植被是陆地生态系统的重要组成部分和推动地球生态变化的主要驱动力,对我国环境保护基本国策影响深远,具有重要的研究意义。随着对地观测技术的迅猛发展,遥感已经成为研究植被覆盖变化的关键手段。然而,受影像时空分辨率及云覆盖对影像质量的影响等因素的限制,现阶段长时间序列的植被覆盖变化研究大多集中于大区域尺度下的单因素分析,中小区域尺度的相关研究还不够深入。因此,本文基于Landsat TM/ETM+/OLI数据,以具有重要研究价值和鲜明地域特色的贵州茂兰国家级自然保护区为研究对象,综合应用现代遥感技术、GIS技术和数理统计分析方法,结合多学科的交叉运用,对茂兰喀斯特森林植被近18年的变化情况展开研究。选择已被广泛用于表征地表植被覆盖的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)作为反映植被覆盖变化的指标,提出并使用NDVI时间变换一致性的处理方法消除云覆盖的影响,建立出较为完整的研究区NDVI时间序列。在此基础上,对研究区植被覆盖时空变化特征进行了全方位、多角度的分析;并通过计算植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)进一步计算了研究区固碳释氧量和固碳释氧价值。研究为加强茂兰自然保护区生态文明建设提供科学依据,也为小区域尺度下的植被覆盖研究提供了技术支持。主要成果如下:(1)NDVI时间变换一致性的处理方法原理简单、可操作性和实用性强。对处理结果进行定性和定量评价发现,处理后得到的研究区NDVI影像有很好的视觉效果,原云覆盖区域可以呈现植被覆盖的分布规律;所有处理结果的整体均方根误差和不同类别均方根误差均小于0.05,云覆盖的影响得到有效解决,可以构建出研究区植被覆盖时间序列。(2)从时间变化特征上看,研究区2016年植被覆盖情况较好,整体情况明显优于1999年,居民区及周边的植被覆盖情况存在显著的改善;近18a中每年9月～10月左右的平均NDVI在0.6975～0.8001之间上下波动,植被覆盖总体良好且呈显著缓慢上升趋势。从空间分布特征上看,茂兰自然保护区的NDVI分布除居民区外分布均匀,呈典型的“花生壳状构造”;研究区植被覆盖整体呈上升趋势,东部地区的植被增速高于西部地区;变异系数较低,整体变化较为稳定;植被覆盖变化的同向性要稍强于反向性,但未来可能会退化的面积要多于改善的面积。居民区和森林区的植被覆盖空间分布特征存在显著差异。(3)植被覆盖变化的四类影响因素中:地质背景会对研究区的植被覆盖产生长期的制约和负面影响;地形除了会从阳光吸收、水土保持、温度湿度等方面影响研究区植被生长外,还与人类活动存在联合作用;气象因子与植被覆盖变化呈显著正相关关系,其中平均温度的影响在当月最强,降水量和平均相对湿度的影响则存在滞后性;居民区与森林区的植被覆盖特征差异明显,且人类活动对研究区植被覆盖的影响简单且直接:人类活动越密集,植被覆盖度越低,NDVI增速越高,变异系数越大,反持续性越强,反映了人类在现代环境保护战略中举足轻重的地位。(4)茂兰自然保护区具有相当强的固碳释氧能力和经济价值。2016年整个研究区在9月份的单位面积固碳量约为0.57t/hm~2,单位面积释氧量约为1.52t/hm~2,可以产生约11,430t的固碳量和约30,600t的释氧量,固碳释氧总价值高达4,432万元左右。研究区植被覆盖变化会对固碳释氧量产生正相关影响,但这种影响并不仅受植被覆盖变化的限制。