基于GEE云平台的黄河流域植被覆盖度时空变化特征

摘要

植被覆盖度是土地生态的重要指示因子,黄河流域横跨中国地形三大阶梯,是国家重要的生态屏障,同时也是重要的经济地带和"能源流域".为揭示长时序黄河流域及其煤炭富集地区土地生态变化状况,基于Google Earth Engine(GEE)平台,对1987-2020年黄河流域共40525景Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像进行批量去云、融合和NDVI云计算等处理,获取34 a的植被覆盖度数据.综合利用最大值合成法、像元二分模型、一元线性回归趋势性分析和F检验等方法对黄河流域及流域内煤炭国家规划矿区植被覆盖度的时空变化特征进行定量分析;在此基础上逐一识别地形因子和气候因子对黄河流域及其规划矿区植被覆盖度的影响.结果 表明:①34 a间黄河流域的平均植被覆盖度由1987年的0.4574上升至2020年的0.5817,同期流域内煤炭国家规划矿区则由0.3556增至0.5361,2者呈现一致的波动上升的趋势;②时序趋势变化类型构成中,黄河流域植被覆盖度改善的面积(33.19％)远大于植被覆盖度退化的面积(3.55％).规划矿区内植被覆盖度改善面积占比高于黄河流域,但其植被覆盖度仍明显低于黄河流域平均水平;③黄河流域多年平均植被覆盖度空间差异明显,除宁夏平原、河套平原等地外,主要呈现南高北低、由东南向西北递减的趋势;④黄河流域及规划矿区地形因子对植被覆盖度的影响表现为高程＞坡度＞坡向,气候因子的影响表现为气温＞降水量.降水量和气温对于规划矿区的植被覆盖度的影响均小于对整个黄河流域的影响.土地利用类型变化促进了黄河流域植被覆盖变化趋势类型的多向性;⑤44个煤炭规划矿区中,彬长矿区和乡宁矿区植被覆盖度改善相对更为显著,石炭井矿区和包头矿区退化面积占比相对高.研究表明:应用长时序、多源数据能够客观揭示黄河流域及规划矿区植被覆盖度时序和空间变化异同特征,为科学认识与评价整个流域及规划矿区生态状况、制定生态保护修复政策等提供数据支撑,今后针对植被覆盖度时空差异的形成机理仍需进一步深入分析.