2000—2020年渭河流域植被覆盖度及产水量时空变化

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00018

摘要/Abstract

摘要：

渭河流域是黄土高原最早实施生态治理工程的区域，研究其植被覆盖度和产水量的变化及相互关系，对于黄河流域以及黄土高原来说具有重要意义。基于InVEST产水模型和Landsat遥感影像分析了流域产水量和植被覆盖度的变化特征。结果表明：渭河流域2000—2020年植被覆盖度整体呈显著增加趋势，空间上渭河流域的NDVI从东南至西北呈现减小—增大—减小的趋势；极显著改善区域的面积占整个流域的面积69.2%，植被覆盖度等级整体向高植被覆盖度等级转换，流域生态环境正在逐渐改善。产水量整体呈上升趋势，坡度较大、植被覆盖度较高的区域产水量较低，而坡度较缓、人口活动较为强烈的区域产水量高。除夏季外，各季节产水量整体呈增加趋势；受生态工程的影响，夏季产水量呈先增加后降低的趋势，冬季产水量呈先减少后增加的趋势。植被类型多为林地，坡度较大的区域，产水量和植被覆盖度呈显著负相关，在坡度较缓、植被类型多为草地的区域，产水量和植被覆盖度呈正相关。随着植被覆盖度增加，产水量呈增加趋势，当植被覆盖度达到阈值时，流域产水量不再增加，甚至出现降低的趋势。

关键词: 渭河流域, NDVI, InVEST模型, 产水量, 生态系统服务

Abstract:

As one of the earliest areas in the Loess Plateau to implement ecological management projects， the Weihe River Basin is of great significance to the Yellow River Basin and the Loess Plateau. Based on the InVEST water production model and Landsat remote sensing images， this paper analyzes the changes of vegetation coverage and responses of water production in the watershed. The research results show that the overall vegetation coverage in the Weihe River Basin showed a significant increase trend from 2000 to 2020. The spatial distribution of NDVI in the Weihe River Basin showed a decreasing-increasing-decreasing trend from the southeast to the northwest. The area of ??the extremely significant improvement area accounted for 69.2% of the entire watershed， and the vegetation coverage type had shifted to high vegetation coverage as a whole， and the ecological environment of the watershed gradually improved. The overall water production was on the rise. However， in the areas with gentle slopes and strong population activities， the water production was high. The water production in each season， except for summer， showed an overall increasing trend. Affected by ecological engineering， the water production in summer showed a trend of first increasing and then decreasing， and the water production in winter showed a trend of first decreasing and then increasing； The vegetation type is mostly forest land， and the area with large slope has a significant negative correlation between water production and vegetation coverage. With the increase of vegetation coverage， the water production showed an increasing trend. When the vegetation coverage reached the threshold， the water production of the watershed no longer increased， and even decreased.

Key words: Weihe River Basin, NDVI, InVEST model, water production, ecosystem services

中图分类号:

Q948

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图/表 11

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植被覆盖度等级	NDVI	面积比例/%	土地覆盖类型
低植被覆盖度	<0.2	0.17	水域、沙漠、裸土、裸岩等
中低植被覆盖度	0.2－0.4	10.66	建成区、稀疏草地、耕地等
中植被覆盖度	0.4－0.6	38.60	耕地、中产草地、低郁闭林地、建成区绿地
中高植被覆盖度	0.6－0.8	34.10	中高产草地、灌木林地、耕地
高植被覆盖度	>0.8	16.47	高产草地、密林地

植被覆盖度等级	NDVI	面积比例/%	土地覆盖类型
低植被覆盖度	<0.2	0.17	水域、沙漠、裸土、裸岩等
中低植被覆盖度	0.2－0.4	10.66	建成区、稀疏草地、耕地等
中植被覆盖度	0.4－0.6	38.60	耕地、中产草地、低郁闭林地、建成区绿地
中高植被覆盖度	0.6－0.8	34.10	中高产草地、灌木林地、耕地
高植被覆盖度	>0.8	16.47	高产草地、密林地

变化趋势	变化率（b）	显著性水平（a）	面积占比/%
极显著退化	b<0	a<0.005	1.48
显著退化	b<0	0.005<a<0.05	0.94
基本不变		a>0.05	16.37
显著增长	b>0	0.005<a<0.05	12.01
极显著增长	b>0	a<0.005	69.20

变化趋势	变化率（b）	显著性水平（a）	面积占比/%
极显著退化	b<0	a<0.005	1.48
显著退化	b<0	0.005<a<0.05	0.94
基本不变		a>0.05	16.37
显著增长	b>0	0.005<a<0.05	12.01
极显著增长	b>0	a<0.005	69.20

时段	初始等级	转换等级					合计
时段	初始等级	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	合计
2000—2005年	低植被覆盖度	0.33	1.76	0.31	0.03	0.00	2.43
	中低植被覆盖度	0.26	11.51	11.25	1.47	0.01	24.50
	中植被覆盖度	0.10	6.25	18.91	9.85	0.19	35.30
	中高植被覆盖度	0.03	0.58	4.63	17.61	5.06	27.91
	高植被覆盖度	0.00	0.02	0.13	2.05	7.67	9.87
	合计	0.71	20.12	35.23	31.01	12.93	100
2005—2010年	低植被覆盖度	0.20	0.46	0.04	0.01	0.00	0.71
	中低植被覆盖度	0.15	8.29	11.06	0.61	0.01	20.12
	中植被覆盖度	0.06	1.99	20.45	12.62	0.10	35.23
	中高植被覆盖度	0.02	0.16	2.35	23.08	5.40	31.01
	高植被覆盖度	0.00	0.00	0.02	0.84	12.07	12.93
	合计	0.44	10.90	33.93	37.16	17.57	100
2010—2015年	低植被覆盖度	0.15	0.22	0.05	0.02	0.00	0.44
	中低植被覆盖度	0.47	5.55	3.90	0.96	0.02	10.90
	中植被覆盖度	0.12	4.28	17.23	11.83	0.47	33.93
	中高植被覆盖度	0.04	0.37	3.74	23.17	9.84	37.16
	高植被覆盖度	0.00	0.01	0.04	0.50	17.03	17.57
	合计	0.78	10.42	24.96	36.47	27.36	100
2015—2020年	低植被覆盖度	0.16	0.44	0.16	0.02	0.00	0.78
	中低植被覆盖度	0.17	2.59	6.75	0.88	0.02	10.42
	中植被覆盖度	0.07	0.95	10.46	13.20	0.28	24.96
	中高植被覆盖度	0.06	0.29	3.58	26.35	6.18	36.47
	高植被覆盖度	0.01	0.04	0.22	3.07	24.03	27.36
	合计	0.47	4.31	21.17	43.53	30.52	100