丁程鋒，劉東紅，張繪芳，李 霞，高亞琪

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院,烏魯木齊 830052；2. 滁州學院地理信息與旅游學院,安徽滁州 239000；3. 新疆林業(yè)科學院現(xiàn)代林業(yè)研究所,烏魯木齊 830000)

?

天山中部近10年森林質(zhì)量變化分析
——以烏魯木齊河流域為例

丁程鋒1，劉東紅2，張繪芳3，李 霞1，高亞琪3

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院,烏魯木齊 830052；2. 滁州學院地理信息與旅游學院,安徽滁州 239000；3. 新疆林業(yè)科學院現(xiàn)代林業(yè)研究所,烏魯木齊 830000)

【目的】為天山中部天然林保護工程實施效果的定量評定和區(qū)域環(huán)境保護提供可靠依據(jù)?！痉椒ā恳蕴焐街胁繛豸斈君R河流域雪嶺云杉天然林分布區(qū)為研究區(qū)，基于2003年Landsat 5 TM和2013年Landsat 8 OLI數(shù)據(jù)、2009年SPOT-5數(shù)據(jù)以及2009年研究區(qū)實地調(diào)查數(shù)據(jù)，使用監(jiān)督分類和像元二分模型，分析實施天然林保護后，研究區(qū)2003至2013年天然林的質(zhì)量變化?！窘Y(jié)果】自2000年天山中部天然保護工程實施以來，研究區(qū)林地面積增加0.94%；在研究區(qū)中南部人類活動干擾較小的中高海拔區(qū)，中等郁閉林地、密林分別增加了39.33%和5.55%，草地面積增加5.98%。研究區(qū)其它地類(耕地、建設用地)面積增加150.22%，水體面積減少29.39%?！窘Y(jié)論】天然林保護工程實施，使天山中部天然林保護區(qū)森林質(zhì)量和生境質(zhì)量向良好方向改善，但應控制建設用地的增加并采取有效措施保護水域，使區(qū)域環(huán)境均衡、持續(xù)發(fā)展。

遙感；郁閉度；監(jiān)督分類；森林質(zhì)量

0 引 言

【研究意義】位于新疆天山北坡的云杉天然林具有涵養(yǎng)水源、保持水土、維護區(qū)域生態(tài)平衡的重要生態(tài)功能。建國后，隨著人口增長、農(nóng)業(yè)快速發(fā)展、森林砍伐和氣候變化，使得天山北坡天然林受到不同程度的破壞，從而影響了其重大生態(tài)功能的持續(xù)發(fā)揮。1998年國家決定在新疆國有林區(qū)開展天然林保護工程試點，自2000年正式實施天然林保護工程(以下簡稱天保工程)已有15年時間，對天然林保護效果的定量監(jiān)測與評定已成為政府職能部門和行業(yè)專家關注的重點。研究實施天保工程后森林質(zhì)量及面積的變化，將為實施效果的定量評定及天保工程實施區(qū)森林經(jīng)營政策的制定提供科學依據(jù)。【前人研究進展】近年來，已有學者運用遙感技術進行森林因子的估測：劉玉峰等[1]以西天山云杉林為研究對象，以高空間分辨衛(wèi)星遙感影像為基礎數(shù)據(jù)，運用空間統(tǒng)計學的方法對研究區(qū)的林分冠幅進行了定量估計；李虎等[2]基于遙感和地面實地調(diào)查數(shù)據(jù)，對比分析了1986、1996和2007年3期的森林生物量監(jiān)測數(shù)據(jù)，對西天山云杉林生物量的時空分布進行了動態(tài)變化分析。羅杰等[3-5]以道孚縣甲斯孔林場為研究區(qū)，利用TM、SPOT-5遙感影像，分析研究區(qū)天然林面積變化和植被覆蓋率的變化，進行川西天然林動態(tài)監(jiān)測。牛戰(zhàn)勇等[6]以密云半城子為研究區(qū)，基于TM數(shù)據(jù)提取歸一化植被指數(shù)，并結(jié)合實際調(diào)查數(shù)據(jù)，計算葉面積指數(shù)，采取空間統(tǒng)計學的方法對林分冠幅進行了定量估計。諸多學者基于遙感數(shù)據(jù)，使用像元二分模型，從森林郁閉度估測[7～8]、植被覆蓋度反演[9-10]等方面，探索遙感技術在森林質(zhì)量監(jiān)測方面的應用?！颈狙芯壳腥朦c】使用遙感技術研究森林資源質(zhì)量變化，大都基于對林地面積變化和郁閉度變化的分析，這為研究使用遙感技術分析研究區(qū)森林質(zhì)量變化提供了思路。由于對天山中部國有天然林保護區(qū)森林質(zhì)量變化的遙感研究鮮見報道，以2003和2013年Landsat系列遙感影像和2009年的SPOT-5影像為數(shù)據(jù)基礎，結(jié)合2009年烏魯木齊河流域森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，使用遙感技術分析天山中部烏魯木齊河流域天保區(qū)森林面積和郁閉度的變化?！緮M解決的關鍵問題】掌握自實施天保工程以來天山中部森林質(zhì)量的變化情況，為天山北坡天保區(qū)森林資源遙感定量監(jiān)測提供技術支持，并為天保工程實施區(qū)森林經(jīng)營政策的制定和調(diào)整提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于天山中部86°45′～87°56′E，43°00′～44°07′N間的烏魯木齊河流域。流域山體高大，地形陡峻，平均海拔3 006 m，平均坡度48.5°，年徑流量2.37×104m3，是烏魯木齊市350×104余市民生活、生產(chǎn)用水的主要來源。流域南起烏魯木齊河上游天山山脈依連哈比尕山分水嶺，北至古爾班通古特沙漠南緣的東道海子，西接頭屯河流域，東到烏拉泊和柴窩堡洼地之間的分水嶺，由南至北各支流泉溝匯入東道海子[11]。

