石悅樾，銀正彤，鄭文鋒

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州550025;2.成都電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院，成都610000)

基于MODIS數(shù)據(jù)烏江流域植被覆蓋變化與氣候變化關(guān)系研究

石悅樾1，銀正彤1，鄭文鋒2

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州550025;2.成都電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院，成都610000)

分析烏江流域2001－2015年每年8月植被變化規(guī)律與氣候間關(guān)系，得出植被覆蓋時(shí)間和空間變化規(guī)律，為烏江流域生態(tài)保護(hù)提供參考依據(jù)，基于MOD13Q1，MODIS11 C3，TRMM3B43遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品，使用趨勢分析法分析15年內(nèi)NDVI變化趨勢，簡單相關(guān)分析、偏相關(guān)分析和復(fù)相關(guān)分析得出NDVI變化與氣候變化關(guān)系，結(jié)果如下:15年中烏江流域NDVI整體呈上升趨勢;NDVI變化與氣溫呈負(fù)相關(guān)，NDVI變化與降水呈正相關(guān)，降水對NDVI的促進(jìn)作用高于氣溫的抑制作用;氣溫、降水對耕地影響最大，常綠針葉林次之;高程在1 000～2 000m的植被覆蓋變化最大;沿江地帶植被覆蓋減少與烏江流域梯級開發(fā)有關(guān);植被覆蓋減少多在城市區(qū)。烏江流域降水驅(qū)動(dòng)型植被占研究區(qū)27.75%，對氣候響應(yīng)較大的植被類型以耕地為主;非氣溫降水驅(qū)動(dòng)型比例為72.25%，人類活動(dòng)對烏江流域植被覆蓋變化起主導(dǎo)作用。

烏江流域;NDVI變化;氣候響應(yīng);降水驅(qū)動(dòng)型;非氣溫降水驅(qū)動(dòng)型

貴州省是全國自然資源豐富大省之一，但其喀斯特地貌面積占全省面積73.6%，為西南地區(qū)喀斯特面貌最大省份［1］。植被生長環(huán)境惡劣，同時(shí)受人類活動(dòng)影響，植被覆蓋變化對其生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要性凸顯。

對植被覆蓋研究有益于了解區(qū)域變化趨勢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施解決植被覆蓋中存在問題。自1999年起MODIS數(shù)據(jù)被學(xué)者廣為使用以研究陸地表面變化，以MODIS數(shù)據(jù)研究植被與氣候變化間的關(guān)系已成熟［2］;基于MODIS數(shù)據(jù)在人文、環(huán)境、土壤侵蝕和植被覆蓋變化結(jié)合氣候變化有多項(xiàng)研究［3－5］;在土地覆被變化、城市氣候變化和空氣污染的影響也有多項(xiàng)研究［6－8］。人類活動(dòng)和全球變化直接或間接影響區(qū)域植被覆蓋變化［9－10］，如Du J使用GIMMS NDVI和MODIS NDVI數(shù)據(jù)研究得出1982—2012年青藏高原的植被變化與氣候響應(yīng)程度，氣溫對NDVI變化為促進(jìn)作用;降水對生長季、夏季和秋季的NDVI為促進(jìn)作用［11］。

在研究城市范圍內(nèi)植被覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素時(shí)，A.Buyantuyev［12］使用MODIS數(shù)據(jù)研究城市化對植被覆蓋影響，得出植物覆蓋變化與降水弱相關(guān)，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)較強(qiáng)。Taifeng Dong［13］使用MODIS數(shù)據(jù)分析加拿大2000—2013年農(nóng)田生產(chǎn)力對氣溫和降水的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)降水對農(nóng)田生產(chǎn)力的影響大于氣溫。以MODIS數(shù)據(jù)提取植被覆蓋數(shù)據(jù)與氣候變化關(guān)系研究中，其主要研究方法有均值法、趨勢法、相關(guān)分析法、偏相關(guān)分析法，但分析過于簡單只考慮單一相關(guān)性，未涉及到其變量與變量間關(guān)系的影響［14－15］。

