基于Landsat影像的寧夏鹽池縣植被景觀格局變化特征

張曉東，劉湘南，趙志鵬，馬彥云，張 勇，王 紅

(1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 信息工程學(xué)院，北京 100083；2 寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，寧夏 銀川 750021)

植被作為地表生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡具有十分重要的意義[1]。植被景觀格局能夠充分反映植被空間分布及其在環(huán)境異質(zhì)性和干擾狀況綜合控制下的動(dòng)態(tài)變化特征[2-3]。因此，許多學(xué)者應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)的方法探討植被與景觀格局的變化過(guò)程，以揭示自然與人為因子對(duì)生態(tài)環(huán)境變化造成的影響及其作用規(guī)律[4-7]。

寧夏鹽池縣位于干旱半干旱區(qū)過(guò)渡地帶，是我國(guó)典型的農(nóng)牧交錯(cuò)生態(tài)脆弱區(qū)，對(duì)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)非常敏感，承載力相對(duì)較小，退化趨勢(shì)顯著，荒漠化程度嚴(yán)重，景觀異質(zhì)性鮮明，主要景觀要素類(lèi)型在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出明顯的復(fù)合性[8-9]。植被覆蓋度作為重要的生態(tài)參數(shù)，其變化過(guò)程、特點(diǎn)以及驅(qū)動(dòng)力已成為該地區(qū)熱點(diǎn)研究課題之一。近年來(lái)多位學(xué)者[10-13]研究了鹽池縣植被覆蓋度、荒漠化以及土地利用的時(shí)空變化以及驅(qū)動(dòng)力因子，而對(duì)該地區(qū)植被景觀格局變化以及景觀格局與氣候因子之間的相關(guān)性研究相對(duì)較少。本研究基于4期Landsat遙感影像數(shù)據(jù)，利用遙感和GIS技術(shù)，分析了1989-2014年該地區(qū)植被覆蓋度和景觀格局的變化，擬揭示植被景觀格局演化特征，為該地區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

鹽池縣位于寧夏回族自治區(qū)東部，毛烏素沙漠南緣，與內(nèi)蒙古自治區(qū)、陜西省、甘肅省接壤，總面積約6 757.6 km2。地形總體呈南部高、北部低，中部高、東西兩側(cè)低的特點(diǎn)，北部為鄂爾多斯緩坡丘陵，地勢(shì)平緩起伏，南部為黃土丘陵區(qū)，溝壑縱橫, 生態(tài)環(huán)境十分脆弱，水土流失嚴(yán)重。氣候?qū)俚湫椭袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，常年干旱少雨，風(fēng)大沙多，年平均氣溫8.4 ℃，年均無(wú)霜期160 d；多年平均降水量250～350 mm，呈從南向北、從東南向西北遞減的趨勢(shì)，年平均蒸發(fā)量2 403.7 mm。土壤主要有灰鈣土、黑壚土和風(fēng)沙土。植被在區(qū)系上屬亞歐草原區(qū)亞洲中部亞區(qū)，植被以干草原、荒漠草原、沙生和隱域性植被為主，其中荒漠草原和沙生植被約占草原面積的73.5%。

1.2 數(shù)據(jù)源與處理

研究選用的遙感數(shù)據(jù)主要來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站提供的Landsat系列影像。根據(jù)研究目的和影像質(zhì)量，選取1989-08-24、1999-08-12、2006-09-08的Landsat 5 TM影像和2014-07-28的Landsat 8 OLI影像。非遙感信息源主要包括1∶50 000地形圖、行政區(qū)劃圖及水系圖等。采用軟件ENVI 5.0對(duì)4期遙感影像依次進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正和影像裁剪，其中幾何校正均方根誤差(RMS)控制在0.5像元內(nèi)，研究所用數(shù)據(jù)均采用中央經(jīng)線為105°E的高斯克呂格投影。氣象數(shù)據(jù)包括1989-2014年鹽池縣(鹽池、麻黃山)及周邊(靈武、韋州、同心、定邊、鄂托克前旗)共7個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在ArcGIS中采用Kriging方法對(duì)其進(jìn)行插值，最終生成與植被覆蓋度數(shù)據(jù)相同投影和分辨率的柵格氣象數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