流域內(nèi)土壤和植被垂直地帶變化明顯，土壤類型主要有分布于高山帶的高山草甸土、中山帶的灰褐色森林土和黑鈣土、后峽盆地的山地栗鈣土。植被分布以中山帶雪嶺云杉(Piceaschrenkiana)為主，林內(nèi)常見小喬木天山花楸(Sorbustianschanica)和崖柳(Salixfloderusii)[12]；闊葉樹主要有天山樺(Betulatianschanica)、密葉楊(Populurtalassica)和白柳(Salixalba)，多分布在低山河谷區(qū)[13]。

1.2 材 料

研究所收集的數(shù)據(jù)有：2003年8月17日分辨率30 m的Landsat 5 TM數(shù)據(jù)、2013年8月28日分辨率15 m的Landsat 8 OLI數(shù)據(jù)、2009年分辨率2.5 m的SPOT-5數(shù)據(jù)；2009年烏魯木齊河流域森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)及林相圖。利用ENVI5.0對不同時期遙感數(shù)據(jù)進行研究區(qū)范圍裁剪，并對TM、OLI和SPOT-5數(shù)據(jù)進行幾何精校正，誤差控制在1個像元以內(nèi)。為方便不同分辨率遙感數(shù)據(jù)間的對比分析，將上述遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)一重采樣為15 m空間分辨。

圖1 采樣點分布
Fig.1 The distribution map of sampling point

1.3 方 法

1.3.1 林地面積提取

在影像預處理基礎上，根據(jù)研究區(qū)實際土地利用類型及研究需要，將地類劃分為林地、草地、裸地、水體、冰雪、其他(耕地、建筑用地)等六類，并根據(jù)各地類在遙感影像上的特征，建立各自地類的解譯標志。根據(jù)解譯標志及實地調(diào)查數(shù)據(jù)，確定遙感影像上不同地類的典型訓練樣區(qū)，在ENVI軟件中采用最大似然法進行監(jiān)督分類，并使用Confusion Matrix功能計算分類精度。2003年總體分類精度和Kappa系數(shù)分別為91%和0.88%，2013年總體分類精度和Kappa系數(shù)分別為93%和0.91%，均達到了分類要求。將分類結(jié)果中的小斑點處理后，導入ArcGIS中，對照研究區(qū)實地調(diào)查數(shù)據(jù)和2009年林相圖，并結(jié)合Google Earth，對明顯錯分處進行手動修改，得到烏魯木齊河流域2003和2013年兩期土地類型分布圖，利用ArcGIS空間分析功能對兩期土地利用類型數(shù)據(jù)進行疊加分析，計算各地類面積并導出屬性表；最后，根據(jù)兩期土地類型分布圖的屬性表建立轉(zhuǎn)移矩陣，分析研究區(qū)各地類及森林面積變化。以2009年森林二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎，于2015年7月，對部分林地變化區(qū)域進行實地驗證，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)與國家正規(guī)地形圖數(shù)據(jù)，利用3S技術制成采樣點分布圖。表1，圖1