近30年來烏江流域隨著梯級開發(fā)，沿江經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展［16－17］，對烏江流域的以MODIS NDVI數(shù)據(jù)對植被覆蓋變化及其影響因素的研究很少。本文在MODIS NDVI數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合氣候變化因素對烏江流域植被覆蓋時(shí)空變化特征分析，以期得出烏江流域植被覆蓋變化特征，并得出與氣候變化間關(guān)系，為烏江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

烏江流域地處我國西南地區(qū)，東經(jīng)104°10'～109°22'、北緯26°06'～28°48'，發(fā)源于貴州西部烏蒙山威寧縣，自西向東流經(jīng)貴州省畢節(jié)市、安順市、遵義縣、黔南州、銅仁市后至重慶市涪陵區(qū)匯入長江，全長1 037km在貴州省內(nèi)河長802km為貴州省第一大河，區(qū)內(nèi)地勢西高東低，烏江流域貴州境內(nèi)全區(qū)平均高程為1 226.21m，相對高差為2 791m，烏江流域?qū)儆趤啛釒貪窦撅L(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫13～18℃。研究區(qū)植被類型劃分參考中國1∶400萬植被圖，植被數(shù)據(jù)來源于國家自然科學(xué)基金委員會(huì)“中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心”(http:// westdc.westgis.ac.cn)，文中植被覆蓋主要分為6類:常綠針葉林、常綠闊葉林、耕地、草地、灌叢和無植被區(qū)，研究區(qū)位置如圖1所示。自1982年烏江渡水電站完工后，目前其干流上已建成11個(gè)梯級水電站。烏江流域受喀斯特地貌、區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)和流域梯級開發(fā)影響，其生態(tài)脆弱，資源可持續(xù)發(fā)展較弱。

圖1 烏江流域植被覆蓋類型及水電站位置Fig.1 Vegetation cover types in Wujiang River Basin and the locatron of hydropower plant

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

選取的DEM數(shù)據(jù)來于地理空間數(shù)據(jù)云，為ASTER GDEM 30m分辨率，在其基礎(chǔ)上提取烏江流域范圍。以2001—2015年每年的8月作為研究期，為植物生長最茂盛一個(gè)月，之后所用涉及年的數(shù)據(jù)皆為每年8月的數(shù)據(jù)。MODIS NDVI數(shù)據(jù)來源NASA官網(wǎng)，采用16天合成的MOD13Q1數(shù)據(jù)，軌道號為h27v06，空間分辨率為250m，經(jīng)過最大值合成法、投影轉(zhuǎn)換和重采樣獲取研究區(qū)NDVI值。結(jié)合DEM提取的流域范圍裁剪出研究區(qū)的植被類型。因氣溫和降水氣象站資料難獲取，資料不全，氣溫?cái)?shù)據(jù)選取MODIS11 C3數(shù)據(jù)，姚永慧等人［18］研究得出MODIS11 C3數(shù)據(jù)和氣溫時(shí)序變化規(guī)律接近，可以用MODIS TS(月地表氣溫均值)研究山區(qū)氣溫變化，對MODIS11 C3數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換、重采樣、絕對氣溫轉(zhuǎn)為攝氏氣溫，用ARCGIS空間分析工具分析得到15年氣溫變化，同時(shí)分別結(jié)合不同植被覆蓋和不同海拔高度分析氣溫變化;降水?dāng)?shù)據(jù)選取TRMM衛(wèi)星3B43數(shù)據(jù)，使用TRMM衛(wèi)星3B43獲取降水量數(shù)據(jù)，適用于山區(qū)降水?dāng)?shù)據(jù)獲?。?9］，其在雨季準(zhǔn)確度較高于旱季［20］，TRMM3B43數(shù)據(jù)與實(shí)測值有差距，在貴州省內(nèi)其變化趨勢與實(shí)測值擬合優(yōu)度高［21］，本文用TRMM3B43做趨勢變化研究。在ENVI中對TRMM3B43降水?dāng)?shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換，使用流域范圍矢量文件裁剪TRMM3B43影像圖獲得研究區(qū)對應(yīng)月降水量。

