基于NDVI喀斯特石漠化治理效果評價(jià)

楊昌紅 馬士彬 高南 楊雪萃

摘 要：石漠化是導(dǎo)致喀斯特地區(qū)生態(tài)惡化的因素之一，監(jiān)測評估其演變狀況，對石漠化的防治具有重要的研究意義。該研究利用花江1987—2019年NDVI數(shù)據(jù)，2000年、2010年、2018年石漠化數(shù)據(jù)，應(yīng)用Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)方法分析NDVI變化趨勢，在此基礎(chǔ)上探究不同等級石漠化轉(zhuǎn)移情況，分析其轉(zhuǎn)移過程中NDVI的變化規(guī)律。結(jié)果表明：（1）30年來花江研究區(qū)NDVI年平均值整體呈現(xiàn)上升變化趨勢。1987—1998年、1998—2010年、2010—2019年分別呈現(xiàn)“增-快增-降”的變化模式。（2）2000—2010年石漠化改善的面積為20.63km2，極重度和重度石漠化面積改善顯著，2010—2018年石漠化改善的面積為13.31km2，潛在石漠化面積增加顯著。（3）2000—2010年石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)移的NDVI變化趨勢以弱顯著上升和顯著上升為主，分別占總面積的42.64%、16.45%;2010—2018年石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)移的NDVI變化趨勢以弱顯著下降和弱顯著上升為主，分別占總面積的17.25%、11.56%。石漠化的程度與NDVI變化趨勢的關(guān)系為負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：石漠化;治理效果;NDVI;Mann-Kendall;花江

中圖分類號 P642.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）03-0144-07

Abstract： Rocky desertification is one of the factors leading to ecological deterioration in karst areas. Monitoring and evaluating its evolution has important research significance for the prevention and control of rocky desertification. This paper uses the Landsat series of remote sensing images from 1987 to 2019 to calculate the Huajiang Normalized Difference Vegetation Index， uses 2000 and 2010 TM remote sensing images， and 2018 Google high-definition remote sensing images as data sources to extract rocky desertification information; apply Mann-Kendall non-parametric test method analyzes the changing trend of NDVI， on this basis， explores the transfer of different grades of rocky desertification， and analyzes the variation of NDVI in the process of metastasis. The research results show that： （1）The annual average value of NDVI in the Huajiang study area has fluctuated greatly in the past 30 years， and the overall trend has been increasing， with an increase rate of 0.0014， which is relatively slow. 1987-1998， 1998-2010， and 2010-2019 showed a change pattern of "increase-rapid increase-decrease" respectively. （2）The area of ??rocky desertification improved from 2000 to 2010 was 20.63 km2， and the area of ??extremely severe and severe rocky desertification improved significantly. From 2010 to 2018， the area of ??rocky desertification improved was 13.31 km2， and the area of potential rocky desertification increased significantly. （3）The change trend of NDVI for rocky desertification transfer from 2000 to 2010 is mainly a weakly significant increase and a significant rise， accounting for 42.64% and 16.45% of the total area， respectively. The NDVI trend for rocky desertification transfer from 2010 to 2018 Weakly significant decline and weakly significant increase are the main ones， accounting for 17.25% and 11.56% of the total area respectively. The degree of rocky desertification has a negative correlation with the changing trend of NDVI.

Key words： Rocky desertification; Control effect; NDVI; Mann-Kendall; Huajiang

石漠化是指在巖溶地貌及其發(fā)育地區(qū)、亞熱帶季風(fēng)氣候條件的自然背景下，受人為活動(dòng)干擾，地表植被遭受破壞，造成土地嚴(yán)重流失、基巖大面積的裸露于地表，土地生產(chǎn)力嚴(yán)重下降，呈現(xiàn)土地退化的荒漠化景觀[1，2]。石漠化的演替會(huì)破壞生態(tài)導(dǎo)致生態(tài)退化，激化人地矛盾關(guān)系，制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重滯后。石漠化地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于石漠化的治理成效。