表1 研究區(qū)地類解譯標志
Table 1 The interpretation marks in the study area

地類Landgroup影像色調(diào)Hue特征描述Description林地Forest酒紅色多指雪嶺云杉，多成片分布于山地陰坡草地Grassland鮮紅色主要指高山草甸，成片分布裸地Bareland藏藍色、淺黃色主要指大片的巖石或細小砂石地水體Water天藍色顏色較純，雜質(zhì)較少冰雪Ice-snow白色分布于雪線以上的高山區(qū)其它Other紅白色、藍白色集中分布于河流兩側(cè)及邊緣地區(qū)，呈斑塊狀分布

1.3.2 林地郁閉度確定

使用ENVI軟件提取2003和2013年遙感影像的NDVI值，用像元二分模型估測不同期影像森林郁閉度，并分析不同時段森林郁閉度變化。

像元二分模型計算公式如下[7]：

式中，NDVIs是沒有植被覆蓋的裸地像元NDVI值，NDVIv是有植被覆蓋的林地像元NDVI值。NDVI計算公式如下：

式中，Pnir和Pr分別代表近紅外波段和紅光波段的反射率。理論上，當?shù)孛嫱耆恢脖桓采w時NDVIv值為1，地面無植被覆蓋時NDVIs值為0，但實際中，不同期植被生長情況不同，并受相鄰像元影響，因此，NDVIs和NDVIv的值要根據(jù)研究區(qū)的NDVI值分布情況進行確定。先計算出不同時期的NDVI分布圖，再結(jié)合研究區(qū)2009年森林資源實地調(diào)查數(shù)據(jù)，計算裸地像元和植被覆蓋像元的NDVIs和NDVIv值。在對研究區(qū)NDVI值進行分析的基礎上，確定圖像上NDVI的最大值NDVIv=0.76；NDVIs取值是在研究區(qū)圖像上任取符合條件的10個樣點，其平均值為NDVIs，結(jié)果為：NDVIs=0.3。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)地類面積變化

對研究區(qū)2003和2013年的遙感影像監(jiān)督分類后，得到研究區(qū)2003和2013年各地類面積變化表。結(jié)果顯示，2003年烏魯木齊河流域土地類型中裸地面積最大，其次是草地，二者分別為52.65×103hm2、0.46×103hm2，占研究區(qū)總面積的47.36%、41.47%；林地面積遠小于草地和裸地，為9×103hm2，占研究區(qū)總面積的8.10%。2013年草地面積增加，裸地減少，二者面積分別為48.86×103hm2、46.28×103hm2，占研究區(qū)總面積的43.95%、41.63%；林地面積9.09×103hm2，占研究區(qū)總面積的8.17%。2013年裸地和水體呈現(xiàn)減少趨勢，草地、林地、冰雪、其它均呈現(xiàn)增加趨勢。表2

表2 研究區(qū)2003和2013年各地類面積
Table 2 The land use area change table in 2003 and 2013 in the study area

年份Year林地Forest草地Grassland裸地Bareland水體Water冰雪Ice-snow其它Other2003面積(103hm2)90046105265046272023比例(%)810414747360412460212013面積(103hm2)90948864628032604057比例(%)81743954163029544052增減(%)008248-573-012298031

2.2 各地類間轉(zhuǎn)移矩陣

為掌握各種地類之間的相互轉(zhuǎn)換情況，在ArcGIS中將研究區(qū)兩期土地類型圖進行空間疊加，統(tǒng)計并分析烏魯木齊河流域各地類面積間的變化。

結(jié)果表明，2013年，研究區(qū)林地面積增加0.09×103hm2，增加部分主要由裸地轉(zhuǎn)化而來，增加的位置多處于研究區(qū)中南部人為可及度較低、干擾較小的區(qū)域。研究期內(nèi)草地面積增加2.77×103hm2，主要由8.04×103hm2的裸地轉(zhuǎn)化而來，其位置大多位于研究區(qū)南部。裸地在研究期內(nèi)面積明顯減少，轉(zhuǎn)出大于轉(zhuǎn)入，其主要去向為草地和冰雪，其中轉(zhuǎn)出的草地面積最大，為8.04×103hm2；其次是轉(zhuǎn)出的冰雪，面積達3.39×103hm2，對比兩期影像可知，裸地轉(zhuǎn)為冰雪多位于靠近冰川的高海拔區(qū)。表3