2 研究方法

2.1 NDVI變化趨勢研究

本文在處理NDVI數(shù)據(jù)時(shí)采用趨勢分析法，其處理對象為一組隨時(shí)間變化的變量通過線性回歸分析，以達(dá)到獲取預(yù)測趨勢，公式如下:

式中:n表示研究期，i為研究期內(nèi)第幾年，NDVIi是第i年的NDVI值，θQ是NDVI的回歸斜率。θQ＞0則研究期內(nèi)，NDVI為上升趨勢，反之為下降趨勢，θQ=0表示沒有變化?；跇?biāo)準(zhǔn)差分類方法將NDVI變化分為:顯著減少、中度減少、輕度減少、不變、輕度增加、中度增加和顯著增加。

依據(jù)中國1∶400萬植被覆蓋類型圖中GLC2000植被覆蓋數(shù)據(jù)，結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀劃分的6種植被覆蓋類型，使用ArcGIS空間分析功能，按掩膜提取每種植被在研究期內(nèi)每年8月的NDVI指數(shù)，按趨勢分析法獲得各類植被NDVI變化結(jié)果。

在DEM基礎(chǔ)上結(jié)合研究區(qū)高程，將研究區(qū)劃分3個(gè)等級，分別是1 000m以下，1 000m～2 000m，2 000m以上。在劃分等級的基礎(chǔ)上提取出每年不同高程的NDVI指數(shù)，并做變化趨勢研究。

2.2 植被覆蓋變化與氣候變化間關(guān)系的研究方法

首先使用簡單相關(guān)分析系數(shù)分析NDVI變化與氣溫、降水間關(guān)系。簡單相關(guān)系數(shù)公式如下:

Rab為變量a，b間簡單相關(guān)系數(shù)，ai，bi為第i年a，b變量值，珔a為變量a研究期內(nèi)平均值，珋b量b研究期內(nèi)平均值，n為研究期。

使用偏相關(guān)分析法分別分析氣溫、降水與NDVI變化的關(guān)系，并通過T檢驗(yàn)對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)確定可信度。偏相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式如下:

式中，Rab，Rac，Rbc分別表示變量a和b，a和c，b和c間的簡單相關(guān)系數(shù)，Rab，c表示C為控制量時(shí)變量a與b間的偏相關(guān)系數(shù)，－1＜Rab，c＜1，當(dāng)Rab，c＜0表示c為控制變量時(shí)變量ab呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)Rab，c＞0表示c為控制變量時(shí)變量ab呈正相關(guān)關(guān)系。偏相關(guān)系數(shù)以T檢驗(yàn)驗(yàn)證顯著性。

最終通過復(fù)相關(guān)分析得出植被覆蓋變化與氣候變化間耦合關(guān)系，復(fù)相關(guān)分析基于簡單相關(guān)分析和偏相關(guān)分析基礎(chǔ)進(jìn)行，公式如下:

式中，Ra，bc為變量a與變量b，c的復(fù)相關(guān)系數(shù)，Rab為變量ab間的簡單相關(guān)系數(shù)由式(2)得出，Rac，b為b為控制變量時(shí)，變量ac間的偏相關(guān)系數(shù)由式(3)得出，以F檢驗(yàn)驗(yàn)證顯著性。

3 結(jié)果與分析

3.1 NDVI年際時(shí)空變化

本文在一元線性回歸的基礎(chǔ)上，選取研究期內(nèi)NDVI均值做回歸分析，結(jié)果如圖2所示，2001—2015年烏江流域DNVI均值在0.63～0.78之間，植被覆蓋好，2003年8月DNVI值在研究期內(nèi)最低為0.63，2007年和2015年為研究期最高0.78。

選取每年8月的MODIS數(shù)據(jù)，研究區(qū)NDVI指數(shù)如圖3a圖所示以0.6－0.8為主，年均NDVI為0.73，如圖3b圖所示，2001—2015年植被覆蓋減少的區(qū)域面積有13 813.21km2，占研究區(qū)25.44%，主要是貴陽市、黔西縣城內(nèi)、沿江地區(qū)，研究區(qū)西部六盤水西南，中部貴陽市、黔西、遵義，東部思南、德江、沿河和沿江地區(qū)，以草地、灌叢和耕地為主;保持基本不變的面積有 23 933.09km2，占研究區(qū)44.08%;植被覆蓋增加面積有16 547.35km2，占研究區(qū)30.48%，主要分布在東部石阡、印江、余慶、湄潭和鳳岡，中部開陽、甕安和貴陽市周邊，西北部的畢節(jié)、赫章和金沙，西部織金、普定等，植被增加類型以針葉林和耕地為主。2001—2015年烏江流域植被覆蓋整體呈增加趨勢。

