臺(tái)山市植被覆蓋時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及其地形響應(yīng)研究

張 超 ，劉揚(yáng)晶，黃炬峰，丁 山，桂來(lái)庭，張家陽(yáng)

(1.國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)沙 410014；2.臺(tái)山市紅嶺種子園，廣東 江門 529223)

引言

植被對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的變化比較敏感，不同類型的植被通過(guò)數(shù)量或者生長(zhǎng)質(zhì)量等生長(zhǎng)狀況對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的變化進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，是公認(rèn)監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境變化的指標(biāo)[1]。植被變化反映生態(tài)環(huán)境變化的課題長(zhǎng)期來(lái)都吸引著諸多學(xué)者的關(guān)注和研究[2-4]。植被覆蓋度(Fractional Vegetation Cover，F(xiàn)VC)是在歸一化植被指數(shù)(NDVI)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，用于描述地表植被生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)[5]。FVC在一定程度上改善了NDVI對(duì)高覆蓋度植被易飽和、對(duì)低覆蓋度植被難區(qū)分的缺陷，更適合用于描述地表植被覆蓋的變化特征[6-7]，同時(shí)也反映了生態(tài)系統(tǒng)的變化[8]。

正是基于FVC的特點(diǎn)，F(xiàn)VC近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于區(qū)域植被變化研究[9-11]。其中，基于NDVI數(shù)據(jù)，采用像元二分模型估算植被覆蓋度的方法效果良好，已有豐富的成果。如肖強(qiáng)等[12]以黃土高原為研究區(qū)，分析了近10年的植被覆蓋度變化趨勢(shì)和其與降水溫度的相關(guān)性；趙麗紅等[13]分析了南昌市植被覆蓋度時(shí)空演變特征，并結(jié)合DEM數(shù)據(jù)分析植被覆蓋度及變化的地形梯度分異規(guī)律，利用3期土地利用圖量化植被覆蓋度變化對(duì)土地利用方式轉(zhuǎn)變的響應(yīng)；陳亮等[14]采用像元二分模型估算了湖北省2000—2015年的植被覆蓋度，研究了植被覆蓋度時(shí)空變化趨勢(shì)及突變因素，并結(jié)合DEM分析了其對(duì)高程、坡度等地形因子的響應(yīng)關(guān)系。

影響植被分布的生境因子眾多，以上諸多研究表明植被變化除了與氣候因子和人類活動(dòng)高度相關(guān)外，還跟地形因子有較強(qiáng)的相關(guān)性[15-17]。海拔、坡度、坡向等地形因子能影響人類居住的分布，從而決定了區(qū)域的人類生產(chǎn)與生活強(qiáng)度，也能對(duì)氣候條件的空間差異產(chǎn)生影響，對(duì)植被的空間分布格局有顯著影響和干擾[18-19]，因此研究地形因子與植被覆蓋度變化的關(guān)系可以很好地揭示植被的空間分布規(guī)律[20]。臺(tái)山市地處珠三角地區(qū)，各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，其作為珠三角地區(qū)林業(yè)面積最大、林業(yè)資源最豐富的地區(qū)之一，但在林業(yè)及生態(tài)方面的研究相對(duì)較少，尤其在植被覆蓋領(lǐng)域的研究更是前所未有。此外，臺(tái)山市地形地貌相對(duì)復(fù)雜，有山地、丘陵、平原、灘涂等多種地形，通過(guò)對(duì)臺(tái)山市植被覆蓋度時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及地形特異性的研究，可以為當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)，以及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策制定提供依據(jù)，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的和諧永續(xù)發(fā)展具備重要意義。

1 研究區(qū)概況

臺(tái)山市位于珠江三角洲西南部，毗鄰港澳，南臨南海，面積3 286 km2。臺(tái)山地勢(shì)中部較高，境內(nèi)丘陵、臺(tái)地零星分布。北峰山脈以西(境內(nèi)中部和北部)除潭江中游南岸一帶是河流沖積平原外，均為丘陵；南部海上為島嶼區(qū)。森林覆蓋率達(dá)到44.71%，是珠三角地區(qū)林業(yè)面積最大、林業(yè)資源最豐富的地區(qū)之一。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

