2007-2017年合肥市植被覆盖度动态变化

(成都理工大学 四川 成都 610000)

植被覆盖度是指植被在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比，是衡量区域生态系统环境变化的综合量化指标。采用归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度变化情况，不仅模型简单，不依赖于地面实测数据，可操作性强，而且可以在一定程度上表征植被的生长状况和变化。近几年利用遥感数据进行地表植被覆盖观测的研究也越来越多。

合肥市是安徽省的省会城市，地处长江淮河之间，巢湖之滨，是国家首批命名的3个“全国园林城市”之一，号称绿色城市、生态城市。近几年，合肥市工农业生产，市政建设呈迅猛发展态势，经济发展，人口膨胀和城市扩张，不可避免地带来一些城市问题，如生态环境趋于恶化现象。本文以NDVI和像元二分法估算合肥市的2007-2017年植被覆盖度，分析其植被覆盖变化情况，对于保护城市生态建设的成果，为城市生态评价及生态安全评估提供参考。

一、研究区概况

合肥作为安徽省省会城市，位于安徽中部，地理坐标为30°56′N～32°30′N，116°40′E～117°58′E。合肥市现辖肥东、肥西、长丰、庐阳4个县，1个县级市巢湖市，位于江淮之间、巢湖之滨，具有承东启西、贯通南北的重要区位优势，总面积11445.1km2，人口796.5万，是全省政治、经济、文化和金融中心，也是全国四大科教城市之一。

二、研究方法与数据处理

(一)数据源与预处理

研究区所采用的数据为2007年、2017年Landsat 8 OLI数据，条带号为121，行编号为38，空间分辨率为30m。首先对遥感影像进行几何配准、大气校正、假彩色合成等预处理，再通过ENVI软件图像利用行政矢量边界进行裁剪，得到研究区的遥感影像图。

(二)NDVI和植被覆盖度的计算

1.归一化植被指数(NDVI)

NDVI能够反映植被生长状态，与植被覆盖度紧密相关，因此是目前运用最广泛的植被指数之一。近红外波段与可见光波段的数值之差比上这两个波段数值之和的结果即归一化植被指数(NDVI)：

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)

(1)

2.植被覆盖度遥感估算(FVC)

本文应用最为广泛的像元二分模型估算合肥市的植被覆盖度，利用归一化植被指数NDVI计算植被覆盖度：

FVC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)

(2)

其中，NDVIsoil为全土壤或无植被覆盖的像元NDVI值，NDVIveg为全部由植被覆盖的像元NDVI值。利用像元二分模型估算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。NDVIsoil和NDVIveg一般取一定置信度范围内的最大值和最小值，置信度的取值主要根据该地区的实际情况确定，本文分别取NDVI累积概率分布在5%和95%的NDVI值作为NDVIsoil和NDVIveg。

三、结果分析

(一)植被覆盖度变化特征分析

2007-2017年合肥市的植被覆盖度空间分布特征是以主城区为中心，城区植被覆盖度低，外围植被覆盖度高。合肥市的植被覆盖度良好，植被覆盖度较高的地区占据合肥市大部分地区，区域中有一个显著的高植被覆盖区是位于西南部的大蜀山森林公园，这些都与实地的情况一致。2007-2017年植被覆盖度变化分析可知，合肥市的植被覆盖度分布发生明显变化，植被覆盖度显著减少的区域主要分布在合肥市高新区、政务区、湖滨新区等经济发展活跃的区域，由于近几年建设力度较大，城市扩张，大量农田转为建设用地，导致该地区植被覆盖度显著减少。植被覆盖度增加区域明显少于减少区域，显著增加区域主要是由于水塘转化为农田绿地。合肥市多个区域植被覆盖度均有轻微改善，其中改善集中分布在合肥市的北部和南部，包括长丰县、肥西县和庐江县区域。

(二)植被覆盖变化的驱动力分析

1.人类活动因素

近年来，合肥市城市建设迅速发展、扩张，城镇化步伐加快，经济建设的快速发展直接造成植被覆盖度的下降。因此，如何协调城市发展与生态环境保护，已经成为合肥市政府急需解决的问题。

2.自然因素

植被生长除了受到人类活动的影响外，自然因素也在很大程度上影响植被生长状况，如气温和降水直接影响植被的长势。例如，大蜀山森林公园区域的植被覆盖变化较小，由于人类活动的减少，植被自身的调节和保护使得蓄水能力相应提高，促进植被的生长。

四、结论

本文基于2007年、2017年NDVI数据，利用像元二分模型估算合肥市的植被覆盖度。结果表明，合肥市植被覆盖度空间分布特征是以主城区为中心，城区植被覆盖度低，外围植被覆盖度较高。利用像元二分模型方法操作简单、速度快，得到的植被覆盖度也可以客观地反映植被生长变化的情况，为相关部门评估生态环境、制定城市建设做参考。