圖2 烏江流域2001—2015年8月年均DNVI變化Fig.2 Annual NDVI change of Wujiang River Basin in August during 2001—2015

3.2 不同植被NDVI年際變化

2001—2015年烏江流域不同植被類型的年際變化如圖4所示，15年不同植被的NDVI波動(dòng)基本一致，都在2003年達(dá)到最低值，耕地、灌叢和常綠針葉林在2003—2007年為上升階段，之后處于波動(dòng)狀態(tài);闊葉林和草地是2003—2008年間為上升，之后處于波動(dòng)狀態(tài)。5種植被類型15年的NDVI均值依次為常綠針葉林0.734 7＞耕地0.731 3＞常綠闊葉林0.73＞灌叢0.73＞草地0.718。不同植被年際變化都呈上升趨勢，變化趨勢率依次為草地0.05/10a(R= 0.5728，P＜0.05)＞灌叢0.048/10a＞耕地0.046/10a＞常綠針葉林0.045/10a＞常綠闊葉林0.025/10a。

3.3 不同海拔高度NDVI年際變化

烏江流域西高東低，隨著海拔高度不一樣，植被覆蓋率不一樣，本研究中將海拔化為3類，15年中不同海拔高度的NDVI值變化如圖5所示，基本呈上升趨勢，但波動(dòng)不一致，海拔高度在1 000～2 000 m和1 000m以下的植被NDVI變化在2003—2007年為上升趨勢，海拔高度在2 000m以上的NDVI變化先下降后上升。15年中植被NDVI均值依次為1 000～2 000 m的0.734 0＞1 000m以下的0.731 3＞2 000m以上的0.717 3。對不同海拔高度年際變化都呈上升趨勢，變化趨勢率依次為1 000～2 000m的0.065/ 10a(R=0.5471，P＜0.05)＞2 000m以上的0.052/ 10a＞1 000m以下的0.009/10a。

圖3 烏江流域2001—2015年8月NDVI變化Fig.3 Chang of NDVI of Wujiang River Basin in August 2001 to 2015

圖4 烏江流域2001—2015年不同植被每年8月NDVI值變化Fig.4 The NDVI change of Wujiang River Basin vegetation in August from 2001 to 2015

圖5 烏江流域2001—2015年不同高程每年8月NDVI值變化Fig.5 The NDVI change of Wujiang River Basin altitude in August from 2001 to 2015

3.4 植被覆蓋變化與氣候變化間關(guān)系

3.4.1 NDVI變化與氣溫、降水變化相關(guān)分析

2001—2015年的15年間，烏江流域氣溫和降水變化趨勢如圖6所示，氣溫以－0.050 1℃/a的速度下降，由 2001年 21.91℃ 下降到 2015年20.21℃;降水以1.587 5mm/a的速度上升，從2001年61.930 5mm上升到2015年的114.483 5mm。

