曾光明　賴旭　梁婕　黃璐　李曉東　龍勇　武海鵬　袁玉潔

摘要：利用TIMESAT擬合2001年至2010年東洞庭湖的MODIS-NDVI數(shù)據(jù)，獲得整個東洞庭湖濕地A及濕地西側(cè)B和南側(cè)C三個區(qū)域的NDVI時間序列.通過分析NDVI時間序列與水位變化關系、繪制樣本自相關曲線及計算Spearman秩相關系數(shù)（ρs），研究了東洞庭湖濕地植被覆蓋和水位變化兩方面功能狀態(tài)，并探討東洞庭湖濕地植被覆蓋對水位變化的響應.研究表明：1）東洞庭的植被覆蓋狀況受水位作用是以年為周期，每周期內(nèi)的4月及10月底出現(xiàn)一個峰值，豐水期7月份出現(xiàn)一個降低過程；二次多項式擬合顯示植被覆蓋峰值的水位臨界點在24～25m左右.2）三個研究區(qū)植被受湖泊水位作用大小關系是：A區(qū)

關鍵詞：濕地；NDVI時間序列；植被覆蓋；水位響應；TIMESAT；東洞庭湖

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A

湖泊的水陸交錯帶[1]是湖泊濕地生物多樣性的重要組成區(qū)域，同時也是湖泊濕地的生態(tài)功能最敏感的區(qū)域.作為湖泊水域與周圍陸地環(huán)境間物質(zhì)和能量交換的重要通道，水陸交錯帶在湖泊生物生產(chǎn)繁殖和營養(yǎng)平衡中發(fā)揮著極重要的作用.

衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展，使得獲取大范圍內(nèi)植被覆蓋變化更加方便快速.其中歸一化植被指數(shù)（NDVI）廣泛應用于分析植被及其它因素之間的土地覆蓋變化，得到眾多的關注[2-3].其中中等分辨成像光譜儀（MODIS）獲取的NDVI是一種廣泛應用于植被覆蓋研究的指數(shù)[4].Feng等利用MODIS數(shù)據(jù)分析了鄱陽湖2000-2010年洪水變化情況[5]，Hu等利用遙感技術選取1993年、2002年、2006年和2010年的影像分析1993-2010年的洞庭湖植被變化情況[6]，而濕地植被生長狀況和濕地功能受水文狀況驅(qū)動[7]，其相關變化是連續(xù)過程.三峽的建立對東洞庭湖的水文狀態(tài)有一定的改變，東洞庭湖的植被群落與高程密切相關，植被生長區(qū)域高程越高及越靠近水面，群落數(shù)越少[8]，24 m至26 m的水位漲落時序變化大，低高程的泥灘濕地裸露時間延長，將向草灘濕地演替，對植被生長和生物量累積有利[9-10]，植被覆蓋對水位響應存在連續(xù)變化.對東洞庭湖濕地的植被隨時間的生長狀況及植被覆蓋范圍相對水位的變化的研究成為江湖關系改變過程中的重要研究內(nèi)容.但利用衛(wèi)星遙感技術手段對東洞庭湖濕地植被的高時頻、長時序的生長狀況的監(jiān)測及其對水位的變化關系研究不足.

本研究利用MODIS的NDVI指數(shù)對東洞庭湖濕地植被生長狀態(tài)和湖泊水位狀態(tài)的時間序列進行分析，重點研究2001年至2010年東洞庭湖濕地植被生長的年度季節(jié)性變化和年際周期性變化及植被覆蓋與湖泊水位之間的相關性.通過連續(xù)變化分析量化相同周期內(nèi)及隨時間發(fā)展過程東洞庭湖湖泊水陸交錯帶植被覆蓋對水位的變化狀況，探討東洞庭湖濕地植被覆蓋變化的重要水位響應點，并分析三峽時期東洞庭湖植被對湖泊水位的響應情況.研究將為東洞庭湖濕地植被在三峽工程建立后水文狀態(tài)發(fā)生改變下的保護及對洞庭湖的生態(tài)蓄水位和建閘建壩等生態(tài)修復工程提供參考依據(jù).

