2000-2015年成都市植被变化特征研究

贺倩

摘  要：为掌握成都市地区的植被覆盖变化特征，文章基于一元線性回归和Hurst指数法对研究区的植被覆盖变化进行了分析。结果表明：由于人口数量和城镇的不断扩张，2000-2015年成都市植被覆盖整体上呈降低的变化趋势，且中部地区表现的最为明显。成都市Hurst指数表现出中间高，周围低的空间分布特征，中部地区植被覆盖未来仍有降低的变化趋势。

关键词：植被覆盖;变化特征;Hurst指数

中图分类号：Q948         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）26-0063-02

Abstract： In order to grasp the characteristics of vegetation cover change in Chengdu， this paper analyzes the vegetation cover change in the study area based on linear regression and Hurst index method. The results show that due to the continuous expansion of population and cities and towns， the overall vegetation cover in Chengdu shows a decreasing trend from 2000 to 2015， and the performance in the central region is the most obvious. The Hurst index in Chengdu shows the spatial distribution characteristics of high in the middle and low in the surrounding， and the vegetation cover in the central region will still have a decreasing trend in the future.

Keywords： vegetation cover; change characteristics; Hurst index

1 概述

植被在水土保持，水源涵养，生物多样性等方面都具有重要作用。植被覆盖变化是自然因素（如气候变化等）和人类活动（城镇扩张，过渡放牧等）共同作用的结果，而归一化植被指数（NDVI， normalized difference vegetation index）被认为是表征植被覆盖变化最佳的指标之一，已经广泛应用于农业、林业等变化监测[1]。因此，植被覆盖变化不仅可以反映自然因素的影响，也反映了人类活动的影响，研究植被变化具有重要意义。

成都市是中国的新一线城市，位于我国的四川盆地西部，中部地势平坦，周围地势起伏度较大。近年来，经国务院同意，发改委和住建部联合印发《成渝城市群发展规划》指导文件，将成都定位为国家中心城市[2]。随着经济的快速发展以及城市的不断扩张，受人类活动的影响，植被覆盖发生了明显变化。因此，掌握成都市近年来的植被覆盖变化特征和未来的变化趋势具有重要作用。

2 数据来源与处理

本文的数据为2000-2015年成都市的NDVI数据。NDVI数据来源于美国航空航天局（https：//ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/）MOD13Q1的以16天为周期的数据集。空间分辨率为250*250m，对原始数据去除异常值，镶嵌，裁剪等操作后由最大值合成法得到成都市每年的NDVI数据集。

3 方法

3.1 线性回归

本文使用线性回归的方法分析成都市2000-2015年的植被覆盖变化状况。该方法逐像元建立每年的NDVI值与时间变化的回归关系进行分析，当回归线的斜率为正值时，表示整体上NDVI的变化为正向，植被覆盖状况变好;当斜率为负值时，表示整体上植被覆盖变差，具体方法可见文献[3]。

3.2 Hurst指数

Hurst指数可用来描述时间序列的可持续性，可以预测时间序列未来的发展趋势。本文通过Hurst指数与线性回归计算的结果相结合，分析成都市未来植被覆盖的变化趋势。本文使用的是基于R/S分析方法的Hurst指数法，具体计算过程见文献[4]。

4 结果

4.1 植被变化趋势空间分布

据计算统计，成都市植被覆盖变化斜率的平均值为-0.01，这表明在研究时间段内成都市整体上植被覆盖在降低。由线性回归计算得到成都市2000-2015年的NDVI变化趋势如图1（a）所示。由图可知，在成都市中心城区部分地区的植被覆盖变化斜率为负值，均呈现降低的变化趋势，在郫县、新都区、温江区、双流区等表现的最为明显，植被覆盖降低的地区都集中在各区县城镇扩张的区域。而成都市周围的植被覆盖整体上呈现上升的变化趋势。结合统计年鉴可知，成都市的人口数量由2000年的1013.3万人增加到2015年的1465.75万人，上升44.65%。不断增加的人口数量和城镇扩张是成都市植被覆盖降低的主要原因。

4.2 植被变化未来趋势分析

计算得到成都市的植被覆盖变化Hurst指数，如图1（b）所示，Hurst指数大于0.5的地区表示未来的植被变化具有可持续性，其主要集中在郫县，崇州市，新津县等成都市中心地区。Hurst指数小于0.5的地区表示未来植被覆盖具有相反的变化趋势，主要分布在邛崃市、大邑县等地区。将Hurst指数空间分布图和植被变化斜率分布图对比发现，两者的空间分布特点整体相同，都表现为中部地区高，周围低的空间格局，但局部地区存在差异。

5 结论

由一元线性回归和Hurst指数得到成都市2000-2015年的植被覆盖变化特征和未来的变化趋势，主要结论如下：（1）成都市植被覆盖整体上呈现不断降低的变化趋势，主要分布在成都市中部地区和周围发展较快的区县，这主要是由人口数量的增加和建筑面积扩张造成。（2）成都市的植被变化Hurst指数的空间分布特点整体上与植被覆盖变化斜率的空间分布特点相同，未来中部地区的植被覆盖具有降低的变化趋势。

参考文献：

[1]李杰，张军，刘陈立，等.基于MODIS-NDVI的云南怒江流域植被覆盖时空变化特征研究[J].林业资源管理，2018（04）：90-99.

[2]周垠，龙瀛.存量、增量之辩下的城镇用地开发与模拟研究——以成都市为例[J].地理与地理信息科学，2016，32（05）：45-51.

[3]牟娟.线性回归分析在指数模型中的应用[J].科技创新与应用，2019（15）：181-182.

[4]罗增奇，成军锋，仇宽彪，等.2000-2017年秦岭地区植被覆盖时空变化特征研究[J].陕西林业科技，2018，46（4）：14-21.