表3 研究區(qū)各土地類型轉(zhuǎn)移矩陣
Table 3 The change of land use types transfer in the study area (103hm2)

2013林地Forest草地Grassland裸地Bareland水體Water冰雪Ice-snow其它Other總計Total2003林地900000000000000000900草地00040814990060000244610裸地00980440920043390185265水體000001020022000003046冰雪000000014000259000273其它000001004000006012023總計9094886462803260405711116

受烏魯木齊河流域人口增加、旅游開發(fā)等活動的影響，研究期內(nèi)水體覆蓋面積縮小、其它地類面積增加；其中水體面積在研究期內(nèi)減少0.14×103hm2，主要轉(zhuǎn)化為裸地；其它地類的面積增加了0.34×103hm2，主要由草地和裸地轉(zhuǎn)化而來，但幾乎沒有轉(zhuǎn)出，該地類面積增加的區(qū)域主要位于研究區(qū)北部離烏魯木齊較近處以及沿河的烏魯木齊環(huán)鵬有限公司廠區(qū)。

2.3 研究區(qū)森林郁閉度變化

2.3.1 森林郁閉度估測

對研究區(qū)森林郁閉度的計算是基于ENVI軟件計算出研究區(qū)歸一化植被指數(shù)NDVI，再通過像元二分模型估測研究區(qū)的森林郁閉度。為提高郁閉度估測精度，先將研究區(qū)森林劃分為針葉林、闊葉林后，去除分布于河谷地帶面積極少的闊葉林，再按照疏林地(0.1～0.29)、中等郁閉度林地(0.3～0.59)、密林(>0.6)三個等級，對云杉針葉林進行郁閉度提取和變化分析。根據(jù)1.3中的方法，使用SPOT-5數(shù)據(jù)，求得2009年研究區(qū)疏林地的森林郁閉度；同理求取研究區(qū)針葉林和闊葉林的NDVIv與NDVIs，根據(jù)各類型NDVIv、NDVIs值求得相應森林郁閉度。將研究區(qū)疏林地、針葉林和闊葉林的郁閉度分布圖進行空間疊加，得到烏魯木齊河流域2009年森林郁閉度的分布。

為驗證利用像元二分模型估測2009年森林郁閉度的準確性，以及該模型是否適用于反演2003和2013年的森林郁閉度，將研究區(qū)估測的森林郁閉度與相應實地實測值進行比較分析。將實測數(shù)據(jù)和影像估測數(shù)據(jù)繪制散點圖，并進行回歸。結(jié)果表明：決定系數(shù)(R2)為0.742 4，擬合效果較好，像元二分模型適用于2003和2013年的森林郁閉度估測。將該模型用于烏魯木齊河流域2003和2013年的森林郁閉度估測，得到烏魯木齊河流域森林郁閉度分布圖。圖2，圖3

圖2 實測值與估測值散點圖
Fig.2 The scatter plot of the measured and estimated value

圖3 實測值與估測值擬合方程
Fig.3 The fitting equation of the measured and estimated value

2.3.2 研究區(qū)森林郁閉度變化

在ArcGIS中將兩期郁閉度提取數(shù)據(jù)進行空間疊加，統(tǒng)計烏魯木齊河流域疏林地、中度郁閉林地及密林間面積的變化。結(jié)果表明，2013年，研究區(qū)疏林地面積減少2.12×103hm2，占原有林地面積的23.52%，其中有2.18×103hm2轉(zhuǎn)為中度郁閉；中度郁閉林地面積增加2.08×103hm2，占原有林地面積的23.14%，有0.09×103hm2和0.31×103hm2中度郁閉林地分別轉(zhuǎn)化為疏林地和密林地；密林地面積增加0.04×103hm2，占原有林地面積的0.38%，分別由0.03×103hm2和0.31×103hm2的疏林地和中度郁閉林地轉(zhuǎn)入，同時，有0.30×103hm2密林轉(zhuǎn)為中度郁閉林地。2015年7月，對研究區(qū)部分郁閉度變化的小班進行現(xiàn)地驗證(驗證小班11個，面積0.24×103hm2，占2013年林地總面積的2.6%)，結(jié)果表明，在林地邊緣及林間空地存在大量天然更新幼樹，其樹齡在15～25 a。郁閉度提取的結(jié)果顯示，研究區(qū)郁閉度增加的林地主要分布在人為干擾較小的中南部及中高海拔區(qū)。總體上，研究區(qū)中等度郁閉林地和密林地都有增加。表4