采用遙感數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和林地更新數(shù)據(jù)三類數(shù)據(jù)。其中遙感數(shù)據(jù)為2010年、2015年和2020年的landsat — 5 TM影像，三期遙感數(shù)據(jù)云量均小于10%，達(dá)到數(shù)據(jù)分析要求；DEM 數(shù)據(jù)的分辨率為30 m，用于提取研究區(qū)的海拔、坡度、坡向等地形信息；林地更新數(shù)據(jù)為最新一期的2020年數(shù)據(jù)，用于核對(duì)和校正2020年度遙感數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，為輔助數(shù)據(jù)。除林地更新數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)為大地2000坐標(biāo)系外，遙感數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)的投影坐標(biāo)系均為UTM-WGS84。

為真實(shí)的呈現(xiàn)地物反射的光譜特征，本研究通過(guò)ENVI5.3 軟件對(duì)TM 數(shù)據(jù)依次進(jìn)行幾何配準(zhǔn)、輻射定標(biāo)、大氣校正、拼接與裁剪等步驟得到所需的遙感數(shù)據(jù)。此過(guò)程中需要注意幾何配準(zhǔn)的校正誤差小于0.5個(gè)像元、重采樣分辨率為 30 m，以及大氣校正后出現(xiàn)的負(fù)值和大于100的高值等數(shù)據(jù)異常值時(shí)，結(jié)合林地更新數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。通過(guò)ArcGIS10.2的3D分析模塊對(duì)臺(tái)山市的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行海拔、坡度、坡向等地形分析，重新劃分海拔、坡度、坡向等級(jí)，結(jié)合臺(tái)山市的植被覆蓋度分布圖，探討臺(tái)山市地.形因子與植被覆蓋度分布格局的相互影響。

2.2 研究方法

借鑒諸多前人對(duì)于植被覆蓋度反映生態(tài)環(huán)境特征的研究經(jīng)驗(yàn)，本研究采用像元二分模型計(jì)算臺(tái)山市的植被覆蓋度，該模型可以提升高植被覆蓋情況和低植被覆蓋情況的分析精度，更加精準(zhǔn)的展示不同時(shí)空條件下地表植被的生長(zhǎng)和變化特征。從而提升海拔、坡度、坡向等地形因子對(duì)植被覆蓋度分異規(guī)律的準(zhǔn)確性。

2.2.1 植被覆蓋度計(jì)算和定級(jí)方法

基于NDVI數(shù)據(jù)和像元二分模型計(jì)算臺(tái)山市的植被覆蓋度。NDVI值的范圍為[-1，1]，值越大說(shuō)明植被覆蓋越好。當(dāng)像元為純植被覆蓋時(shí)，值為1；當(dāng)像元為純裸土覆蓋時(shí)，值為0。

像元二分模型的計(jì)算原理為假定一個(gè)像元的信息由植被覆蓋和裸土覆蓋提供。遙感影像上任一像元的遙感信息記為S，若像元信息完全由植被提供的純像元遙感信息記為Sveg，像元信息完全由裸土提供的純像元遙感信息記為Ssoil，則植被覆蓋度的計(jì)算公式為：

FVC=(S-Ssoil)/(Sveg-Ssoil)

(1)

將NDVI帶入像元二分模型，得到基于NDVI的植被覆蓋度計(jì)算公式：

FVC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)

(2)

式中:NDVI為每個(gè)像元的歸一化植被指數(shù)值，NDVIveg為純植被覆蓋像元的歸一化植被指數(shù)值，NDVIsoil為純裸土覆蓋像元的歸一化植被指數(shù)值。

