2000—2023年三江源国家公园(唐北区域)草地植被覆盖度时空变化分析

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2025.05.003

摘要/Abstract

摘要：

明晰三江源国家公园(唐北区域)2000—2023年草地植被覆盖度(FVC)的变化规律与分布格局,量化不同FVC的草地植被动态变化情况,探究植被覆盖变化与降水量变化之间的相关性,可为该区域的草地生态保护与可持续发展提供科学依据。以MODIS的NDVI指数产品为数据源,结合布设的草地样地,测量草地FVC,并提取样地对应的NDVI值作为模型变量,采用回归分析拟合地面数据与遥感数据,选择最优方程反演研究区近20年(2000—2023年)的FVC。结果表明:1)高植被覆盖度草地主要分布在研究区的东南部。2)草地FVC总体呈改善趋势,高、中高植被覆盖度的草地面积占比呈增高趋势,同比分别增长65.14%和15.77%,中、中低和低植被覆盖度草地的面积占比呈降低趋势,同比分别降低18.87%、26.24%和18.45%。3)FVC在一定程度上受降水量变化的影响,其中,高、中高植被覆盖度草地面积占比的变化与年降水量呈现正相关,皮尔逊相关系数分别为0.37和0.28,中、中低和低植被覆盖度草地面积占比的变化与年降水量呈负相关,皮尔逊相关系数分别为0.34、0.31和0.12。2000—2023年三江源国家公园(唐北区域)草地生态状况显著改善,高、中高植被覆盖度草地面积大幅增加,中低及以下植被覆盖度草地面积缩减,反映出生态保护与修复工程的积极成效。植被覆盖变化与降水量呈现显著相关性,除低植被覆盖度草地外,其他草地对降水增加的响应较为敏感。

关键词: 植被覆盖度, 时空格局, 遥感反演, 三江源国家公园

Abstract:

To clarify the spatiotemporal changes and distribution patterns of grassland fractional vegetation cover(FVC)in the Three-River-Source National Park(Tangbei Area)from 2000 to 2023,we quantified the dynamic variations in grassland vegetation under different FVC levels,and explored the correlation between vegetation changes and precipitation variations the sake of for grassland ecological conservation and sustainable development in the region.Using MODIS NDVI products as the data source and combining them with field measurements from established grassland plots,the corresponding NDVI values were extracted as model variables.Regression analysis was employed to fit ground-based measurements with remote sensing data,and the optimal equation was selected to invert FVC in the study area over the past two decades(2000-2023).The results indicate that:(1)High-FVC grassland vegetation is primarily distributed in the southeastern part of the study area.(2)Grassland FVC shows an overall improving trend.The proportion of high and medium-high FVC grassland areas increased by 65.14% and 15.77% respectively,while the proportion of medium,medium-low,and low FVC grassland areas decreased by 18.87%,26.24%,and 18.45% respectively.(3)Vegetation coverage is influenced to some extent by precipitation variations.The proportion of high and medium-high FVC grassland areas shows a positive correlation with annual precipitation(Pearson correlation coefficients of 0.37 and 0.28 respectively).In contrast,the proportion of medium,medium-low,and low FVC grassland areas exhibits a negative correlation with annual precipitation(Pearson correlation coefficients of 0.34,0.31,and 0.12 respectively).From 2000 to 2023,the ecological condition of grasslands in the Three-River-Source National Park(Tangbei Area)improved significantly.There was a substantial increase in high and medium-high FVC grassland areas and a reduction in medium-low and low FVC grassland areas,reflecting the positive effects of ecological protection and restoration projects.Additionally,vegetation changes exhibited a significant correlation with precipitation.Grasslands of different coverage levels,except for low-FVC areas,showed a sensitive response to increased precipitation.

Key words: fractional vegetation cover, spatial-temporal pattern, remote sensing inversion, Three-River-Source National Park

中图分类号:

S127

和紫微, 刘智军. 2000—2023年三江源国家公园(唐北区域)草地植被覆盖度时空变化分析[J]. 林草资源研究, 2025,(5): 25-31.

HE Ziwei, LIU Zhijun. Spatiotemporal variation analysis of grassland vegetation coverage in the Three-River-Source National Park (Tangbei Area)in 2000-2023[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2025,(5): 25-31.

