近代黃河三角洲植被覆蓋度時空變化分析

路廣，韓美，王敏，朱琳，李慧婷

山東師范大學地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250014

近代黃河三角洲植被覆蓋度時空變化分析

路廣，韓美*，王敏，朱琳，李慧婷

山東師范大學地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250014

為了深化研究近代黃河三角洲植被演化規(guī)律與機理，指導該地區(qū)合理開發(fā)和保護植被資源，選用Landsat等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)，利用像元二分模型估算并分析了該地區(qū)1986—2015年長時間序列植被覆蓋度時空變化過程及影響因素（水分條件、鹽分條件、人類活動）。結(jié)果表明，該地區(qū)近30年植被覆蓋度時空變化明顯，（1）空間變化上，植被覆蓋度呈現(xiàn)由西南向東北遞減，由河流兩岸向沿海遞減的趨勢，并且隨著時間變化，這兩種趨勢越來越明顯。隨著人類活動加強，植被覆蓋破碎化顯著。（2）時間變化上，1986—2015年該地區(qū)植被覆蓋度總體呈上升趨勢，由1986年的36.77%上升為2015年的37.83%。中高、高植被覆蓋面積增幅最大，達到314.96 km2。低植被覆蓋度區(qū)逐漸轉(zhuǎn)為高植被覆蓋度區(qū)，特別是2001—2015年，隨著研究區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸變化，轉(zhuǎn)化速度逐漸加快。（3）環(huán)境因子與植被覆蓋度具有一定的相關(guān)性，采用基于像元的空間分析法分析不同時滯月降水量與近代黃河三角洲植被覆蓋度相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)月降水量與植被覆蓋度有較大關(guān)系。通過遙感指數(shù)構(gòu)建土壤反演模型，得到鹽分空間分布，并進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)土壤鹽分與植被覆蓋度相關(guān)性系數(shù)為-0.331（P＜0.02），近代黃河三角洲鹽堿化對植被生長有一定阻礙作用。人類活動對植被覆蓋度的影響主要以農(nóng)業(yè)為主，通過對植被覆蓋度與耕地進行相關(guān)性分析，得相關(guān)性系數(shù)為0.452（P＜0.02），近代黃河三角洲耕地的開發(fā)，在一定程度上促進了該地區(qū)植被覆蓋度的恢復。

植被覆蓋度；水分條件；鹽分條件；人類活動；遙感；近代黃河三角洲

環(huán)境是生物賴以生存的各種外界條件，是生物生存所必需的條件及各種物質(zhì)資源因素的綜合。環(huán)境有自然環(huán)境和社會環(huán)境之分，自然環(huán)境是環(huán)繞人們周圍的各種自然因素的總和，如大氣、水、植物、動物、土壤、巖石礦物、太陽輻射等（張文輝等，2004）。植被是覆蓋在地表的植物群落的總稱，是重要的自然資源，它與自然環(huán)境各個因子之間關(guān)系有十分緊密的關(guān)系。植被可以調(diào)節(jié)氣候，影響降水，保持水土，影響環(huán)境水循環(huán)和碳、氮循環(huán)（張佳華等，2010），同時植被還是環(huán)境變化的標識。環(huán)境也時刻影響植被的生長，溫度、水分、土壤因子、人類活動等是影響植被生長發(fā)育與空間分布的重要條件。植被對維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境平衡和促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用（陳效逑等，2009）。植被覆蓋度指植物群落總體或各個體的地上部分的垂直投影面積與陸地面積之比的百分數(shù)，它反映植被的茂密程度和植物進行光合作用面積的大小。計算植被覆蓋度的一般方法都是靠人工去實地考察統(tǒng)計，這種方法費時且費力，并且不能做到實時觀測。隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，利用植被指數(shù)提取和計算區(qū)域的植被覆蓋度的方法越來越普及（鄭曉等，2013；Choudhury et al.，1994；Gutman et al.，1998）。在植被覆蓋度研究方法上，張峰等（2010）通過構(gòu)建指標，定量監(jiān)測呼倫貝爾草原植被覆蓋度時空變化；佟斯琴等（2016）利用強度分析方法，對植被覆蓋度進行強度分級，對內(nèi)蒙古植被覆蓋度變化規(guī)律進行了更深入的分析；尹芬等（2016）利用比值植被指數(shù)法估測了長沙地區(qū)植被覆蓋度，對植被豐富區(qū)的估測效果較好。在植被覆蓋度研究內(nèi)容上，楊艷麗等（2016），武正麗等（2014），丁明軍等（2010），穆少杰等（2012）分析了不同地區(qū)植被覆蓋度時空變化特征，進一步驗證了像元二分模型的適用性；劉斌等（2015），周偉等（2014），于泉洲等（2015）分析了影響植被覆蓋度變化的主要原因，包括降水、氣溫人類活動等影響因子，進一步深入了解了植被覆蓋度時空變化機理；王嫣然等（2016），李雙雙等（2012），De Roo et al.（1996）通過分析植被覆蓋度與環(huán)境變化關(guān)系得出植被覆蓋的時空變化對環(huán)境變化具有指示作用，提高植被覆蓋度對環(huán)境治理與保護有著積極作用。近代黃河三角洲地區(qū)由泥沙沉積形成，地理環(huán)境獨特，具有特殊的研究價值。戴明宏等（2015）、賈維花等（2012）對黃河三洲地區(qū)植被覆蓋度的的時空變化進行了分析，但是對其植被覆蓋度變化原因的討論較少。