隨著LeGrand于1973年在美國《科學(xué)》雜志上提出喀斯特生態(tài)環(huán)境問題[3]，石漠化問題日益突顯，受到了國際上的重視，同時(shí)國內(nèi)學(xué)者也開始展開對喀斯特地區(qū)石漠化問題的研究。袁道先、王世杰、李陽兵等研究了石漠化的環(huán)境背景、形成機(jī)理，探討石漠化的概念、研究方法[4-5]。熊康寧等研究了石漠化的治理，形成一系列因地制宜的石漠化防治模式。發(fā)展至今，由石漠化形成原因研究逐步轉(zhuǎn)向石漠化的防治與監(jiān)測分析研究，遙感技術(shù)成為研究的重要手段。例如，周忠發(fā)探討了遙感和GIS技術(shù)在貴州喀斯特地區(qū)土地石漠化研究中的應(yīng)用[6];李朝陽等探討了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測的基本理論和方法提取石漠化信息[7]，并證實(shí)了方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。遙感技術(shù)在石漠化問題的研究中起到了重要的作用，能夠大尺度地分析石漠化的時(shí)空變化。歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index，NDVI）用于表征植被的生長情況，直觀地反映了大尺度研究區(qū)域的植被生長情況，間接地反映出石漠化的情況。例如，章維鑫等探討了近30年瀘西縣植被的時(shí)空變化特征以及驅(qū)動(dòng)因素[8]，進(jìn)而探討石漠化綜合治理生態(tài)工程實(shí)施的生態(tài)效益，發(fā)現(xiàn)植被的突變時(shí)間點(diǎn)恰好與國家開始實(shí)施石漠化綜合治理生態(tài)工程的時(shí)間點(diǎn)相吻合。肖林穎等利用Landsat數(shù)據(jù)探討近25年建水縣植被的時(shí)空變化特征[9]，分析得出建水縣石漠化治理效果明顯。NDVI已成功地運(yùn)用于石漠化遙感監(jiān)測，并得到了廣泛的推廣。

花江是石漠化的重災(zāi)區(qū)，也是石漠化治理的示范基地，但當(dāng)?shù)厥难葑兣cNDVI的變化相關(guān)性研究尚有欠缺。為此，筆者以花江為研究區(qū)，對花江石漠化演變與NDVI的變化規(guī)律進(jìn)行b 研究。利用1987—2019年的Landsat系列遙感影像數(shù)據(jù)計(jì)算花江研究區(qū)的NDVI，探討花江地區(qū)植被生長狀況，分析近30年來的變化趨勢，評估石漠化的修復(fù)情況。基于2000年和2010年TM遙感圖像，2018年Google高分辨率遙感圖像提取3期不同等級石漠化信息，探討不同等級石漠化轉(zhuǎn)移NDVI變化趨勢的特征，遙感監(jiān)測和評估花江地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理現(xiàn)狀，以期為石漠化治理與防范提供理倫依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 花江研究區(qū)地處于貴州省西南地區(qū)關(guān)嶺縣南部與貞豐縣北部交界處的北盤江大峽谷花江河谷段兩岸，經(jīng)緯度分別為105°36′30″～105°46′30″E、25°39′13″～25°41′00″N，面積51.48km2。年均溫18.4℃，年均降水量1100mm，巖層有碳酸鹽類的石灰?guī)r、白云巖。植被以闊葉林、針闊混交林以及灌叢為主，原生植被破壞嚴(yán)重，現(xiàn)主要為次生植被。在各種外力作用下形成河谷，峰叢洼地，峰林等地貌，山高峽谷深，水流急，區(qū)域內(nèi)地勢起伏落差大，是貴州省石漠化程度較深、危害較重的地區(qū)，成為典型的高原峽谷強(qiáng)度石漠化區(qū)，同時(shí)也是石漠化生態(tài)綜合治理示范區(qū)[10-11]。

