全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 2 期摇 摇 2012 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
北部湾秋季底层鱼类多样性和优势种数量的变动趋势 王雪辉,邱永松,杜飞雁,等 (333)……………………
中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异 丁晶晶,刘定震,李春旺,等 (343)………………………………
粉蝶盘绒茧蜂中国和荷兰种群学习行为及 EAG反应的比较 王国红,刘摇 勇,戈摇 峰,等 (351)………………
君主绢蝶的生物学及生境需求 方健惠,骆有庆,牛摇 犇,等 (361)………………………………………………
西南大西洋阿根廷滑柔鱼生物学年间比较 方摇 舟,陆化杰,陈新军,等 (371)…………………………………
城市溪流中径流式低坝对底栖动物群落结构的影响 韩鸣花, 海燕,周摇 斌,等 (380)…………………………
沉积再悬浮颗粒物对马氏珠母贝摄食生理影响的室内模拟 栗志民,申玉春,余南涛,等 (386)………………
太平洋中西部海域浮游植物营养盐的潜在限制 徐燕青,陈建芳,高生泉,等 (394)……………………………
几株赤潮甲藻的摄食能力 张清春,于仁成,宋静静,等 (402)……………………………………………………
高摄食压力下球形棕囊藻凝聚体的形成 王小冬,王摇 艳 (414)…………………………………………………
大型绿藻浒苔藻段及组织块的生长和发育特征 张必新,王建柱,王乙富,等 (421)……………………………
链状亚历山大藻生长衰亡相关基因的筛选 仲摇 洁,隋正红,王春燕,等 (431)…………………………………
太湖春季水体固有光学特性及其对遥感反射率变化的影响 刘忠华,李云梅,吕摇 恒,等 (438)………………
程海富营养化机理的神经网络模拟及响应情景分析 邹摇 锐,董云仙,张祯祯,等 (448)………………………
沙质海岸灌化黑松对蛀食胁迫的补偿性响应 周摇 振,李传荣,许景伟,等 (457)………………………………
泽陆蛙和饰纹姬蛙蝌蚪不同热驯化下选择体温和热耐受性 施林强,赵丽华,马小浩,等 (465)………………
麦蚜和寄生蜂对农业景观格局的响应及其关键景观因子分析 赵紫华,王摇 颖,贺达汉,等 (472)……………
镉胁迫对芥蓝根系质膜过氧化及 ATPase活性的影响 郑爱珍 (483)……………………………………………
生姜水浸液对生姜幼苗根际土壤酶活性、微生物群落结构及土壤养分的影响
韩春梅,李春龙,叶少平,等 (489)
…………………………………
………………………………………………………………………………
九州虫草菌丝体对 Mn的耐性及富集 罗摇 毅,程显好,张聪聪,等 (499)………………………………………
土霉素暴露对小麦根际抗生素抗性细菌及土壤酶活性的影响 张摇 昊,张利兰,王摇 佳,等 (508)……………
氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响 沈芳芳,袁颖红,樊后保,等 (517)………………
火炬树雌雄母株克隆生长差异及其光合荧光日变化 张明如,温国胜,张摇 瑾,等 (528)………………………
湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能 潘春翔,李裕元,彭摇 亿,等 (538)……………………
祁连山东段高寒地区土地利用方式对土壤性状的影响 赵锦梅,张德罡,刘长仲,等 (548)……………………
沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应 刘任涛,赵哈林 (557)……………………………………
腾格里沙漠东南缘可培养微生物群落数量与结构特征 张摇 威,章高森,刘光琇,等 (567)……………………
塔克拉玛干沙漠南缘玉米对不同荒漠化环境的生理生态响应 李摇 磊,李向义,林丽莎,等 (578)……………
内蒙古锡林河流域羊草草原 15 种植物热值特征 高摇 凯,谢中兵,徐苏铁,等 (588)……………………………
不同密度条件下芨芨草空间格局对环境胁迫的响应 张明娟,刘茂松,徐摇 驰,等 (595)………………………
环境因子对巴山冷杉鄄糙皮桦混交林物种分布及多样性的影响 任学敏,杨改河,王得祥,等 (605)……………
海藻酸铈配合物对毒死蜱胁迫下菠菜叶片抗坏血酸鄄谷胱甘肽循环的影响
栾摇 霞,陈振德,汪东风,等 (614)
……………………………………
………………………………………………………………………………
城市化进程中城市热岛景观格局演变的时空特征———以厦门市为例 黄聚聪,赵小锋,唐立娜,等 (622)……
基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 杨存建,赵梓健,任小兰,等 (632)…………………………………
亚热带城乡复合系统 BVOC排放清单———以台州地区为例 常摇 杰,任摇 远,史摇 琰,等 (641)………………
研究简报
不同水分条件下毛果苔草枯落物分解及营养动态 侯翠翠,宋长春,李英臣,等 (650)…………………………
大山雀对巢箱颜色的识别和繁殖功效 张克勤,邓秋香,Justin Liu,等 (659)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*330*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄01
封面图说: 雄视———中国的金丝猴有川、黔、滇金丝猴三种,此外还有越南和缅甸金丝猴两种。 金丝猴是典型的森林树栖动物,常
年栖息于海拔 1500—3300m的亚热带山地、亚高山针叶林,针阔叶混交林,常绿落叶阔叶混交林中,随着季节的变化,
只在栖息的生境中作垂直移动。 川金丝猴身上长着柔软的金色长毛,十分漂亮。 个体大、嘴角处有瘤状突起的是雄性
金丝猴的特征。 川金丝猴只分布在中国的四川、甘肃、陕西和湖北省。 属国家一级重点保护、CITES附录一物种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 2 期
2012 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 2
Jan. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家 973 项目(2009CB421105,2007CB714401); 国家自然科学基金项目(40771144); 国家 863 项目(2009AA12Z140)
收稿日期:2010鄄11鄄29; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄11
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yangcj2008@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201011291698
杨存建,赵梓健,任小兰,倪静,王琴.基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究.生态学报,2012,32(2):0632鄄0640.