在實(shí)際計(jì)算中，部分像元的NDVI值受數(shù)據(jù)預(yù)處理影響處于[-1，1]之外，為異常值，本文將異常值轉(zhuǎn)化為背景值(背景值為0)以便于后期計(jì)算，計(jì)算公式如下：

NDVI=NDVI1×0+NDVI2×0+NDVI3×NDVIg

(3)

式中:NDVIg表示原始NDVI值，NDVI1為小于-1的原始NDVI值，NDVI2為大于1的原始NDVI值，NDVI3為[-1，1]的原始NDVI值，NDVI表示去除異常值后的NDVI值。在不同的時(shí)空條件下，NDVIsoil和NDVIveg會(huì)產(chǎn)生不同的變化，因此本研究取累計(jì)直方圖的5%和95%為置信度區(qū)域，最終確定研究區(qū)的NDVIsoil和NDVIveg值[22-23]，詳見(jiàn)表1。

表1 臺(tái)山市裸土和植被的NDVI值年份NDVIsoilNDVIveg20100.154 722 00.687 45620150.166 874 50.675 19820200.184 415 00.689 952

參照銀朵朵[24]的研究成果以及研究區(qū)的實(shí)際情況，本研究將FVC等間距劃分為3個(gè)等級(jí)，等級(jí)劃分見(jiàn)表2。

表2 植被覆蓋等級(jí)劃分表覆蓋度等級(jí)FVC值低覆蓋度FVC<30%中覆蓋度30%≤FVC<60% 高覆蓋度FVC≥60%

2.2.2 植被覆蓋度動(dòng)態(tài)分析方法

采用差值法分析植被覆蓋度動(dòng)態(tài)變化特征，公式如下[24]： ΔFVC=FVC2-FVC1

ΔFVC表示植被覆蓋度變化等級(jí)，當(dāng)ΔFVC>0時(shí)，表示植被覆蓋得到改善；ΔFVC=0時(shí)，表示未變化；ΔFVC<0時(shí)，表示植被覆蓋遭到退化。FVC1和FVC2分別表示前后兩個(gè)時(shí)期的植被覆蓋度等級(jí)。

2.2.3 植被覆蓋度對(duì)地形因子響應(yīng)分析方法

地形特征決定了地表的水熱條件分布和養(yǎng)分移動(dòng)堆積差異，在某一特征尺度上地形分異對(duì)植被覆蓋度會(huì)存在較大的影響。為定量研究植被覆蓋度對(duì)地形因子的響應(yīng)情況，本文對(duì)臺(tái)山市的海拔、坡度和坡向數(shù)據(jù)重新分類。

高程分析采用等間距法，將研究區(qū)的海拔高度重新分為8個(gè)等級(jí)： 0～99 ，100～199，200～299，300～399，400～499，500～599，600～699，700～799m和800～932 m；然后統(tǒng)計(jì)各高程帶的植被覆蓋度。

根據(jù)廣東省林業(yè)廳發(fā)布的《廣東省森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查操作細(xì)則》中的臨界坡度分級(jí)法，將研究區(qū)的坡度重新分為6級(jí)：0°～5°，6°～15°，16°～25°，26°～35°，36°～45°和46°～90°；按照劃定的坡度等級(jí)統(tǒng)計(jì)臺(tái)山市的植被覆蓋度分布規(guī)律。

根據(jù)DEM數(shù)據(jù)中的坡向模型，將研究區(qū)的坡向分為平面、北坡(337.5°～22.4°)、東北坡(22.5°～67.4°)、東(67.5°～112.4°)、東南(112.5°～157.4°)、南(157.5°～202.4°)、西南(202.5°～247.4°)、西(247.5°～292.4°)、西北(292.5°～337.4°)，共9類。

參照以上分類依據(jù)，對(duì)臺(tái)山市植被覆蓋度分區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析高程、坡度、坡向各區(qū)間內(nèi)的植被覆蓋度分布規(guī)律，詳見(jiàn)圖1。