1研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)概況及劃分說明

東洞庭湖地理坐標為28°59′29°38′N，112°43′113°15′E，是洞庭湖水系的主要組成部分.其最大湖水面積為1 328 km2，約為洞庭湖面積的50%，年平均過湖水量達3 126億m3，是長江中游重要的調(diào)蓄過水型湖泊，豐水期為每年6月至8月，枯水期為12月至次年3月，水深4～22 m，最大水位高差為17.17 m.依據(jù)高程面積曲線，東洞庭湖濕地最低高程約為21 m，多年平均顯露時間約123 d[11].東洞庭湖植被類型隨區(qū)域高程差異有變化，而不同的植被類型其NDVI值會不同[12-13]，東洞庭湖水位的變化對不同高程和其不同的植被類型區(qū)域的作用也相應產(chǎn)生不同影響.本文依據(jù)高程和植被分布與水位變化范圍劃分三個研究區(qū)進行分析：A區(qū)以東洞庭湖整體為研究區(qū)，包含整個湖面及B區(qū)和C區(qū).B區(qū)位于東洞庭湖濕地西側(cè)，該區(qū)域植被以蘆葦（Phragmits australis）和楊樹（Populusspp.）為主，最大高程約32 m，豐水年的豐水期可將該區(qū)域全部淹沒，水位變化表現(xiàn)為快漲快退的態(tài)勢.C區(qū)位于東洞庭湖南側(cè)，植被以蘆葦和苔草（Carex）為主，地勢比較平坦，高程由北向南緩慢增高，最大高程約30 m，水面覆蓋范圍表現(xiàn)為每年隨著水位逐步上升向南逐漸增大，豐水期該區(qū)域?qū)⑷勘缓蜎].通過對三個劃分區(qū)域的整體與部分及部分之間的對比分析，可全面了解東洞庭濕地植被覆蓋的變化與水位的響應情況.

1.2數(shù)據(jù)來源

MOD13Q1數(shù)據(jù)是EOS/Terra衛(wèi)星的MODIS產(chǎn)品之一.本研究采用基于最大合成法（maximum value composite ， MVC）每16 d合成（每年23期），分辨率為250 m的NDVI數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品經(jīng)過幾何校正和大氣校正.MODIS數(shù)據(jù)可以從美國航天航空局的Goddard Space Flight Center衛(wèi)星網(wǎng)站上免費獲取（http：//ladsweb.nascom.nasa.gov/index.html）.本研究從衛(wèi)星網(wǎng)站下載時間覆蓋從2001年至2010年共10年的230期影像為研究對象，并利用Envi4.7對原始影像進行預處理.東洞庭湖的水位數(shù)據(jù)采用岳陽城陵磯監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù).本研究結(jié)合NDVI值選取2001年至2010年這十年的水位數(shù)據(jù)進行，選取的水位數(shù)據(jù)（日平均水位）對應衛(wèi)星采集MODIS數(shù)據(jù)的時間.研究中用到的東洞庭湖高程DEM數(shù)據(jù)來源于國家科學數(shù)據(jù)服務平臺（http：//datamirror.csdb.cn/index.jsp），所使用的數(shù)據(jù)為SRTM提供的DEM數(shù)據(jù)，空間分辨率為90 m.

2NDVI時間序列的重構與分析方法

TIMESAT軟件[14]由Jnsson和Eklundh共同開發(fā)，可進行植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集的重建及植被生長物候信息的提取，以便獲取季節(jié)性植被生長規(guī)律信息.該軟件包含SavitzkyGolay濾波法、Asymmetric Gaussians擬合法和Logistic函數(shù)擬合法三種核心算法.本文利用其中可較好描述NDVI時序數(shù)據(jù)的總體變化趨勢和全局特征的AG擬合法濾波法[15-16]，對經(jīng)過預處理的MODIS13Q1數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行擬合，去除時間序列中的異常值，重構A，B，C三個區(qū)域的NDVI時間序列.將研究區(qū)內(nèi)擬合后所有像元的NDVI值進行平均，獲得NDVI平均值的時間序列，用以代表該區(qū)域該時段的植被覆蓋變化狀況，并與東洞庭湖水位序列進行相關性分析.

3結(jié)果與分析

3.1NDVI時間序列去噪結(jié)果與分析

圖2中虛線為A區(qū)原始的NDVI時間序列，其中的幾個明顯異常低值是由于2001年12月初、2002年2月中旬及4月中旬、2005年2月初、2006年2月初及2008年1月中旬這幾個時間段內(nèi)研究區(qū)域上方的云層影響.本研究區(qū)域是東洞庭湖濕地，鑒于濕地特殊的水文特性對遙感獲取的NDVI值的影響，原始NDVI時間序列有一定的鋸齒狀波動[19].利用TIMESAT軟件設置適當參數(shù)通過AG擬合使NDVI時間序列平滑化，減小噪聲值對時間序列的影響.從圖2中可以看出擬合后的曲線平滑，去噪效果良好.