Yang C J, Zhao Z J, Ren X L, Ni J, Wang Q. The analysis of the green vegetation cover change in western Sichuan based on GIS and Remote sensing. Acta
Ecologica Sinica,2012,32(2):0632鄄0640.
基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究
杨存建1,2,*,赵梓健2,任小兰1,倪摇 静1,王摇 琴1
(1. 四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室遥感与 GIS中心,成都摇 610068;
2. 电子科技大学地表空间信息技术研究所, 成都摇 610054)
摘要:探索出了利用多时相 MODIS数据分析绿被时空变化的技术方法,揭示出了川西 2002—2008 年间绿被的变化特征。 建立
了绿被提取模型。 用其从 2002—2008 年的多期 MODIS影像中提取出川西多期绿被数据。 其次,利用 GIS 技术对 2002—2008
年间绿被变化,及其与温度、降雨的关系等进行了分析。 研究表明:2002 年绿被天数在 195 d 以上的区域有 43郾 3% 。 终年无绿
被的区域有 4. 3% 。 西北部植被生长日数短,而东南部生长日数长。 2002—2008 年间,春季绿被面积变幅最大,秋季最小。 最
大绿被面积出现在 2006 年的夏季,最小绿被面积出现在 2005 年的冬季。 平均夏冬绿被面积差占区域面积 46. 7% 。 在季节上,
绿被面积与温度和降雨量均在 0. 01 的水平上呈显著正相关关系,其相关系数分别为 0. 82 和 0. 84。 该研究成果对植被生长潜
力挖掘、农牧生产和生态建设决策等均有重要意义。
关键词:川西;绿被提取;遥感;动态变化
The analysis of the green vegetation cover change in western Sichuan based on
GIS and Remote sensing
YANG Cunjian1,2,*, ZHAO Zijian2, REN Xiaolan1, NI Jing1, WANG Qin1
1 Research Center of RS&GIS, Key Laboratory of Land Resources Evaluation and Monitor in Southwest, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, China
2 Institute of Geo鄄surface Information Technology, University of Electronic and Technology, Chengdu 610054,China
Abstract: A method for analyzing the change in green vegetation cover is proposed and applied to reveal the features of
change in green vegetation cover in the western area of Sichuan province of the P. R. of China between 2002 and 2008.
The western area of Sichuan includes GanZi, Aba, Liangshan, and Panzhihua. First, a time series of Moderate鄄resolution
Imaging Spectroradiometer (MODIS) images acquired between 2002 and 2008 for western Sichuan were matched, processed
to remove cloud, and normalized. Second, the time series of the normal difference vegetation index was calculated as the
difference between the near infrared and red bands divided by the sum of the near infrared and red bands of the time series
of MODIS images. Third, a model for extracting green vegetation cover from MODIS images was formulated by spectral
analysis, and used to extract multi鄄temporal green鄄vegetation cover data from the time鄄series of MODIS images acquired of
western Sichuan between 2002 and 2008. Fourth, the multi鄄temporal green鄄vegetation cover data were used to determine the
temporal and spatial changes in green鄄vegetation cover between 2002 and 2008 using overlay and statistics analysis in
ArcGIS software. Finally, the correlation among green鄄vegetation cover, temperature and rainfall were analyzed. The
temporal and spatial changes in green鄄vegetation cover were deduced. In 2002, 43. 3 percent of western Sichuan was
covered by green vegetation for more than 195 days, 25. 4 percent was covered for more than 285 days, and 4. 3 percent was
rarely covered. Green鄄vegetation cover extended from southeast to northwest from January to August, and retreated from
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northwest to southeast from September to December. Vegetation in the southeast grew for longer than that in the northwest
during a year. The area of green vegetation in the study area varied largely by 20064 km2, accounting for 6. 6 percent of the
total study area, in the spring between 2002 and 2008. The area of green vegetation in the study area rarely varied in
autumn between 2002 and 2008. The decreasing order of the area of green vegetation between 2002 and 2008 was the area
for summer, autumn, spring and winter. The maximum area of green vegetation between 2002 and 2008 was 289037 km2 in
the summer of 2006, accounting for 94. 9 percent of the study area, and the minimum was 137193 km2 in the winter of
2005, accounting for 45 percent of the study area. The average of the difference in the area of green vegetation between
summer and winter from 2002 to 2008 was 142224 km2, accounting for 46. 7 percent of the study area. The green鄄vegetation
area was significantly related to temperature and rainfall at the 0. 01 confidence level according to season. Correlation
coefficients were respectively 0. 82 and 0. 84. In summer, the vegetation area was significantly related to temperature at the
0. 01 confidence level. Increasing temperature and rainfall are beneficial to vegetation growth. With the combination of
light, heat, water, fertilizer and soil data, the spatial and temporal features of green鄄vegetation cover obtained here can be
used to determine a methodology for improving the area and number of days of green鄄vegetation cover. The results presented
here are important for improving vegetation growth, agriculture productivity and ecological construction.