如表1所示，通過計(jì)算得到2001—2015年中年NDVI與氣溫相關(guān)系數(shù)為－0.509，植被覆蓋變化與氣溫變化呈負(fù)相關(guān)，溫度過高使地表水蒸發(fā)，同時(shí)加劇植物蒸騰作用，制約植被生長;年NDVI與降水相關(guān)系數(shù)為0.550(P＜0.05)，植被覆蓋與降水呈顯著正相關(guān)，植被生長與降水密切相關(guān)，種植保水能力強(qiáng)的植被有利于區(qū)域水土保持和植被生長。不同植被類型與氣溫和降水相關(guān)系數(shù)不相同，常綠針葉林與氣溫相關(guān)系數(shù)為－0.559(P＜0.05)，與降水相關(guān)系數(shù)為0.568(P＜0.05);常綠闊葉林與氣溫相關(guān)系數(shù)為－0.309，與降水相關(guān)系數(shù)為0.466;灌叢與氣溫相關(guān)系數(shù)為 －0.401，與降水相關(guān)系數(shù)為0.464;草地與氣溫相關(guān)系數(shù)為－0.435，與降水相關(guān)系數(shù)為0.550(P＜0.05);耕地與氣溫相關(guān)系數(shù)為－0.568(P＜0.05)，與降水相關(guān)系數(shù)為0.601(P＜0.05)。常綠針葉林和耕地的植被覆蓋變化受氣溫抑制作用高于其他植被覆蓋類型;降水對常綠針葉林、草地和耕地植被覆蓋變化的促進(jìn)作用高于其他植被覆蓋類型;植被受降水的促進(jìn)作用高于氣溫的抑制作用，所以研究區(qū)15年中植被呈整體上升趨勢。

圖6 烏江流域2001—2015年氣溫、降水每年8月NDVI值變化Fig.6 Temperature、Precipitation change in August each year of Wujiang River Basin from 2001 to 2015

表1 不同植被NDVI變化與氣溫、降水變化相關(guān)系數(shù)Tab.1 Correlation coefficient between NDVI changes of different vegetation and temperature，precipitation

3.4.2 NDVI變化與氣溫、降水偏相關(guān)分析

如表2所示，2001—2015年間NDVI變化與降水、氣溫的偏相關(guān)系數(shù)均未通過T顯著性檢驗(yàn)，年NDVI變化與氣溫偏相關(guān)系數(shù)為－0.174，NDVI隨氣溫升高減少，不同植被的年均NDVI與氣溫偏相關(guān)系數(shù)在－0.243～－0.039之間，剔除降水對氣溫的影響作用后，得出常綠針葉林和耕地受氣溫抑制作用高于其他植被覆蓋類型。年NDVI變化與降水偏相關(guān)系數(shù)為0.295，NDVI變化與降水變化呈不顯著正相關(guān)，不同植被的年均NDVI與氣溫偏相關(guān)系數(shù)在0.269～0.376之間，剔除氣溫對降水的影響作用后，得出常綠闊葉林、草地和耕地受降水促進(jìn)作用高于其他植被覆蓋類型。

表2 不同植被NDVI變化與氣溫、降水偏相關(guān)系數(shù)Tab.2 Partial correlation coefficient between NDVI changes of different vegetation and temperature，precipitation

3.4.3 NDVI變化與氣溫、降水復(fù)相關(guān)分析

2001—2015年間年均NDVI與氣溫、降水復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.569。如表3所示，不同植被的NDVI與氣溫、降水復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.470～0.627間，其中耕地NDVI與氣溫和降水的復(fù)相關(guān)系數(shù)最高為0.627 (P＜0.05)，主要分布在研究區(qū)東部德江、印江和西南部的納雍，耕地受降水和氣溫影響最大，研究區(qū)大部分土地土壤質(zhì)地差，保水保肥能力差，易受氣候變化影響。

3.5 氣候變化對植被覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)分析

驅(qū)動(dòng)分析以陳云浩［22］、王永財(cái)［23］的植被覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)分區(qū)方法，同時(shí)結(jié)合烏江流域?qū)嶋H情況，制定本研究區(qū)的驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)則如表4所示。

表3 不同植被NDVI變化與氣溫、降水復(fù)相關(guān)系數(shù)Tab.3 Complex correlation coefficient between NDVI changes of different vegetation and air temperature，precipitation

表4 烏江流域植被覆蓋驅(qū)動(dòng)分區(qū)準(zhǔn)則Tab.4 Wujiang River Basin vegetation coverage driven zoning guidelines

通過分析得出降水驅(qū)動(dòng)型占整個(gè)研究區(qū)27.75%，集中在研究區(qū)東部德江、印江和西部的納雍、金沙、畢節(jié)，耕地植被覆蓋類型受降水驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檠芯繀^(qū)以喀斯特地貌為主，耕地保水能力差;非氣候因子驅(qū)動(dòng)占研究區(qū)72.25%(圖7)。

