20世紀(jì)80年代至今，黃土高原的平均溫度顯著上升，平均每年增溫0.06℃[5]，春季和秋季溫度的升高延長(zhǎng)了植被生長(zhǎng)期，這樣植被時(shí)間覆蓋度也相對(duì)增加，且隨著退耕還林政策的推進(jìn)，這些區(qū)域有部分耕地變成了林地，林地的長(zhǎng)勢(shì)不斷變好，生長(zhǎng)期也相應(yīng)變長(zhǎng)。DVC和TVC同時(shí)有正趨勢(shì)的區(qū)域主要分布在研究區(qū)的中部，也是全國(guó)退耕還林和防風(fēng)固沙工程最早實(shí)施的地區(qū)[18]，包括陜西榆林市、延安市和山西呂梁市等，占了整個(gè)研究區(qū)面積的21.79%。在2000年后，這些地區(qū)植被生長(zhǎng)逐年茂盛，使2個(gè)植被覆蓋狀態(tài)指標(biāo)同時(shí)上升。

DVC和TVC都減少的區(qū)域只占整個(gè)研究區(qū)面積的7.95%，主要集中在陜西中南部漢中平原、內(nèi)蒙古河套平原以及寧夏平原農(nóng)業(yè)種植區(qū)。TVC減少的主要原因是由于這些區(qū)域出現(xiàn)了耕地熟制的變化。根據(jù)相關(guān)研究，該區(qū)域近10多a來(lái)發(fā)生了由雙季種植變單季種植的情況[19]，導(dǎo)致TVC減少。另外由于剛剛實(shí)施退耕還林和防風(fēng)固沙政策，部分耕地改種林草，林草長(zhǎng)勢(shì)緩慢，也導(dǎo)致TVC和DVC的降低。

未發(fā)生顯著變化的區(qū)域主要集中在黃土高原植被覆蓋相對(duì)極端的區(qū)域。其中植被覆蓋較好的區(qū)域集中在陜西及山西的山地與盆地區(qū)域，常年變化不大； 而植被覆蓋較差的區(qū)域則位于內(nèi)蒙古庫(kù)科奇沙漠、鄂爾多斯高原和毛烏素沙地等，這些區(qū)域自身環(huán)境相對(duì)于其他地區(qū)更加不利于植被生長(zhǎng)，植被覆蓋極少，近幾年退耕還林和防風(fēng)固沙的效果還沒(méi)有很好地體現(xiàn)，是未來(lái)工作的難點(diǎn)及重點(diǎn)。

3.3 黃土高原植被覆蓋狀態(tài)變化時(shí)間分析

利用BG算法對(duì)植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生變化區(qū)域的DVC和TVC時(shí)間序列進(jìn)行分析，得到其發(fā)生變化的時(shí)間。由于該算法是利用變化點(diǎn)兩側(cè)數(shù)據(jù)的分布情況進(jìn)行變化點(diǎn)的檢測(cè)，因此在時(shí)間序列的開頭與結(jié)尾易產(chǎn)生錯(cuò)誤。在分析變化時(shí)間時(shí)，去除2001，2002，2013和2014這4個(gè)頭尾年份，得到研究區(qū)2003—2012年植被覆蓋狀態(tài)變化年份的空間分布如圖8(a)(b)所示。研究區(qū)植被狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間分布情況如圖8(c)(d)所示。

(a) DVC變化年份空間分布 (b) TVC變化年份空間分布

(c) 正趨勢(shì)變化時(shí)間分布 (d) 負(fù)趨勢(shì)變化時(shí)間分布

圖8 黃土高原植被覆蓋狀態(tài)變化時(shí)間分布

Fig.8 Time of vegetation cover state change on Loess Plateau

從圖8(c)可以看出，植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生正趨勢(shì)變化的柵格數(shù)總體上呈逐年上升狀態(tài)。2003—2012年間出現(xiàn)了2個(gè)明顯增多的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別是2005—2006年和2011—2012年。2005—2006年TVC開始顯著增加的柵格數(shù)明顯增多，發(fā)生該變化的區(qū)域主要集中在陜西中北部(圖8(b))，這也是開展退耕還林和防風(fēng)固沙政策比較早的地方，TVC變化年份的分布基本以該區(qū)域?yàn)橹行闹鸩较蛲鈹U(kuò)展。而DVC相對(duì)于TVC有一定滯后，表現(xiàn)在2007—2012年間，發(fā)生正趨勢(shì)變化的柵格數(shù)逐年增多，2011—2012年?yáng)鸥駭?shù)增加尤為明顯。1999年國(guó)家在黃土高原地區(qū)開展大規(guī)模的封山禁牧、退耕還林和防風(fēng)固沙工程建設(shè)，隨著工程推進(jìn)，到2005—2006年間植被快速生長(zhǎng)，其中植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生正趨勢(shì)變化的面積達(dá)到了5.61萬(wàn)km2，TVC和DVC發(fā)生正趨勢(shì)變化的柵格數(shù)在該年累計(jì)數(shù)達(dá)到了一個(gè)相對(duì)較高的值。2007—2008年間開展了鞏固退耕還林和防風(fēng)固沙成果專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目，繼續(xù)推進(jìn)退耕還林和防風(fēng)固沙工程，因此出現(xiàn)了與2003—2006年間類似的情況，2011—2012年間植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生正趨勢(shì)變化的面積達(dá)到了11.21萬(wàn)km2。