Key Words: Western area of Sichuan Province; extraction of green vegetation; remote sensing; dynamic change
绿色植被覆盖简称“绿被冶,是一种重要的土地覆盖,该概念与汪权方提出的灰色覆被和蓝色覆被相对
应[1],是土地生态利用和农业利用效率高低的重要标志,也是生态环境质量的重要标志。 在一个区域内,就
自然植被而言,年内绿被覆盖天数的长短直接反映该区域水热状况的好坏,反映出该区域生长季节之长短,反
映土地资源绿色利用之高低,也反映生态服务功能之高低。 在有些区域,由于人为原因或自然原因,造成了地
表长期无绿被覆盖或绿被覆盖天数非常短,使得绿色生态服务功能低下。 因此,揭示出绿被覆盖天数的空间
变化,对于绿色生态环境建设与生态服务功能潜力的挖掘等均具有重要意义。 绿被不仅包括森林、草地和灌
丛等常见的绿色植被,还包括农田的绿色作物、城市的绿地和裸岩上的绿色苔藓等。 已有学者开展了基于遥
感的植被覆盖度方面的研究,如邢著荣等对植被覆盖度估算方法进行了评述[2];马聪等开展了基于 TM 影像
的阜新地区植被覆盖度的分等定级研究[3];刘志锋等利用 MODIS数据分析了 2000—2008 年间长白山地区植
被覆盖度的时空变化,并揭示出了其变化特征和趋势[4];王红说等开展了基于 MODIS—NDVI 时间序列数据
的浙江省北部地区不同土地利用类型植被覆盖变化特征的比较研究[5]。 也有学者结合 NDVI 和 DEM等数据
对 1982—2000 年黄鄄淮鄄海流域的植被覆盖变化进行了分析[6]。 总之,从国内外研究的现状可以看出,对植被
覆盖度及其动态变化研究较多,这为研究提供了有益的参考,但是就基于遥感的川西绿被时空变化特征研究
方面,还未见报道。 川西绿被时空变化及其与温度和降雨的关系仍需深入研究。 川西地区属于青藏高原及云
贵高原延伸部分,是四川省的天然生态屏障,也是长江上游生态屏障的重要组成部分。 该项研究的目的在于,
探讨利用多时相 MODIS数据分析绿被时空变化的有效技术方法,并利用该方法揭示出川西 2002—2008 年间
绿被的变化特征。 这些特征主要包括:该区绿被年内时空动态变化过程特征、年内绿被日数空间差异特征、各
季年间绿被变化特征、各年季间变化特征、及其与温度和降雨的关系特征。 该项研究将为该区绿色生态环境
的建设与保护、绿被生态服务功能的挖掘与提高等提供科学理论和数据支持。
1摇 试验区与数据
试验区为四川省西部地区的甘孜州、阿坝州、凉山州和攀枝花市,简称川西,其面积为 30. 54 万 km2,占全
省面积 63% 。 该区分为川西南山地区和川西高原区。 川西高原属于青藏高原向东延伸部分,地势处于青藏
高原与四川盆地之间,气候为大陆季风性高原型气候,日照丰富.川西南山地区属云贵高原向北伸之一隅。 绝
大部分是山地,有著名的安宁河谷和邛海内陆湖泊,如图 1 所示。
本文所选取的数据为 2002—2008 年间的多时相 MODIS数据。 所选用的波段为波段 1、2 和 4。 其中波段
336摇 2 期 摇 摇 摇 杨存建摇 等:基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 摇
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图 1摇 研究区示意图
Fig. 1摇 Schematic diagram of the study area
1 和 2 的分辨率为 250 m,其光谱范围分别为 620—670 nm和 841—876 nm; 波段 4 的分辨率为 500 m,其光谱
范围为 545—565 nm。 该卫星数据每天可获得 1 次。 对每个波段而言,从 2002 年 1 月 1 日开始,将其每 8 d
的数据合成为该期第 1 天该波段数据。 通过重采样,将所有波段数据的分辨率采样为 500 m。
2摇 研究方法
2. 1摇 数据处理
2. 1. 1摇 坐标及投影变换
本文所用实验区数据是以地球为参照系,采用正弦曲线投影(SIN),水平和垂直编号分别是 h26v05、
h26v06、h27v05 和 h27v06,故首先采用 MRT(MODIS Reprojection Tool )工具对影像数据进行镶嵌,在进行影
像的镶嵌过程中,将 MODIS影像数据的坐标系统转换为地理坐标 WGS84,将其投影转换为 Albers 投影,并设
置其第一条标准纬线为 25毅N,第二条标准纬线为 47毅N,中央经线为 105毅E。
2. 1. 2摇 去云处理
为了减少云对绿被信息提取的影响,在已有 8d合成数据的基础上,进行去云处理,可进一步减少云的影
响[7]。 本研究选取多光谱综合法作为 MODIS数据的去云方法[8鄄10],对于有云的像元,就将其对应位置前后期
无云像元值的均值作为该像元值。
2. 1. 3 摇 多时相遥感数据的归一化处理
在获取遥感影像的过程中,不同时相的影像会因获取时间天气不同有所差异[11]。 因此,在多时相遥感图
像中,除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外,不变的地物(如水体,建筑物和裸岩等)在不同时相图
像中的辐射值也会有差异。 在基于多时相遥感数据的时空动态分析中,就需要减少和消除这种差异。 本文采
用“伪不变特征法冶对多时相遥感数据进行归一化处理[12]。 首先,确定一期质量好的影像为参考影像。 其
次,在参考影像和待校正影像中选取不变地物(水体、建筑物、裸岩及终年积雪)的纯净像元作为样本,并获取
其光谱。 再次,利用样本数据和回归分析建立归一化处理模型。 最后,利用归一化处理模型对遥感数据进行
436 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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归一化处理。 通过该处理,提高数据的可比性。
2. 1. 4摇 假彩色合成
选取 MODIS的波段 2、1 和 4,分别赋予红、绿和蓝合成假彩色卫星影像,在该合成影像上,绿被与非绿被
区分明显,绿被呈红色。 因此,利用该合成假彩色影 像对绿被提取效果进行评价。
2. 2摇 绿被信息提取
2. 2. 1摇 绿被信息提取模型的构建
利用多时相 MODIS数据的红光波段和近红外波段生成多时相归一化植被指数(NDVI),利用行政界线裁
取出三州一市的 NDVI,并将 NDVI作为提取绿被信息的遥感特征数据。 NDVI可以反映出有无植被覆盖以及
植被覆盖的高低。 国际上根据 NDVI 可以将土地覆盖分为:裸地(NDVI臆0. 04)、稀疏植被(0. 04
IF NDVI逸T THEN
摇 摇 摇 该像元为绿被像元,其值为 1;
摇 摇 ELSE
摇 摇 摇 该像元为非绿被像元,其值为 0。
T为判定其像元是否为绿被像元的阈值。
利用绿被提取模型进行绿被信息提取,将其提取结果与假彩色合成影像进行叠加,判断其提取效果。 通
过反复实验发现,当 T取值为 0. 4 时,其提取效果较好。 所提取的绿被均为实际的绿被,但有少量实际为绿被
的像元未被提取为绿被。 为此,在 2002 年 2 月 18 日(编号为 049)的假彩色合成影像上,随机选取 160 个实
际为绿被的样点,将其与绿被提取结果进行叠加统计,经比对发现,148 个样点被提取为绿被,而有 12 个样点