近代黃河三角洲地質(zhì)復雜（劉艷霞等，2012），該地區(qū)由于受到黃河流路變遷、泥沙不斷淤積、陸地向海延伸等多種因素影響，使得植被呈現(xiàn)明顯的時空變化規(guī)律，研究植被的時空變化規(guī)律對于深化該地區(qū)植被演化規(guī)律與機理研究，維持研究區(qū)內(nèi)生態(tài)平衡，合理開發(fā)保護植被資源具有重要的指導意義。本研究基于1986—2015年近代黃河三角洲地區(qū)的遙感影像，提取了研究區(qū)域內(nèi)的植被覆蓋度信息，研究了近代黃河三角洲近30年長序列的植被覆蓋度時空變化，探討了水分條件、鹽分條件以及人類活動對近代黃河三角洲植被生長的影響。

1 研究區(qū)域

本研究區(qū)域是指1855年黃河于河南省銅瓦廂決口從大清河入海后，以山東省墾利縣寧海為頂點，北起套兒河口，南至支脈河口的近代黃河三角洲區(qū)域（圖1）。地處溫帶季風氣候，四季變化明顯，植被覆蓋度隨四季變化，自然資源豐富。植被的分布主要受水分、土壤含鹽量、地貌類型以及人類活動等環(huán)境因子影響。木本植物很少，以草甸景觀為主體，現(xiàn)代黃河三角洲的植被群落類型主要有檉柳Tamarix chinensis灌叢、刺槐Robinia pseudoacacia林、草地、草甸和沼澤等（鄭昭佩，2011）。

圖1 研究區(qū)位置及范圍Fig. 1 Location and scope of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預處理

本研究遙感數(shù)據(jù)來源于美國航空航天局的1986—2015年的Landsat-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)和Landsat 4-5 TM衛(wèi)星數(shù)據(jù)，詳細信息見表1。原始的遙感影像數(shù)據(jù)較大，在進行圖像處理時計算量較大，因此先對原始遙感影像進行大致的規(guī)則裁剪，以便圖像的預處理。通過對圖像進行幾何校正、輻射校正、大氣校正，消除飛行器、大氣以及輻射對遙感影像的影響；最后通過黃河三角洲的矢量文件把研究區(qū)域提取出來。

表1 研究所采用的遙感影像信息一覽表Table 1 Remote sensing images in the study

選用的氣象數(shù)據(jù)是黃河三角洲1986—2015年每年4月和5月的降水數(shù)據(jù)（通過中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲?。?，對各月數(shù)據(jù)進行數(shù)學統(tǒng)計，得到研究月份降水量變化趨勢圖，并結(jié)合統(tǒng)計軟件分析降水量變化與植被覆蓋度變化的關(guān)系。

原始遙感影像先經(jīng)過大致裁剪，保留研究區(qū)影像；然后對大致裁剪的影像依次進行幾何校正、輻射校正、大氣校正、彩色合成，最后對研究區(qū)進行進一步裁剪，得到近代黃河三角洲區(qū)域遙感影像，至此預處理完成。對研究區(qū)進行歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）提取，并對NDVI進行二值化處理和二值化概率統(tǒng)計，再利用像元二分模型進行植被覆蓋度計算，最終得到植被覆蓋度分布圖。具體操作技術(shù)流程如圖2所示。