1.3.1 像元二分模型 像元二分模型[14]是以線性混合像元分解模型為基礎(chǔ)的一種計(jì)算植被覆蓋度的常用方法。 Gutman等[15]和Gillies等[16]發(fā)現(xiàn)了植被覆蓋度與歸一化植被指數(shù)(NDVI)之間的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，并構(gòu)建了從NDVI中提取植被覆蓋度的混合像元模型，該模型的表達(dá)式為：

fc=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)。

(1)

式中：fc為植被覆蓋度，NDVI為歸一化植被指數(shù)，NDVIveg為純植被NDVI值，NDVIsoil為純裸土NDVI值。

NDVIveg與NDVIsoil的值應(yīng)根據(jù)不同研究區(qū)的具體情況來(lái)確定[17]。本研究分別對(duì)4期NDVI影像數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，確定NDVIveg和NDVIsoil的值分別在累積概率95%和5%處。參照國(guó)家林業(yè)局頒布的《第四次全國(guó)荒漠化和沙化監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定》，并結(jié)合鹽池縣植被覆蓋的實(shí)際情況，將研究區(qū)植被覆蓋度分為5級(jí)：Ⅰ級(jí).0≤fc<0.1，為無(wú)植被覆蓋區(qū)(裸地)；Ⅱ級(jí).0.1≤fc<0.2，為極低植被覆蓋度；Ⅲ級(jí).0.2≤fc<0.3，為低植被覆蓋度；Ⅳ級(jí).0.3≤fc<0.4，為中植被覆蓋度；Ⅴ級(jí).fc≥0.4，為高植被覆蓋度。

1.3.2 景觀格局指數(shù)選取與計(jì)算 研究景觀空間格局是揭示區(qū)域生態(tài)狀況及空間變異特征的有效手段，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成及其空間配置重要特征的定量指標(biāo)[18]?；谘芯繀^(qū)植被景觀的特點(diǎn)，本研究選取的景觀格局指數(shù)包括景觀水平及類(lèi)型水平2個(gè)層次，其中景觀水平上選取的指標(biāo)包括斑塊數(shù)量(NP)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、平均斑塊面積(AREA_MN)、斑塊密度(PD)、蔓延度(CONTAG)、均勻度指數(shù)(SHEI)、多樣性指數(shù)(SHDI)和聚集度(AI)8個(gè)指標(biāo)，景觀類(lèi)型水平上選取的指標(biāo)包括某一類(lèi)型斑塊占景觀面積百分比(PLAND)、斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、最大斑塊指數(shù)(LPI)和平均斑塊面積(AREA_MN)6個(gè)指標(biāo)。上述指標(biāo)的意義及具體測(cè)算方法，參閱Fragstats 4.0用戶指南及文獻(xiàn)[19]。

1.3.3 植被重心遷移模型 植被重心遷移模型可以很好地從空間上描述不同植被覆蓋類(lèi)型在時(shí)空上的變化過(guò)程。通過(guò)計(jì)算不同時(shí)期各類(lèi)型植被覆蓋度植被的分布重心，可以發(fā)現(xiàn)區(qū)域植被的空間變化趨勢(shì)[20]。第t年植被斑塊重心坐標(biāo)及遷移距離計(jì)算方法分別為：

(2)

(3)

(4)

式中：Xt、Yt分別為t年某種植被斑塊重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)，Cti為第t年該類(lèi)型植被第i個(gè)斑塊的面積，Xi、Yi分別為第t年該類(lèi)植被第i個(gè)斑塊的幾何中心坐標(biāo)，n為第t年該類(lèi)植被的斑塊數(shù)，D表示遷移距離。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽池縣植被覆蓋度時(shí)空格局變化

利用像元二分模型計(jì)算鹽池縣4個(gè)時(shí)期的植被覆蓋度并對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，得到鹽池縣不同時(shí)期的植被覆蓋度空間分布圖(圖1)。圖1表明，研究區(qū)植被覆蓋度整體表現(xiàn)出東部相對(duì)較高、西部較低的特點(diǎn)，覆蓋等級(jí)較高的植被主要分布在研究區(qū)東南的麻黃山地區(qū)以及東北部的鹽池縣城周邊。 1989-2014年植被覆蓋度整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，東南部和西北部植被增加，中西部地區(qū)植被退化。1989-1999年植被覆蓋度增加，植被恢復(fù)，主要集中在研究區(qū)中西部，南部的麻黃山地區(qū)則出現(xiàn)了一定程度的下降；1999-2006年植被覆蓋度下降，植被出現(xiàn)退化，退化區(qū)域主要分布在鹽池縣的西部以及南部；2006-2014年植被覆蓋度增加，植被恢復(fù)，恢復(fù)區(qū)域主要分布在研究區(qū)東北、西南以及東南部地區(qū)。

