基于遙感和GIS的山西省礦區(qū)植被覆蓋變化及其驅(qū)動因素研究.pdf

1、植被覆蓋度是生態(tài)環(huán)境變化的重要指標(biāo)，其變化主要受人類活動和氣候變化的共同影響。礦區(qū)人類經(jīng)濟(jì)活動的日益加劇，人類活動對植被的影響不可忽視。近年來，礦區(qū)無序開發(fā)造成的生態(tài)環(huán)境破壞日趨嚴(yán)重，研究礦區(qū)植被覆蓋變化的驅(qū)動機(jī)制，對于揭示礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的原因具有重要的意義。本文以山西省作為研究區(qū)，利用2001-2014年的MOD13Q1 NDVI產(chǎn)品和同期站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)（包括:降水量、平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、最低氣-溫、最高氣溫），采用GIS空間分析、M

2、ann-Kendall趨勢分析、EOF分析等方法，根據(jù)山西省礦產(chǎn)資源十二五規(guī)劃的礦區(qū)分區(qū)數(shù)據(jù)，分析了山西省、礦區(qū)及無礦區(qū)內(nèi)植被覆蓋度的時(shí)空變化;利用改進(jìn)的回歸殘差分析方法及改進(jìn)的去趨勢回歸殘差分析方法，定量分析了氣象要素和人類活動對山西省礦區(qū)內(nèi)植被變化影響的貢獻(xiàn)率。研究為礦區(qū)植被覆蓋度變化影響因素的識別提供依據(jù)。研究結(jié)果如下:
　　(1)2001-2014年山西省年均植被覆蓋度在34.75％-43.96％之間波動，整體呈現(xiàn)波動上升

3、趨勢。在90％置信度下，2001-2014年植被覆蓋度顯著上升區(qū)域面積占山西省總面積的68.39％，無顯著變化區(qū)域占28.11％，而顯著下降區(qū)域占3.50％。
　　(2)山西省四種主要礦區(qū)2001-2014年植被覆蓋度年均值，均為銅礦區(qū)＞鋁土礦區(qū)＞煤炭＞鐵礦區(qū)。礦區(qū)植被覆蓋度的線性傾向率整體為5.65/10a，從大到小依次為煤炭礦區(qū)(5.85/10a)＞鋁土礦區(qū)(4.85/10a)＞鐵礦區(qū)(4.28/10a)＞銅礦區(qū)(3.87/1

4、0a)。在空間分布上，2001-2014年山西省礦區(qū)植被覆蓋度多年平均值分別為煤礦區(qū)41.40％、鐵礦區(qū)40.38％、銅礦區(qū)53.89％、鋁土礦區(qū)47.24％。礦區(qū)植被覆蓋度顯著上升區(qū)域占礦區(qū)總面積的71.2％，無顯著變化占25.62，顯著下降的占3.18％。各礦區(qū)植被覆蓋度明顯上升區(qū)域占其礦區(qū)總面積分別為煤礦區(qū)72.58％、鐵礦區(qū)63.81％、銅礦區(qū)50.13％、鋁土礦區(qū)65.79％。與礦區(qū)相比，無礦區(qū)月均植被覆蓋度變化曲線為平滑單峰

5、型，基本符合自然狀態(tài)下植被覆蓋度的變化情況。
　　(3)模擬無人類活動干擾的情況下，礦區(qū)東部地區(qū)植被覆蓋度呈現(xiàn)下降趨勢，西部地區(qū)植被覆蓋度呈上升趨勢。人類活動貢獻(xiàn)率起主導(dǎo)作用的區(qū)域占礦區(qū)總面積89.50％。改進(jìn)的回歸殘差分析方法計(jì)算的人類活動對礦區(qū)植被覆蓋變化的貢獻(xiàn)率高達(dá)87.43％，占主導(dǎo)地位。主要是山西省礦區(qū)內(nèi)頻繁的采礦活動和不斷的植樹造林所致。氣象要素的影響相對較弱(12.57％)，氣象要素影響區(qū)域主要是在高植被覆蓋區(qū)域或一

6、直存在稀有森林的區(qū)域。
　　(4)通過改進(jìn)的去趨勢回歸殘差分析方法，模擬在獨(dú)立氣候條件下植被覆蓋度的變化，結(jié)果礦區(qū)西部呈現(xiàn)植被覆蓋度上升趨勢，東部呈現(xiàn)下降趨勢。與改進(jìn)的回歸殘差分析方法模擬的植被覆蓋度變化趨勢圖相比，整體上變化趨勢基本一致，在個(gè)別區(qū)域存在一些差異，主要是去除了氣象要素和人類活動共趨勢效應(yīng)的結(jié)果。
　　(5)與改進(jìn)的回歸殘差分析方法相比，改進(jìn)的去趨勢回歸殘差分析方法對人類活動的作用識別能力更強(qiáng)，彌補(bǔ)了改進(jìn)的回歸