圖1 臺(tái)山市高程、坡度、坡向空間分布特征

3 結(jié)果與分析

3.1 臺(tái)山市植被覆蓋度空間分布格局

基于NDVI的像元二分模型，計(jì)算得到2010—2020年臺(tái)山市平均植被覆蓋度，詳見(jiàn)表3和圖2。

表3 2010—2020年植被平均覆蓋度面積占比植被覆蓋度/%占比/%面積/hm2 0～10 514 413.7211～20 619 967.6221～30 1134 564.4331～40 33103 619.0241～50 1445 148.2951～60 1239 736.9261～70 930 141.5971～80 620 257.4181～100410 406.16

圖2 2010—2020年植被平均覆蓋度空間分布

由圖2可知，臺(tái)山市植被覆蓋度空間分布特征為中部和南部高，而北部及大陸沿海區(qū)域低。2010—2020年，臺(tái)山市的植被覆蓋度分布類型以中、高植被覆蓋度(FVC>30%)為主，面積累計(jì)達(dá)到78.34%，但中植被覆蓋度是主要的分布類型。

為詳細(xì)研究各時(shí)期植被覆蓋度的分布情況，依據(jù)表2的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，分析臺(tái)山市2010年、2015年和2020年3個(gè)時(shí)期的植被覆蓋度等級(jí)的分布特征和變化情況，詳見(jiàn)表4和圖3。

圖3 2010年、2015 年和 2020 年臺(tái)山市植被覆蓋空間格局

由表4可知，隨著時(shí)間的推移不同等級(jí)的植被覆蓋面積占比呈現(xiàn)出較大的動(dòng)態(tài)變化。但從整體來(lái)看，在研究區(qū)中植被覆蓋區(qū)和高植被覆蓋區(qū)占據(jù)了主要分布面積，除了2015年占地面積以低植被覆蓋為主外，其它兩個(gè)時(shí)期的低植被覆蓋區(qū)占比都最小。中、高植被覆蓋類型的面積比例之和在三個(gè)個(gè)時(shí)期分別為78.95%，63.46%和83.18%。這與研究區(qū)地理區(qū)位和地形地貌有較大的關(guān)系，臺(tái)山市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏熱冬溫、四季分明、降水充足，適合植物生長(zhǎng)，尤其在南峰山等山地區(qū)域，受人為干擾較小，植被覆蓋度較高。10年間，低植被覆蓋區(qū)的面積先增加再減少，總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；而中植被覆蓋區(qū)和高植被覆蓋區(qū)為先減少后增加的變化趨勢(shì)，不同的是中植被覆蓋區(qū)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而高植被覆蓋區(qū)則總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，面積共增加了9.24%，說(shuō)明臺(tái)山市地區(qū)在近10年期間植被恢復(fù)情況較好。這得益于臺(tái)山市對(duì)《廣東省林地保護(hù)管理?xiàng)l例》《臺(tái)山市林地保護(hù)利用規(guī)劃》等林業(yè)法律法規(guī)和發(fā)展規(guī)劃的良好踐行，嚴(yán)格把控林業(yè)用地的開(kāi)發(fā)利用，加強(qiáng)林地監(jiān)測(cè)水平，充分利用衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測(cè)林地變化情況，避免非法亂挖、亂占林地等隨意破壞林地資源的違法犯罪現(xiàn)象發(fā)生，從而減少人為破壞和干擾，利于植被生長(zhǎng)。

