基于3S技术的雅江县植被类型调查与分析

刘中正，彭培好，周正坤

（1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059）

雅江县是林业大县，其植被是长江上游生态的主要组成部分。近年来，随着人类活动的不断加深和各种地质灾害等的影响，各类型植被的地表覆盖情况也发生了动态变化。利用遥感技术监测大范围的植被覆盖变化有利于建立客观、准确、快速的生态环境评价体系，为区域生态建设和生态修复提供依据[1]。

1 研究区概况

雅江县地处四川省西部，甘孜藏族自治州东南部、雅砻江中游、青藏高原东南部横断山脉地带，其地理坐标介于东经 100°19′～101°26′，北纬 29°03′～30°30′之内。县内最低气湿为-15.9 ℃，最高气温为35.9 ℃。年均降雨量约705 mm，主要集中在5～10月（其中6～9月为最多），冬半年（11月至翌年4月）降雨量不到全年降雨量的6%，形成明显的干湿季节。主要土壤类型有高山寒漠土、高山草甸土、棕色针叶林图、泥炭土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、褐土、山地燥褐土[2]。

2 研究方法

本文选用的遥感影像资料分别为1994年和2003年的TM数据，其分辨率为30 m。借助ERDAS Imagine 8.7遥感软件进行数据处理。通过目视解译的方法，利用ArcGIS 9.3进行不同植被类型边界的勾绘，并给各类别分别赋予属性，制作植被类型图。最后运用ArcGIS 9.3和Fragstats进行分析。

2.1 波段组合

TM影像共有7个波段，每个波段的波长、光谱分辨率和空间分辨率不尽相同，对不同地物的反应程度也不同，因此不同波段组合成的影像的用途也不同。对于植被遥感解译来说，要求影像能全面地反映植被、地貌、水体等，因此选择432的标准假彩色合成影像较为合适[3]。

2.2 图像拼接

图像波段合成之后，需要对相邻轨道的影像进行无缝拼接，涉及到的轨道号有131/39、131/40、132/39和132/40。

2.3 图像预处理

为了更多地获取植被信息和提高图像解译效果，使图像更加清晰，目标地物的标志更加突出，必须对原始图像进行几何纠正、图像增强和变换等技术处理。

2.4 图像裁剪

打开ArcGIS软件，选择ArcToolbox里面的Spatial Analyst Tools,利用Extraction下的Extraction by Polygon工具对雅江县的遥感图像进行裁剪，得到雅江县432波段合成的标准假彩色图像。

2.5 标识库的建立与植被类型提取

以野外植被调查和已有的植被图为依据建立雅江县遥感植被类型解译标识库，并利用该标识库，运用目视解译提取植被类型，分别制作1994年雅江县植被类型图（见图1）和2003年雅江县植被类型图（见图2）。

图1 1994年雅江县植被类型图

图2 2003年雅江县植被类型图

3 植被动态变化分析

植被动态变化分析，主要借助Fragstats软件统计各植被类型斑块的个数、密度、平均面积、总面积及占该植被类型覆盖面积的比例等5个指标。斑块个数经常用来描述景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度有很好的正相关性；斑块密度是反映空间异质性的关键指标之一；平均面积表征破碎化程度；斑块总面积值的大小制约着以此类型斑块作为聚居地的物种的密度、数量等（统计数据见表1、表2）。

表1 1994年雅江县植被动态变化指数统计表

表2 2003年雅江县植被动态变化指数统计表

3.1 植被类型与分布面积动态变化

景观格局及其动态变化是景观生态学研究的核心内容，它对于生态环境评价、景观生态设计及自然资源合理利用有着重要意义[4]。1994～2003年间,草甸面积增加了39 391.02 m2；灌丛面积减少了58 753.7 m2；针叶林面积增加了12 283.29 m2；阔叶林面积减少了14 275.44 m2；针阔混交林面积增加了21 448 44 m2；裸地面积减少了1 467.99 m2。可见，研究区总体植被覆盖度增高。

3.2 植被破碎化动态分析

景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小、斑块形状区域不规则、内部生境面积缩小、廊道被截断以及斑块彼此隔离。景观破碎化会对生存于其中的物种带来一系列的影响，改变生态系统中一系列的重要关系[5]。通过斑块个数和密度2个景观指数来研究该区的景观破碎化程度。斑块个数反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是其值越大，破碎度越高；反之则反。类型斑块数与面积之比表示景观基质被该类型斑块分割的程度，即这一景观组分在整个景观上的斑块密度[6，7]。

1994～2003年间，草甸的斑块数增加了75个；灌丛的斑块数增加了90个；针叶林的斑块数增加了61个；阔叶林的斑块数增加了2个；针阔混交林的斑块数增加了3个；裸地的斑块数减少了6个。可见，除裸地外，其他植被类型的斑块数都有显著增加。其中，只有针叶林的斑块密度由1994年的0.01块/hm2增加到了2003年的0.02块/hm2。说明研究区1994 ～ 2003年的植被破碎化程度增高，其中灌丛的破碎化程度最高，针叶林和草甸次之。

4 结 语

本文通过遥感和GIS技术，研究了雅江县1994年和2003年的植被景观格局，发现各种植被类型都有不同程度的破碎化情况。自然植被破碎化必然导致生物多样性的丧失和生态环境的严重破坏，因此，笔者建议依据不同坡度和植被分布类型，通过植树种林种草，建立绿色廊道，加强对水土流失的防治以及采取植被恢复等生态工程技术对区域内破坏较严重的植被进行恢复和保护。

[1]胡勇，刘良云，贾建华.北京山区植被动态及生态恢复的遥感监测[J].应用生态学报，2010,21（11）：2 876-2 882

[2]徐晓扬.基于GIS的甘孜州森林分类区划研究[D]. 雅安：四川省农业大学，2008

[3]管磊，杨晏立.西藏四江流域生态环境遥感解译标识的建立及应用[J].地理空间信息，2011，9(2):103-105

[4]井学辉，臧润国，曹磊，等.新疆额尔齐斯河流北屯段景观动态[J].林业科学，2009，45(4):7-13

[5]马克明，傅伯杰.北京东灵山地区景观格局及破碎化评价[J].植物生态学报，2000,24（3）：320-326

[6]张芸香，郭晋平.森林景观斑块密度及边缘密度动态研究---以关帝山林区为例[J].生态学杂志，2001,20（1）：18-21

[7]陈文波，肖笃宁，李秀珍.景观指数分类、应用及构建研究[J].应用生态学报，2002，13（1）：121-125

[8]王立红，朱仕霞.济南市南部山区山脊生态廊道研究[J].安徽农业科学，2011，39(28):17 382-17 384