基于NDVI的伊犁盆地西部地区地表生态环境演化及驱动力研究

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伊犁盆地西部地区是我国“一带一路”战略项目的关键区,其地处西北内陆,具有典型的干旱半干旱区脆弱的生态环境。在当地经济快速发展的同时,生态环境遭到了一定的破坏,诸如土壤盐渍化、草地退化、水域缩减等生态退化现象有所出现,对于当地社会经济生态的共同发展造成了极大阻碍。因此对于研究区生态环境演化研究对当地的生态环境与社会经济的协调发展提供重要的理论支撑。本文以伊犁盆地西部地区为重点研究区,基于RS与GIS技术以及LUCC理论,系统研究了伊犁盆地西部地区地表生态环境演化问题,并定量分析了影响生态环境演化的驱动因素及其影响程度。主要研究成果如下:(1)利用陆地卫星遥感数据对伊犁盆地地区的土地利用类型的具体变化情况进行定量化研究,得到了研究区自1980年代以来在自然与人为因素共同作用下的土地利用/覆被变化的时空演变特征:草地作为研究区土地利用类型的主体,其面积在研究时段内一直在减少,根据土地利用转移矩阵的结果分析,减少的草地主要转化为耕地、林地与水域;研究区中的盐碱地、沼泽地、沙地出现了不同程度的增加,但其增加幅度在不断降低,说明研究区整体的生态环境已经趋于平稳。(2)基于GIMMS-NDVI与MODIS-NDVI数据,利用Arcgis软件平台,使用最大值合成法(MVC)与时间序列数据重建技术,获得研究区不同尺度的长时间序列植被指数数据。同时采用GIS空间分析方法结合标准差、均值与一元线性回归分析等数学手段对伊犁盆地及其西部地区在不同的时空尺度下地表植被覆盖变化进行了研究,得到的主要结论有:(1)伊犁盆地整体NDVI均值约为0.653,整体植被覆盖率较高,有明显的空间分异性。从时间上来看,植被覆盖年际变化幅度为-0.003/10a,表明植被覆盖有微弱下降的趋势;从空间上来看,伊犁盆地的山前平原区与戈壁荒漠区属于生态敏感区,研究区河流上游地区的植被覆盖率轻度降低,河流下游平原区中度增加;从盆地尺度看,伊犁盆地植被覆盖减少的区域面积略高于增加区域。(2)伊犁盆地西部地区以荒漠为生态基底,主体生态为干旱半干旱的生态环境。2001-2018年研究区的整体植被覆盖不断增加,生长季NDVI均值变化幅度为0.034/10a;植被覆盖减少的地区主要集中在中低山区的戈壁、荒漠等稀疏植被区域以及水体边缘区;植被增加的区域主要集中在人类活动较为频繁的农业植被区。(3)基于伊犁盆地西部地区地形地貌数据、气象数据、地下水位埋深数据与地下水矿化度数据、人口与经济发展等非遥感类数据,结合数学统计分析法与GIS空间分析方法,对伊犁盆地西部地区植被覆盖变化的驱动力进行了量化研究,发现自然因素是研究区地表生态环境演化的绝对推动力,研究区的植被覆盖及其变化在垂向上具有明显的分布规律:地形地貌类因素基本控制了研究区植被覆盖的基本空间格局,气温、降水、地下水埋深与矿化度等自然驱动因素与社会经济因素是地表生态环境变化的主要驱动因素。研究区海拔超过700m的区域植被覆盖主要受自然因素的独立影响,低于700m的区域受气温、降水、地下水埋深与矿化度、人口以及经济等因素的共同作用。
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