被提取为非绿被。 因此,漏提率为 7. 5% ,绿被提取精度为 92. 5% 。 故本文采用 NDVI 逸0. 4 来提取各时相的
绿被信息。
2. 2. 2摇 2002 年川西多期绿被空间数据提取
按照每隔 24 d从 2002 年的 MODIS数据中选取数据,一年内共选取了 16 期影像数据,并生成了对应的
NDVI数据。 利用绿被提取模型, 以 T取值为 0. 4 进行提取,从而提取出 16 期绿被栅格数据。 从年初 1 月 1
日、1 月 25 日到年末 12 月 26 日,各期绿被空间分布如图 2 所示。
2. 3摇 2002 年川西绿被日数分级分区数据库生成
将 2002 年川西 16 期绿被栅格数据相加,从而得到 2002 年绿被栅格数据,其栅格取值范围为 0—16。 对
其进行分等定级分区,并生成绿被日数分区数据。 分级标准为:0 值定为 0 级、其值为 1 至 4 的定为 1 级、其值
为 5 至 8 的定为 2 级、其值为 9 至 12 的定为 3 级、其值为 13 至 15 的定为 4 级、其值为 16 的定为 5 级。 0 级表
示 1a内 16 期影像中都无绿被的区域,即为终年无绿被区,绿被日数为 0 d;1 级表示只有 1—4 期有绿被,为短
日数绿被区,绿被日数在 100 d 以下;2 级为中日数绿被区,绿被日数在 100 d 至 195 d;3 级为中长日数绿被
区,绿被日数在 195 d至 285 d;4 级为长日数绿被区,绿被日数在 285 d至 341 d;5 级为常绿被区,绿被日数接
近 365 d。 2002 年川西绿被分区分布如图 3 所示。
2. 4摇 2002—2008 年各季最大绿被空间数据提取
本文采用国际常用的 MVC方法(Maximum Value Composites, 即最大值合成法)分别合成 2002—2008 年
间各春、夏、秋、冬四季节的 NDVI最大值数据。 MVC方法的表达式如下所示:
NDVI j = Max NDVI( )ij (1)
式中, i=1, 2, 3,…表示期数;j=1, 2, 3,…表示季节。
在我国,每年的 3—5 月为春季,6—8 月为夏季,9—11 月为秋季,12—2 月为冬季。 由于 MODIS数据的采
集是从 1 月份开始,因此本研究以 2002 年 1、2 月数据作为冬季,以 2002 年 12 月、2003 年 1 月和 2003 年 2 月
536摇 2 期 摇 摇 摇 杨存建摇 等:基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 摇
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图 2摇 2002 年各期绿被空间分布
Fig. 2摇 The distribution of green vegetation cover of each period in 2002
图 3摇 2002 年川西绿被分布
摇 Fig. 3摇 The distribution of green vegetation cover of the western
Sichuan in 2002
作为 2003 年冬季数据,并依此类推。 因此,除 2002 年
的冬季只用了 1、2 月的数据来合成其 NDVI 最大值外,
其它均为 3 个月内的最大值合成。 从 2002 年各期绿被
空间分布图可以看出,12 月的绿被最大覆盖与 2 月的
绿被最大覆盖比较接近。 因此,这对各年冬季最大绿被
空间数据的提取和比较而言,其影响不大。 利用绿被提
取模型,以 T取 0. 4 进行提取 7a四季的绿被栅格数据。
3摇 川西绿被时空变化分析
3. 1摇 2002 年川西绿被变化分析
从图 2 中可以看出,从 1 月 1 日开始,绿被从东南
向西北方向扩展,到 6 月 17 日,接近最大,并持续到 8
月 28 日。 从 8 月 28 日开始,绿被从西北方向向东南方
向退缩,并持续到 12 月 26 日。
利用绿被日数分区数据,并与三州一市行政界线进
行叠加,统计出各区在三州一市的分布面积及其百分
比,如表 1 所示。
从表 1 中可以看出,终年无绿被区占川西总面积
4. 3% ,该区终年无绿被覆盖;短日数绿被区占总面积
14. 9% ,该区绿被覆盖的日数在 100 d 以下;中日数绿
被区所占比例最大,为 37. 5% ,该区绿被覆盖的日数在
100—195 d;中长日数绿被区所占比例为 17. 9% ,该区
636 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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绿被覆盖的日数在 195—285 d;长日数绿被区占 24郾 1% ,该区绿被覆盖的日数在 285—341 d;常绿被区占
1郾 3% ,该区绿被覆盖的日数在 341—365 d。 甘孜州以中日数绿被区为主,占 38. 8% ;其次是短日数绿被区,
占 23. 9% 。 阿坝州以中日数绿被区为主,占 51郾 1% ;其次是长日数绿被区,占 19. 6% 。 凉山州以长日数绿被
区为主,占 38. 7% ,其次是中长日数绿被区,占 37郾 8% 。 攀枝花市以长日数绿被区为主,占 57. 5% ,其次是中
长日数绿被区,占 27. 3% 。
表 1摇 2002 年川西绿被统计
Table 1摇 The statistics of green vegetation cover of the western Sichuan in 2002
绿被区
Green vegetation
cover area
绿被日数 / d
Green
vegetation
cover days
川西地区
Western Sichuan
面积
Area
/ km2
百分比
Precentage
/ %
甘孜州
面积
Area
/ km2
百分比
Precentage
/ %
阿坝州
面积
Area
/ km2
百分比
Precentage
/ %
凉山州
面积
Area
/ km2
百分比
Precentage
/ %
攀枝花市
面积
Area
/ km2
百分比
Precentage
/ %
终年无绿被区
No cover 0 12974 4. 3 10018 6. 6 2756 3. 3 186 0. 3 14 0. 2
短日数绿被区
Short days 1—100 45446 14. 9 36308 23. 9 7466 8. 9 1499 2. 5 173 2. 2
中日数绿被区
Middle days 100—195 114312 37. 5 58925 38. 8 43050 51. 1 11603 19. 1 734 9. 5
中长日数绿被区
Long days 195—285 54413 17. 9 15877 10. 4 13457 16. 0 22978 37. 8 2101 27. 3
长日数绿被区
Longer days 285—341 73392 24. 1 28927 19 16531 19. 6 23510 38. 7 4424 57. 5
常绿被区
Nearly all the near 341—365 4116 1. 3 1948 1. 3 952 1. 1 964 1. 6 252 3. 3
3. 2摇 2002—2008 年间的绿被变化分析
