于泉洲，董 杰，劉恩峰，周 蕾，梁春玲，張懷珍，曹建榮

(1.聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東聊城252059;2.湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，南京210008;3.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京100101;4.商丘師范學(xué)院測(cè)繪與規(guī)劃學(xué)院，河南商丘476000)

基于MODIS的南四湖植被覆蓋變化的時(shí)空特征研究

于泉洲1，董 杰1，劉恩峰2，周 蕾3，梁春玲4，張懷珍1，曹建榮1

(1.聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東聊城252059;2.湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，南京210008;3.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京100101;4.商丘師范學(xué)院測(cè)繪與規(guī)劃學(xué)院，河南商丘476000)

濕地植被的時(shí)空變化研究是陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化響應(yīng)研究的重要內(nèi)容之一。利用2000—2015年的中分辨率成像光譜儀 (MODIS)16天合成的植被指數(shù)數(shù)據(jù) (NDVI和EVI)作為植被覆蓋的指標(biāo)，采用基于像元的線性趨勢(shì)分析和穩(wěn)定性分析方法研究了南四湖濕地植被覆蓋的時(shí)空演變和穩(wěn)定性格局特征，并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和相關(guān)資料分析了控制植被覆蓋變化的主要因素。結(jié)果表明:1)南四湖濕地植被覆蓋度受景觀格局控制，呈現(xiàn)由湖岸向湖心減小的帶狀分布特征。2)南四湖植被覆蓋變化具有階段性特征。2000—2003年生長(zhǎng)季植被覆蓋度處于較高水平，2004—2006年處于較低水平，之后波動(dòng)變化;植被覆蓋年內(nèi)變化呈雙峰特征，尤其在下級(jí)湖。3)濕地的水陸交錯(cuò)地帶植被覆蓋下降趨勢(shì)明顯，植被指數(shù)平均每10年減少0.1～0.3，其他區(qū)域植被覆蓋略有上升。4)植被覆蓋的穩(wěn)定度亦呈現(xiàn)以湖心為中心的環(huán)帶狀特征，由湖心到湖岸植被的穩(wěn)定性逐漸增高。5)植被覆蓋度的變化與區(qū)域降水導(dǎo)致的湖泊水位變化關(guān)系密切。除去極端降水的2003年，年降水量與濕地植被指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系 (P＜0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為－0.60(NDVI)和－0.66(EVI)。作為南水北調(diào)東線工程重要的水利樞紐，南四湖頻繁的水文調(diào)蓄必然影響濕地植被覆蓋格局，進(jìn)而影響南四湖濕地生態(tài)過程及生態(tài)功能，需引起管理者的重視。

MODIS;EVI;NDVI;植被覆蓋;南四湖濕地

0 引言

濕地被譽(yù)為“地球之腎”，是水陸交互作用所形成的自然綜合體，在調(diào)節(jié)氣候、涵蓄水源和維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面具有重要的作用［1，2］。植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，聯(lián)系著土壤、大氣和水分等要素，同時(shí)受人為活動(dòng)的影響具有明顯的時(shí)空異質(zhì)性［3］。濕地植被是濕地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在改善湖泊濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、維持生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力和保護(hù)生物多樣性等方面都具有重要作用［2］。因此，在氣候變化和人為活動(dòng)影響的背景下，研究濕地植被時(shí)空變化特征及其影響因素具有重要意義。

當(dāng)前，對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)植被的時(shí)空變化研究多借助于遙感數(shù)據(jù)，常用的遙感數(shù)據(jù)有 NOAA AVHRR、SPOT-Vegetation以及MODIS等［4］。遙感數(shù)據(jù)獲取的植被指數(shù)數(shù)據(jù)可以表征地表植被覆蓋、綠度變化甚至健康狀況。歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)基于植被葉綠素在690nm處的強(qiáng)吸收，通過紅光和近紅外波段反射率的組合實(shí)現(xiàn)對(duì)植被狀態(tài)的定量表達(dá)［5］。增強(qiáng)型植被指數(shù)(Enhanced Vegetation Index，EVI)在 NDVI的基礎(chǔ)上加入藍(lán)光波段信息，在表征高生物量植被類型的變化方面具有優(yōu)勢(shì)［6］。