3.2NDVI時間序列與水位整體變化分析

圖3所示，NDVI時間序列相對水位的整體變化趨勢是：每年的開始階段隨水位的上升NDVI值增大，當水位值達24 m左右時，NDVI值達第一個波峰；隨后NDVI曲線呈下降趨勢，直至水位達最高時，曲線形成一個波谷；在水位開始下降后NDVI值呈現(xiàn)上升狀態(tài)，直到水位下降至25m左右后，NDVI值達到第二個波峰；之后11月份后植被進入衰退期，NDVI值隨水位的下降也開始減小.由曲線變化幅度可見，A區(qū)NDVI變化幅度沒有B和C這兩區(qū)明顯；B區(qū)的NDVI值相對C區(qū)更大，但C區(qū)的NDVI變化程度較B區(qū)更加劇烈.洞庭湖的汛期是每年6月至9月，非汛期則是10月至次年5月.C區(qū)由于植被覆蓋類型為蘆葦及苔草，生長區(qū)的高程較低，受汛期水位上漲影響大；而B區(qū)的高程較C區(qū)高，主要覆蓋的植被為楊樹和蘆葦，汛期的影響相對較小.2003年后，汛期累積水量逐漸減少，2006年汛期累積水量出現(xiàn)低于全年累積水量的50%[20].水量的減少使泥灘濕地裸露范圍增大、時間延長，NDVI值在2003年后（除C區(qū)2010年）的6月至9月期間相對2003年前同期較高.東洞庭湖濕地植被質(zhì)心呈現(xiàn)從林地蘆葦苔草逐層靠近湖心的分布特點，1993-2006年三種植被類型的質(zhì)心均不斷向湖心遷移，林地與蘆葦?shù)淖冞w更為顯著[21].區(qū)域內(nèi)一部分低矮的植被類型分布區(qū)被高直的植被類型取代，林地和蘆葦?shù)倪w移也導致汛期NDVI值偏高.

對2001至2010年這10年的NDVI與東洞庭湖水位進行多元線性回歸二次多項式關系擬合，A，B和C三個研究區(qū)擬合的相關系數(shù)R分別為：0.56，0.74，0.66.東洞庭湖濕地的NDVI在低水位和高水位狀態(tài)下，NDVI值較小；在一定的水位水平下NDVI有最大值.其中，A區(qū)NDVI的最大值出現(xiàn)在24 m左右，且大值范圍較??；B區(qū)最大值同樣出現(xiàn)在24 m左右，但水位在21 m～31 m的范圍均有較大NDVI值；而C區(qū)NDVI的大值集中出現(xiàn)在22 m～25 m之間.二次多項式分析表明，東洞庭湖區(qū)的植被覆蓋有一個水位的臨界點或臨界范圍，且受區(qū)域高程的影響.

3.3NDVI時間序列樣本自相關性分析

由圖4三個不同研究區(qū)內(nèi)的NDVI時間序列的樣本自相關曲線分析，A區(qū)和B區(qū)的樣本自相關曲線在第23期、46期等每隔23個滯后期處有個較高的自相關系數(shù)，在這兩個區(qū)域內(nèi)NDVI時間序列是以每23期（1a）為一個周期的變化.同時，在A區(qū)和B區(qū)的每個周期內(nèi)在自相關系數(shù)為負值區(qū)形成一個凸起的小波峰，波峰的起點在第7期左右（4月中旬），結(jié)束點在第19期左右（10月底）.C區(qū)的自相關曲線與A區(qū)和B區(qū)有很大的差別，從直觀上看，C區(qū)的自相關曲線是每隔約11.5期就形成一個周期.