2.2 歸一化植被指數(shù)提取

歸一化植被指數(shù)是指近紅外波段的反射值與紅光波段的反射值之差比上兩者之和，即NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)。歸一化差分植被指數(shù)是反映植物生長狀態(tài)，用于植被覆蓋度的計算的重要參數(shù)。NDVI值取值范圍為[-1, 1]，負值表示地面覆蓋為云、水、雪等；0值表示巖石或裸土等；正值表示地面有植被覆蓋，且隨植被覆蓋度增大而增大。通過ENVI軟件分別對研究區(qū)遙感影像進行NDVI計算，為了方便提取影像中的植被信息，對NDVI進行二值化處理，通過對二值化的NDVI進行概率統(tǒng)計，得到植被覆蓋度計算所需的NDVImax、NDVImin。

2.3 植被覆蓋度計算

植被覆蓋度是指植物群落總體或各個體地上部分的垂直投影面積與陸地面積之比的百分數(shù)，其對反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化有著重要的意義。計算植被覆蓋度的方法有多種，本文采用像元二分模型（李苗苗等，2004；Beck et al.，2006），即1個像元由有植被覆蓋的部分和無植被覆蓋的部分共同組成。根據(jù)像元二分模型原理，得到植被覆蓋度表達式：

式中，NDVI表示遙感影像中各像元的植被指數(shù)值；NDVIsoil表示純土壤的植被指數(shù)值；NDVIveg表示純植被的植被指數(shù)值。由于研究的對象和目的不同，以及其他因素的影響，導致NDVIveg和NDVIsoil取值為不定值?？紤]到黃河三角洲植物生長情況，在計算過程中采用植物生長當季的NDVI最大值和最小值來代替NDVIveg和NDVIsoil。因此，本研究植被覆蓋度計算公式如下所示：

式中，NDVImin表示植物生長當季的NDVI最小值；NDVImax表示植物生長當季的NDVI最大值。

利用ENVI對遙感影像進行植物覆蓋度提取，得到了近代黃河三角洲平均植被覆蓋度圖。

圖2 植被覆蓋度提取流程Fig. 2 Flow chart of vegetation fraction extraction

3 結(jié)果與分析

為了更好地對比黃河三角洲植被覆蓋度的時間變化，按照植被覆蓋度分級方法，將黃河三角洲植被覆蓋區(qū)分為5級，即低植被覆蓋區(qū)（0%～20%）、中低植被覆蓋區(qū)（20%～40%）、中植被覆蓋區(qū)（40%～60%）、中高植被覆蓋區(qū)（60%～80%）、高植被覆蓋區(qū)（80%～100%）。根據(jù)前人對黃河三角洲濕地的分類（韓美，2010），結(jié)合本文對植被覆蓋度的分級以及實地采樣分析，近代黃河三角洲低、中低植被覆蓋區(qū)大多為水域、裸地、灘涂、未利用地和工礦用地等；中植被覆蓋區(qū)為草地和稀疏草地林地等，中高植被覆蓋區(qū)為林地和優(yōu)質(zhì)灌草地，高植被覆蓋區(qū)為優(yōu)質(zhì)農(nóng)田和優(yōu)質(zhì)林地等。經(jīng)過分級處理后的黃河三角洲植被覆蓋度影像圖如圖3所示。

3.1 黃河三角洲植被覆蓋度空間變化

由ENVI軟件所得的黃河三角洲植被覆蓋度影像圖如圖3所示。1986—1995年，近代黃河三角洲低、中低植被覆蓋區(qū)最大，主要分布于沿海地區(qū)，尤其是西北沿海及西南沿海地區(qū)；中植被覆蓋區(qū)主要分布于北部沿海地區(qū)以及中部地區(qū)；高植被覆蓋區(qū)主要分布于黃河及其各支流沿岸地區(qū)。2001—2007年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋區(qū)主要分布于北部沿海及東南沿海地區(qū)；中植被覆蓋區(qū)分布于研究區(qū)中部地區(qū)。2009—2015年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋區(qū)分布基本不變，中、中高、高植被覆蓋區(qū)相間分布，主要分布于研究區(qū)中部和黃河及支流沿岸地區(qū)，植被覆蓋區(qū)破碎化顯著。