表4 研究區(qū)森林郁閉度面積轉(zhuǎn)移矩陣
Table 4 The transfer matrix of forest canopy area in the study area (103hm2)

郁閉度等級Canopydensitygrade2013<029029～059>059總計Total2003<029085218003306029～059009491031531>059000030031061總計Total094739065898

3 討 論

2013年，研究區(qū)冰雪面積增加3.31×103hm2，冰雪面積包括1號冰川和高海拔處雪地，2003、2013年1號冰川面積分別為168.6、173.7 hm2，1號冰川面積呈緩慢減少趨勢，這與眾多學者研究結(jié)論一致[14-16]。王璞玉等[16]指出自1850年以來全球最暖的12年中有11年出現(xiàn)在1995～2006年時段，烏魯木齊河源1號冰川區(qū)最高氣溫則出現(xiàn)在2002年[14]，在氣候變化強烈的條件下，1號冰川逐漸消融。但研究冰川面積增加，則是由于冰川強積累和強消融均處在夏季6～8月[17]，研究使用的2003、2013年兩期遙感數(shù)據(jù)對應6～8月，2013年北疆夏季氣溫偏低，降水充沛，冰雹和局地暴雨頻繁[18]，由于2013年生長季的低溫和充沛降水，導致除1號冰川外，其它高海拔區(qū)冰雪面積增加。

4 結(jié) 論

自2000年天山中部實施天保工程以來，研究區(qū)林地面積增加0.94%，中等郁閉林地、密林分別增加了39.33%和5.55%；草地面積增加5.98%，增加區(qū)域主要位于中南部受人類活動影響較小的中高海拔區(qū)，在人為干擾較強的北部旅游區(qū)，郁閉度變化不明顯。2003至2013年，研究區(qū)其它地類面積增加150.22%，水體面積減少29.39%?？梢?，在實施天保工程的研究區(qū)，由于重視了對樹木、植被的保護，森林和草地面積均有所增加，森林質(zhì)量穩(wěn)步提高，生境逐漸好轉(zhuǎn)。但人類活動對其它用地和水體的干擾強度加大，水域面積明顯縮減，人工用地急劇增加。隨著經(jīng)濟進一步發(fā)展，應進一步強化對水資源的保護，減少和限制人工用地的擴展，使區(qū)域環(huán)境均衡、持續(xù)發(fā)展。

References)

[1] 劉玉峰,陳冬花,鄭朝貴.高分辨率遙感數(shù)據(jù)云杉林林分冠幅估計[J].新疆農(nóng)業(yè)大學學報,2013,36(2): 153-157.

LIU Yu-feng, CHEN Dong-hua, ZHENG Chao-gui. (2013). Estimation on Forest Stand Crown of the Picea schrenkiana Based on High Spatial Resolution Imagery [J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity, 36(2): 153-157. (in Chinese)

[2] 李虎,慈龍駿,方建國,等.新疆西天山云杉林生物量的動態(tài)監(jiān)測[J].林業(yè)科學,2008,44(10): 14-19.

LI Hu, CI Long-jun, FANG Jian-guo, et al. (2008). Dynamic Monitoring of Picea schrenkiana Forest Biomass in West Tianshan Mountain Region of Xinjiang [J].ScientiaSilvaeSinicae, 44(10):14-19. (in Chinese)

[3] 羅杰,周廣華,賴家明,等.遙感技術在川西天然林資源監(jiān)測中的應用-以道孚縣甲斯孔林場為例[J].四川農(nóng)業(yè)大學學報,2010,28(3):303-318.

LUO Jie, ZHOU Guang-hua, LAI Jia-ming, et al. (2010). Application of Remote Sensing Technique to Monitoring the Natural Forest Resources in Western Sichuan-A Case Study in Jiasikong Forest Farm in Daofu County [J].JournalofSichuanAgriculturalUniversity, 28(3):303-318. (in Chinese)

[4] 胡濤.川西天然林保護工程區(qū)森林景觀格局變化及其固碳效益-以道孚縣木茹林場為例[D].成都:四川農(nóng)業(yè)大學,2010.