2.1.1 植被覆蓋度年度變化 對(duì)鹽池縣1989-2014年5個(gè)級(jí)別植被覆蓋度的像元數(shù)和植被平均覆蓋度分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到1989，1999，2006和2014年的平均覆蓋度分別為0.21，0.23，0.19，0.24，根據(jù)以上數(shù)據(jù)制作研究區(qū)不同時(shí)期植被覆蓋度直方圖(圖2)。由圖2可知，研究區(qū)植被覆蓋度總體偏低，主要集中在0～0.3，且4個(gè)時(shí)期植被覆蓋度為0.1～0.2的像元數(shù)所占比例均為最大。1989-1999年，植被覆蓋度在0～0.2的像元數(shù)減少，而植被覆蓋度為0.2～0.4的像元數(shù)增加；1999-2006年，植被覆蓋度在0～0.2的像元數(shù)量大幅增加，而植被覆蓋度為0.2以上的像元數(shù)減少；2006-2014年，植被覆蓋度在0～0.2的像元數(shù)大幅減少，而植被覆蓋度為0.2以上的像元數(shù)增加明顯。1989-2014年，植被平均覆蓋度呈先增加后減小再增加的特征，植被表現(xiàn)為恢復(fù)-退化-恢復(fù)的變化過(guò)程。

2.1.2 植被面積 對(duì)鹽池縣不同覆蓋度的植被面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果(表1)顯示，1989-1999年Ⅰ級(jí)裸地、Ⅱ級(jí)植被面積減少，比例分別下降6.19%和2.76%；Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)植被面積增加，比例分別上升6.20%和3.37%。1999-2006年Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)植被面積大幅增加，比例分別上升15.44%和16.32%；Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)植被面積減少，比例分別下降14.16%和11.62%。2006-2014年Ⅰ級(jí)裸地植被面積減少最多，比例下降了16.57%，Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)和V級(jí)植被面積增加，其中Ⅲ級(jí)植被面積增加最多，比例上升了11.35%。

圖2 1989-2014年寧夏鹽池縣植被覆蓋度直方圖Fig.2 Vegetation coverage in Yanchi,Ningxia from 1989 to 2014

表1 1989-2014年寧夏鹽池縣植被覆蓋面積及其變化率Table 1 Vegetation coverage area and change rate in Yanchi,Ningxia from 1989 to 2014

2.1.3 植被轉(zhuǎn)化過(guò)程 由表2可知，1989-1999年植被恢復(fù)主要是由于53.48%的Ⅰ級(jí)裸地轉(zhuǎn)化為Ⅱ和Ⅲ級(jí)植被，31.71%的Ⅱ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅲ級(jí)植被，18.02%的Ⅲ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅳ級(jí)植被。1999-2006年植被轉(zhuǎn)化過(guò)程中,33.65%的Ⅱ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅰ級(jí)植被，77.25%的Ⅲ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)植被，46.77%的Ⅳ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)植被，59.50%的Ⅴ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)植被，植被出現(xiàn)了退化。2006-2014年約有72.92%的Ⅰ級(jí)裸地轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)植被，29.56%的Ⅱ級(jí)植被轉(zhuǎn)為Ⅲ級(jí)植被，20.08%的Ⅲ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅳ級(jí)植被，29.8%的Ⅳ級(jí)植被轉(zhuǎn)化為Ⅴ級(jí)植被，植被再次恢復(fù)。

表2 寧夏鹽池縣不同時(shí)期植被覆蓋度轉(zhuǎn)移矩陣Table 2 Transition matrix of vegetation coverage in Yanchi,Ningxia at different periods %