在川西 7 年四季的绿被栅格数据的基础上,统计其各季绿被面积,以及各年的绿被变幅,绿被变幅为最大
值与最小值之差。 其结果如表 2 所示。 从表 2 中可以看出,在 7 a间,绿被面积由大到小的季节排列为夏季、
秋季、春季和冬季;夏季与冬季绿被面积之差的平均值为 142224 km2,占该区总面积的 46. 7% ;最大差值出现
在 2002 年,最小差值出现在 2008 年;其年间最大变幅为 10436 km2。 在 7a 间,春季平均绿被面积为 201619
km2 ,占总面积的66 . 2% 。其年间最大变幅为20064 km2 ;夏季平均绿被面积为284941 km2 ,占总面积的
表 2摇 2002—2008 年川西地区四季绿被面积 / km2
Table 2摇 The area of green vegetation cover for each season between 2002 and 2008 in the western Sichuan
年份 Year 春季Spring
夏季
Summer
秋季
Autumn
冬季
Winter
变幅
Range
2002 208561 288849 273750 141286 147563
2003 195823 284170 281731 142501 141669
2004 209834 282165 281238 143092 139073
2005 191437 278589 278161 137193 141396
2006 201666 289037 280939 143848 145189
2007 192514 286964 279201 143411 143553
2008 211501 284814 280176 147687 137127
均值 Mean 201619 284941 279314 147687 142224
最小值 Min 191437 278589 273750 137193 137127
最大值 Max 211501 289037 281731 147687 147563
标准差 Std 8500 3760 2746 3141 3558
变幅 Range 20064 10448 7980 10494 10436
736摇 2 期 摇 摇 摇 杨存建摇 等:基于遥感和 GIS的川西绿被时空变化研究 摇
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93. 5% ,其年间最大变幅为 10448 km2;秋季平均绿被面积为 279314 km2,占总面积的 91. 7% ,其年间最大变
幅为 7980 km2;冬季平均绿被面积为 147687 km2,占总面积的 48. 5% ,其最大变幅为 10494 km2;各季绿被面
积最小均出现在 2005 年。 春季、冬季最大绿被面积均出现在 2008 年,夏季绿被面积最大出现在 2006 年,秋
季绿被面积最大出现在 2003 年。 春季、夏季绿被面积最小出现在 2005 年,秋季最小出现在 2002 年,冬季最
小出现在 2005 年。 在 7 a间,春季绿被面积变幅最大,其次是冬季和夏季,最小为秋季。 总体上,年内绿被变
幅面积为其夏季绿被面积的一半左右。
3. 3摇 2002—2008 年间的绿被与温度和降雨的相关性分析
在 2002—2008 年间,分别统计三州一市的月均值,并按上述季节划分原则统计其季节均值,再取三州一
市季节均值作为川西地区季内平均温度和季内月平均降雨量,如表 3 所示。 在每年内,对川西各季绿被面积
与其季内平均温度和季内月平均降雨量进行相关性分析,并得到各年的年内绿被面积与其温度和降雨等的相
关系数,如表 4 所示。 在 2002—2008 年间,就每一个季节,对该季各年的绿被面积与其对应的季内平均温度
和季内月平均降雨量进行相关性分析,并得到各季的年间绿被面积与其温度和降雨等的相关系数,如表 5
所示。
表 3摇 2002—2008 川西四季平均温度与降雨量
Table 3摇 The temperature and rainfall for each season between 2002 and 2008 in the western Sichuan
年份
Year
春季 Spring
温度 / 益
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
夏季 Summer
温度 / 益
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
秋季 Autumn
温度 / 益
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
冬季 Winter
温度 / 益
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
2002 13. 13 40. 46 18. 74 155. 76 11. 54 65. 01 4. 34 4. 77
2003 13. 34 39. 83 18. 43 156. 28 11. 84 67. 38 4. 11 4. 35
2004 13. 28 39. 30 18. 22 155. 43 11. 89 65. 18 4. 19 3. 87
2005 13. 41 38. 23 18. 22 154. 31 11. 88 68. 94 4. 17 4. 82
2006 13. 50 38. 73 18. 88 151. 48 12. 05 69. 87 4. 27 4. 46
2007 13. 38 37. 79 18. 72 152. 84 11. 74 65. 15 4. 19 5. 44
2008 13. 28 41. 56 18. 53 153. 63 12. 10 66. 50 3. 90 6. 28
表 4摇 各年年内绿被面积与其温度和降雨等的相关系数
Table 4摇 The correlation coefficient of the green vegetation cover area, temperature and rainfall for each year
相关系数
Correlation coefficient
年份 Year
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
绿被面积与温度的相关系数
Correlation coefficient of the green vegetation cover area
and temperature
0. 858 0. 799 0. 817 0. 795 0. 826 0. 794 0. 854
绿被面积与降雨的相关系数
Correlation coefficient of the green vegetation cover area
and rainfall
0. 859 0. 836 0. 837 0. 839 0. 869 0. 849 0. 833
表 5摇 2002—2008 年各季的年间绿被面积与其温度和降雨等的相关系数
Table 5摇 The correlation coefficient of the green vegetation cover area, temperature and rainfall for each season between 2002 and 2008
春季 Spring