1.2 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)來源包括：（1）美國NASA的陸地衛(wèi)星提供的Landsat系列遙感影像，空間分辨率均為30m，1987—2011年遙感影像源于Landsat-5TM衛(wèi)星拍攝，2013—2018年遙感影像源于Landsat-8OLI衛(wèi)星拍攝;（2）2000年、2010年TM遙感影像和2018年的Google高分辨率遙感影像作石漠化提取數(shù)據(jù)源;（3）數(shù)字高程模型（digital elevation model，DEM），數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云。

1.3 研究方法

1.3.1 石漠化等級劃分與提取 石漠化等級的劃分在研究石漠化的演變過程和評價(jià)石漠化恢復(fù)情況等方面具有重大的意義，是支撐研究的手段。本研究中，石漠化等級劃分依據(jù)參照熊康寧的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[12]，結(jié)合花江石漠化的特征，將不同程度石漠化共劃分為5個(gè)等級，分別為潛在石漠化、輕度石漠化、中度石漠化、重度石漠化、極重度石漠化，各等級參數(shù)表1所示：

1.3.2 石漠化轉(zhuǎn)移矩陣 建立石漠化轉(zhuǎn)移矩陣，可以定量化描述石漠化的面積轉(zhuǎn)移情況，反映出石漠化的結(jié)構(gòu)特征與不同等級程度石漠化演變的方向，其計(jì)算公式如下：

1.3.3 歸一化植被指數(shù)的計(jì)算 植被是反映生態(tài)變化的綜合指示器，在石漠化地區(qū)，分析植被生長狀況可以反映出石漠化的狀況;歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index 簡稱NDVI）常被用于表征植被生長的狀況，可監(jiān)測植被空間格局的動(dòng)態(tài)變化，從而反映出石漠化演變狀況。參照李朝陽等NDVI的計(jì)算模型，基于NDVI分析石漠化的演變特征[7]，其表達(dá)公式如下：

式中，NIR代表遙感影像的近紅外波段，RED代表遙感影像的紅光波段。

1.3.4 Mann—Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)方法 Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)方法常被用來量化時(shí)間序列變化是否為上升或下降的趨勢，在植被覆蓋時(shí)間序列的變化趨勢研究領(lǐng)域中得到成功的運(yùn)用，參照前人的研究經(jīng)驗(yàn)，利用Mann-Kendall計(jì)算公式模型，量化分析空間上時(shí)間序列的NDVI變化趨勢[14-15]。其計(jì)算公式如下：

式中：[n]為數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量，[Xk]與[Xi]為時(shí)間序列數(shù)據(jù)值，[sign]為符號方程，[var（S）]為方差，[S]為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，[Z]為標(biāo)準(zhǔn)化后的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。[Z]的正值表示上升趨勢，負(fù)值表示下降趨勢。測試趨勢以特定的[a]顯著性水平執(zhí)行，[Z>U1-a/2]時(shí)，表示研究的時(shí)間序列數(shù)據(jù)在[a]水平上顯著的變化，[±U1-a/2]是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏差。[Z=±2.33]表示顯著性水平[a=0.01]，[Z=±1.69]表示顯著性水平[a=0.05]，[Z=±1.23]表示顯著性水平[a=0.10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NDVI的變化趨勢

2.1.1 NDVI平均值年際變化 利用1987—2019年花江研究區(qū)Landsat遙感影像分析基于公式（2）進(jìn)行計(jì)算得到NDVI值空間分布數(shù)據(jù)，求逐年平均值，繪制NDVI平均值的年際變化曲線圖，得到逐年NDVI平均值變化趨勢圖，如圖2所示。由圖2可知，花江研究區(qū)NDVI平均值年際變化波動(dòng)幅度大，在1989年、1992年、1998年出現(xiàn)較小的谷值，分別為0.230、0.215、0.229，在1988年、1990年、1995年、2007年、2009年出現(xiàn)較大得峰值，分別為0.612、0.625、0.604、0.644、0.628，最小值出現(xiàn)在1992年，最大值出現(xiàn)在2007年;從整體上看，呈無規(guī)律增長趨勢;增長速率為0.0014，增速較為緩慢。反映出30年來植被生長狀況逐步恢復(fù)。