2.2 鹽池縣植被景觀格局的變化

2.2.1 景觀水平的植被景觀格局特征 在景觀水平上選取8個(gè)主要景觀指數(shù)對(duì)鹽池縣植被景觀格局特征及變化進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，1989-2006年斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)和景觀形狀指數(shù)(LSI)均呈下降趨勢(shì)，而平均斑塊面積(AREA_MN)趨于增加，表明較小斑塊在空間上開(kāi)始出現(xiàn)連片化，破碎化程度有所減輕，斑塊復(fù)雜程度降低，而形狀則逐漸規(guī)則化，更加不易受到周邊景觀要素的影響；蔓延度(CONTAG)和聚集度(AI)的增加，說(shuō)明破碎的小斑塊開(kāi)始逐漸形成較大斑塊，景觀斑塊的延展性及連通性有所升高，異質(zhì)性增強(qiáng)，多樣性減小，各組成要素所占比例趨于不均勻化。2006-2014年，斑塊數(shù)量、斑塊密度和景觀形狀指數(shù)有所增加，平均斑塊面積減小，可知破碎化程度和斑塊復(fù)雜程度增加，形狀不規(guī)則化增強(qiáng)，易受周?chē)坝^影響；蔓延度和聚集度指數(shù)減小，表明景觀破碎化程度增強(qiáng)，致使多樣性指數(shù)(SHDI)和均勻度指數(shù)(SHEI)上升?？傮w來(lái)看， 1989-2014年植被斑塊數(shù)量、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均有所下降，而平均斑塊面積、蔓延度以及聚集度趨于增加，表明研究區(qū) 1989-2014年植被斑塊破碎化程度明顯降低，形狀趨于規(guī)則化，逐漸形成較大斑塊，斑塊的延展性和連通性有所升高，蔓延度增大，多樣性減小，各組成要素所占比例趨于不均勻化。

表3 1989-2014 年景觀水平上寧夏鹽池縣植被景觀格局指數(shù)的變化Table 3 Variation of vegetation landscape indices in Yanchi,Ningxia at landscape level from 1989 to 2014

注：NP.斑塊數(shù)量；PD.斑塊密度；LSI.景觀形狀指數(shù)；AREA_MN.平均斑塊面積；CONTAG.蔓延度；SHDI.多樣性指數(shù)；SHEI.均勻度指數(shù)；AI.聚集度。下表同。

Note: NP.Number of patches;PD.Patch density;LSI.Landscape shape index;AREA_MN.Mean patch area;CONTAG.Contagion index;SHDI.Shannon’s diversity index;SHEI.Shannon’s evenness index;AI.Aggregation index.The same below.

2.2.2 類(lèi)型水平的植被景觀格局特征 采用類(lèi)型水平上的 6個(gè)景觀指數(shù)對(duì)鹽池縣4個(gè)時(shí)期植被景觀格局進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 1989-2014年類(lèi)型水平上寧夏鹽池縣植被景觀格局指數(shù)的變化Table 4 Variation of vegetation landscape indices in Yanchi,Ningxia at class level from 1989 to 2014

注：PLAND.斑塊占景觀面積百分比；LPI.最大斑塊指數(shù)。

Note: PLAND.Percentage of landscape; LPI.Largest patch index.

表4表明，1989-2014年Ⅰ級(jí)裸地、Ⅱ級(jí)植被斑塊占景觀面積百分比(PLAND)呈減少-增加-減少的特征，Ⅲ、Ⅳ級(jí)植被的趨勢(shì)為增加-減少-增加，而Ⅴ級(jí)植被則呈先減少后增加的變化特征；各類(lèi)植被景觀的斑塊數(shù)量(NP)和斑塊密度(PD)整體呈下降趨勢(shì)，表明各類(lèi)景觀的破碎化程度整體減輕；最大斑塊指數(shù)(LPI)的變化主要集中在Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)植被，其中4個(gè)年份中Ⅱ級(jí)植被該指數(shù)數(shù)值均為最大，表明Ⅱ、Ⅲ級(jí)植被在研究區(qū)占有較大優(yōu)勢(shì)度。1989-1999年，各類(lèi)型植被景觀形狀指數(shù)(LSI)基本保持穩(wěn)定，1999-2006年該指數(shù)下降，表明斑塊形狀逐漸趨于規(guī)則化，而且變得越來(lái)越平滑；2006-2014年該指數(shù)明顯增加，說(shuō)明斑塊形狀趨于不規(guī)則化，形狀越來(lái)越復(fù)雜，更加容易受到周邊景觀要素的影響。平均斑塊面積(AREA_MN)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，Ⅰ級(jí)裸地、Ⅱ級(jí)植被斑塊的破碎化程度呈加強(qiáng)-減輕-加強(qiáng)的特征，Ⅲ級(jí)植被斑塊破碎化程度具有減輕-加強(qiáng)-減輕的特點(diǎn)，而Ⅳ、Ⅴ級(jí)植被斑塊破碎化程度變化較小。