1980年以來，在自然和人為活動(dòng)的影響下南四湖濕地的景觀格局［7－9］、生態(tài)功能［10－11］和植被覆蓋度方面都發(fā)生了顯著變化［12］，然而對(duì)20世紀(jì)90年代末南四湖大開發(fā)后濕地植被的時(shí)空連續(xù)變化及其驅(qū)動(dòng)因素還缺乏深入研究，更未見利用高時(shí)間分辨率的MODIS數(shù)據(jù)開展南四湖的研究。因此本文利用2000—2015年MODIS 16天合成NDVI和EVI數(shù)據(jù)，利用基于像元的時(shí)序分析方法和穩(wěn)定性分析方法，研究2000年以來的16年間南四湖濕地植被時(shí)空連續(xù)的變化特征，揭示這一變化的控制因素，以期豐富學(xué)界對(duì)于湖泊濕地植被覆蓋的時(shí)空格局和控制因素的認(rèn)識(shí)，并為南四湖濕地資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定的科學(xué)指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

南四湖(34°27'～35°20'N，116°34'～117°21'E)位于山東省西南部，行政上隸屬于濟(jì)寧市微山縣。南四湖是河跡洼地型湖泊［13］，自西北向東南由南陽、獨(dú)山、昭陽和微山4個(gè)相連的湖泊組成，全湖南北長(zhǎng)約120km，東西寬在5～25km之間，最大水域面積約1 266km2(圖1)。南四湖不僅是華北地區(qū)最大的淡水湖泊和南水北調(diào)東線工程主要的調(diào)蓄樞紐，也是山東省重要的生物寶庫和水禽棲息地，在維護(hù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)平衡方面具有重要意義。1960年建于昭陽湖區(qū)的攔湖大壩把南四湖分成上級(jí)湖和下級(jí)湖。上級(jí)湖包括南陽、獨(dú)山、昭陽3個(gè)相連的湖泊，下級(jí)湖為微山湖。近年來，南四湖地區(qū)逐步修筑了圍湖防洪大堤，設(shè)計(jì)洪水位在36.5m(上級(jí)湖)和36m(下級(jí)湖)以上，湖區(qū)平均水深約1.5m。湖水作用區(qū)域被限制在大堤之內(nèi)，故研究區(qū)選在南四湖湖西大堤和湖東堤所圍的區(qū)域［14］。濕地內(nèi)大量蘆葦、荷、芡、眼子菜、金魚藻等濕生、水生自然植被分布，亦有部分林地、農(nóng)田等人工植被分布。近年來，隨著氣候變化和人為活動(dòng)的影響，南四湖生態(tài)環(huán)境變化顯著［7－15］。

圖1 南四湖濕地的位置Fig.1 Location of Nansi Lake wetland

1.2 數(shù)據(jù)

采用美國(guó)EOS衛(wèi)星獲取的16天合成的MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer) MOD13A1植被指數(shù)(VI)數(shù)據(jù)，包括NDVI和EVI。該數(shù)據(jù)采用正弦曲線(Sinusoidal)投影方式，存儲(chǔ)格式為EOS-HDF，空間分辨率為250m。該數(shù)據(jù)進(jìn)行了大氣校正和雙向反射來去除水、云、氣溶膠以及陰影對(duì)圖像質(zhì)量的影響，可以直接用于研究植被覆蓋情況。利用ENVI+IDL編程環(huán)境將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ENVI標(biāo)準(zhǔn)格式，投影方式轉(zhuǎn)換為WGS-84投影。然后利用南四湖濕地的矢量邊界文件對(duì)圖像進(jìn)行批量裁剪。另外，選取南四湖附近的兗州氣象標(biāo)準(zhǔn)站2000年以來的降水?dāng)?shù)據(jù)并參考已發(fā)表的相關(guān)水文資料［16］，綜合分析2000年以來南四湖濕地植被時(shí)空變化的控制因子。

1.3 方法

1.3.1 植被指數(shù)閾值設(shè)定

研究以植被指數(shù)表征植被覆蓋度。為確定南四湖植被范圍進(jìn)而確定不同時(shí)期濕地植被蓋狀況，需對(duì)研究區(qū)設(shè)定植被指數(shù)的閾值。根據(jù)Huete等人對(duì)MODIS植被指數(shù)的研究［6］，并參考國(guó)內(nèi)相關(guān)研究［12，17］，選取VI=0.1作為常年植被區(qū)的閾值，VI大于0.1的像元作為植被進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，VI小于0.1的像元認(rèn)為是裸土或水體。