A區(qū)和B區(qū)的樣本自相關曲線中凸起波峰以及C區(qū)每隔11.5期便形成的凸起“偽周期”，與東洞庭湖水位形成波峰的時期正好相吻合.水位上升引起NDVI值降低從而使該處數(shù)值自相關性發(fā)生改變，每一周期內(nèi)凸起的波峰的起止時間表示水位在植被生長季中作用時間長度，而波峰的大小表明該時間段內(nèi)植被覆蓋范圍受到水位上升的影響大小，表2為2001至2010年東洞庭湖水位的相關信息.東洞庭湖泥灘濕地分布在24 m以下高程，草灘濕地分布在24～26m高程，蘆葦濕地分布在26m以上高程[10].顯然，水位對NDVI影響程度是A區(qū)

3.4三峽時期植被覆蓋與湖泊水位相關性變化

東洞庭湖水位的變化與三口、四水的入湖水量有關.三峽建成后，三口、四水的入湖水量均呈現(xiàn)不同程度的減少[22].三峽時期（2003年至今），先后經(jīng)過五次蓄水過程，其中在2003年、2006年、2009年分別蓄水至135 m，156 m和175 m.表3為2001年至2010年NDVI序列與水位之間的Spearman秩相關系數(shù)矩陣，圖5中a，b，c分別是2003，2006，2009年與前后兩年對比的相關性變化情況（其中，A_23表示對A區(qū)全年23期數(shù)據(jù)進行計算，B_23，C_23類推；A_719表示對A區(qū)當年第7至第19期的數(shù)據(jù)進行計算，B_719，C_719類推）.相關系數(shù)變化幅度最大的是C區(qū)，B區(qū)次之，A區(qū)變化則相對最?。磺?003年與2009年C區(qū)植被生長期和2006年B區(qū)植被生長期的ρs值與前后兩年對比變化最大，且ρs絕對值在植被生長期均低于前后兩年的ρs值，其中最大變化幅度達0.505.圖5（d）表示三個重要蓄水年的蓄水高度與研究區(qū)域的ρs值變化情況，三峽這三個重要蓄水年的水位從135 m升高至175 m，而A，B，C三個研究區(qū)全年的ρs分別從0.337，0.451，0.244增大至0.641，0.687，0.518，植被覆蓋與水位之間呈顯著相關性（表3）.

前后兩年對比分析表明，三峽的蓄水對東洞庭湖植被覆蓋與水位的相關性影響主要集中在東洞庭湖濕地植被生長期的水陸交錯帶.研究表明，三峽蓄水期使城陵磯水位平均降幅2003年為0.59 m，2006年為2.03 m，2009年為2.11 m[23].三峽的蓄水期在植被生長中后期，該時期內(nèi)水陸交錯帶植被覆蓋與水位之間的相關性減弱，水位對植被覆蓋的影響在這三個蓄水年有減小趨勢.而蓄水水位至135 m，156 m，175 m的這三年植被覆蓋對水位的年相關性逐漸增強，表明三峽蓄水量增大引起東洞庭湖水位下降，植被覆蓋對湖泊水位的響應增強.

4結(jié)論

利用TIMESAT軟件對NDVI時間序列擬合重建消除噪聲值的效果較好，對研究東洞庭湖濕地的NDVI對水位響應提供了基礎.樣本自相關與Spearman秩相關等反映了東洞庭湖濕地的NDVI時間序列的年度與年際變化情況，通過NDVI的連續(xù)變化分析量化相同周期內(nèi)及隨時間發(fā)展過程東洞庭湖濕地植被覆蓋對水位的響應狀況.

1）東洞庭湖濕地的NDVI主要受汛期水位上漲影響，水位上升或下降至24 m左右NDVI出現(xiàn)一個峰值，使每個周期內(nèi)其曲線呈“M”型.

2）通過對比分析，對于地勢較平坦且以苔草為主的濕地南側(cè)區(qū)域其NDVI對水位響應情況均大于高程為32 m且主要分布為蘆葦和楊樹的濕地西側(cè)區(qū)域.即在東洞庭湖濕地高程越高、植被越趨于旱生或喬灌木，水位對該區(qū)域的NDVI的作用越小.

3）三峽時期的2003年、2006年及2009年這三個重要蓄水年，東洞庭湖汛期時NDVI對水位響應減弱，而全年的NDVI變化情況對水位響應增強.三峽蓄水水位從135 m上升至175 m，NDVI與東洞庭湖水位的年相關性由中低相關逐漸增至顯著相關.至2003年三峽大壩蓄水后，東洞庭濕地的NDVI對湖泊水位的響應更加明顯.

參考文獻

[1]尹澄清.內(nèi)陸水/陸交錯帶的生態(tài)功能及其保護和開發(fā)前景[J].生態(tài)學報，1995， 15（3）：331-335.