圖7 2001—2015年每年8月烏江流域植被覆蓋氣候驅(qū)動(dòng)Fig.7 Climate driven of the Wujiang basin vegetation coverage in August each year from 2001—2015

4 結(jié)論

烏江流域喀斯特地貌發(fā)育顯著，在全球氣候變暖的環(huán)境下，植被覆蓋與區(qū)域生態(tài)緊密相關(guān)。本文利用MODIS NDVI，LST數(shù)據(jù)和TRMM數(shù)據(jù)分析2001—2015年烏江流域的NDVI變化與氣溫和降水之間的響應(yīng)，得出的結(jié)論如下:

1)2001—2015年烏江流域NDVI變化整體呈上升趨勢;NDVI變化與氣溫變化呈負(fù)相關(guān)，NDVI變化與降水呈正相關(guān)，都通過顯著性檢驗(yàn);總體看降水變化對NDVI變化的影響大于氣溫變化。NDVI減少的區(qū)域多是城市范圍內(nèi)，人類活動(dòng)對植被覆蓋影響為抑制作用;流域范圍內(nèi)土壤質(zhì)地差、保肥能力低，水土流失隱患大，是引起NDVI變化重要原因;減少植被主要為耕地、草地和灌叢，根據(jù)學(xué)者王堯研究土壤侵蝕度依次為耕地＞旱地＞林地，土壤侵蝕是影響植被覆蓋變化的一個(gè)重要因素［10］。研究區(qū)內(nèi)植被覆蓋增加區(qū)域主要集中在城市郊區(qū)處，以針葉林和耕地為主，是人類促進(jìn)和氣候共同作用結(jié)果。為保護(hù)區(qū)域植物多樣性，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)機(jī)制、減輕人類活動(dòng)對植被覆蓋變化抑制作用很有必要。

2)沿江地帶存在NDVI減少變化現(xiàn)象，研究區(qū)以碳酸鹽巖為主，河床不穩(wěn)定，烏江流域梯級開發(fā)不斷完工對烏江流域NDVI變化的影響作用日益明顯，河流阻斷已引發(fā)低于4.5級的地震［24］，同時(shí)河流阻斷對下游減水區(qū)的植被需水滿足度有影響。位于干流的水電站自西向東分布的索風(fēng)營(黔西縣與修文縣交界)、烏江渡(位于遵義縣)、東風(fēng)(位于清鎮(zhèn)與黔西縣交界)、構(gòu)皮灘(位于余慶縣)、思林(位于思南縣)、沙陀(位于沿河縣)水電站最遲在2009年實(shí)現(xiàn)截流，NDVI變化以水電站所在區(qū)域?yàn)楹诵南蛲廨椛錅p少。河流梯級開發(fā)對區(qū)域植被覆蓋有一定影響，這為同樣進(jìn)行河流梯級開發(fā)的地區(qū)植被覆蓋變化提供參考依據(jù)。

3)烏江流域高程主要分布在1 000～2 000m，分布在研究區(qū)中部和西部，其植被NDVI變化率最快，植被類型以常綠針葉林為主;高程在2 000m以上的植被NDVI變化率居中，主要分布在西部地區(qū)，植被類型以耕地和草地為主;高程在1 000m以下的植被NDVI變化率最低，以東部地區(qū)為主，植被類型以灌叢和常綠針葉林為主。5種植被類型NDVI變化率高低依次為草地＞灌叢＞耕地＞常綠針葉林＞常綠闊葉林。不同高程植被變化率不盡相同，要想使烏江流域整體植被覆蓋率提高，主要是因地制宜，特別是根據(jù)不同植被變化率選擇合適的植被種植。