温度
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
夏季 Summer
温度
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
秋季 Autumn
温度
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
冬季 Winter
温度
Temperature
降雨 / mm
Rainfull
相关系数
Correlation coefficient -0. 609 0. 774
* 0. 946** -0. 345 0. 737 0. 333 -0. 533 0. 475
摇 摇 ** 在 0. 01 水平(双侧)上显著相关;* 在 0. 05 水平(双侧)上显著相关
从表 4 可以看出,在每一年内, 各季绿被面积与其温度呈正相关关系,其相关系数在 0. 794 至 0. 858 之
间;与其降雨量呈正相关关系,其相关系数在 0. 833 至 0. 869 之间。 从表 5 可以看出, 2002—2008 年间,在夏
836 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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季,绿被面积与温度之间在 0. 01 的水平上呈显著正相关,其相关性为 0. 946;在春季,绿被面积与降雨量之间
在 0. 05 的水平上呈显著正相关,其相关性为 0. 774;而在其它季节,绿被面积与温度和降雨量的相关性均不
显著。 在总体上,对各年各季的绿被面积与其对应的季内平均温度和季内月平均降雨量进行相关性分析,其
样本数为 28,通过分析发现了绿被面积与温度和降雨量均在 0. 01 的水平上显著正相关,其相关系数分别为
0. 82、0. 84;温度与降雨量在 0. 01 的水平上显著正相关,其相关系数为 0. 90。
4摇 结果与讨论
该研究探索出了利用多时相 MODIS数据分析绿被时空变化的有效技术方法,利用该方法揭示出了川西
绿被覆盖的时空动态特征。 在 2002 年,在整个川西,绿被覆盖在 195 d 以上的区域占 43. 3% ;在甘孜州,占
30. 7% ;在阿坝州, 占 36. 7% ;在凉山州,占 78. 1% ;在攀枝花市,占 88. 1% 。 在整个川西,终年无绿被覆盖的
区域占 4. 3% ;在甘孜州,占 6. 6% ;在阿坝州,占 3. 3% ;在凉山州和攀枝花市,所占比例小于 1% 。 就整个川
西而言,从年初到 6 月中旬,绿被从东南向西北方向扩展到最大面积,并持续到 8 月底。 从 8 月底到年末,绿
被从西北向东南方向退缩到最小面积。 该区西北部植被生长日数短,而东南部生长日数长。 在 2002—2008
年间,绿被面积由大到小的季节排列为夏季、秋季、春季和冬季;夏季与冬季绿被面积之差的平均值为 142224
km2,占该区总面积的 46. 7% ;春季绿被面积变幅最大,为 20064 km2,秋季最小。 春季、冬季最大绿被面积均
出现在 2008 年;而夏、秋季则分别出现在 2006 年和 2003 年。 在总体上,绿被面积与温度和降雨量均在 0. 01
的水平上呈正相关关系,其相关系数分别为 0. 82 和 0. 84;在夏季,绿被面积与温度之间在 0. 01 的水平上呈显
著正相关关系,其相关性为 0. 946。 由于该区季内月平均温度最高不超过 19 益,其季内月平均降雨量最高不
超过 160 mm,且温度与降雨呈显著正相关关系。 因此,该区降雨与温度的增加有利于绿色植被的生长,这是
绿被面积表现出与降雨和温度呈显著正相关的原因。
利用该区绿被覆盖的时空特征和数据,结合其光、热、水、气、肥和土等因素,可以进一步找到提高绿被覆
盖日数的可能途径。 由于绿色植被生长需要光、热、水、气、肥和土等条件的配合,因此,如果绿被日数短发生
在光、热、水、气、肥和土等均好的区域,则绿被日数偏短主要是人为所致,对此,应加强土地农牧利用或绿色生
态利用,并加强其利用监管,避免造成人为裸露。 如果绿被日数短发生在光热条件均好的区域,则绿被日数短
除人为因素外,主要是水土条件差所致,对此,应加强修复和保持水土。 如果绿被日数短发生在水土条件好的
区域,则绿被日数短除人为因素外,主要是温度偏低所致,对此,可采用增温保温的方式予以提高绿被日数。
在甘孜州和阿坝州,通过增温、降雨、修复和保持水土等措施可以提高绿被面积和植被生长日数,其潜力巨大。
全球变暖,有利于该潜力的发挥。 总之,该研究成果为挖掘植被生长潜力提供了科学依据,为该区农牧生产和
生态建设提供了重要理论和数据支撑。
致谢: 该项研究得到中国科学院地理科学与资源研究所刘纪远研究员、邵全琴研究员、陶福禄研究员和徐兴
良副研究员的支持,得到了电子科技大学地表所李世华博士,许文波博士和何彬彬博士,以及四川师范大学遥
感与 GIS应用研究中心程武学和卢洲等的支持,在此一并致谢。
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046 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 2 January,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Dynamics of demersal fish species diversity and biomass of dominant species in autumn in the Beibu Gulf, northwestern South
China Sea WANG Xuehui, QIU Yongsong, DU Feiyan, et al (333)………………………………………………………………
Spatial variation in species richness of birds and mammals in mainland China
DING Jingjing, LIU Dingzhen, LI Chunwang, et al (343)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparative study on learning behavior and electroantennogram responses in two geographic races of Cotesia glomerata
WANG Guohong, LIU Yong, GE Feng, et al (351)
………………
………………………………………………………………………………
Biological characteristics and habitat requirements of Parnassius imperator (Lepidoptera: Parnassidae)
FANG Jianhui, LUO Youqing, NIU Ben,et al (361)
………………………………
………………………………………………………………………………
Annual variability in biological characteristics of Illex argentinus in the southwest Atlantic Ocean