1.3.2 趨勢(shì)分析

基于最小二乘法的一元線性回歸分析被廣泛用于基于柵格的變量趨勢(shì)分析，趨勢(shì)分析可以模擬每個(gè)柵格單元值的變化趨勢(shì)［18］。同時(shí)計(jì)算柵格變量對(duì)時(shí)間的Pearson相關(guān)系數(shù)。將植被覆蓋度的變化率定義為研究期內(nèi)NDVI和EVI隨時(shí)間變化的一次線性回歸方程的斜率，計(jì)算公式為:

式中，變量i為16天合成影像按時(shí)間排列的序號(hào)，i取值為1，2，…，365;n為樣本數(shù)，n=365;VIi為第i景影像的VI值;ti為第i景影像對(duì)應(yīng)的時(shí)間(ti=YEARi+DOYi/365，其中YEARi和DOYi分別為第i景影像所在年和年積日)，slope是2000—2015年VI的線性回歸斜率，若slope＞0，說明該像元在該時(shí)期VI呈上升趨勢(shì)，植被覆蓋有所改善，反之植被覆蓋度下降。

1.3.3 穩(wěn)定性分析

植被指數(shù)的年際波動(dòng)是植被穩(wěn)定性的重要體現(xiàn)，是植被群落健康狀況的重要標(biāo)志［19］。變異系數(shù)(CV)可以反映數(shù)據(jù)的波動(dòng)程度，CV值越大說明植被受到的干擾大，植被越不穩(wěn)定。本文利用公式(2)和(3)計(jì)算2000—2015年植被指數(shù)的CV，以此來反映南四湖區(qū)域逐個(gè)像元16年來的植被穩(wěn)定性。

式中:CV為變異系數(shù)，S為標(biāo)準(zhǔn)差為多年VI平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 南四湖土地利用狀況與多年植被覆蓋空間格局

濕地的土地利用和景觀格局是影響植被蓋度空間特征的主要因素。劉恩峰等［7］利用Landsat數(shù)據(jù)對(duì)南四湖景觀格局特征的研究顯示，2007年(本文研究時(shí)段的中期)南四湖濕地景觀類型主要包括挺水植物區(qū)、敞水區(qū)、臺(tái)田坑塘、人工養(yǎng)殖區(qū)、農(nóng)業(yè)用地和島嶼。敞水區(qū)和臺(tái)田坑塘在上級(jí)湖分布多，農(nóng)業(yè)用地集中分布在下級(jí)湖西岸。各景觀類型呈帶狀分布特征，由湖心向湖岸大致分布為敞水區(qū)、人工養(yǎng)殖區(qū)、臺(tái)田坑塘和農(nóng)業(yè)用地［7－9］。

通過對(duì)MODIS數(shù)據(jù)在空間上統(tǒng)計(jì)平均發(fā)現(xiàn)，2000—2015年間南四湖NDVI介于－0.05～0.62之間，均值為0.403;EVI介于－0.02～0.40之間，均值為0.234。上級(jí)湖中的獨(dú)山湖和昭陽湖植被指數(shù)相對(duì)較低，上級(jí)湖的南陽湖和下級(jí)湖的微山湖北部及微山島的植被指數(shù)較高?？傮w而言，植被指數(shù)從湖心向湖岸呈增大趨勢(shì)。濕地植被覆蓋格局受景觀格局的控制，湖區(qū)的農(nóng)業(yè)用地、挺水植物區(qū)和臺(tái)田坑塘景觀的植被覆蓋度較高，敞水區(qū)植被覆蓋度最低，其植被指數(shù)一般在0.1以下甚至為負(fù)值(圖2)。

圖2 2000—2015年南四湖濕地植被指數(shù)的空間特征Fig.2 Spatial pattern of the mean vegetation indexes in Nansi Lake wetland from 2000 to 2015

2.2 南四湖植被覆蓋時(shí)空變化特征

2.2.1 植被覆蓋的時(shí)間序列特征

圖3顯示2000年以來南四湖植被指數(shù)變化呈現(xiàn)階段性特征，無論是NDVI還是EVI，在全湖、上級(jí)湖和下級(jí)湖植被指數(shù)都具有一致特征。表明濕地植被覆蓋呈現(xiàn)階段性的變化，NDVI在2000—2003年夏季較高，2004—2006年植被覆蓋較低，2007年起略有上升且較穩(wěn)定。相比NDVI，EVI的時(shí)間序列變化的階段性特征更為明顯，2000—2003年間生長(zhǎng)季的植被EVI接近0.5，而2004年至今生長(zhǎng)季EVI都沒有達(dá)到之前的水平(圖3b)。另外，植被指數(shù)的年內(nèi)變化呈現(xiàn)雙峰特征，尤其在2003年之后更為明顯。植被指數(shù)的年內(nèi)雙峰變化特征主要由于耕地的一年兩季耕種模式?jīng)Q定［20］，因此在研究區(qū)2003年之后植被指數(shù)雙峰特征愈加明顯可能暗示了2002年大旱之后濕地植被景觀向農(nóng)業(yè)用地景觀的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變。

