内蒙古乌拉盖河流域近20年植被覆盖变化研究

摘要

植被是连接土壤、大气和水圈的自然因子，植被的变化一定程度上会引起区域生态环境变化。植被覆盖度能够很好地体现植被变化情况，是衡量区域植被变化情况甚至是区域生态环境变化的一个重要指标。
　　乌拉盖河流域是欧亚大陆温带草原乌珠穆沁草原的主要组成部分。发源于宝格达山南麓的乌拉盖河是内蒙古境内最大的内陆河，是乌珠穆沁草原生存的重要决定因素。乌拉盖河流域由于受发源地林场开发、1980年修建乌拉盖水库截断乌拉盖河上游水着力发展农业和渔业及2004年重建水库截断上游水源发展矿业及附属产业等的影响，乌拉盖河迅速消亡，草原荒漠化。虽然“十一五“期间政府为推动地区发展的有关乌拉盖河流域生态保护政策下乌拉盖草原生态环境得到了一定的恢复。但是目前乌拉盖草原退化还没有得到根本的解决，对乌拉盖流域的垦荒仍未停止，又出现了开矿、办厂等经济活动使乌拉盖草原面临威胁，植被退化迅速，由于生态恶化牧民生活水平迅速下降。
　　本研究考虑行政区的完整性及乌拉盖水库对植被变化的作用把乌拉盖河及其两侧的十一个苏木、镇为主的乌拉盖河流域为研究区，此基础上把乌拉盖河流域分为上、中、下游，利用1991年、2006、2010年三期TM遥感影像，从影像中提取NDVI，把NDVI转换植被覆盖度，根据当地植被生长状况及参考前人的研究成果确定当地植被覆盖度划分等级标准，分析研究区三个时期植被覆盖度状况并对该研究区近20年的植被覆盖度进行动态变化分析，最后分析了引起该区植被覆盖变化的驱动因素。研究结果如下:
　　(1)植被覆盖度模型的选取与植被覆盖度的计算。本文选取了像元二分模型，分析了模型的两个重要参数NDVIveg与NDVIsoil的影响因素，确定了NDVIveg和NDVIsoil，利用NDVI归一化植被指数法从研究区1991、2006、2010三期的TM遥感影像中提取植被指数，再用像元二分模型法计算植被覆盖度。用实测数据验证估算植被覆盖度的估算值发现在植被覆盖度低的地区实测值与用像元二分模型计算植被覆盖度值较接近，随着植被覆盖度的增高实测值与植被覆盖度计算值的差值越大。误差平均值为0.203。精度为72.5％，基于归一化植被指数的像元二分模型适合用于该区。
　　(2)植被覆盖度的动态变化分析。利用空间叠加法、土地利用动态度等分析乌拉盖流域1991-2010年20年间的植被覆盖度的动态变化。分析乌拉盖河流域三个时期不同等级植被覆盖度间的转移矩阵得到，1991-2006年间主要是中植被覆盖度向低植被覆盖度转变和高植被覆盖度向中植被覆盖度转变，转移面积分别为2129.519km2和2237.06km2。2006-2010年间中植被覆盖度大面积向低植被覆盖度转变，转变的面积为5179.973km2。1991年-2010年间植被覆盖度转移方向为低植被覆盖度主要向无植被覆盖度转变，转移面积为648.671km2。中植被覆盖度大面积向低植被覆盖度转移，转移面积为5045.131km2。高植被覆盖度向中植被覆盖度转移，转移面积为1591.223km2。不同等级植被覆盖度面积变化幅度和速度分析得到，1991-2006年间乌拉盖流域，中植被覆盖面积增加幅度最大，达到11.754％，年增加率为0.735％;无植被覆盖面积增加幅度为其次，为9.4333％，年增加率为0.59％;高植被覆盖面积减少幅度为23.001％，年减少率为1.438％。2006-2010年间乌拉盖流域，无植被覆盖面积增加幅度最大，为138.685％，年增加率为34.672％;低植被覆盖面积增加幅度为118.411％，年增加率为29.603％;中植被覆盖面积大幅度减少，减少幅度为50.862％;高植被覆盖面积减少幅度也很大，减少幅度为29.524％，年减少率为7.381％。
　　(3)植被覆盖度变化影响因素分析。利用乌拉盖河流域气象统计数据、土地利用矢量数据等资料，分析驱动乌拉盖河流域植被覆盖变化的因素，得到影响乌拉盖河流域上游植被覆盖变化的主要因素是农垦、采矿等人类活动。导致乌拉盖河流域下游植被覆盖变化的是自然因素和人文因素的共同作用，人问因素影响中主要是乌拉盖水库截断水流。中游植被退化的主要影响因素是自然因素。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题依据与研究意义

1．1．1 问题的提出

1．1．2 研究意义

1．2 研究进展

1．2．1 植被覆盖变化的遥感研究进展

1．2．2 乌拉盖河流域研究进展

1．3 研究内容

1．4 研究方法及技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

2 研究区概况

2．1 自然环境概况

2．1．1 气候

2．1．2 地质地貌

2．1．3 植被

2．1．4 土壤

2．1．5 水文

2．2 社会经济状况

3 数据处理与植被覆盖度的检测

3．1 数据来源

3．2 数据预处理

3．2．1 波段的选择与合成

3．2．2 图像镶嵌

3．3 土地利用信息的提取

3．4 植被覆盖度模型筛选与植被覆盖度的计算

3．4．1 像元二分模型

3．4．2 植被覆盖度的估算

3．5 精度的验证

3．6 乌拉盖河流域分区建立

3．7 乌拉盖流域植被覆盖等级的划分

4．结果分析

4．1 201 0年乌拉盖流域植被覆盖现状

4．2．乌拉盖流域近20年植被覆盖变化研究

4．2．1 近20年乌拉盖流域不同等级植被覆盖面积变化分析

4．2．2 乌拉盖流域植被覆盖度等级变化

4．2．3 乌拉盖流域不同等级植被变化幅度和速度分析

4．3 乌拉盖流域各分段1991-2010年植被覆盖趋势图

5．乌拉盖流域植被覆盖变化驱动力分析

5．1 自然原因分析

5．1．1 气温对植被覆盖变化的影晌

5．1．2 降水对植被覆盖变化的影响

5．2 人为原因分析

5．2．1 耕地(土地利用变化)对植被覆盖变化的影响

5．2．2 水库截流的影响

6．结论

参考文献

致谢