FANG Zhou, LU Huajie, CHEN Xinjun, et al (371)
……………………………………
………………………………………………………………………………
The impact of run鄄of stream dams on benthic macroinvertebrate assemblages in urban streams
HAN Minghua, YU Haiyan, ZHOU Bin, et al (380)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Effect of suspended sediment on the feeding physiology of Pinctada martensii in laboratory
LI Zhimin, SHEN Yuchun, YU Nantao, et al (386)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Potential nutrient limitation of phytoplankton growth in the Western and Central Pacific Ocean
XU Yanqing, CHEN Jianfang, GAO Shengquan, et al (394)
………………………………………
………………………………………………………………………
Ingestion of selected HAB鄄forming dinoflagellates ZHANG Qingchun, YU Rencheng, SONG Jingjing, et al (402)……………………
Formation of aggregation by Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae) in response to high grazing pressure
WANG Xiaodong, WANG Yan (414)
……………………………
………………………………………………………………………………………………
Growth and reproduction of the green macroalga Ulva prolifera ZHANG Bixin, WANG Jianzhu, WANG Yifu, et al (421)…………
Screening of growth decline related genes from Alexandrium catenella ZHONG Jie, SUI Zhenghong, WANG Chunyan, et al (431)…
Analysis of inherent optical properties of Lake Taihu in spring and its influence on the change of remote sensing reflectance
LIU Zhonghua, LI Yunmei, LU Heng, et al (438)
…………
…………………………………………………………………………………
Neural network modeling of the eutrophication mechanism in Lake Chenghai and corresponding scenario analysis
ZOU Rui,DONG Yunxian, ZHANG Zhenzhen, et al (448)
……………………
…………………………………………………………………………
The compensatory growth of shrubby Pinus thunbergii response to the boring stress in sandy coast
ZHOU Zhen, LI Chuanrong, XU Jingwei, et al (457)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Selected body temperature and thermal tolerance of tadpoles of two frog species (Fejervarya limnocharis and Microhyla ornata)
acclimated under different thermal conditions SHI Linqiang, ZHAO Lihua, MA Xiaohao, et al (465)…………………………
Effects of landscape structure and key landscape factors on aphids鄄parasitoids鄄hyper parasitoids populations in wheat fields
ZHAO Zihua, WANG Ying, HE Dahan, et al (472)
…………
………………………………………………………………………………
Effects of cadmium on lipid peroxidation and ATPase activity of plasma membrane from Chinese kale (Brassica alboglabra Bailey)
roots ZHENG Aizhen (483)…………………………………………………………………………………………………………
Effects of ginger aqueous extract on soil enzyme activity, microbial community structure and soil nutrient content in the rhizosphere
soil of ginger seedlings HAN Chunmei, LI Chunlong, YE Shaoping, et al (489)…………………………………………………
Manganese tolerance and accumulation in mycelia of Cordyceps kyusyuensis
LUO Yi, CHENG Xianhao, ZHANG Congcong, et al (499)
……………………………………………………………
………………………………………………………………………
Influence of oxytetracycline exposure on antibiotic resistant bacteria and enzyme activities in wheat rhizosphere soil
ZHANG Hao, ZHANG Lilan, WANG Jia, et al (508)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of elevated nitrogen deposition on soil organic carbon mineralization and soil enzyme activities in a Chinese fir plantation