[2]LEI Sheng， ZHANG Xiuping， LI Rongfang， et al. Analysis the changes of annual for Poyang Lake wetland vegetation based on MODIS monitoring[J]. Procedia Environmental Sciences， 2011， 10：1841-1846.

[3]MAR L Z， PATRICIA K， NORA M，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAA-AVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J]. Landscape Ecology， 2008， 23（7）：833-848.

[4]宋富強，邢開雄，劉陽，等.基于MODIS/NDVI的陜北地區(qū)植被動態(tài)監(jiān)測與評價[J].生態(tài)學報，2011， 31（2）：354-363.

[5]FENG Lian， HU Chuanmin， CHEN Xiaoling， et al. Assessment of inundation changes of Poyang Lake using MODIS observations between 2000 and 2010[J]. Remote Sensing of Environment， 2012， 121：80-92.

[6]HU Yanxia， HUANG Jinliang， DENG Fan. Using remote sensing to monitor wetland cover change and succession in Dongting Lake of China during 1993-2010[C]// International Conference on IEEE. 2011：5668-5672.

[7]MITSCH W J， GOSSELINK J G. Wetlands[M]. 4th Edition. New York：Wiley，2007：107-162.

[8]ZHENG Jingming， WANG Lingyan， LI Suyan，et al. Relationship between community type of wetland plants and site elevation on sandbars of the East Dongting Lake， China[J]. Forestry Studies in China， 2009， 11（1）：44-48.

[9]梁婕，蔡青，郭生練，等. 基于MODIS的洞庭湖濕地面積對水文的響應[J].生態(tài)學報，2012， 32（21）：6628-6635.

[10]謝永宏，陳心勝.三峽工程對洞庭湖濕地植被演替的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2008， 29（6）：684-687.

[11]吳炳方，黃進良，沈良標.濕地的防洪功能分析評價-以東洞庭湖為例[J].地理研究，2000， 19（2）：189-193.

[12]張軍，葛劍平，國慶喜.中國東北地區(qū)主要植被類型NDVI變化與氣候因子的關系[J].生態(tài)學報， 2001， 21（4）：522-527.

[13]那曉東，張樹清，李曉峰，等.MODIS NDVI時間序列在三江平原濕地植被信息提取中的應用[J].濕地科學， 2007， 5（3）：227-235.

[14]JNSSON P， EKLUNDH L. Timesata program for analyzing time-series of satellite sensor data[J]. Computers and Geosciences， 2004， 30：833-845.

[15]吳文斌，楊鵬，唐華俊，等.兩種NDVI時間序列數(shù)據(jù)擬合方法比較[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009， 25（11）：183-188.

[16]宋春橋，柯靈紅，游松財，等.基于TIMESAT的3種時序NDVI擬合方法比較研究- 以藏北草地為例[J].遙感技術與應用，2011， 26（2）：147-155.

[17]ZOFFOLI M L， KANDUS P， MADANES N，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAAAVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J].Landscape Ecology， 2008， 23（7）： 833-848.

[18]謝明文.關于協(xié)方差、相關系數(shù)與相關性的關系[J].數(shù)理統(tǒng)計與管理，2004， 23（3）：33-36.

[19]譚衢霖.鄱陽湖濕地生態(tài)環(huán)境遙感變化監(jiān)測研究[D].北京：中國科學院遙感應用研究所， 2002：59-76.

[20]蔡青，黃璐，梁婕，等.基于MODIS遙感影像數(shù)據(jù)的洞庭湖蓄水量估算[J].湖南大學學報：自然科學版，2012，39（4）：64-69.

[21]雷璇，楊波，蔣衛(wèi)國，等.東洞庭湖濕地植被格局變化及其影響因素[J].地理研究，2012，31（3）：461-470.

[22]李景保，常疆，呂殿青，等.三峽水庫調(diào)度運行初期荊江與洞庭湖區(qū)的水文效應[J].地理學報，2009， 64（11）：1342-1352.

[23]黃群，孫占東，姜加虎.三峽水庫運行對洞庭湖水位影響分析[J].湖泊科學，2011，23（3）：424-428.

