生态文明语境下宁夏春季沙尘暴与植被覆盖变化相关性分析

□沙金燕

（宁夏师范学院政治与历史学院 宁夏 固原 756000）

生态安全是经济社会持续发展的重要保障，越主动防范，越能减少负面影响。植被覆盖度的年际变化造成宁夏不同地区春季沙尘暴发生频数呈年际波动，为此，要增强忧患意识，坚持以习近平生态文明思想为指导，实现人与自然和谐共存，统筹宁夏地区植被覆盖的系统治理，形成新的绿色发展理念，有效化解生态环境风险[1]。

1 资料与方法

植被覆盖度是生态环境系统的基本参数。如使用传统的地面实测方法来估算获取植被覆盖度，既要巨大的人力和财力，还要考虑很多限制性因素，得出的结果精准度也不高。如利用遥感数据获取需要区域的植被覆盖度，不仅精确度高、信息全、范围广，还不受任何环境条件限制。因此，利用遥感数据获取的方法已成为当前人们研究生态环境等的重要技术途径。

利用遥感数据提取宁夏地区特征数据，研究植被覆盖变化与春季沙尘暴的关系，并根据覆盖度值变化的不同对宁夏地区进行植被区划，具体步骤如下。

（1）在ERDIS中对获取的遥感影像数据进行预处理：波段融合、图像拼接、图像裁剪。

（2）遥感图像增强处理：去霾处理、降噪处理、去条带处理，结果得到图1。

（3）植被归一化指数计算。

（4）提取植被覆盖度。

（5）根据不同的植被覆盖度值对宁夏地区的植被覆盖状况进行划分，结果见图2。

图1 宁夏地区的ERDIS生成图

图2 宁夏地区植被覆盖状况的区划图

当遥感传感器探测地面反射光谱时，会接收获取到地表植被的反射光谱。当太阳光的可见光波段照射在植被上时，大部分可见光波段的红光会被植被吸收，但大部分近红外波段的光会被植被反射。归一化植被指数（NDVI）就是一种反映地表植被覆盖状况的遥感指标，由遥感传感器接收获取地表植被反射光谱信息推算而获得定量值。

NDVI反映的是单位像元中植被类型、植被覆盖度、生长状态等信息，其值的范围是－1≤NDVI≤1，其大小主要取决于叶面积指数LAI（垂直密度）和植被覆盖度A等要素。根据区域中植被覆盖结构形态的不同，将其分为均一像元和混合像元两类。当植被完全覆盖某个特定区域时，其植被覆盖度的值属于均一像元。如果NDVI随年际变化都为正值，那么说明植被覆盖状况总体呈上升趋势，是增加的态势。当整个特定区域不能完全被植被覆盖时，其植被覆盖度的值为0或负值，是植被结构与非植被结构构成的混合结构，属于混合像元。如果NDVI随年际变化处于下降趋势，说明植被覆盖开始减少。其依据的NDVI的公式如下。

用上面的公式将其转换为植被覆盖度值，其植被覆盖度值的转换模型如下。

式（2）中：A是转换后的植被覆盖度值，NDVImin和NDVlmax分别是最小和最大归一化植被指数值。

2 宁夏地区植被覆盖变化与春季沙尘暴的相关性分析

对遥感多波段图像进行植被指数变换后，得出NDVImax=0.570368，NDVI=0.497819，经统计分析NDVImin=0.01。利用上面两个公式，把NDVI转换成为植被覆盖度值进行分析对比，并根据值的不同，对宁夏地区植被覆盖状况进行区划，与沙尘暴空间分布进行对照。

根据其植被覆盖度值的不同，将宁夏地区的植被覆盖划分为5个区：盐同香山牧区、引黄灌溉农牧区、贺兰山林区、西海固牧林农区和六盘山林牧农区。

由此得知，可将沙尘暴划分为5个区，其结果正好与宁夏沙尘暴的空间分布一致，即中北部地区发生的概率较大，南部六盘山地区及贺兰山地区发生的概率相对较小。

利用公式对TM图像提取的水体、植被覆盖度值为＜10%、10%～30%、30%～60%、60%～100%的4种类型面积，相对于用QulckBird图像的提取结果，其平均误差约为10.51%，具体见表1所示。

对比看出，引黄灌区大部分NDVI值小于0.2；中部干旱带，即盐同香山牧区NDVI值小于0.15；南部山区，即西海固、六盘山地区的NDVI值大于0.6。

由此得知，宁夏全区植被覆盖状况随年际变化总体呈上升趋势，变化趋势较好，尤其是银川平原、卫宁灌区南部山区。位于中部的干旱区，黄沙广泛，水源短缺，多年植被覆盖呈退化趋势，易发生沙尘暴。

表1 植被覆盖度值分类区划

3 结论

（1）植被覆盖度的年际变化造成宁夏不同地区春季沙尘暴发生频数呈年际波动，但总体呈下降趋势。沙尘暴发生频数的差异性主要体现在植被覆盖度上。宁夏全区植被覆盖年际变化呈增加的态势，尤其是银川平原、卫宁灌区及南部山区发生沙尘暴频率较少，而中部的干旱区多年植被覆盖呈退化趋势，最易发生沙尘暴。因此，植被覆盖程度越低的区域，沙尘暴灾害发生的概率越大。

（2）春季和夏季植被覆盖度与沙尘暴发生的日数、持续的时间呈负相关。宁夏地区在春季3—5月降水量相对较少、蒸发量大、干旱频繁、气温回升快、风力变大，对沙尘暴发生频率的影响较大。加之这一时期土地开始耕作种植，地表仅存的植被被清除，土壤中生长的植被结构被破坏，并将深层的细微土壤颗粒暴露于地表，这些因素决定了春季是宁夏地区沙尘暴最频发的季节，尤其是4—5月。

进入夏季后，随着降水增多，干旱得到缓解，土壤湿润度不断增加，风力减弱，地面温差较小，植被覆盖度增大，沙尘暴的发生频率也随之减少，一般9—10月可降至最低。秋季后降水量急剧减少，土壤湿润度至来年1月达到最低，植被开始凋谢，植被覆盖度不断减少，风力减小，对沙尘暴的发生频率影响较小。

进入冬季后，宁夏全区除南部山区降雪较多外，其他区域比较干燥，降水总体较少，植被覆盖度达到一年中的最低值，沙尘暴发生的频率略有增加，但由于冬季气温低，地表处于冻结状态，在一定程度上减少了沙尘暴的发生。

（3）植被覆盖度的高低直接影响土壤风蚀的强度，进而影响沙尘暴灾害发生的强度。土壤湿润度对最大沙尘暴发生频率的影响可以持续3～4个月。随着植被覆盖度的降低，土壤沙化严重，加之土壤湿润度较低，土壤风蚀量具有明显的指数递增趋势。因此，植被覆盖度是沙尘暴形成的一个主要因素。