3.2 黃河三角洲植被覆蓋度時間變化

結(jié)合圖3～5可知，1986—2015年近代黃河三角洲覆蓋度總體呈上升趨勢。1986—1995年，近代黃河三角洲平均植被覆蓋度變化不大，平均為26.77%，主要以低、中低植被覆蓋區(qū)為主，平均面積達到4638.44 km2，在這10年中，中高以及高植被覆蓋區(qū)面積較小且無顯著變化，平均面積為188.84 km2。由圖4可知，2001—2015年近代黃河三角洲植被覆蓋度顯著提高，平均植被覆蓋度為37.83%，統(tǒng)計年份的植被覆蓋度在37.83%上下浮動。2001—2015年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋區(qū)面積減小，其中一部分轉(zhuǎn)化為較高植被覆蓋區(qū)。隨著時間變化，各植被覆蓋分級之間差距縮小，更加均衡，其中中高、高植被覆蓋區(qū)面積顯著增加，平均達到了760.49 km2，相較于1986—1995年增加了571.65 km2。從圖3可知，黃河沿岸植被覆蓋度增加顯著，近代黃河三角洲內(nèi)陸地區(qū)植被覆蓋度破碎化加劇。

4 植被覆蓋與主要環(huán)境影響因子關(guān)系分析

4.1 植被覆蓋與水分條件

在植物生長初期，若地區(qū)降水量不能滿足植物的生長需要，可能會影響地區(qū)植被生長。影響近年黃河三角洲植被覆蓋度的水分條件主要有降水及河水。本文分析近代黃河三角洲6月平均植被覆蓋度，此時正是植被生長時節(jié)。由于植被生長相對于降水具有滯后性，為了研究不同時滯降水與植被覆蓋度的相關(guān)性，研究了月植被覆蓋度與月降水量的趨勢變化（圖6），分析了當月降水量與植被覆蓋度相關(guān)性，得到兩者相關(guān)系數(shù)為0.394（P＜0.01）；又分析了前一個月降水量與植被覆蓋度的相關(guān)性，得到兩者相關(guān)系數(shù)為0.412（P＜0.01）。由此可知：植被覆蓋度與月降水量有一定關(guān)系，并且前一個月的時滯月降水量與植被覆蓋度相關(guān)關(guān)系強于當月的時滯月降水量與植被覆蓋度相關(guān)關(guān)系。

圖3 植被覆蓋度分級Fig. 3 Classification of vegetation fraction

圖4 近代黃河三角洲平均植被覆蓋度變化Fig. 4 Average vegetation fraction change in the Modern Yellow River Delta

表5 黃河三角洲各植被覆蓋區(qū)面積變化Fig. 5 Changes in the area of vegetation fraction in the Modern Yellow River Delta

圖6 近代黃河三角洲植被覆蓋度與降水趨勢變化Fig. 6 Relationship between vegetation fraction and precipitation in the Modern Yellow River Delta

除降水之外，近代黃河三角洲眾多河流也影響著其地區(qū)的植被覆蓋度，近代黃河三角洲除黃河之外，還有小清河、支脈河、廣利河、挑河、永豐河、神仙溝等眾多排水河道，另外還有黃河故道。其中大多數(shù)河流不斷流，為其周邊植被生長提供了充足水源。河道的分布會影響近代黃河三角洲植被覆蓋度空間分布，植被覆蓋度較高的區(qū)域大部分分布于河道密集的黃河及其支流沿岸，淡水補給少的區(qū)域植被覆蓋度相對較低。河道的變遷也影響區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度的變化。

同時，受水資源影響的植被覆蓋度對近代黃河三角洲環(huán)境具有反饋效應。通過遙感監(jiān)測和實地調(diào)查，得知研究區(qū)溫度與植被覆蓋度空間分布呈正相關(guān)，植被覆蓋度高的區(qū)域，其夏季地表氣溫普遍低于植被覆蓋度低的區(qū)域。植被覆蓋度高的區(qū)域的空氣濕度遠大于植被覆蓋度低的區(qū)域，研究區(qū)中林地上空的空氣濕度比草地的空氣濕度高5%～15%，比無林區(qū)高15%～20%。植被可以保持水土，涵養(yǎng)水源，研究區(qū)內(nèi)林草繁茂的地區(qū)土壤水分含量比無林區(qū)高12%～20%。

