基于RS和GIS岩溶地区植被覆盖度分析——以湖南洛塔为例

摘要

植被覆盖及其变化是区域生态环境变化的重要指标，对水文、生态、全球变化等都具有重要的意义。植被生态系统具有良好的水土保持功能，而且能有效地影响水文过程滞后洪峰，增加降水入渗补给地下水的时间和地下水的补给量。发育良好的植被生态系统，如森林生态系统、草地生态系统、灌丛生态系统等能有效的防止暴雨对地面的冲刷，减缓片流流速，具有迟滞地表产流时间和降低洪水强度的功能。同时，也增加了降水入渗补给地下水时间和入渗量，即增加有效入渗补给量，对地下水起到很好的涵养作用。目前，西南岩溶山区的水土流失、石漠化问题，都涉及到区域植被覆盖的变化问题。因此研究植被对于监测岩溶地区石漠化、水土流失具有重要的意义。这将能够为政府部门的决策提供有效的依据，对西部岩溶山区地区的生态环境进行科学治理与保护，为促进该地区的可持续发展作出贡献。并可进一步建立自动化监测系统，实现植被覆盖度的动态监测。 本文以西南岩溶地区的一个典型流域—湖南龙山县洛塔为研究对象，运用最新遥感处理软件ENVI4.3对研究区域遥感图像进行几何纠正、地形阴影校正、大气校正等一系列处理，提取出研究区域的植被覆盖度等级图。实地调查验证植被覆盖度求解精度。在ARC/INFO软件空间分析模块的支持下，结合研究区域洛塔的土地利用类型数据，对研究区域两期植被覆盖影像进行叠加分析，最后得出研究区域植被覆盖度变化趋势。 在两年植被覆盖度估算结果的基础上，对1994年和2006年的平均植被覆盖度进行统计，动态分析了等级变化的变化趋势。得出以下结论：从1994年到2006年间，洛塔植被覆盖度呈增加的趋势。研究区域低植被覆盖度稳定的向中植被覆盖度、中高植被覆盖度发展；中高植被覆盖度总面积最大，而植被覆盖度变化是最小的，能够达到50％以上的植被覆盖保持不变，说明在该级区域的植被保持稳定的发展趋势。高植被覆盖度变化幅度比较大，说明高植被覆盖度的区域受到大面积的破坏，有62.29％以上的面积转换成中高植被覆盖度，只有少量的降到低植被覆盖度，表明该区域受到破坏并不是很严重。洛塔植被类型比例最大的两类是岩溶地区的优势植被灌丛和草地，分别占到37.45％和32.64％。从1994年到2006年10来年间，灌丛、阔叶林植被类型平均覆盖度呈增大的趋势，其中灌丛植被平均覆盖度增幅达到9.43％。草地、针叶林植被类型植被覆盖度减少，针叶林植被平均覆盖度减幅达到-7.46％。灌丛平均植被覆盖度增加，主要是因为原来的植被覆盖度较低的疏木灌丛植被向密灌植被类型演替，导致了灌丛的植被覆盖度的增加。草地植被覆盖类型的平均覆盖度略微减少，主要是因为草地植被类型中，有一部分转化为任豆树、桤木幼林，导致草地植被类型平均植被覆盖度暂时减少，但从长远来说必定会增加整个洛塔地区的植被覆盖率。针叶林植被类型平均覆盖度减少、阔叶林植被类型植被覆盖度增加与洛塔多年来实行的护林政策分不开；20世纪80年代以来，洛塔实行植被保护政策，当时主要是种植了马尾松、杉木等树种，经过几十年的生长，杉木都已经成材，鉴于地区植被保护政策和山区经济的良性循环，成材林被新种植的幼林替代，造成针叶林植被覆盖度下降，从植被覆盖度转换矩阵也可以明显看出1994年以来针叶林的高植被覆盖度转变为中高植被覆盖度幅度较大；洛塔阔叶林植被类型，主要由后来引进的一些经济林构成，经过多年的生长，提高了整个洛塔地区阔叶林的平均植被覆盖度。 通过研究区域植被覆盖度遥感估算结果的验证，植被覆盖度的分类精度达到82％，基本能够满足生态环境及气候变化研究的要求，能为岩溶地区石漠化及生态环境的监测提供很好的技术支持。