HU Tao. (2010).LandscapechangeandbenefitofcarbonfixingofnaturalforestprotectionprojectinWesternSichuan-ThecaseofMuruforestfarminDaofuCounty[D]. Master Dissertation. Sichuan Agricultural University, Chengdu. (in Chinese)

[5] 周廣華. 基于遙感的川西天然林保護工程監(jiān)測研究-以甘孜州道孚縣甲斯孔林場為例[D].成都:四川農(nóng)業(yè)大學,2010.

ZHOU Guang-hua. (2010).TheResearchofMonitoringNaturalForestprotectionprojectBaseonRemoteSensinginWesternSichuan-TakeJiasikongForestFarminDaofuCountyasanExample[D]. Master Dissertation. Sichuan Agricultural University, Chengdu. (in Chinese)

[6] 牛戰(zhàn)勇,馮娟,谷建材,等.基于葉面積指數(shù)的森林郁閉度遙感反演研究[J].林業(yè)資源管理,2014,(1):46-51.

NIU Zhan-yong, FENG Juan, GU Jian-cai, et al. (2014). Forest Canopy Density RS Inversion Research Based on LAI [J].ForestResourcesManagement, (1):46-51. (in Chinese)

[7] 徐定,彭道黎.基于像元二分模型的森林郁閉度估測方法[J].東北林業(yè)大學學報,2013, 41(2):119-122.

XU Ding, PENG Dao-li. (2013). Estimation of Forest Canopy Closure Based on Dimidiate Pixel Model [J].JournalofNortheastForestryUniversity, 41(2):119-122. (in Chinese)

[8] 李永寧,張賓蘭,秦淑英,等.郁閉度及其測定方法研究與應用[J].世界林業(yè)研究,2008,21(1): 40-46.

LI Yong-ning, ZHANG Bin-lan, QIN Shu-ying, et al. (2008). Review of Research and Application of Forest Canopy Closure and Its Measuring Methods [J].WorldForestryResearch, 21(1):40-46. (in Chinese)

[9] 張超,余樹全,李土生.基于多時相LANDSAT影像的慶元縣植被覆蓋變化研究[J].浙江農(nóng)業(yè)大學學報,2011, 28(1):72-79.

ZHANG Chao, YU Shu-quan, LI Tu-sheng. (2011). Image analysis of vegetation coverage and changes in Qingyuan County using multi-temporal Landsat remote sensing [J].JournalofZhejiangA&FUniversity, 28(1):72-79. (in Chinese)

[10] 郭芬芬,范建容,嚴冬,等.基于像元二分模型的昌都縣植被蓋度遙感估算[J].中國水土保持,2010,(5):65-67.

GUO Fen-fen, FAN Jian-rong, YAN Dong, et al. (2010). Remote sensing estimation of vegetation cover in Changdu County Based on Dimidiate Pixel Model [J].SoilandWaterConservationinChina,(5): 65-67.(in Chinese)

[11] 姚海燕,張民.烏魯木齊河流域水管理信息系統(tǒng)[J].水文,2006,26(2):78-80.

YAO Hai-yan, ZHANG Min. (2006). The Water Management Information System for the Urumqi River Basin [J].JournalofChinaHydrology, 26(2):78-80. (in Chinese)

[12] 蘇宏新.全球氣候變化條件下新疆天山云杉林生長的分析與模擬[D].北京:中國科學院研究生院,2005.

SU Hong-xin. (2005).AnalyzingandsimulatingthegrowthofPiceaschrenkianaforestsinXinjiangunderglobalclimatechange[D]. PhD Dissertation. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing. (in Chinese)

[13] 折遠洋.天山烏魯木齊河山區(qū)徑流特征及其對氣候變化響應研究[D].蘭州:西北師范大學碩士論文,2013.

ZHE Yuan-yang. (2013).CharacteristicsofRunoffandItsResponsetoClimateChangeattheAlpineAreaofUrumqiRiverintheTianshanMountains[D]. Master Dissertation. Northwest Normal University, Lanzhou. (in Chinese)

[14] 李忠勤,沈永平,王飛騰,等.冰川消融對氣候變化的響應-以烏魯木齊河源1號冰川為例[J].冰川凍土, 2007,29(3):333-342.

LI Zhong-qin, SHENG Yong-ping, WANG Fei-teng, et al. (2007). Response of Glacier Melting to Climate Change - Take Urumqi Glacier No.1 as an Example [J].JournalofGlaciologyandGeocryology, 29(3): 333-342. (in Chinese)

[15] 李忠勤,沈永平,王飛騰,等.天山烏魯木齊河源1號冰川消融對氣候變化的響應[J].氣候變化研究進展, 2007,3(3):132-137.