4)15年中烏江流域氣溫對NDVI變化表現(xiàn)為抑制作用，影響作用依次為耕地＞常綠針葉林＞草地＞灌叢＞常綠闊葉林，氣溫過高相應(yīng)的現(xiàn)象是降水減少，耕地對降水敏感。烏江流域降水對NDVI變化為促進(jìn)作用，影響作用依次為耕地＞常綠針葉林＞草地＞常綠闊葉林＞灌叢，降水補(bǔ)充耕地植物必須水分，降水對研究區(qū)的促進(jìn)作用大于氣溫的抑制作用。研究區(qū)降水驅(qū)動(dòng)型占整個(gè)研究區(qū)27.75%，植被類型主要為耕地，耕地植被自我調(diào)節(jié)能力差，氣溫和降水對其他植被的影響較弱，非氣溫降水驅(qū)動(dòng)占整個(gè)研究區(qū)72.25%。烏江流域植被變化與氣候互相影響，重視流域植被與氣候生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)以維持整個(gè)流域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

志謝:感謝銀正彤老師以及在電子科技大學(xué)機(jī)器感知與智能系統(tǒng)研究中心學(xué)習(xí)期間各位老師和同學(xué)給予的幫助。

［1］鄭偉，王中美．貴州喀斯特地區(qū)降雨強(qiáng)度對土壤侵蝕特征的影響［J］．水土保持研究，2016，23(6):333－339．

［2］W Zheng，X Li，L Yin，Y Wang．The Retrieved Urban LST in Beijing Based on TM，HJ-1B and MODIS［J］．Arabian Journal for Science and Engineering 2016，41(6):2325－2332．

［3］Wu C D，Lung S C C．Application of 3-D Urbanization Index to Assess Impact of Urbanization on Air Temperature［J］．Scientific Reports，2016，6:1－9．

［4］Compton J，Tucker K A，Yager．Ten Years of MODIS in space:lessons learned and future perspectives［J］．Italian Journal of Remote Sensing，2011，43(3):7－18．

［5］Ge J．MODIS observed impacts of intensive agriculture on surface temperature in the southern Great Plains［J］．International Journal of Climatology，2010，30(13):1994－2003．

［6］W Zheng，X Li，L Yin，et al．Spatiotemporal heterogeneity of urban air pollution in China based on spatial analysis［J］．Rendiconti Lincei，2016，27(2):351－356．

［7］W Zheng，X Li，J Xie，et al．Impact of human activities on haze in Beijing based on grey relational analysis［J］．Rendiconti Lincei，2015，26(2):187－192．

［8］Buyantuyev A，Wu J．Urbanization alters spatiotemporal patterns of ecosystem primary production:A case study of the Phoenix metropolitan region，USA［J］．Journal of Arid Environments，2009，73(4－5):512－520．

［9］Zheng W，Li X，Lam N，et al．Applications of integrated geophysical method in archaeological surveys of the ancient Shu ruins［J］．Journal of Archaeological Science，2013，40(1):166－175．

［10］王堯，蔡運(yùn)龍，潘懋．貴州省烏江流域土地利用與土壤侵蝕關(guān)系研究［J］．水土保持研究，2013，20(03):11－18．

［11］Du J，Zhao C，Shu J，et al．Spatiotemporal changes of vegetation on the Tibetan Plateau and relationship to climatic variables during multiyear periods from 1982－2012［J］．Environmental Earth Sciences，2016，75(1):1－18．

［12］Buyantuyev A，Wu J．Urbanization alters spatiotemporal patterns of ecosystem primary production:A case study of the Phoenix metropolitan region，USA［J］．Journal of Arid Environments，2009，73 (4－5):512－520．

［13］Dong T，Liu J，Shang J，et al．Assessing the impact of climate variability on cropland productivity in the canadian prairies using time series modis fapar．Remote Sensing，2016，281(8):1－18．

［14］丁文榮．滇東南喀斯特地區(qū)植被覆蓋變化及其影響因素［J］．水土保持研究，2016(6):227－231．

［15］袁沫汐，鄒玲，林愛文，等．湖北省地區(qū)植被覆蓋變化及其對氣候因子的響應(yīng)［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36(17):5315－5323．

［16］趙煒．烏江流域人居環(huán)境建設(shè)研究［D］．重慶:重慶大學(xué)，2005．

［17］熊正賢．烏江流域民族文化資源開發(fā)與文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究［D］．西南民族大學(xué)，2013．

［18］姚永慧，張百平．基于MODIS數(shù)據(jù)的青藏高原氣溫與增溫效應(yīng)估算［J］．地理學(xué)報(bào)，2013，68(1):95－107．