图/表 8

图1

表1

表2

图2

图3

表3

图4

图5

参考文献 17

[1]	国务院. 国务院关于同意设立三江源国家公园的批复[EB/OL].(2021-10-14)[2024-11-21]. https://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/14/content_5642440.htm.
[2]	国家发展改革委. 发展改革委关于印发三江源国家公园总体规划的通知[EB/OL].(2018-01-12)[2024-11-21]. https://www.gov.cn/xinwen/2018-01/17/content_5257568.htm.
[3]	宋永昌. 植被生态学[M]. 上海: 华东师范大学出版社, 2001.
[4]	秦伟, 朱清科, 张学霞. 植被覆盖度及其测算方法研究进展[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2006(9):163-170.
[5]	LIANG Shunlin, WANG Jindi, LI Xiaowen. Advanced remote sensing:Terrestrial information extraction and applications[M]. Pennsylvania: Academic Press, 2012.
[6]	贾坤, 姚云军, 魏香琴, 等. 植被覆盖度遥感估算研究进展[J]. 地球科学进展, 2013, 28(7):774-782. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2013.07.0774
[7]	张丽云, 郭克疾, 李炳章, 等. 唐古拉山以北地区生态资产核算[J]. 生态学报, 2020, 40(10):3229-3235.
[8]	苏小艺, 陈克龙. 2005-2015年三江源国家公园植被覆盖度动态变化研究[J]. 青海草业, 2019, 28(1):20-23.
[9]	于秀娟. 三江源区植被覆盖度的定量估算与动态变化研究[D]. 青岛: 山东科技大学, 2011.
[10]	井梅秀, 蔡福, 王学江, 等. 三江源区植被覆盖度空间特征[J]. 干旱区资源与环境, 2020, 34(2):141-147.
[11]	ZIYU S, JUNBANG W. The 30m-NDVI-Based Alpine Grassland Changes and Climate Impacts in the Three-River Headwaters Region on the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2018[J]. Journal of Resources and Ecology, 2022, 13(2):186-195. doi: 10.5814/j.issn.1674-764x.2022.02.002
[12]	张颖, 章超斌, 王钊齐, 等. 三江源1982-2012年草地植被覆盖度动态及其对气候变化的响应[J]. 草业科学, 2017, 34(10):1977-1990.
[13]	彭凯锋, 蒋卫国, 侯鹏, 等. 三江源国家公园植被时空变化及其影响因子[J]. 生态学杂志, 2020, 39(10):3388-3396.
[14]	赵慧芳, 曹晓云. 三江源国家公园植被覆盖时空变化及其气候驱动因素[J]. 高原气象, 2022, 41(02):328-337.
[15]	孙庆龄, 李宝林, 许丽丽, 等. 2000-2013年三江源植被NDVI变化趋势及影响因素分析[J]. 地球信息科学学报, 2016, 18(12):1707-1716. doi: 10.3724/SP.J.1047.2016.01707
[16]	饶品增, 王义成, 王芳. 三江源植被覆盖区NDVI变化及影响因素分析[J]. 草地学报, 2021, 29(3):572-582. doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2021.03.019
[17]	赵丹, 王祖伟, 张国壮, 等. 因子回归和交互联合探索区域植被覆盖度的影响因素:以三江源地区为例[J]. 中国环境科学, 2022, 42(8):3903-3912.

模型号	模型式	R²	E_MP	E_MAP	E_RMS
1	y=67.113 7x+37.223	0.74	2.78	10.08	7.29
2	y=x/(0.002 6+0.008 2×x)	0.79	2.54	8.73	6.66
3	y=98.112 4x^{0.433 2}	0.78	2.60	9.19	6.80
4	y=93.868 9+28.717 4×ln(x)	0.78	2.56	8.85	6.70

FVC	等级划分
≤20%	低植被覆盖度
>20%~40%	中低植被覆盖度
>40%~60%	中植被覆盖度
>60%~80%	中高植被覆盖
>80%	高植被覆盖度

时间分析单元	年份	低植被覆盖度	中低植被覆盖度	中植被覆盖度	中高植被覆盖度	高植被覆盖度
5年	2000—2005	-3.95	-10.10	-9.00	6.46	32.75
	2005—2010	-40.23	-13.81	-6.88	8.61	4.74
	2010—2015	8.15	27.65	32.08	-15.77	-61.52
	2015—2020	3.55	-17.33	-20.03	11.48	186.74
	2020—2023	26.83	-9.78	-9.36	6.64	7.65
10年	2000—2010	-42.58	-22.52	-15.26	15.63	39.04
10年	2010—2023	42.03	-4.80	-4.27	0.13	18.77
20年	2000—2023	-18.45	-26.24	-18.87	15.77	65.14