摘要
位于焦作市境内的太行山南麓拥有较为丰富的煤矿资源、旅游资源和珍贵的人文历史遗迹。随着十九世纪以来焦作市煤矿资源的大规模开采,山体生态环境遭到了严重的破坏。监测植被覆盖度的变化能够有效的判断生态环境的变化,分析植被覆盖变化的主要影响因子,可以为生态修复的重要决策提供理论参考依据。本文以南太行焦作山体范围为研究区域,以Landsat5-TM2000年、2004年、2006年、2008年、2010年和Landsat8-OLI2013年、2015年、2017年、2019年的遥感影像作为数据源计算研究区域的时序NDVI;针对云雾的影响,使用傅里叶谐波时序分析方法消除云雾对NDVI的影响;然后根据最大值合成法和像元二分模型在置信空间内使用滤波重构后的年度NDVI最大值逐像元计算研究区域2000年、2004年、2006年、2008年、2010年、2013年、2015年、2017年、2019年的植被覆盖度;为探索研究区2000年至2019年期间的植被覆盖度变化规律,综合利用马尔可夫模型、植被覆盖度变异系数、逐像元一元线性回归分析和随机森林回归分析等方法,对研究区植被覆盖度2000年至2019年期间的变化规律进行研究;针对此变化规律使用相关性分析和显著性p值检测方法分析了降水、温度,人口密度对植被覆盖度变化的响应强度,探索影响植被覆盖度变化的主要影响因素。本文得出如下的主要结论: (1)对研究区内时序NDVI数据使用傅里叶谐波时序分析方法滤波和Savitzky-Golay滤波进行实验对比分析,结果表明傅里叶谐波时序分析方法滤波拟合重构后的NDVI数据比Savitzky-Golay滤波拟合重构后的精度高,傅里叶谐波时序分析方法滤波更适用于本研究区的情况。 (2)2000年至2019年期间研究区植被覆盖度的随机森林一元线性回归方程的斜率为0.008201,表明植被覆盖度整体呈现上升的趋势;研究区植被覆盖度保持增加的区域面积占比为73.439%(566.949km2),其平均植被覆盖度大小增加了0.0822;且植被覆盖度主要向高植被覆盖度等级转移,其面积增加了14.353%(110.805km2);在研究区植被覆盖度的稳定性分析中,有89.71%(692.561km2)的面积处于稳定变化状态。 (3)研究区内植被覆盖度随高程和坡度的升高而增加;降水和温度的显著及以上级别的正负相关性系数的面积占比为50.802%(392.191km2)和34.986%(270.092km2),并且通过0.05gt;p检测的面积占比为8.867%(68.453km2)和2.540%(19.609km2),因此研究区内降水和温度不是影响植被覆盖度变化的主要因素;人口密度显著及以上相关性系数面积占比为74.858%(577.904km2),且通过0.05gt;p检测的区域面积占比为28.159%(217.387km2),因此人口密度的变化与植被覆盖度变化呈现强烈的响应关系,且人口密度减少是植被覆盖度增加的重要原因。