2.3 鹽池縣不同覆蓋度植被重心的遷移距離

利用重心遷移模型，計(jì)算4個(gè)時(shí)期不同覆蓋度植被類(lèi)型的重心坐標(biāo)，并根據(jù)所得的坐標(biāo)繪制鹽池縣1989-2014年各重心點(diǎn)的空間變化結(jié)果(圖3)。由圖3可知，重心的空間分布自西向東依次為無(wú)植被覆蓋、極低覆蓋度植被、低覆蓋度植被、中覆蓋度植被及高覆蓋度植被，表明鹽池縣西部以無(wú)植被覆蓋為主，而中東部則集中不同覆蓋度的植被，且在不同年份發(fā)生著變化。具體來(lái)看，1989-1999年無(wú)覆蓋和極低覆蓋度植被重心向東南方向遷移，遷移距離分別為4.95和7.82 km；低、中、高覆蓋度植被重心向西北方向遷移，遷移距離分別為4.76，10.44和7.36 km。1999-2006年無(wú)植被覆蓋重心向西南方向遷移，遷移距離最大，為22.34 km，表明植被退化在該方向上出現(xiàn)了擴(kuò)張，而極低、低、中以及高覆蓋度植被重心均向東北方向遷移，遷移距離分別為7.18，15.34，18.66和7 km。2006-2014年無(wú)植被覆蓋重心向東北方向遷移約19.6 km；極低覆蓋度植被重心向西遷移約6.91 km；低、中覆蓋度植被則向西南方向遷移，遷移距離分別為13.96和13.21 km；高覆蓋度植被重心向西南遷移約7.16 km。 1989-2014年無(wú)植被覆蓋重心向西北方向遷移約8.57 km，極低覆蓋度植被重心向西遷移約1.18 km，低、中覆蓋度植被則分別向東南方向遷移4.37和7.36 km，高覆蓋度植被重心向東北方向遷移約6.35 km?？傮w來(lái)看，植被斑塊重心變遷主要在西北-東南方向上，植被斑塊在西北方向出現(xiàn)退化，而在東南、東北方向出現(xiàn)擴(kuò)張。

圖3 1989-2014年寧夏鹽池縣不同植被覆蓋度植被斑塊重心的變化Fig.3 Changes of patches centroids of different vegetation coverage types in Yanchi,Ningxia from 1989 to 2014

2.4 鹽池縣植被景觀格局變化的原因

鹽池縣自1978年先后開(kāi)展了“三北防護(hù)林”工程、飛播植草固沙以及鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程，在一定程度上減少了荒漠化面積。退耕還林還草、草地禁牧以及禁止亂砍亂伐等措施的實(shí)施，有效地遏制了土地荒漠化，促進(jìn)了草原植被的恢復(fù)，提高了植被覆蓋度[21-23]。在研究區(qū)植被恢復(fù)進(jìn)程中，氣候因素尤其降水是植被覆蓋度波動(dòng)的重要影響因子。由降水量的插值結(jié)果(圖4)可知，4個(gè)年份的降水量空間分布基本一致，最低值分布在西北方向，最高值分布在東南部，且由西北向東南遞增。在ArcGIS中分別對(duì)1989,1999,2006,2014年的植被覆蓋度和降水量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明兩者主體呈顯著正相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)分別為0.68,0.73,0.57和0.69，均通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)(P<0.01或P<0.05)。可見(jiàn)，鹽池縣植被覆蓋度與降水量相關(guān)性十分密切。

圖4 1989-2014年寧夏鹽池縣年均降水量空間分布圖Fig.4 Spatial distribution of average precipitation in Yanchi,Ningxia from 1989 to 2014

1989-1999年，年均降水量增加，植被整體恢復(fù)，且主要分布在研究區(qū)中西部，植被景觀要素穩(wěn)定性增強(qiáng)，異質(zhì)性減弱，無(wú)覆蓋和極低覆蓋度植被重心向東南方向遷移，中、高覆蓋度植被重心向西北方向遷移。2006年年均降水量明顯偏低，年均氣溫較高，植被整體退化，裸地和極低覆蓋度植被斑塊連片，形成較大優(yōu)勢(shì)，西部以及南部植被出現(xiàn)較大退化，使無(wú)覆蓋植被重心向西南方向遷移。2006-2014年，年均降水量增加，植被再次恢復(fù)且集中在東北、西南以及東南部地區(qū)，裸地、極低覆蓋度斑塊被低蓋度植被斑塊分割后面積均減小，斑塊數(shù)量增加，破碎化程度增強(qiáng)，植被景觀異質(zhì)性增強(qiáng)，中、高覆蓋度植被重心因此向西南方向遷移。