另外，多數(shù)年份生長(zhǎng)季下級(jí)湖的植被覆蓋明顯高于上級(jí)湖(圖3)，然而在干旱的2000—2003年則不同，上級(jí)湖的植被覆蓋水平高于下級(jí)湖或與下級(jí)湖相當(dāng)。這一特征可能與南四湖區(qū)域干旱和湖泊調(diào)蓄導(dǎo)致的上級(jí)湖和下級(jí)湖水位變化有關(guān)。同時(shí)，下級(jí)湖植被指數(shù)年內(nèi)變化曲線的雙峰特征更為明顯，這可能是由下級(jí)湖農(nóng)業(yè)用地面積較大決定的。

圖3 南四湖濕地植被指數(shù)的時(shí)間變化特征Fig.3 Temporal variations of the vegetation indexes in Nansi Lake wetland

2.2.2 植被覆蓋變化趨勢(shì)的空間格局

濕地植被覆蓋的變化趨勢(shì)存在明顯的空間差異。無論是NDVI和EVI隨時(shí)間變化的相關(guān)系數(shù)格局圖(圖4)還是其變化速率格局圖(圖5)上均顯示出植被覆蓋變化趨勢(shì)在空間上的異質(zhì)性。上級(jí)湖的昭陽湖以及下級(jí)湖微山島的西南部是植被覆蓋減少最集中的區(qū)域，接近湖心的區(qū)域植被覆蓋下降最明顯，相關(guān)系數(shù)小于－0.45，植被指數(shù)下降速率約為每10年減少0.1～0.3。同時(shí)，南陽湖與微山湖的西部植被覆蓋有上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)不顯著。植被覆蓋下降的區(qū)域集中于水陸交錯(cuò)地帶。水位升高導(dǎo)致植被群落生境條件改變，蘆葦、蒲等挺水植物群落被蓮、金魚藻、眼子菜等浮水或沉水植被所取代，造成植被覆蓋度降低，因此敞水區(qū)外圍植被覆蓋的減小可能與南四湖2000年以來水位不斷升高［16］有關(guān)。

2.3 南四湖植被覆蓋的穩(wěn)定性格局

南四湖濕地植被覆蓋的穩(wěn)定度在空間上呈現(xiàn)出規(guī)律的變化。除湖心部分常年敞水區(qū)的植被指數(shù)為負(fù)值導(dǎo)致其變異系數(shù)小于0以外，其他區(qū)域VI的變異系數(shù)由湖心向湖岸不斷減小，其中以獨(dú)山湖最為明顯。這說明植被的穩(wěn)定性是從湖心向湖岸不斷升高的，臨近湖心的植被穩(wěn)定性最低而湖岸植被的穩(wěn)定性最高。結(jié)合土地利用資料分析認(rèn)為植被最穩(wěn)定的區(qū)域位于下級(jí)湖西岸的農(nóng)業(yè)用地和臺(tái)田坑塘區(qū)，其Cv一般在0～1之間;植被最不穩(wěn)定的區(qū)域位于獨(dú)山湖的敞水區(qū)，Cv大于5(圖6)。這可能是因?yàn)槌ㄋ畢^(qū)外側(cè)多以浮水植物和沉水植物為主，受湖泊水位升降造成淹水和出露的交替作用影響從而導(dǎo)致植被覆蓋的不穩(wěn)定。

圖4 南四湖濕地植被指數(shù)與時(shí)間的相關(guān)系數(shù)的空間格局Fig.4 Spatial pattern of correlation coefficient between vegetation indexes and time in Nansi Lake wetland

圖5 2000年以來南四湖濕地植被指數(shù)變化趨勢(shì)的空間格局Fig.5 Spatio-temporal pattern of vegetation coverage in Nansi Lake wetland since 2000

圖6 2000年以來南四湖濕地植被穩(wěn)定性格局Fig.6 Stability pattern of vegetation in Nansi Lake wetland since 2000