前后兩年對比分析表明，三峽的蓄水對東洞庭湖植被覆蓋與水位的相關性影響主要集中在東洞庭湖濕地植被生長期的水陸交錯帶.研究表明，三峽蓄水期使城陵磯水位平均降幅2003年為0.59 m，2006年為2.03 m，2009年為2.11 m[23].三峽的蓄水期在植被生長中后期，該時期內(nèi)水陸交錯帶植被覆蓋與水位之間的相關性減弱，水位對植被覆蓋的影響在這三個蓄水年有減小趨勢.而蓄水水位至135 m，156 m，175 m的這三年植被覆蓋對水位的年相關性逐漸增強，表明三峽蓄水量增大引起東洞庭湖水位下降，植被覆蓋對湖泊水位的響應增強.

4結(jié)論

利用TIMESAT軟件對NDVI時間序列擬合重建消除噪聲值的效果較好，對研究東洞庭湖濕地的NDVI對水位響應提供了基礎.樣本自相關與Spearman秩相關等反映了東洞庭湖濕地的NDVI時間序列的年度與年際變化情況，通過NDVI的連續(xù)變化分析量化相同周期內(nèi)及隨時間發(fā)展過程東洞庭湖濕地植被覆蓋對水位的響應狀況.

1）東洞庭湖濕地的NDVI主要受汛期水位上漲影響，水位上升或下降至24 m左右NDVI出現(xiàn)一個峰值，使每個周期內(nèi)其曲線呈“M”型.

2）通過對比分析，對于地勢較平坦且以苔草為主的濕地南側(cè)區(qū)域其NDVI對水位響應情況均大于高程為32 m且主要分布為蘆葦和楊樹的濕地西側(cè)區(qū)域.即在東洞庭湖濕地高程越高、植被越趨于旱生或喬灌木，水位對該區(qū)域的NDVI的作用越小.

3）三峽時期的2003年、2006年及2009年這三個重要蓄水年，東洞庭湖汛期時NDVI對水位響應減弱，而全年的NDVI變化情況對水位響應增強.三峽蓄水水位從135 m上升至175 m，NDVI與東洞庭湖水位的年相關性由中低相關逐漸增至顯著相關.至2003年三峽大壩蓄水后，東洞庭濕地的NDVI對湖泊水位的響應更加明顯.

參考文獻

[1]尹澄清.內(nèi)陸水/陸交錯帶的生態(tài)功能及其保護和開發(fā)前景[J].生態(tài)學報，1995， 15（3）：331-335.

[2]LEI Sheng， ZHANG Xiuping， LI Rongfang， et al. Analysis the changes of annual for Poyang Lake wetland vegetation based on MODIS monitoring[J]. Procedia Environmental Sciences， 2011， 10：1841-1846.

[3]MAR L Z， PATRICIA K， NORA M，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAA-AVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J]. Landscape Ecology， 2008， 23（7）：833-848.

[4]宋富強，邢開雄，劉陽，等.基于MODIS/NDVI的陜北地區(qū)植被動態(tài)監(jiān)測與評價[J].生態(tài)學報，2011， 31（2）：354-363.

[5]FENG Lian， HU Chuanmin， CHEN Xiaoling， et al. Assessment of inundation changes of Poyang Lake using MODIS observations between 2000 and 2010[J]. Remote Sensing of Environment， 2012， 121：80-92.

[6]HU Yanxia， HUANG Jinliang， DENG Fan. Using remote sensing to monitor wetland cover change and succession in Dongting Lake of China during 1993-2010[C]// International Conference on IEEE. 2011：5668-5672.

[7]MITSCH W J， GOSSELINK J G. Wetlands[M]. 4th Edition. New York：Wiley，2007：107-162.

[8]ZHENG Jingming， WANG Lingyan， LI Suyan，et al. Relationship between community type of wetland plants and site elevation on sandbars of the East Dongting Lake， China[J]. Forestry Studies in China， 2009， 11（1）：44-48.

[9]梁婕，蔡青，郭生練，等. 基于MODIS的洞庭湖濕地面積對水文的響應[J].生態(tài)學報，2012， 32（21）：6628-6635.

[10]謝永宏，陳心勝.三峽工程對洞庭湖濕地植被演替的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2008， 29（6）：684-687.

[11]吳炳方，黃進良，沈良標.濕地的防洪功能分析評價-以東洞庭湖為例[J].地理研究，2000， 19（2）：189-193.

[12]張軍，葛劍平，國慶喜.中國東北地區(qū)主要植被類型NDVI變化與氣候因子的關系[J].生態(tài)學報， 2001， 21（4）：522-527.