4.2 植被覆蓋與鹽分條件

近代黃河三角洲屬于濱海濕地，受海水侵蝕嚴重，土壤鹽堿化程度高，土壤鹽度的變化影響植物生長，從而影響植被覆蓋區(qū)面積。近代黃河三角洲的新生濕地區(qū)域人類活動極少，可以很好地分析土壤含鹽量對植被覆蓋度的影響。圖7所示為通過回歸模型計算的近代黃河三角洲新生濕地含鹽量空間分布，由圖可知：新生濕地含鹽量呈現(xiàn)由內(nèi)陸向沿海遞增，由河流兩岸向周圍遞增的趨勢。土壤含鹽量的大小決定了植被的分布以及個體的生長。對植被覆蓋度值與土壤表層鹽分含量值進行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)植被覆蓋度變化與鹽度條件呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性系數(shù)為-0.331（P＜0.02），較高的鹽度條件阻礙了植被的生長發(fā)育。結(jié)合新生濕地植被覆蓋度與含鹽量空間分布分析可知：在土壤鹽度較低的區(qū)域，植被覆蓋度較高，如內(nèi)陸地區(qū)和黃河以及支流沿岸，土壤鹽度低，有豐富的淡水補給，適宜植被的生長。而藍色區(qū)域，由于靠近海岸，受海水侵蝕，土壤鹽度較高，不利于植物生長，表現(xiàn)出較低的植被覆蓋度。

地下水和土壤水分大量蒸發(fā)，導致地表和土壤鹽分快速增多從而導致土壤鹽堿化，高植被覆蓋區(qū)植被蒸騰量大，可以使地下水位保持在較低的水平，從而緩解土壤鹽堿化。近代黃河三角洲靠近海洋，受海水入侵，土壤鹽堿化嚴重，特別是沿海地區(qū)，在該地種植耐鹽堿植物刺槐、白蠟Fraxinus chinensis等樹種可以有效提高植被覆蓋度，利于黃河三角洲環(huán)境治理。

圖7 新生濕地含鹽量空間分布Fig. 7 Spatial distribution of salinity in the new wetland

圖8 農(nóng)田區(qū)植被覆蓋面積變化Fig. 8 Changes of vegetation fraction area in farmland area

4.3 植被覆蓋度與人類活動

人類活動對研究區(qū)植被覆蓋的影響日益明顯。自20世紀末，近代黃河三角洲的農(nóng)業(yè)開發(fā)加速，通過遙感影像可知，近代黃河三角洲植被覆蓋度顯著增加。圖8所示為研究區(qū)主要農(nóng)作物區(qū)植被覆蓋度時間變化。1995年由于農(nóng)田尚未被開發(fā)，農(nóng)作物區(qū)大多為未利用地，植被覆蓋以低、中低覆蓋區(qū)為主。2001年開始，農(nóng)田面積逐漸增加，主要農(nóng)作物區(qū)中等以上植被覆蓋區(qū)面積顯著增加，平均面積已經(jīng)達到807.96 km2，主要農(nóng)作物區(qū)植被覆蓋度達到50.64%。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)開發(fā)對研究區(qū)植被覆蓋的影響較大，到2015年近代黃河三角洲耕地與植被覆蓋的相關(guān)性系數(shù)達到0.452（P＜0.02）。農(nóng)業(yè)開發(fā)不僅通過大面積種植農(nóng)作物來提高區(qū)域植被覆蓋度，還通過對土地的翻耕以及引水灌溉促進了農(nóng)田周圍植被的生長發(fā)育。

影響近代黃河三角洲地區(qū)植被覆蓋區(qū)面積的因素主要是水鹽等環(huán)境條件的變化，人類活動通過改變近代黃河三角洲地區(qū)水鹽條件，從而間接影響該區(qū)域植被覆蓋度。為了改良黃河三角洲濕地的生態(tài)環(huán)境，從2002年開始，在黃河調(diào)水調(diào)沙時期，黃河三角洲自然保護區(qū)引灌黃河水對退化濕地進行恢復，改良了退化濕地23333 hm2，新增蘆葦Phragmites australis濕地11333 hm2，使植被覆蓋度得到大幅提高。此外，從2010年開始，水利部黃河水利委員會和山東省東營市實施了黃河三角洲生態(tài)調(diào)水和刁口河流路恢復過水試驗工程，每年向保護區(qū)進行生態(tài)補水，在一定程度上減緩了黃河三角洲自然保護區(qū)濕地面積的萎縮速度，保護了生態(tài)環(huán)境。通過大量種植刺槐等耐鹽堿的植物恢復近代黃河三角洲植被覆蓋。近代黃河三角洲道路和堤壩的修筑，也影響著植被的生長，一可以對堤壩內(nèi)淡水資源起到固水作用，二可以阻礙堤壩外海水的入侵，從而在一定程度上促進黃河三角洲植被生長。另外隨著近代黃河三角洲建筑用地和工業(yè)用地的增加，局部地區(qū)植被退化，進一步加劇了植被覆蓋區(qū)的破碎化。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