圖3顯示，臺(tái)山市植被覆蓋度呈現(xiàn)東南部、南部以及中部偏高，而西部和北部較低的空間分布特征。2010年，臺(tái)山市以中、高植被覆蓋為主。其中高植被覆蓋集中分布在端芬鎮(zhèn)、大龍洞場(chǎng)、川島鎮(zhèn)等區(qū)域；中植被覆蓋主要集中在白沙鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)等區(qū)域；低植被覆蓋以海僑鎮(zhèn)、廣海鎮(zhèn)為主。2015年，高植被覆蓋面積基本沒(méi)有太大變化，但中植被覆蓋地區(qū)和低植被覆蓋地區(qū)變化較大，中植被覆蓋地區(qū)主要集中在廣海鎮(zhèn)和都斛鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，低植被覆蓋以水步鎮(zhèn)為主。2020年，高植被覆蓋聚集在端芬鎮(zhèn)、大龍洞場(chǎng)、川島鎮(zhèn)以及臺(tái)山市東南部地區(qū)；中植被覆蓋占據(jù)臺(tái)山市大部分平原地區(qū)；低植被覆蓋主要分布在海僑鎮(zhèn)和都斛鎮(zhèn)東部。

3.2 臺(tái)山市植被覆蓋度動(dòng)態(tài)變化

運(yùn)用ArcGIS10.2對(duì)3期植被覆蓋度等級(jí)進(jìn)行疊加運(yùn)算，以探索臺(tái)山市10年間植被覆蓋在空間上的變化情況，運(yùn)算結(jié)果如圖4所示。研究區(qū)10年間植被覆蓋等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣，詳見(jiàn)表5—7。

圖4 2010—2020年臺(tái)山市植被覆蓋度空間變化

從圖4和表5可知，2010—2015年臺(tái)山市植被出現(xiàn)了比較顯著的退化現(xiàn)象，主要是中植被覆蓋區(qū)退化為低植被覆蓋區(qū)，低植被覆蓋區(qū)面積新增了49291.61 hm2，中植被覆蓋區(qū)面積減少了45 928.47 hm2，但高植被區(qū)變化較小。主要是因?yàn)榕_(tái)山市的高植被覆蓋區(qū)主要集中在山地，而山地多以林場(chǎng)和國(guó)家森林公園為主，保護(hù)力度較大，但是在丘陵和平原地區(qū)因人類活動(dòng)較為頻繁，尤其是臺(tái)山市農(nóng)業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)，在這個(gè)時(shí)期共臺(tái)山市不斷加大農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極推進(jìn)“三高”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，擴(kuò)大了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)規(guī)模，外加森林防火及生態(tài)保護(hù)的經(jīng)費(fèi)不足等其他因素，導(dǎo)致植被覆蓋度有所下降。

由圖4和表6可知，2015—2020年臺(tái)山市植被覆蓋情況有較大的改善。低植被覆蓋面積不斷減小，大部分轉(zhuǎn)化為中植被覆蓋度，小部分轉(zhuǎn)化為高植被覆蓋度；原來(lái)的中植被覆蓋面積也出現(xiàn)了一定變化，轉(zhuǎn)入低植被覆蓋面積37 378.23 hm2、高植被覆蓋面積36110.06 hm2。主要原因：一是臺(tái)山市對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的法律法規(guī)和有關(guān)政策執(zhí)行到位，人為活動(dòng)造成的植被破壞現(xiàn)象得到有效遏制和明顯改善；二是近年來(lái)科技水平不斷提升，三大產(chǎn)業(yè)(尤其是第一產(chǎn)業(yè))的集中化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)能力有較大突破，降低了生產(chǎn)用地面積，加速了臺(tái)山市植被的恢復(fù)。

由圖4和表7可知，2010—2020年臺(tái)山市總體植被覆蓋情況變化不大，且穩(wěn)中有進(jìn)。主要表現(xiàn)在低、中植被覆蓋轉(zhuǎn)化為高植被覆蓋的情況較為明顯，中、高植被覆蓋區(qū)域的退化情況相對(duì)較少，說(shuō)明在《廣東省林地保護(hù)管理?xiàng)l例》《臺(tái)山市林地保護(hù)利用規(guī)劃》等省級(jí)林業(yè)法律法規(guī)和地方發(fā)展規(guī)劃的要求下，臺(tái)山市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境均有明顯改善。

