西鄂尔多斯—东阿拉善五个地区土地利用/覆被与植被NDVI时空变化研究

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西鄂尔多斯—东阿拉善地处内蒙古西部,跨越荒漠草原、草原化荒漠、典型荒漠带,气候干旱,生态环境脆弱,是植被变化敏感的地区。本研究以该区域的五个地区:阿拉善左旗、磴口县、乌海市、杭锦旗、鄂托克旗为研究对象,基于1990、2000、2010、2020年四期土地利用类型数据、1990-1999年GIMMS/NDVI3g、2000-2020年MOD13Q1/NDVI遥感数据以及气象数据研究五个地区的土地利用/覆被变化、植被NDVI时空变化及与气候因子关系,主要研究结论如下:(1)研究区域土地利用类型主要以未利用地、草地为主,1990-2020年期间未利用地面积占研究区总面积的65%左右,其次是草地面积,占研究区总面积的30%左右,耕地、林地、水域、建设用地的面积很小。(2)1990-2020年研究区各土地利用类型发生不同程度的变化,从数量变化与百分比变化来看,耕地、建设用地面积逐年增加,耕地面积从1903.57 km~2(占1.50%)增长到2551.43 km~2(占2.01%),建设用地面积从533.36 km~2(占0.42%)增加到1082.09 km~2(占0.85%)。草地面积呈现下降趋势,1990年为40534.98 km~2(占31.87%),到2020年变为36885.60 km~2(占29.00%)。林地、水域、未利用地总体面积变化不大。(3)分区域来看,各地区最主要的特征分别体现在:阿拉善左旗未利用地面积占比高达80%以上,草地面积占10%以上,但是草地面积有下降趋势,从1990年17.07%变化到2020年11.49%。磴口县未利用地面积占比最高,但是面积在逐年下降,由1990年的70.06%减少到2020年的55.74%,由于地处黄灌区,可利用地以耕地为主,耕地面积逐年增加,由15.31%增加到27.78%。乌海市、杭锦旗、鄂托克旗三个地区主体土地利用类型都是草地,各自占比分别为:47.57%-56%、50.44%-52.47%、74.22%-78.39%;三个地区占比第二高的都是未利用地,分别为:17.75%-19.53%、38.62%-41.29%、18.17%-22.57%,不同的是乌海市属于工业城市,建设用地占比也高,从1990年11.12%增加至2020年17.75%,仅次于未利用地,此外各种土地类型都占据一定比例;杭锦旗林地面积变化也明显,从1990年的0.29%增加至2020年的1.32%;鄂托克旗建设用地面积变化也很明显,从1990年的0.34%逐年增加至2020年的0.93%。(4)分地区从面积的转出与转入来看,阿拉善左旗草地面积的下降主要转为未利用地,1990-2010年间,草地转出面积有98.00%以上的面积转入到未利用地中,2010-2020年有51.68%转入到未利用地中;磴口县耕地面积的上升主要来源是未利用地与草地,1990-2000年、2010-2020年两个时期占耕地转入面积的97.00%,2000-2010年间占80.67%;乌海市建设用地的增加主要来源于草地,三个时期分别占有40.81%、77.58%、62.88%;杭锦旗林地面积大幅度的增加主要在2010-2020年间,主要来源是未利用地,占林地转入面积的97.69%;鄂托克旗建设用地的增加主要来源是草地,三个时期分别占建设用地转入面积比为93.58%、72.96%、80.28%。(5)从研究区土地利用/覆被变化动态度来看,1990-2020年期间,五个地区整体动态度最高的是建设用地,达到了8.40%。分地区来看,在1990-2020年间,阿拉善左旗、乌海市、鄂托克旗三个城市动态度最高的是建设用地,分别为:25.63%、5.65%、12.51%,磴口县动态度最高的是耕地,为7.10%,杭锦旗以林地动态度最高,为27.55%。(6)西鄂尔多斯—东阿拉善五个地区植被生长季NDVI空间分布整体表现为由西向东逐渐增加。时间尺度上1990-2020年间,植被NDVI呈现极显著增加(P<0.01);空间尺度上,1990-1999年植被NDVI有74.24%呈增加趋势(Slope>0),其中16.52%的区域呈显著增加(P<0.05),6.64%达到极显著(P<0.01),NDVI达到显著的区域主要分布在阿拉善左旗、磴口县与杭锦旗东北部;2000-2020年有98.05%呈增加趋势,其中有81.87%的区域呈显著增加(P<0.05),67.58%达到极显著增加(P<0.01),达到显著的部分均匀分布在研究区中,研究区整体长势良好。(7)分析影响植被NDVI变化的驱动力因素,时间尺度上,1990-2020年间NDVI与降水、气温均呈现极显著正相关关系(P<0.01),降水的偏相关系数值为0.639,略高于气温的值0.616。空间尺度上,1990-1999年间,植被NDVI与降水呈现显著正相关的占7.72%(P<0.05),主要分布在阿拉善左旗北部、鄂托克旗与杭锦旗相邻区域,植被NDVI与气温相关性不显著。2000-2020年间,植被NDVI与降水呈现显著正相关占36.09%(P<0.05),达到极显著正相关区域占17.64%(P<0.01),主要分布在鄂托克旗的大部、杭锦旗的南部、阿左旗的最南部以及北部的部分地区。植被NDVI与气温呈显著正相关占19%(P<0.05),其中达到极显著正相关区域占3.46%(P<0.01),主要分布在阿拉善左旗的西南部。(8)生长季不同时期水分、热量的不同对植物生长的影响有所不同,生长季前期4-5月与末期9-10月的气温、降水与NDVI变化相关性都不显著;生长旺盛期6-8月植被NDVI与降水变化达到极显著正相关(P<0.01),与气温呈现显著正相关关系(P<0.05)。
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