2.4 植被覆蓋變化的原因分析

水位是濕地生態(tài)水文過程的關(guān)鍵因素之一，水位的變化將影響濕地植被覆蓋度和植被群落的演替［21］。對(duì)于南四湖而言，年降水量的波動(dòng)與水位波動(dòng)基本一致。水位變化與區(qū)域降水量的變化具有顯著相關(guān)性(P＜0.05)［16］，因此降水成為影響南四湖濕地植被覆蓋變化的間接因素。圖7顯示2000年以來降水量與濕地植被指數(shù)基本呈現(xiàn)相反的波動(dòng)特征。2000—2002年降水量很少，此時(shí)植被指數(shù)很高;2003年是降水量最大年份，兩者特征不明顯;自2004年起，降水量呈下降趨勢(shì)，而植被指數(shù)呈緩慢波動(dòng)上升趨勢(shì)。

由于南四湖湖區(qū)泄洪調(diào)蓄的影響，在降水量最大的2003年湖區(qū)水位達(dá)到湖區(qū)最高水位并不再隨降水量增加而升高，2003年降水量與湖區(qū)水位關(guān)系不具代表性。因此把極端降水的2003年排除后，將年降水量與植被指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)年降水量與濕地植被指數(shù)呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，降水量與NDVI的相關(guān)系數(shù)為0.60，與EVI的相關(guān)系數(shù)為0.66，與兩者的相關(guān)性達(dá)到95%的顯著性水平(圖8)。這表明在沒有大規(guī)模人為調(diào)蓄的情況下，區(qū)域降水量的增加提升了南四湖水位間接地抑制湖區(qū)植被覆蓋度的增加。

圖7 2000年以來南四湖年降水量與植被指數(shù)年均值變化Fig.7 Variations of annual precipitation and vegetation indexes in Nansi Lake since 2000

圖8 南四湖年降水量與植被指數(shù)關(guān)系(除2003年)Fig.8 Correlations of annual precipitation and vegetation indexes in Nansi Lake(except 2003)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

基于MODIS-NDVI/EVI數(shù)據(jù)，利用基于像元的一元線性回歸方法并計(jì)算其變異系數(shù)，從植被指數(shù)變化趨勢(shì)的格局切入分析，研究了2000—2015年南四湖濕地植被覆蓋的連續(xù)時(shí)空格局特征，并分析了驅(qū)動(dòng)因素。主要結(jié)論如下:

1)濕地的景觀格局影響著植被覆蓋的空間格局。植被覆蓋度呈現(xiàn)帶狀分布的特征，植被指數(shù)由湖心向湖岸逐漸增大。南陽湖中南部和微山湖大部是植被蓋度較高的區(qū)域。

2)濕地植被覆蓋的年際變化呈階段性特征。2000—2003年植被覆蓋較高，2004—2006年植被覆蓋處于低位，之后呈波動(dòng)變化。植被覆蓋的年內(nèi)變化呈現(xiàn)雙峰變化特征，下級(jí)湖的雙峰特征尤其明顯，這與下級(jí)湖有一定面積的農(nóng)業(yè)用地有關(guān)。

3)濕地植被覆蓋的變化趨勢(shì)具有明顯空間差異?？拷ㄋ畢^(qū)域的植被覆蓋度下降趨勢(shì)明顯，尤其是獨(dú)山湖、昭陽湖和微山湖的局部，植被指數(shù)與時(shí)間的相關(guān)系數(shù)一般小于－0.45，植被指數(shù)平均每10年減少0.1～0.3，而南陽湖北部和微山湖西北部區(qū)域植被覆蓋度略有上升但不顯著。

4)濕地植被覆蓋的穩(wěn)定性格局呈現(xiàn)以湖心為中心的環(huán)帶狀特征。除常年敞水區(qū)域外，越靠近湖心的植被其穩(wěn)定性越差，植被覆蓋時(shí)常發(fā)生變化，越靠近湖岸的植被穩(wěn)定性越高。這可能與挺水植被和浮水植被對(duì)濕地水文條件的適應(yīng)差異有關(guān)。

5)湖區(qū)水位變化是影響濕地植被覆蓋度的關(guān)鍵因素，區(qū)域降水通過改變湖區(qū)水位間接調(diào)控著濕地的植被覆蓋度。去除極端降水年份，年降水量與植被指數(shù)NDVI和EVI呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為－0.60和－0.66(P＜0.05)。