2.1.2 NDVI平均值分時(shí)段變化 結(jié)合花江研究區(qū)植被生長季的特征和NDVI平均值年際變化的特點(diǎn)，可將1987—2019年NDVI年際變化劃分為3個(gè)階段（第一階段1987—1998年，第二階段1998—2010年，第三階段2010—2019年），3個(gè)階段的變化趨勢見圖3所示。由圖3可知：第一階段NDVI年平均值波動(dòng)幅度較大，最大值與最小值相差0.41，不過第一階段總體呈增加趨勢，增加速率為0.0019，平均值為0.410。第二階段增長速率為0.0242，增長速率較快，表現(xiàn)出快速增長的變化趨勢，其NDVI年平均值為0.524，高于第一階段。第三階段NDVI年變化速率為-0.0143，為下降趨勢，平均值為0.425，比第一階段高，比第二階段低。由此可見，第二階段速率最快，平均值最高，其次是第一階段和第三階段，1987—2019年花江研究區(qū)NDVI呈現(xiàn)“增-快增-降”的變化趨勢。結(jié)合年際變化分析，總體上看，1987—2019年呈現(xiàn)大波動(dòng)上升趨勢。然而由于不同季節(jié)植被生長狀況相差大，如夏季植被葉子生長茂盛，地表反射近紅外光和紅光較多，冬季落葉，地表反射近紅外光和紅光較少，傳感器接收的光譜有所差距，導(dǎo)致不同植被生長季年均NDVI值年際波動(dòng)幅度大。

綜合NDVI平均值年際變化結(jié)果與NDVI平均值分時(shí)段變化結(jié)果，可以得出，近30年來花江研究區(qū)NDVI平均值年際變化波動(dòng)幅度大，呈現(xiàn)出“增-快增-降”模式的增長趨勢，增長速率相對緩慢。相關(guān)研究指出，從2000年開始，大批研究人員開展對花江石漠化的研究，探討治理石漠化方法，形成“花江模式”的石漠化治理方法，在2000—2010年第二階段NDVI年均值快速上升趨勢。但近10年來，由于人口的增長，活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，花江建設(shè)了大面積的采石場，對地表的破壞加劇，使得NDVI表現(xiàn)下降趨勢。

2.1.3 NDVI平均值空間分布特征 1987—2019年花江研究區(qū)NDVI平均值空間分布布局如圖4所示。由圖4可知，研究區(qū)整體的NDVI年平均值為0.445。西北部沿岸和南部片區(qū)NDVI值較高，中部NDVI值較低。根據(jù)植被覆蓋度狀況與NDVI值對應(yīng)地物的情況，將花江研究區(qū)NDVI值劃分為[小于0.2]、[0.2，0.4]、[0.4，0.5]、[大于0.5]4個(gè)等級，分別為無植被覆蓋、中等植被覆蓋、高植被覆蓋等。其中，無植被覆蓋區(qū)占總面積的0.73%，主要為水體，沿著河谷分布;低等植被覆蓋區(qū)占總面積的26.27%，分布花江河谷中游段沿岸，南岸延伸分布至研究區(qū)中心，北岸向西北方向延申;中等植被覆蓋區(qū)占總面積的51.17%，廣泛分布于研究區(qū)各地區(qū)，在研究區(qū)南部與高植被覆蓋區(qū)相間分布;高植被覆蓋區(qū)占總面積的21.84%，分布于研究區(qū)的西北部河谷沿岸和南部的廣大地區(qū)。結(jié)合花江研究區(qū)數(shù)字高程模型圖分析，花江研究區(qū)河谷中段地區(qū)落差較大，南部片區(qū)雖然海拔高，但地勢相對落差小，而高植被覆蓋區(qū)主要分布于落差小地區(qū)，低植被覆蓋區(qū)主要是落差較大地區(qū)。