（1）整體而言，近30年來，近代黃河三角洲植被覆蓋度逐漸增加，表明植被得到了一定程度的改善，生態(tài)環(huán)境總體良好。研究區(qū)植被覆蓋度呈現(xiàn)由內(nèi)陸向沿海遞減趨勢，北部及西南地區(qū)和黃河及其支流、故道地區(qū)植被覆蓋較高，西北及東南地區(qū)植被覆蓋較低，表明水鹽條件及人類活動對研究區(qū)植被覆蓋度時空變化影響較大。

（2）空間變化上，植被改善區(qū)域多于退化區(qū)域，1986—1995年近代黃河三角洲低、中低植被覆蓋區(qū)面積最大，主要分布于沿海地區(qū)，尤其是西北沿海及西南沿海地區(qū)；中植被覆蓋區(qū)主要分布于北部沿海地區(qū)以及中部地區(qū)；高植被覆蓋區(qū)主要分布于黃河及其各支流沿岸地區(qū)。1996—2007年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋區(qū)主要分布于北部沿海及東南沿海地區(qū)，中植被覆蓋區(qū)分布于研究區(qū)中部地區(qū)。2008—2015年，研究區(qū)低、中低植被覆蓋區(qū)面積分布基本不變，中、中高、高植被覆蓋區(qū)相間分布，主要位于研究區(qū)中部和黃河及支流沿岸地區(qū)，植被覆蓋區(qū)破碎化顯著。

（3）時間變化上，近30年來，近代黃河三角洲植被覆蓋度總體呈增加趨勢，增加了近10%。1986—1995年，近代黃河三角洲植被覆蓋度變化不明顯，低、中低植被覆蓋區(qū)面積最大，平均面積達到4638.44 km2，主要分布在近代黃河三角洲內(nèi)陸以及沿海地區(qū)，中高、高植被覆蓋區(qū)面積較小，平均面積只有188.84 km2，主要分布在黃河及其支流沿岸；1995年之后由于農(nóng)田以及森林植被的恢復，近代黃河三角洲植被覆蓋度顯著增加，2000—2015年，近代黃河三角洲平均植被覆蓋度明顯上升，達到37.83%，植被覆蓋區(qū)以中低、中植被覆蓋為主，平均面積達到3574.17 km2，中高、高植被覆蓋區(qū)面積也進一步增大，平均面積達到760.49 km2。近代黃河三角洲內(nèi)陸地區(qū)植被覆蓋度增加明顯，黃河及其支流沿岸淡水資源豐富，植被覆蓋度進一步增加。

（4）近代黃河三角洲植被覆蓋度與水鹽條件和人類活動等環(huán)境因素關(guān)系密切。①水分條件對植物生長至關(guān)重要，通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：近代黃河三角洲6月份植被覆蓋度變化趨勢與對應時間段的降水變化趨勢基本一致。除降水外，黃河及其支流也為植物生長提供淡水資源，河道的變遷改變了植被的生長條件，使植被覆蓋度發(fā)生變化。同時植被覆蓋區(qū)面積變化影響了近代黃河三角洲的水循環(huán)，改變地區(qū)環(huán)境。②近代黃河三角洲為濱海濕地，土壤鹽度高，呈由西南向東北方向逐步升高的趨勢，向黃河河口扇形擴散。植物耐鹽性是有限度的，土壤鹽度高，不適合大多數(shù)植物生長，導致植被覆蓋度下降。同時植被覆蓋度的增加，有利于減緩近代黃河三角洲土壤鹽堿化。③近代黃河三角洲人類活動逐漸增強，人類活動通過改變近代黃河三角洲的水鹽條件，從而影響其植被覆蓋度。本研究主要分析了耕地面積變化對植被覆蓋度的影響，農(nóng)作物的大面積種植提高了近代黃河三角洲中高、高植被覆蓋區(qū)面積，平均面積達到807.96 km2。2015年農(nóng)業(yè)開發(fā)與植被覆蓋度的相關(guān)性系數(shù)達到0.452（P＜0.02），另外，生態(tài)補水恢復了部分濕地植被，但是人類活動導致局部植被退化。