植被覆蓋狀態(tài)發(fā)生負(fù)趨勢(shì)變化的時(shí)間分布如圖8(d)所示。2007，2008和2009年發(fā)生負(fù)趨勢(shì)變化的柵格數(shù)明顯偏多，結(jié)合統(tǒng)計(jì)分類結(jié)果(圖7)發(fā)現(xiàn)，發(fā)生負(fù)趨勢(shì)變化的地區(qū)主要在農(nóng)業(yè)種植區(qū)，其原因有2個(gè)： 一是作物熟制的變化，二是退耕還林作用的延遲效應(yīng)。由于2007—2009年間，雖然國(guó)家實(shí)行退耕還林，部分耕地變?yōu)榱值?，但是林地仍屬于幼苗期，DVC和TVC都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)降低的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

以2001年以來(lái)黃土高原地區(qū)的MODIS-EVI2數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，通過(guò)建立不同植被覆蓋狀態(tài)指標(biāo)，對(duì)該研究區(qū)植被狀態(tài)的時(shí)空演變進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

1) 研究區(qū)多年植被覆蓋強(qiáng)度(DVC)和植被時(shí)間覆蓋度(TVC)均呈正趨勢(shì)變化，兩者的上升速度基本相同，分別為3.48 %/10 a和3.41 %/10 a，相較1982—2006年間黃土高原TVC上升速度有明顯的增加。

2) 植被覆蓋狀態(tài)呈現(xiàn)出從西北向東南遞增的分布狀態(tài)。多年的結(jié)果中，DVC正趨勢(shì)變化的區(qū)域占整個(gè)研究區(qū)面積的43.04%，主要分布在中DVC區(qū)域； TVC正趨勢(shì)變化的區(qū)域占32.57%。正趨勢(shì)變化的年份主要集中在2006—2007年和2011—2012年。由于國(guó)家退耕還林和防風(fēng)固沙政策的作用，在這2個(gè)時(shí)間段發(fā)生正趨勢(shì)變化的面積相對(duì)較大，其中陜西中北部時(shí)間最早，以該區(qū)域?yàn)橹行?，向四周擴(kuò)散。

3) 植被覆蓋狀態(tài)負(fù)趨勢(shì)變化主要發(fā)生在農(nóng)業(yè)種植區(qū)。在退耕還林和防風(fēng)固沙的初期，植被覆蓋狀態(tài)呈現(xiàn)了一定負(fù)趨勢(shì)，而隨著時(shí)間的發(fā)展，植被覆蓋狀態(tài)會(huì)呈現(xiàn)明顯的增加狀態(tài)。另一個(gè)原因是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，部分農(nóng)作物的熟制發(fā)生了變化。

4) DVC和TVC的變化趨勢(shì)和分布具有較好的一致性，通過(guò)分析可以得到植被覆蓋狀態(tài)的增加是一個(gè)綜合因素的結(jié)果，包括氣候因素(溫度升高)，國(guó)家政策(退耕還林和防風(fēng)固沙)、人為因素(生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng))等，其他因素將作為后續(xù)研究的重點(diǎn)。本文的研究結(jié)果也表明了退耕還林和防風(fēng)固沙政策已取得了顯著的植被恢復(fù)效果。

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(責(zé)任編輯： 陳理)

Temporal and spatial variation analysis of vegetation cover in the Loess Plateau from 2001 to 2014

LIU Zhe， QIU Bingwen， WANG Zhuangzhuang， QI Wen

(NationalResearchCentreofGeospatialInformationTechnology，F(xiàn)uzhouUniversity，F(xiàn)uzhou350002,China)

To explore the changes of time and space of the Loess Plateau vegetation status is of great significance for vegetation restoration in this region. Two indexes were established on the basis of the MODIS-EVI2 sequence data in the Loess Plateau region from 2001 to 2014 to reflect vegetation cover state from different sights. The first one is density of vegetation cover(DVC), and the second one is time of vegetation cover(TVC). Then these two indexes were analyzed with trend analysis method and breakpoint analysis method. Finally the spatial and temporal evolution of vegetation cover in the Loess Plateau in the past 14 years was obtained. Some results have been obtained: ① Vegetation cover in the Loess Plateau increased from northwest to southeast, and the vegetation cover in the whole region grew faster than from 1986 to 2006. ②The rising trends of TVC and DVC areas were 43.04% and 32.57% of the whole study area, and the most prominent change happened during 2006-2007 and 2011-2012. The declining trends of TVC and DVC areas were 2.92% and 5.68% of the whole study area. The changed farming areas were mainly affected by the early stage of returning farmland to forest. The results show that the policy of returning farmland to forest and windbreak in recent years has made an obvious effect.

Loess Plateau; remote sensing; vegetation coverage; returning farmland to forest and windbreak

10.6046/gtzyyg.2017.01.29

劉哲,邱炳文,王壯壯,等.2001—2014年間黃土高原植被覆蓋狀態(tài)時(shí)空演變分析[J].國(guó)土資源遙感,2017,29(1)：192-198.(Liu Z,Qiu B W,Wang Z Z,et al.Temporal and spatial variation analysis of vegetation cover in the Loess Plateau from 2001 to 2014[J].Remote Sensing for Land and Resources,2017,29(1):192-198.)

2015-09-21；

2015-10-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“抗干擾的農(nóng)作物種植模式自動(dòng)提取方法”(編號(hào)： 41471362)資助。

劉哲(1990- )，男，碩士研究生，主要從事遙感信息處理與應(yīng)用方面的研究。Email： liuzhe901115@163.com。

邱炳文(1973- )，女，博士, 研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)及時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘方面的研究。Email： qiubingwen@fzu.edu.cn。

TP 79

A

1001-070X(2017)01-0192-07