2.1.4 NDVI變化趨勢顯著度統(tǒng)計(jì)分析與空間分布格局 利用Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)方法，進(jìn)行分時(shí)段統(tǒng)計(jì)分析，得出2000—2010年與2010—2018年2期花江研究區(qū)NDVI的時(shí)間序列變化趨勢，將NDVI變化趨勢劃分為6個(gè)等級，分級和統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2、表3。由表2、表3可知：2000—2010年花江研究區(qū)NDVI變化上升趨勢面積遠(yuǎn)大于下降趨勢面積;上升趨勢面積占比為97.9%，弱顯著上升的面積占比最大，達(dá)69.44%，其次為顯著上升、極顯著上升，面積占比分別為23.84%、4.62%;下降趨勢面積占比極少量。2010—2018年下降趨勢面積大于上升趨勢，下降趨勢的總面積占比為65.22%，上升趨勢面積占比為34.78%;弱顯著下降面積占大部分為53.27%，其次為弱顯著上升面積占比為33.36%。將2期的NDVI變化趨勢面積對比發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)上升趨勢的面積在大幅度減少，下降趨勢面積在大幅度增加，極顯著上升由2.32km2減少到0.11km2，顯著上升由12km2減少到0.61，弱顯著上升減少過半;弱顯著下降大面積的增加，由1.05km2增加到26.86km2，極顯著下降從無到有，增加1.29km2。說明2000—2010年NDVI變化整體趨于上升趨勢，2010—2018年NDVI變化整體趨于下降趨勢。由于水電站修建蓄水，河谷水面面積擴(kuò)大，面積達(dá)1.42km2。

從空間分布來看（圖5），2000—2010年弱顯著上升廣泛連片分布于研究區(qū)整個(gè)區(qū)域，顯著上升在河谷以北地區(qū)主要集中分布在西北部沿岸、東南部，河谷以南地區(qū)成斑群狀分布于各個(gè)區(qū)域，極顯著上升主要嵌于顯著上升中，零星的分布在顯著上升地區(qū)中，下降趨勢分布不明顯。2010—2018年較2000—2010年呈現(xiàn)下降變化趨勢，面積分布大幅度擴(kuò)張，弱顯著下降廣布于研究區(qū)各個(gè)區(qū)域，極顯著下降和顯著下降從河谷以北地區(qū)的西北部沿北部邊界至東南角成群分布，弱顯著上升主要廣布于研究區(qū)的中部地區(qū)和西部地區(qū)，極顯著上升和顯著上升分布不明顯。

2.2 石漠化分析

2.2.1 不同等級石漠化面積與轉(zhuǎn)移分析 通過統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示（圖6、表4、表5），2000年花江研究區(qū)潛在石漠化面積為4.99km2，輕度石漠化7.19km2，中度石漠化12.33km2，重度石漠化9.58km2，極重度石漠化9.66km2，占比分別為9.92%、14.29%、24.50%、19.03%、19.20%;2010年花江研究區(qū)潛在石漠化面積為7.63km2，輕度石漠化9.07km2，中度石漠化14.97km2，重度石漠化6.33km2，極重度石漠化6.09km2，占比分別為15.16%、18.02%、29.75%、12.58%、12.10%;2018年花江研究區(qū)潛在石漠化面積為10.56km2，輕度石漠化10.73km2，中度石漠化14.62km2，重度石漠化6.14km2，極重度石漠化1.14km2，占比分別為20.98%、21.31%、29.05%、12.20%、2.27%。

花江研究區(qū)2000—2010年石漠化轉(zhuǎn)移過程中主要有：重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化分別向潛在石漠化改善1.36km2、1.85km2、1.74km2，潛在石漠化共增加6.00km2;極重度石漠化、重度石漠化、中度石漠化分別向輕度石漠化改善1.57km2、1.73km2、2.65km2，輕度石漠化改善的面積共6.06km2;極重度石漠化、重度石漠化分別向中度石漠化改善3.66km2、3.39km2，中度石漠化改善的面積共7.13km2，極重度石漠化向重度石漠化改善1.70km2。潛在石漠化向輕度石漠化，中度石漠化分別退化1.04km2、1.60km2，輕度石漠化向中度石漠化退化2.11km2，中度石漠化向重度石漠化退化1.86km2，重度石漠化和中度石漠化向極重度石漠化分別退化1.50、1.83km2。