[13]那曉東，張樹清，李曉峰，等.MODIS NDVI時間序列在三江平原濕地植被信息提取中的應用[J].濕地科學， 2007， 5（3）：227-235.

[14]JNSSON P， EKLUNDH L. Timesata program for analyzing time-series of satellite sensor data[J]. Computers and Geosciences， 2004， 30：833-845.

[15]吳文斌，楊鵬，唐華俊，等.兩種NDVI時間序列數(shù)據(jù)擬合方法比較[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009， 25（11）：183-188.

[16]宋春橋，柯靈紅，游松財，等.基于TIMESAT的3種時序NDVI擬合方法比較研究- 以藏北草地為例[J].遙感技術與應用，2011， 26（2）：147-155.

[17]ZOFFOLI M L， KANDUS P， MADANES N，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAAAVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J].Landscape Ecology， 2008， 23（7）： 833-848.

[18]謝明文.關于協(xié)方差、相關系數(shù)與相關性的關系[J].數(shù)理統(tǒng)計與管理，2004， 23（3）：33-36.

[19]譚衢霖.鄱陽湖濕地生態(tài)環(huán)境遙感變化監(jiān)測研究[D].北京：中國科學院遙感應用研究所， 2002：59-76.

[20]蔡青，黃璐，梁婕，等.基于MODIS遙感影像數(shù)據(jù)的洞庭湖蓄水量估算[J].湖南大學學報：自然科學版，2012，39（4）：64-69.

[21]雷璇，楊波，蔣衛(wèi)國，等.東洞庭湖濕地植被格局變化及其影響因素[J].地理研究，2012，31（3）：461-470.

[22]李景保，常疆，呂殿青，等.三峽水庫調(diào)度運行初期荊江與洞庭湖區(qū)的水文效應[J].地理學報，2009， 64（11）：1342-1352.

[23]黃群，孫占東，姜加虎.三峽水庫運行對洞庭湖水位影響分析[J].湖泊科學，2011，23（3）：424-428.

前后兩年對比分析表明，三峽的蓄水對東洞庭湖植被覆蓋與水位的相關性影響主要集中在東洞庭湖濕地植被生長期的水陸交錯帶.研究表明，三峽蓄水期使城陵磯水位平均降幅2003年為0.59 m，2006年為2.03 m，2009年為2.11 m[23].三峽的蓄水期在植被生長中后期，該時期內(nèi)水陸交錯帶植被覆蓋與水位之間的相關性減弱，水位對植被覆蓋的影響在這三個蓄水年有減小趨勢.而蓄水水位至135 m，156 m，175 m的這三年植被覆蓋對水位的年相關性逐漸增強，表明三峽蓄水量增大引起東洞庭湖水位下降，植被覆蓋對湖泊水位的響應增強.

4結(jié)論

利用TIMESAT軟件對NDVI時間序列擬合重建消除噪聲值的效果較好，對研究東洞庭湖濕地的NDVI對水位響應提供了基礎.樣本自相關與Spearman秩相關等反映了東洞庭湖濕地的NDVI時間序列的年度與年際變化情況，通過NDVI的連續(xù)變化分析量化相同周期內(nèi)及隨時間發(fā)展過程東洞庭湖濕地植被覆蓋對水位的響應狀況.

1）東洞庭湖濕地的NDVI主要受汛期水位上漲影響，水位上升或下降至24 m左右NDVI出現(xiàn)一個峰值，使每個周期內(nèi)其曲線呈“M”型.

2）通過對比分析，對于地勢較平坦且以苔草為主的濕地南側(cè)區(qū)域其NDVI對水位響應情況均大于高程為32 m且主要分布為蘆葦和楊樹的濕地西側(cè)區(qū)域.即在東洞庭湖濕地高程越高、植被越趨于旱生或喬灌木，水位對該區(qū)域的NDVI的作用越小.

3）三峽時期的2003年、2006年及2009年這三個重要蓄水年，東洞庭湖汛期時NDVI對水位響應減弱，而全年的NDVI變化情況對水位響應增強.三峽蓄水水位從135 m上升至175 m，NDVI與東洞庭湖水位的年相關性由中低相關逐漸增至顯著相關.至2003年三峽大壩蓄水后，東洞庭濕地的NDVI對湖泊水位的響應更加明顯.