［19］嵇濤，楊華，劉睿，等．TRMM衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)在川渝地區(qū)的適用性分析［J］．地理科學(xué)進(jìn)展，2014，33(10):1375－1386．

［20］Zeng H，Li L，Hu J，et al．Accuracy validation of TRMM Multisatellite Precipitation Analysis daily precipitation products in the Lancang River Basin of China［J］．Theoretical＆Applied Climatology，2013，112(3－4):389－401．

［21］李威，蔣平，趙衛(wèi)權(quán)，等．TRMM衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)在喀斯特山區(qū)的適用性分析——以貴州省為例［J］．水土保持研究，2016，23 (1):97－102．

［22］陳云浩，李曉兵，史培軍．1983～1992年中國陸地NDVI變化的氣候因子驅(qū)動(dòng)分析［J］．植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，25(06): 716－720．

［23］王永財(cái)，孫艷玲，王中良．1998－2011年海河流域植被覆蓋變化及氣候因子驅(qū)動(dòng)分析［J］．資源科學(xué)，2014，36(03): 594－602．

［24］龍笛．貴州烏江流域的水資源開發(fā)與可持續(xù)利用［J］．水資源與水工程學(xué)報(bào)，2005，16(3):19－24．

Study on the Response of Vegetation Cover Change and Climate Change in Wujiang River Basin Based on MODIS Data

SHI Yueyue1，YIN Zhengtong1，ZHENG Wenfeng2
(1.College of Resources and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，Guizhou China;2.School of Automation，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu 610054，Sichuan，China)

The relationship among NDVI，Temperature and precipitation changes in Augusts in Wujiang River basin between 2001 and 2015 was analyzed to get the temporal and spatial variation laws of vegetation change and provide reference for ecological protection of Wujiang River Basin.Based on the data of MOD13Q1，MODIS11 C3 and TRMM3B43，the trend analysis method was used to analyze the change trend situation of NDVI in 15 years．After that，simple correlation analysis，partial correlation analysis and multiple correlation analysis were used respectively to analyze the response of NDVI change with climate change.The results are as follows:the vegetation cover change is an overall upward trend in Wujiang River basin in 15 years.The relationship between vegetation cover change and the temperature is a negative correlation．The influence of rainfall on NDVI is greater than the temperature;The temperature and precip-itation effects on cultivated land is the largest and on the evergreen coniferous forest is second.Elevation of vegetation cover change at the 1 000～2000m was the largest in the evergreen coniferous forest.The decrease of vegetation cover along the Wujiang River is related to the cascade development of Wujiang River Basin，NDVI changes in the area of the hydropower station were shown as the core outward radiation reduction.The increase of vegetation coverage in the study area was mainly concentrated in the urban suburb，which is dominated by coniferous forest and cultivated land.It is the result of human being and climate interaction.The percentage of precipitation driven vegetative coverage is 27.75%in Wujiang River basin，the climate response larger than vegetation type is given priority to cultivated land;The percentage of the non-temperature and precipitation driven vegetative coverage is 72.25%in Wujiang River basin and human activities on the wujiang river basin vegetation cover change plays a leading role.The increase of vegetation coverage in the study area is mainly concentrated in the urban suburb，which is dominated by coniferous forest and cultivated land.It is the result of human being and climate interaction.

Wujiang River basin，NDVI change，response of climate，precipitation driven，non-temperature and precipitation driven

S718.45

A

1002－6622(2017)01－0127－08

10．13466/j．cnki．lyzygl．2017．01．021

2016－12－09;

2016－12－26

中國博士后科學(xué)基金(2016M592647);國家自然科學(xué)基金“基于立體視覺的動(dòng)態(tài)在體軟組織表面三維運(yùn)動(dòng)跟蹤研究”(61305022);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(BUAA－VR－16KF－11)

石悅樾(1993－)，女(苗族)，貴州省銅仁市人，在讀碩士，主要研究方向是土地資源利用與保護(hù)。Email:1056716599@qq.com

銀正彤(1969－)，女，副教授，博士，從事3S技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。Email:312346079@qq.com