3.3 臺(tái)山市植被覆蓋度的地形因子分異研究

3.3.1 臺(tái)海拔梯度差異

圖5表明，臺(tái)山市的植被覆蓋度整體上隨著海拔的升高持續(xù)增長(zhǎng)。其中在0～99 m高程帶最低，在700～799 m高程帶最高，當(dāng)海拔高于400 m時(shí)，植被覆蓋度增長(zhǎng)幅度有明顯上升，說(shuō)明臺(tái)山市的人類活動(dòng)高程范圍主要集中在海拔400 m以下，400 m以上受人類活動(dòng)的影響較小，植被覆蓋度及植被覆蓋上升幅度均有較大增長(zhǎng)。海拔差異會(huì)對(duì)區(qū)域的水熱條件實(shí)行分配，從而影響植被生長(zhǎng)，一般而言低海拔區(qū)水熱條件較好，適合植物生長(zhǎng)，植被覆蓋度相對(duì)而言會(huì)高于高海拔地區(qū)，但低海拔地區(qū)受人類活動(dòng)的干擾，又會(huì)導(dǎo)致植被覆蓋度急劇減小。臺(tái)山市最高海拔為932m，屬于低山山地，尚未達(dá)到限制植物生長(zhǎng)獲取熱量條件的高度，故臺(tái)山市植被覆蓋隨海拔升高而逐漸增大。

圖5 臺(tái)山市平均植被覆蓋度的高程分布特征

3.3.2 坡度差異

圖6表明，隨坡度增大，臺(tái)山市的植被覆蓋度也呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在坡度0°～5°區(qū)間內(nèi)，植被覆蓋度最低；在45°～90°的區(qū)間內(nèi)，植被覆蓋度最高。原因在于臺(tái)山市有較大面積的平原地區(qū)，坡度在5°以下，其中有一部分是生產(chǎn)用地，人類活動(dòng)較為頻繁，使得這部分地區(qū)的植被覆蓋度遠(yuǎn)低于其它地區(qū)，隨著坡度越高，尤其坡度分別在25°和45°兩處有明顯的跳躍增長(zhǎng)現(xiàn)象，說(shuō)明在這兩個(gè)坡度節(jié)點(diǎn)當(dāng)?shù)氐娜祟惿a(chǎn)活動(dòng)受到地形及交通限制而大幅度減少，有效降低了人類對(duì)植被生長(zhǎng)和恢復(fù)的干擾，使得植被覆蓋增長(zhǎng)幅度呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。

圖6 臺(tái)山市平均植被覆蓋度的坡度分布特征

3.3.3 坡向差異

圖7表明，臺(tái)山市各坡向的平均植被覆蓋度分布情況大體上沒(méi)有太大差異，但從平均值看總體規(guī)律為東南坡>南坡>東坡>西南坡>西坡>東北坡>西北坡>北坡>平地。其中平均植被覆蓋度較高的坡向，有東南坡、南坡、東坡等，均屬于向陽(yáng)的坡向；平均植被覆蓋度相對(duì)較低的坡向，如北坡、西北坡等，主要為背陽(yáng)的坡向，俗稱陰坡。說(shuō)明在臺(tái)山市接受陽(yáng)光照射時(shí)間更長(zhǎng)的向陽(yáng)坡向比陰坡更適合植物的生長(zhǎng)，因研究區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，降水充沛，外加臺(tái)山市瀕臨海域，空氣濕度較大，長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)輻射不會(huì)導(dǎo)致植物水分蒸發(fā)量過(guò)多而造成生長(zhǎng)遲緩，反而充足的陽(yáng)光有利于植物進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的光合作用，使得東南坡、東坡等向陽(yáng)坡向的植物生長(zhǎng)狀況略好于陰坡，但是臺(tái)山市整體海拔不高，屬于低山和丘陵地形，坡向?qū)﹃?yáng)光的阻隔現(xiàn)象不明顯，因而植被覆蓋的差異不大。相比之下，平地的植被覆蓋度因受到人類活動(dòng)的干擾，其平均植被覆蓋度明顯小于擁有坡向特征的山地和丘陵。