2010—2018石漠化的轉(zhuǎn)移主要有：中度石漠化、輕度石漠化向潛在石漠化分別改善1.20、1.30km2，重度石漠化、中度石漠化向輕度石漠化改善1.08、2.44km2，極重度石漠化、重度石漠化向中度石漠化改善2.07、1.44km2，極重度石漠化向重度石漠化改善1.67km2。

2000—2010年石漠化改善面積20.63km2，不變的面積有11.09km2，退化的面積12.05km2;2010—2018年石漠化改善的面積13.31km2，不變的面積26.13km2，退化的面積3.75km2。2000—2010年石漠化的改善面積與退化面積均大于2010—2018年，未發(fā)生變化的面積小于2010—2018年。

2.2.2 石漠化的分布特征與空間演變情況 2000年石漠化程度最為嚴(yán)重，整個(gè)研究區(qū)域中的西北部與東南部石漠化程度相對較輕，其他區(qū)域廣泛分布中度石漠化、重度石漠化、極重度石漠化，石漠化程度較為嚴(yán)重。2010年石漠化整體有所改善，在南部地區(qū)有明顯的潛在石漠化分布，極重度有明顯減少，中度石漠化廣泛分布于研究區(qū)。2018年石漠化整體明顯改善，潛在石漠化和輕度石漠化明顯增多，主要集中分布于西北部花江沿岸和南部區(qū)域，中度石漠化和重度石漠化分布于中部地區(qū)，極重度石漠化集中分布在西北部地區(qū)。分析極重度石漠化和重度石漠化縮減的方向與潛在石漠化擴(kuò)張的方向發(fā)現(xiàn)，它們均由南北兩側(cè)向河谷進(jìn)行縮減和擴(kuò)張，發(fā)生演化的方向相同，其中西北部尾部地區(qū)石漠化改善較為緩慢，南部地區(qū)石漠化治理成效比較顯著，中部地區(qū)和遠(yuǎn)離河谷的西北部石漠化向正方向演變較緩慢;演變緩慢地區(qū)由于地勢險(xiǎn)峻，土壤易流失，加之人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)加強(qiáng)，生態(tài)難以恢復(fù)。

由圖7可知，2000—2010年石漠化發(fā)生改善的面積主要分布于中部區(qū)域和南部區(qū)域，為發(fā)生變化的零星分布在各區(qū)域，退化嚴(yán)重的較集中分布于西北部的尾部地區(qū)和河谷中段北岸沿岸地區(qū)，其他區(qū)域成斑狀分布。2010—2018年未發(fā)生變化的面積明顯分布于研究區(qū)各區(qū)域，中部地區(qū)多了成斑狀分布的建設(shè)用地，西北角頸部有明顯的改善面積分布，退化面積分布不明顯。

2.3 石漠化治理圖斑內(nèi)NDVI的變化規(guī)律 對石漠化類型相互轉(zhuǎn)移與NDVI變化趨勢顯著度進(jìn)行轉(zhuǎn)移矩陣統(tǒng)計(jì)分析（表6、表7），2000—2010年NDVI變化為弱顯著上升趨勢的石漠化轉(zhuǎn)移類型主要有輕度-潛在、中度-潛在、中度-輕度、重度-輕度、重度-中度、極重度-輕度、極重度-中度、極重度-重度，轉(zhuǎn)移的面積分別為1.28、1.80、1.38、2.18、1.02、2.19、1.03km2;顯著上升有極重度-中度，面積為1.22km2，其余的變化趨勢面積較小。2010—2018年NDVI變化趨勢弱顯著上升主要有中度-潛在、極重度-中度、極重度-重度，面積分別為0.50、0.69、0.75km2。在NDVI變化趨勢中，下降趨勢也包含石漠化的改善，其原因主要是改善的石漠化地區(qū)植被的生長狀況不好，導(dǎo)致NDVI下降，但石漠化仍有改善。整體上看，石漠化的演化與NDVI變化趨勢有一定的相關(guān)性，改善即上升趨勢，退化即下降趨勢。

