基于遥感数据的辽西北地区耕地干旱指数与景观指数关系分析

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干旱作为影响程度较大的一种常见自然灾害,对区域环境、生态质量、农作物生长发育等方面都具有极大的破坏力,中国的诸多地域也都呈现出增加的干旱化态势。由于遥感技术与干旱监测融合的愈发深入,令农业旱情的分析有了崭新、高效的技术方式。本文基于辽西北地区的特殊地理及干旱情况,对所含干旱城市群实现动态监测与旱情分析。依据2001-2020年辽西北地区的降水量数据,选择了其中降水量低的2002年、2009年、2014年、2019年作为核心研究年份,利用4个序列的遥感数据进行信息提取,构建Ts-NDVI指数模型分析辽西北地区干旱时空分布,同时采用具有生态意义的景观格局指数对区域景观空间格局特征变化规律进行深入剖析,阐述干旱程度对耕地时空结构演变以及破碎程度的影响。研究结果如下:(1)辽西北地区干旱等级主要为极干旱和干旱,从区域西南部向东北呈现出极干旱向干旱再到正常的过渡变化,其中极干旱主要分布在葫芦岛市和朝阳市两个地区,干旱主要分布在阜新市和锦州市;研究区东北部分地区的干旱等级主要为湿润、正常和干旱,包括的城市为铁岭、昌图、法库、新民。2009年干旱情况较为严重,在2019年旱情有所缓解,2009年极干旱和干旱地区面积之和所占比例最大,为88.82%,为旱情较重的一年,其次分别为2002年为68.26%,2014年为66.63%,2019年极干旱和干旱地区面积之和所占比例为19.54%,干旱灾害最轻。(2)辽西北地区景观类型以耕地为基质背景,并长期保持在一定水平上,无明显波动变化,耕地斑块面积较为稳定,作为研究区的优势景观存在,其斑块规模较大,且大部分农田都较为集中连接性较好,这样也更适合种植粮食作物和管理。从2002年至2019年四年间最大斑块指数(LPI)值均在60%以上,分散和并列指数(IJI)值均在80%以上,耕地斑块密度指数(PD)均较小于0.073并趋于稳定,说明辽西北地区的耕地景观破碎化程度较小,并长期保持在一定水平上,占整体的斑块面积较为稳定。(3)通过同年份耕地景观指数与TVDI指数的相关分析,得知干旱情况发生对耕地景观破碎度产生了重大损害,直接影响粮食的生长和产量,朝阳市、葫芦岛市、锦州市和阜新市的旱情严重,耕地时空结构变化较大,破碎化程度较高,而昌图县、康平县、法库县、新民市受干旱影响少,农田连接度、聚集度较好。其中,耕地的斑块密度指数(PD)指数与干旱指数呈极显著正相关(P<0.01),R值分别为0.201、0.200、0.314、0.202,即当斑块密度增加时,TVDI值随之增加;最大斑块指数(LPI)与TVDI呈负相关,R值分别为-0.104、-0.237、-0.232、-0.131,即当斑块密度增加时,TVDI值随之减小;分散和并列指数(IJI)与TVDI呈正相关,R值分别为0.090、0.295、0.213、0.146,即当斑块密度增加时,TVDI值随之增加。相关系数R值均在0.4以下,其对景观破碎度影响较弱。
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