广州市1990—2005 年植被覆盖度的时空变化特征

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1、龚建周等：广州市1990—2005年植被覆盖度的时空变化特征5广州市1990—2005年植被覆盖度的时空变化特征龚建周，夏北成*中山大学环境科学与工程学院，广东广州510275摘要：植被是生态系统的最重要组成部分，以植被覆盖度为指标研究区域植被的时空动态特征，是生态系统健康评价的前提和必要基础。以1990、1995、2000和2005年4个时相的TM遥感影像为数据源，对其进行大气辐射校正以及进行空间图像运算，生成广州市不同时序的植被覆盖度图，以此分析广州市植被覆盖度的时空变化特征。结果表明，广州市过去15a植被覆盖度变

2、化很大，从58.75%下降到46.06%，特别是中心城区和番禺区内的植被覆盖度变化更显著。植被覆盖度下降最多的时间段是1990—1995年，恢复阶段是2000—2005年间。但是，从空间分布上看，植被恢复的区域主要是从化市，市区仍然处于继续下降状态，值得各方面关注，因为市区是人口密度和经济高度集中的区域，也是生态元素最缺乏的区域。关键词：植被覆盖度；遥感影像；归一化植被指数（）；时空变化；广州中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）06-1289-06龚建周等：广州市1990—2005

3、年植被覆盖度的时空变化特征5城市植被是城市生态系统重要的还原组织和最重要的元素，对于保护城市生态环境具有不可忽视的作用[1]，如缓解城市“热岛效应”，改善区域气候[1-3]等。但是，快速城市化过程引起的城市植被覆盖的减少，成为引起城市生态环境问题的重要原因之一，因此，引起学术界的极大关注，广大学者们围绕城市植被并以植被覆盖度为监测指标展开了一系列研究。如陈云浩等[4-5]对北京海淀区的植被覆盖进行估测，并用景观生态学方法对植被覆盖进行景观及其变化监测；李晓琴[6]进行了北京山区植被覆盖的格局动态研究，李素、庄大方等[7

4、]用NSMA方法估算南京市的植被覆盖度，继而探讨植被丰富度及变化与城市规模的关系。这些研究表明，估算城市植被覆盖度并进行空间分布与动态的分析，成为监测城市生态环境的重要的方法。广州市位于经济较发达的珠三角的中心位置，经济的持续发展和人口规模的膨胀，带来了大量的城市问题。如城市结构功能效益低，大气和水环境污染等，尤其是绿地被大量蚕食所带来的生态环境影响，严重影响了人们生活质量，也影响到区域中心城市的形象。为此，管东生等对广州森林景观多样性[8-9]、绿地系统景观异质性[10]进行过研究。但是，研究所用的数据多源于统计年鉴

5、，也没有从广州市域进行植被覆盖度与变化的研究。本文基于1990、1995、2000和2005年4个时相的TM遥感数据源，以广州市域为研究区域，运用植被指数计算模型，通过非监督分类及图像空间模型运算和修正大气辐射校正参数，建立植被覆盖度与校正植被指数的模型，计算不同时期的植被覆盖度。按行政区划裁切，计算各区各时相的植被覆盖度，并进行动态特征的分析。目的在于研究随着城市的发展和区域的变化而导致的城市地表覆被的变化，为进行城市生态环境质量评价、城市规划以及生态安全评估提供参考。1研究区概况与方法1.1研究区概况研究区(E11

6、2º57´~114º3´，N22º26´~23º56´)广州市位于珠江三角洲的中心腹地,包括海珠、黄埔、荔湾、越秀、天河、番禺、白云、萝岗、花都、南沙区和从化市、增城市，市域总面积7434.4km2。其中南沙区和萝岗区为2005年成立的新区，没有历史资料参考，故仍以老的行政区为研究区划分依据，所以后文仍有东山和芳村两区，而没有新区中的萝岗区和南沙区。研究区地势东北高，西南低，北部和东北部是山区，中部是丘陵、盆地，南部是珠江三角洲沿海冲积平原。气候类型为南亚热带典型的季风海洋性气候。1.2研究材料覆盖广州市域的TM遥感数

7、据，研究时相分别为1990年10月13日、1995年12月30日、2000年10月14日、2005年10月22日，轨道号为122/04385（122/44上移15%）。广州市行政区划图（2000年区划图），广州市地形图（1∶5万）。图像处理软件是Erdas8.6、ilwis3.0和Arc/info8.3。1.3遥感图像的预处理以1∶龚建周等：广州市1990—2005年植被覆盖度的时空变化特征55万的地形图为基准，采用三次多项式及最邻域插值法对1990年遥感影像进行几何精校正（像元大小为30m×30m），用UTM（Uni

8、versalTransverseMercator,north49thzone）投影系统。配准误差控制在0.2个像元以内。再以1990年校正后的影像为基准图，采用同样的校正方法，分别对研究区其它几个时相的遥感影像图进行配准，误差在1m以内。为保持研究结果与经济发展统计数据的一致性，用旧的行政区划图数字化，生成各行政区及整个研究区域的