參考文獻

[1]尹澄清.內(nèi)陸水/陸交錯帶的生態(tài)功能及其保護和開發(fā)前景[J].生態(tài)學報，1995， 15（3）：331-335.

[2]LEI Sheng， ZHANG Xiuping， LI Rongfang， et al. Analysis the changes of annual for Poyang Lake wetland vegetation based on MODIS monitoring[J]. Procedia Environmental Sciences， 2011， 10：1841-1846.

[3]MAR L Z， PATRICIA K， NORA M，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAA-AVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J]. Landscape Ecology， 2008， 23（7）：833-848.

[4]宋富強，邢開雄，劉陽，等.基于MODIS/NDVI的陜北地區(qū)植被動態(tài)監(jiān)測與評價[J].生態(tài)學報，2011， 31（2）：354-363.

[5]FENG Lian， HU Chuanmin， CHEN Xiaoling， et al. Assessment of inundation changes of Poyang Lake using MODIS observations between 2000 and 2010[J]. Remote Sensing of Environment， 2012， 121：80-92.

[6]HU Yanxia， HUANG Jinliang， DENG Fan. Using remote sensing to monitor wetland cover change and succession in Dongting Lake of China during 1993-2010[C]// International Conference on IEEE. 2011：5668-5672.

[7]MITSCH W J， GOSSELINK J G. Wetlands[M]. 4th Edition. New York：Wiley，2007：107-162.

[8]ZHENG Jingming， WANG Lingyan， LI Suyan，et al. Relationship between community type of wetland plants and site elevation on sandbars of the East Dongting Lake， China[J]. Forestry Studies in China， 2009， 11（1）：44-48.

[9]梁婕，蔡青，郭生練，等. 基于MODIS的洞庭湖濕地面積對水文的響應[J].生態(tài)學報，2012， 32（21）：6628-6635.

[10]謝永宏，陳心勝.三峽工程對洞庭湖濕地植被演替的影響[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2008， 29（6）：684-687.

[11]吳炳方，黃進良，沈良標.濕地的防洪功能分析評價-以東洞庭湖為例[J].地理研究，2000， 19（2）：189-193.

[12]張軍，葛劍平，國慶喜.中國東北地區(qū)主要植被類型NDVI變化與氣候因子的關系[J].生態(tài)學報， 2001， 21（4）：522-527.

[13]那曉東，張樹清，李曉峰，等.MODIS NDVI時間序列在三江平原濕地植被信息提取中的應用[J].濕地科學， 2007， 5（3）：227-235.

[14]JNSSON P， EKLUNDH L. Timesata program for analyzing time-series of satellite sensor data[J]. Computers and Geosciences， 2004， 30：833-845.

[15]吳文斌，楊鵬，唐華俊，等.兩種NDVI時間序列數(shù)據(jù)擬合方法比較[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009， 25（11）：183-188.

[16]宋春橋，柯靈紅，游松財，等.基于TIMESAT的3種時序NDVI擬合方法比較研究- 以藏北草地為例[J].遙感技術與應用，2011， 26（2）：147-155.

[17]ZOFFOLI M L， KANDUS P， MADANES N，et al. Seasonal and interannual analysis of wetlands in South America using NOAAAVHRR NDVI time series： the case of the Parana Delta Region[J].Landscape Ecology， 2008， 23（7）： 833-848.

[18]謝明文.關于協(xié)方差、相關系數(shù)與相關性的關系[J].數(shù)理統(tǒng)計與管理，2004， 23（3）：33-36.

[19]譚衢霖.鄱陽湖濕地生態(tài)環(huán)境遙感變化監(jiān)測研究[D].北京：中國科學院遙感應用研究所， 2002：59-76.

[20]蔡青，黃璐，梁婕，等.基于MODIS遙感影像數(shù)據(jù)的洞庭湖蓄水量估算[J].湖南大學學報：自然科學版，2012，39（4）：64-69.

[21]雷璇，楊波，蔣衛(wèi)國，等.東洞庭湖濕地植被格局變化及其影響因素[J].地理研究，2012，31（3）：461-470.

[22]李景保，常疆，呂殿青，等.三峽水庫調(diào)度運行初期荊江與洞庭湖區(qū)的水文效應[J].地理學報，2009， 64（11）：1342-1352.

[23]黃群，孫占東，姜加虎.三峽水庫運行對洞庭湖水位影響分析[J].湖泊科學，2011，23（3）：424-428.