3.2 討論

南四湖地處山東省西南部魯蘇交界地區(qū)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，湖區(qū)土地利用類型多樣且受人為擾動(dòng)較大。20世紀(jì)90年代中后期南四湖開始大規(guī)模發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖，大量毀葦毀荷開挖魚塘，一度造成南四湖植被覆蓋下降［12，20］。2005—2009年，當(dāng)?shù)卣畬?duì)濕地進(jìn)行了一些保護(hù)性開發(fā)，如建立微山湖國(guó)家濕地公園、微山湖濕地紅荷風(fēng)景區(qū)等，濕地植被得到了一定的保護(hù)。這些人為活動(dòng)可能會(huì)對(duì)南四湖植被覆蓋狀況產(chǎn)生一定影響，但本文認(rèn)為在研究期內(nèi)沒有產(chǎn)生明顯的趨勢(shì)性的影響。

本文僅從自然的角度討論了降水(水位)對(duì)于南四湖濕地植被覆蓋度的影響，發(fā)現(xiàn)在湖區(qū)蓄洪量范圍內(nèi)，降水量與植被覆蓋度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，文章沒有針對(duì)人為因素的影響展開分析?？梢灶A(yù)見，隨著區(qū)域人為活動(dòng)強(qiáng)度的加大以及南四湖作為南水北調(diào)東線樞紐調(diào)蓄作用的發(fā)揮，人為因素對(duì)于濕地植被覆蓋和景觀格局的影響必將越來越大。這也是我們需要進(jìn)一步研究的問題。

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Analysis on Vegetation Spatio-temporal Variation of Nansi Lake Based on MODIS

YU Quanzhou1，DONG Jie1，LIU Enfeng2，ZHOU Lei3，LIANG Chunling4，ZHANG Huaizhen1，CAO Jianrong1
(1.School of Environment and Planning，Liaocheng University，Liaocheng 252059，Shandong，China;2.State Key Laboratory of Lake Science and Environment，Nanjing Institute of Geography and Limnology，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008，Jiangsu，China;3.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China;4.Department of Surveying and Planning，Shangqiu Normal University，Shangqiu 476000，Henan，China)

Spatial and temporal change study of wetland vegetation is an important part of the global change and terrestrial ecosystem research.We selected vegetation index(NDVI and EVI)data of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)during 2000 to 2015 as indicators to represent vegetationcover.Using pixel-based linear trend analysis and stability analysis method，we studied the vegetation coverage temporal and spatial evolution and vegetation stability pattern of Nansi Lake，and combined with meteorological data and other related data to analyze its control factors.The results show that:1)Vegetation coverage of Nansi Lake was controlled by landscape pattern，with a reducing banded distribution from the lake shore to the eulimnetic area.2)Vegetation coverage change had stage characters.Vegetation coverage was at a high level in growing season from 2000 to 2003，at a low level from 2004 to 2006 and fluctuated after 2006.Vegetation coverage had bimodal trends within the year，especially in the lower lake.3)Vegetation coverage decreased significantly at the lake-land ecotone in Nansi wetland.Vegetation index decreased by 0.1 to 0.3 per 10 years averagely，and it increased slightly at other regions.4)Stability of vegetation coverage presented the annular characterized，increasing from the central to shores of the lake gradually.5)Vegetation coverage has the close relationship with regional precipitation and lake level change caused by precipitation.Except the extreme precipitation year(2003)，annual precipitation and wetland vegetation index showed a significant negative correlation(P＜0.05)，and correlation coefficients were－0.60(for NDVI)and－0.66(for EVI).As an important hydro-junction at south-to-north water transfer east route project，frequent hydrological regulation in Nansi Lake inevitably influences wetland vegetation coverage pattern，even affecting the Nansi Lake ecological processes and functions，to which relevant managers should pay serious attention.

MODIS，EVI，NDVI，vegetation coverage，Nansi Lake wetland

S718.45

A

1002－6622(2017)01－0144－09

10．13466/j．cnki．lyzygl．2017．01．023

2016－11－01;

2016－12－08

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金青年項(xiàng)目(14CJY077);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41401110);聊城大學(xué)博士基金項(xiàng)目(318051530)

于泉洲(1983－)，男，山東濟(jì)南人，講師，博士，主要從事濕地生態(tài)遙感研究。Email:yuquanzhou2008@126.com

梁春玲(1982－)，女，山東菏澤人，博士，主要從事濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究。Email:guliang1229@126.com