5.2 討論

本研究揭示了近代黃河三角洲植被時空變化規(guī)律，對深化研究區(qū)植被演化規(guī)律與機理研究具有一定意義。研究區(qū)受海水侵蝕，土壤鹽堿化嚴重，區(qū)內(nèi)植被覆蓋度提高，有利于涵養(yǎng)水源，保護淡水資源，防止水土流失，緩解土壤鹽堿化。合適的水鹽條件有利于植被的生長，所以要提高研究區(qū)植被覆蓋度，改良土壤水鹽條件。近代黃河三角洲的生態(tài)補水工程進一步改善了局部植被。黃河三角洲國家級自然保護區(qū)的設(shè)立很好地保護和改善了研究區(qū)內(nèi)的植物資源，近30年來，雖然近代黃河三角洲的植被覆蓋度逐漸提升，各植被覆蓋區(qū)分布更加合理。然而，隨著人類對黃河三角洲的進一步開發(fā)，難免會破壞黃河三角洲的生態(tài)環(huán)境，所以應加強監(jiān)督管理，健全黃河三角洲保護的法律法規(guī)，保護黃河三角洲的自然生態(tài)環(huán)境。

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Temporal and Spatial Variation of vegetation fraction in the Modern Yellow River Delta

LU Guang, HAN Mei, WANG Min, ZHU Lin, LI Huiting
College of Geography and Environment, Shandong Normal University, Jinan 250014, China

In order to deepen the research on the evolution and mechanism of vegetation in the the Yellow River Delta, and to guide the rational development and protection of vegetation resources，the process and influencing factors (moisture, salt conditions, human activities) of temporal and spatial variation of vegetation fraction from 1986 to 2015 were estimated and analyzed using two pixel model basing on Landsat satellite remote sensing data and field survey data. The results showed that the vegetation in recent 30 years the area coverage had changed significantly, (1) As for the spatial variation, the vegetation fraction decreased from southwest to northeast and from river sides to the coastal, and the trends became evident with the time. The vegetation cover was significantly fragmented with the enhancement of human activities. (2) As for the temporal variation, the vegetation fraction of the area increased from 36.77% in 1986 to 37.83% in 2015. In the middle high and high vegetation fraction area increased 314.96 km2, more than other types. Low vegetation fraction area gradually turned into high vegetation fraction area, especially in 2001—2015, the conversion rate gradually accelerated with the improvement of the ecological environment in the study area. And (3) vegetation fraction had a certain correlation with environmental factors. The correlation coefficient between monthly precipitation and vegetation fraction is analyzed by using the spatial analysis method in the modern Yellow River Delta, and showed that there was a great relationship between monthly precipitation and vegetation fraction. The soil inversion model was constructed by remote sensing index, and the spatial distribution of salinity was obtained. The correlation coefficient between soil salinity and vegetation fraction was -0.331 (P＜0.02). The effect of human activities on vegetation fraction was mainly agriculture, and the correlation coefficient was 0.452 (P＜0.02) by the correlation analysis between vegetation fraction and cultivated land.

vegetation fraction; moisture condition; Salinity condition; human activity; remote sense; The Modern Yellow River Delta

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.03.009

Q948; X17

A

1674-5906（2017）03-0422-07

路廣, 韓美, 王敏, 朱琳, 李慧婷. 2017. 近代黃河三角洲植被覆蓋度時空變化分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 26(3): 422-428.

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國家自然科學基金項目（41371517）；山東省科技攻關(guān)計劃項目（2013GSF11706）

路廣（1992年生），男，碩士研究生，研究方向為環(huán)境變化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。E-mail: 13573133256@163.cm

*通信作者：韓美（1963年生），女，教授，博士生導師，研究方向為資源與環(huán)境。E-mail: hanmei568568@126.com

2016-12-17