LI Zhong-qin, SHENG Yong-ping, WANG Fei-teng, et al. (2007). Response of Melting Ice to Climate Change in the Glacier No.1 at the Headwaters of Urumqi River, Tianshan Mountain [J].AdvancesinClimateChangeResearch, 3(3):132-137. (in Chinese)

[16] 王璞玉,李忠勤,李慧林.氣候變暖背景下典型冰川儲量變化及其特征-以天山烏魯木齊河源1號冰川為例[J].自然資源學報,2011,26(7):1 189-1 198.

WANG Pu-yu, LI Zhong-qin, LI Hui-lin. (2011). Ice Volume Changes and Their Characteristics for Representative Glacier against the Background of Climatic Warming - A Case Study of Urumqi Glacier No.1, Tianshan, China [J].JournalofNaturalResources, 26(7):1,189-1,198. (in Chinese)

[17] 劉潮海,謝自楚,王純足.天山烏魯木齊河源1號冰川物質(zhì)平衡過程研究[J].冰川凍土,1997,19(1):17-24.

LIU Chao-hai, XIE Zi-chu, WANG Chun-zu. (1997). A Research on the Mass Balance Processes of Glacier No.1 at the Headwaters of the Urumqi River, Tianshan Mountains [J].JournalofGlaciologyandGeocryology, 19(1):17-24. (in Chinese)

[18] 新疆維吾爾自治區(qū)地方志編纂委員會.新疆年鑒[J].烏魯木齊:新疆年鑒社,2014:261-265.

Local Chronicles Compilation Committee of Xinjiang Uygur Autonomous Region. (2014).XinjiangYearbook[J].Urumqi:XinjiangYearbookPress：261-265. (in Chinese)

Fund project:Supported by the Basic Science and Technology Research Support Funds of Non-profit Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region (XMBM000001953) ；The Cultivation Project of Chuzhou University in Anhui Province, (NO.2014PY02)

Analysis of the Forest Quality Change in the Central Tianshan Mountain in Recent Decent：A Case Study in the Urumqi River Basin

DING Cheng-feng1, LIU Dong-hong2, ZHANG Hui-fang3, LI Xia1, GAO Ya-qi3

(1. College of Pratacultural and Environmental Science, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China; 2. Geographic Information and Tourism College, Chuzhou University, Chuzhou Anhui 239000, China; 3. Research Institute of Modern Forestry, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

【Objective】 To provide the reliable basis for the quantitative evaluation and regional environmental protection effect for the Central Tianshan Mountains natural forest protection project.【Method】Taking the natural forest located in the middle Tianshan Mountains in Urumqi River Basin as the study area, basing on the 2003 and 2013 Landsat TMOLI data, 2009 and 2009 Forest SPOT-5 data field surveying data, and using the supervised classification and pixel two-division model to analyze forest quality changes from 2003 to 2013 after implementation of protection project for natural forest in the study area.【Result】With implementation of protection project since 2000 middle Tianshan Mountains natural protection project, the forest coverage of the study area increased by 0.94 percent; the small disturbance of human activities in middle and high altitude area and the south-central of the study area, medium canopy density and jungle forest area increased by 39.33% and 5.55% respectively, grassland area increased by 5.98%, other areas (cultivated land, construction land) increased by 150.22%, water area decreased by 29.39%. 【Conclusion】It is suggested that since the implementation of natural forest protection project, the forest quality and habitat quality of natural forest reserve in the middle of Tianshan Mountains has been improved, but the construction land should be controlled and effective measures be taken to protect the water so that the regional environment would be balanced and sustainable development be continuously on the rise.

remote sensing; canopy density; supervised classification; quality of the forest

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.05.020

2015-12-04

新疆公益性科研院所基本科研業(yè)務經(jīng)費資助項目(XMBM000001953)；安徽省滁州學院培育項目(2014PY02)聯(lián)合資助。

丁程鋒(1991-)，男，安徽安慶人，碩士研究生，研究方向為生態(tài)遙感，(E-mail)1125380263@qq.com

高亞琪(1961-)，男，新疆人，教授級高級工程師，研究方向為林業(yè)遙感、地理信息及資源監(jiān)測與評價，(E-mail)gyq611003@163.com

S757.2

A

1001-4330(2016)05-0935-07