榆林市植被覆盖度时空变化及影响因素分析

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植被在自然界中承担着物质循环和能量流动的作用,维持着生态系统的平衡,植被覆盖度的大小可以评估该地生态系统的健康状况。榆林市风蚀沙化、水土流失现象严重,植被覆盖稀疏,生态环境脆弱,是国家退耕还林工程的重点实施地区。本文利用植被覆盖度来探究退耕还林后榆林市植被恢复效果,但现有研究受限于数据存储不便,单机处理数据的效率较低,选取的研究时间序列大多较短,空间分辨率较低。基于此,本文借助GEE(Google Earth Engine)平台,在线对2000-2019年榆林市Landsat Surface Ref lectance影像进行批量去云、年NDVI最大值合成、植被覆盖度计算、裁剪等处理,从而研究20年来榆林市植被覆盖度的空间分布特征和时空变化规律;同时,利用气象数据、土地利用类型数据和社会经济数据等分析了气候条件(气温、降水)、人类活动(人口、土地利用变化、退耕还林、农业生产)对植被覆盖变化的影响。得出的主要结论如下:(1)榆林市植被覆盖度呈现由西北向东南递增的空间分布特征,年均植被覆盖度由2000年的41.07%增长至2019年的52.30%,年增长率为1.37%/a(P<0.05)。在这20年期间榆林市植被覆盖度有62.99%的区域处于改善状态,其中有32.3%的区域得到明显改善(P<0.05),主要分布在佳县、吴堡县、神木市东部等地。20年来榆林市植被覆盖度的稳定性以轻度波动为主,西北地区的波动较大;植被覆盖度的未来变化趋势将以持续改善为主。(2)榆林市2000-2019年期间年均气温和年降水量整体呈上升趋势,空间分布表现为东南高西北低,气温由平地向山地递增。植被覆盖度与年均气温和年降水量均主要为正相关,与气温呈显著偏正相关的地区主要集中在府谷县和神木市,与降水量呈显著偏正相关的地区占11.48%,主要分布在横山区、榆阳区东部等地,降水对植被生长具有促进作用。生长季植被覆盖度对降水的响应具有时滞性。(3)20年来植被覆盖度的平均残差值为0.035,说明榆林市人类活动对植被覆盖度的扰动以促进为主,且这种促进作用逐渐增强的区域占66.41%,而定靖边县南部等地的人类活动抑制了植被恢复。由于退耕还林,榆林市有2579km~2的耕地转变为林草,而城镇用地扩张占用耕林草使得植被覆盖度严重退化。研究区植被覆盖度随人口密度的增大呈先增加后减少的趋势,人口密度195人/km~2为变化趋势转折点。榆林市粮食产量与植被覆盖度呈显著正相关(P<0.05),2015年以前牛羊存栏数的增加,过度放牧现象严重,导致植被覆盖度下降。同时,20年来榆林市累计造林面积共计154.33万公顷,使得榆林市林地显著增加,极大促进了植被覆盖度的恢复。
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