此外，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)也是造成植被景觀變化的重要原因之一，如位于惠安堡鎮(zhèn)和馮記溝鄉(xiāng)的馬家灘礦區(qū)、積家井礦區(qū)、萌城礦區(qū)以及四股泉礦區(qū)，由于大量煤層的開(kāi)采，地面已形成大型采空區(qū)塌陷，地表植被覆蓋度較低。綜上所述，鹽池縣植被景觀格局變化的主要原因包括植被恢復(fù)治理措施、降水等因素。

3 討 論

植被景觀的空間分布及其演變是地形、氣候等自然因素和人為因素共同決定的[24]。鹽池縣地處干旱半干旱區(qū)過(guò)渡帶，尤其是位于農(nóng)牧交錯(cuò)帶，降水量很大程度上決定了植被景觀的空間格局[25-26]。本研究結(jié)果表明， 1989-2014年植被的變化特征為恢復(fù)-退化-恢復(fù)的過(guò)程，這與前人的研究結(jié)論[10-13]基本一致。從景觀水平上看，在此期間研究區(qū)斑塊數(shù)量總體減少，斑塊平均面積、蔓延度和聚集度增加，多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)以及斑塊形狀指數(shù)趨于減小，景觀的破碎化程度減輕，景觀異質(zhì)性減弱。近年來(lái)，鹽池縣先后實(shí)施的退耕還林還草、草地禁牧以及禁止亂砍亂伐等措施，對(duì)植被景觀的恢復(fù)起到了很大的促進(jìn)作用，但由于特殊的地理位置，植被覆蓋度與降水量呈顯著正相關(guān)性，受降水變化影響很大，干旱年份會(huì)出現(xiàn)明顯的植被退化，植被恢復(fù)過(guò)程出現(xiàn)反復(fù)。由此可見(jiàn)，鹽池縣植被景觀的恢復(fù)是一個(gè)長(zhǎng)期、反復(fù)的過(guò)程。因此，全縣應(yīng)繼續(xù)堅(jiān)持退耕還林還草等生態(tài)保護(hù)措施，防治水土流失，加強(qiáng)礦山恢復(fù)治理工作，以促使自然植被生態(tài)系統(tǒng)功能得到進(jìn)一步提升。

本研究利用簡(jiǎn)單有效的像元二分模型計(jì)算了鹽池縣的植被覆蓋度，并在此基礎(chǔ)上獲得了研究區(qū)植被景觀格局變化動(dòng)態(tài)，但本研究只對(duì)1989-2014年4個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的植被景觀進(jìn)行了分析，無(wú)法掌握研究時(shí)段內(nèi)植被覆蓋度和植被景觀的詳細(xì)變化過(guò)程。未來(lái)如有條件，在合理時(shí)段增加影像數(shù)量，對(duì)研究區(qū)開(kāi)展時(shí)段更長(zhǎng)、時(shí)間間隔更小的植被景觀格局動(dòng)態(tài)變化研究，以便更加準(zhǔn)確、真實(shí)地分析鹽池縣的生態(tài)環(huán)境變化情況。

4 結(jié) 論

1989-2014年，鹽池縣植被具有恢復(fù)-退化-恢復(fù)的變化過(guò)程特征，總體處于恢復(fù)與重建的進(jìn)程中，各類(lèi)植被生態(tài)景觀斑塊的數(shù)量、面積及空間位置都發(fā)生了不同程度的變化，生態(tài)景觀異質(zhì)性有所改善，植被斑塊重心變遷主要在西北-東南方向上，西北方向出現(xiàn)退化，而東南、東北方向出現(xiàn)擴(kuò)張，生態(tài)系統(tǒng)依然脆弱。植被景觀格局的變化是植被恢復(fù)治理措施與降水因素共同作用的結(jié)果，其中降水是研究區(qū)植被覆蓋度變化、景觀格局改變以及斑塊重心遷移的重要影響因素。