圖7 臺(tái)山市平均植被覆蓋度的坡向分布特征

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

運(yùn)用基于NDVI的像元二分模型計(jì)算臺(tái)山市植被覆蓋度，對(duì)2010年、2015年和2020年3期植被覆蓋度進(jìn)行等級(jí)劃分、平均覆蓋度和差值運(yùn)算，以及對(duì)以海拔、坡度、坡向?yàn)橹笜?biāo)的地形因子重新分類，得出了臺(tái)山市的植被覆蓋度時(shí)空動(dòng)態(tài)變化和與地形因子對(duì)其的響應(yīng)特征。

1) 2010—2020年間，臺(tái)山市的平均植被覆蓋度以中植被覆蓋度為主要分布類型，空間分布特征為中部和南部高、北部及大陸沿海區(qū)域低。臺(tái)山市的山地主要分布在中部、東南部以及南海領(lǐng)域內(nèi)的海島上，受山地崎嶇地形的影響，有效的限制了人類活動(dòng)，故植被覆蓋度較高；而臺(tái)山市的北部及大陸沿海區(qū)域以平原地貌為主，人類活動(dòng)比較頻繁，故植被覆蓋度較低。由此可見(jiàn)，雖然表面上是地貌影響了植被覆蓋度的分布差異，但地貌特征限制了人類活動(dòng)的強(qiáng)度，人類活動(dòng)才是影響植被覆蓋度的主要因素之一，這與Seyed Omidreza Shobairi等[25]的研究結(jié)論基本一致。

2) 臺(tái)山市的植被覆蓋度在研究期間變化程度較小，呈現(xiàn)植被覆蓋度先降低后升高的變化過(guò)程。在研究期間內(nèi)，雖然臺(tái)山市出現(xiàn)了因加大生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致覆蓋度退化的現(xiàn)象，但得益于其得天獨(dú)厚得的水熱條件，為植被的恢復(fù)提供了較大助力，結(jié)合當(dāng)?shù)亓值厥褂弥贫群妥匀槐Ｗo(hù)區(qū)條例等政策法規(guī)的大力推行，臺(tái)山市的整體植被恢復(fù)情況良好。同時(shí)該現(xiàn)象也反映出政策法規(guī)的發(fā)布和有效監(jiān)管對(duì)當(dāng)?shù)刂脖换謴?fù)有著積極作用。

3) 地形因子中的海拔和坡度對(duì)臺(tái)山市的植被覆蓋度有較大影響，坡向?qū)χ脖桓采w度的影響則相對(duì)較低。臺(tái)山市的人類活動(dòng)高程范圍主要集中在海拔400 m以下，生產(chǎn)活動(dòng)坡度主要在25°以下，而25°～45°之間的植被覆蓋度上升則是因?yàn)橥烁€林政策的有效實(shí)施，使得這個(gè)坡度段的植被覆蓋度情況得到較大改善；加之臺(tái)山市整體海拔高度較低，水熱充沛，降低了原本因陽(yáng)坡、陰坡的光照時(shí)間差異產(chǎn)生的植物生長(zhǎng)差異，因此在坡向的維度上對(duì)平均植被覆蓋度的影響基本可以忽略。

4.2 討論

本文雖然通過(guò)三期數(shù)據(jù)和基于NDVI的像元二分模型得出了臺(tái)山市植被覆蓋度的時(shí)空變化情況，以及地形因子對(duì)植被覆蓋度的影響，但也存在著不足之處：一是沒(méi)有使用多元NDVI數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證，降低數(shù)據(jù)本身對(duì)研究結(jié)論的干擾；二是本文采用的地形因子屬于基本因子，還可以采用土地利用、土壤類型等因子進(jìn)行全面探討；三是可以引入人口分布數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究人類活動(dòng)對(duì)植被覆蓋特征的影響。這些都可作為下一步研究工作的重點(diǎn)，以完善對(duì)植被覆蓋度時(shí)空變化的研究。