3 討論

NDVI歸一化植被指數(shù)是反映植被信息的植被指數(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于大尺度區(qū)域的土地覆蓋度、植被、氣候、荒漠化和生態(tài)的演變趨勢等研究中;植被覆蓋率是石漠化辨識的關(guān)鍵指標(biāo)[16]，靖娟利等基于MODIS NDVI估算廣西的植被覆蓋度，根據(jù)植被覆蓋度與石漠化的關(guān)系反演石漠化信息[13]。本文研究得出NDVI呈現(xiàn)上升趨勢，強(qiáng)度石漠化明顯改善為輕度石漠化，NDVI與石漠化程度有負(fù)相關(guān)關(guān)系。從空間上看，文林琴等研究貴州省石漠化狀況及動(dòng)態(tài)演變特征得出植被覆蓋度的空間分布格局與石漠化的空間分布格局相一致[17]，結(jié)合本文圖4與圖6分析可看出，NDVI年平均值分布較高的區(qū)域在研究區(qū)的西北部沿岸和南部區(qū)域，中部地區(qū)和西北部地區(qū)分布較的值，輕度石漠化與NDVI高的值對應(yīng)分布，強(qiáng)度石漠化與NDVI低的值對應(yīng)分布，輕度石漠化和強(qiáng)度石漠化分布格局與NDVI相同。

4 結(jié)論

本研究利用Landsat系列1987—2019年的遙感影像計(jì)算出花江研究區(qū)NDVI年均值，采用一元線性回歸、Mann-kendll分析變化趨勢和顯著度，結(jié)合2000和2018年花江石漠化數(shù)據(jù)，綜合以上分析所述得出以下結(jié)論：

（1）從時(shí)間變化上看，花江研究區(qū)1987—2019年NDVI年均值為0.445，處于中等植被覆蓋狀況，整體呈現(xiàn)出上升趨勢，但上升速率緩慢，為0.0014。將其分成3個(gè)階段進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)3個(gè)階段呈“增-快增-降”的模式進(jìn)行變化。從空間分布上分析，高植被覆蓋區(qū)分布于花江研究區(qū)南部片區(qū)和西北部沿河谷地帶，占總面積的21.84%，這些區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到了很大的改善;中等植被覆蓋區(qū)廣泛分布于各個(gè)區(qū)域，占總面積的51.17%;低植被覆蓋區(qū)中段河谷沿岸和中部地區(qū)，占總面積的26.27%。NDVI變化趨勢顯著度輕微變化占絕大部，廣泛連續(xù)性分布于各個(gè)區(qū)域，占總面積的72.05%。

（2）2000—2010年石漠化改善面積20.63km2，不變的面積11.09km2，退化的面積12.05km2;2010—2018年石漠化改善的面積13.31km2，不變的面積26.13km2，退化的面積3.75km2。2000—2010年石漠化的變化程度大于2010—2018年。2000—2018年，石漠化面積明顯改善，2000年整個(gè)研究區(qū)石漠化程度均為嚴(yán)重，2010年有明顯改善，2018年顯著改善，石漠化程度嚴(yán)重由整個(gè)區(qū)域縮小至中部地區(qū)和西北部地區(qū)。

（3）整體而言，2000—2018年NDVI呈現(xiàn)上升趨勢，石漠化顯著改善;2000—2010年石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)移的NDVI變化趨勢以弱顯著上升和顯著上升為主，面積分別為21.95、8.47km2，分別占總面積的42.64%、16.45%;2010—2018年石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)移的NDVI變化趨勢以弱顯著下降和弱顯著上升為主，面積分別為8.88、5.95km2，分別占總面積的17.25%、11.56%。石漠化的演化與NDVI變化趨勢具有一定的關(guān)系，改善為上升趨勢，退化為下降趨勢。

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（責(zé)編：張宏民）

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