SHEN Fangfang, YUAN Yinghong, FAN Houbao, et al (517)
……
……………………………………………………………………
Differences in clonal growth between female and male plants of Rhus typhina Linn. and their diurnal changes in photosynthesis
and chlorophyll fluorescence ZHANG Mingru,WEN Guosheng,ZHANG Jin,et al (528)…………………………………………
Soil water holding capacity under four typical ecosystems in Wuyunjie Nature Reserve of Hunan Province
PAN Chunxiang, LI Yuyuan, PENG Yi, et al (538)
……………………………
………………………………………………………………………………
The effect of different land use patterns on soil properties in alpine areas of eastern Qilian Mountains
ZHAO Jinmei, ZHANG Degang, LIU Changzhong,et al (548)
…………………………………
……………………………………………………………………
Responses of soil macro鄄fauna to land desertification in sandy grassland LIU Rentao, ZHAO Halin (557)……………………………
Characteristics of cultivable microbial community number and structure at the southeast edge of Tengger Desert
ZHANG Wei,ZHANG Gaosen,LIU Guangxiu,et al (567)
………………………
…………………………………………………………………………
Physiological and ecological responses of maize to different severities of desertification in the Southern Taklamakan desert
LI Lei,LI Xiangyi,LIN Lisha,WANG Yingju,et al (578)
……………
…………………………………………………………………………
Characterization of caloric value in fifteen plant species in Leymus chinensis steppe in Xilin River Basin,Inner Mongolia
GAO Kai, XIE Zhongbing, XU Sutie, et al (588)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial pattern responses of Achnatherum splendens to environmental stress in different density levels
ZHANG Mingjuan, LIU Maosong, XU Chi,et al (595)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of environmental factors on species distribution and diversity in an Abies fargesii鄄Betula utilis mixed forest
REN Xuemin, YANG Gaihe, WANG Dexiang, et al (605)
……………………
…………………………………………………………………………
Effects of alginate cerium complexes on ascorbate鄄 glutathione cycle in spinach leaves under chlorpyrifos stress
LUAN Xia,CHEN Zhende,WANG Dongfeng,et al (614)
………………………
……………………………………………………………………………
Analysis on spatiotemporal changes of urban thermal landscape pattern in the context of urbanisation: a case study of Xiamen
City HUANG Jucong, ZHAO Xiaofeng, TANG Lina, et al (622)…………………………………………………………………
The analysis of the green vegetation cover change in western Sichuan based on GIS and Remote sensing
YANG Cunjian, ZHAO Zijian, REN Xiaolan, et al (632)
………………………………
…………………………………………………………………………
An inventory of BVOC emissions for a subtropical urban鄄rural complex: Greater Taizhou Area
CHANG Jie, REN Yuan, SHI Yan, et al (641)
…………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Litter decomposition and nutrient dynamics of Carex lasiocapa under different water conditions
HOU Cuicui, SONG Changchun, LI Yingchen, et al (650)
………………………………………
………………………………………………………………………
Nest鄄box color preference and reproductive success of great tit ZHANG Keqin, DENG Qiuxiang, Justin Liu, et al (659)……………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 2 期摇 (2012 年 1 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
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摇
Vol郾 32摇 No郾 2摇 2012
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