塔里木河干流景觀格局時空變化分析

1、五、塔里木河干流景觀格局時空變化分析5.1 研究方法5.1.1 塔里木河干流土里覆蓋/利用分類（1）數(shù)據(jù)收集本次研究所需數(shù)據(jù)主要包括以下兩個方面： 2000-2012年以來Landsat ETM/TM衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)；野外調(diào)查實測數(shù)據(jù)：植被類型、分布特征、植被樣方（由研究所相關(guān)研究團(tuán)隊提供）等實測數(shù)據(jù)。（2）圖像預(yù)處理本次研究采用的遙感影像數(shù)據(jù)是Landsat ETM/TM衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)，圖像獲取時間20012012年的7、8、9三個月份，軌道范圍包括141/032、141/033、142/032，地圖投影：UTM，Zone 45N，分辨率為30米，影像色調(diào)均勻、清晰度高、無云層覆蓋。影像數(shù)據(jù)特

2、征Landsat衛(wèi)星是由美國國家航天與航天局（NASA）自1972年陸續(xù)發(fā)射的，該系列衛(wèi)星所獲取數(shù)據(jù)影像覆蓋范圍包括北緯83°到南緯83°之間所有陸地區(qū)域，空間分辨率為30m，數(shù)據(jù)更新周期為16天。針對水、植物、土壤、巖石等不同地物在波段反射率敏感度的差異，Landsat衛(wèi)星相應(yīng)設(shè)置了不同的波段發(fā)射范圍來獲取相應(yīng)地物信息。數(shù)據(jù)預(yù)處理遙感數(shù)據(jù)在獲取過程中，由于傳感器本身和外界因素的影響造成了影像數(shù)據(jù)本身的失真和畸變，為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精確性，我們對數(shù)據(jù)進(jìn)行了輻射定標(biāo)和大氣校正處理。其中輻射定標(biāo)是將傳感器的數(shù)字量化值（DN值）轉(zhuǎn)化為絕對輻亮度值的過程。其目的消除傳感器本身的誤

3、差，根據(jù)不同的使用要求和應(yīng)用目的，可分為絕對定標(biāo)和相對定標(biāo)。絕對定標(biāo)是通過各種標(biāo)準(zhǔn)輻射源，建立輻亮度值和DN值之間的定量關(guān)系，而相對定標(biāo)則是指確定場景中各像元之間、各探測器之間以及不同時間測得的輻射度量的相對值。大氣校正是太陽輻射由地表反射，并最終達(dá)到傳感器過程中，由于大氣吸收和散射的影響，造成太陽輻射在傳輸過程中的衰減；同時一部分大氣的散射光直接或經(jīng)地表反射進(jìn)入傳感器，這部分輻射不屬于地物的反射波譜，是噪聲。大氣校正的目的正是消除大氣對太陽輻射的影響，獲取真實的地表反射率信息。（3）波段選擇及組合由于Landsat ETM/TM各波段所包含信息的不同，不同的波段組合可以突出顯示特定的地物信息

4、并應(yīng)用于專題研究，例如，741段組合具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息可用于地質(zhì)的解譯；432組合圖像植被呈現(xiàn)紅色，且其特征表現(xiàn)明顯，可用于植被、農(nóng)作物和濕地分析研究；543波段組合圖像信息量豐富且能充分顯示各種地物的影像特這差異，可用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村土地利用區(qū)分以及陸地/水體邊界的確定等等。因而在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)所探測地物信息的不同，選擇不同的波段組合顯示目標(biāo)信息達(dá)到研究目的。（4）遙感影像分類結(jié)合研究目的和研究區(qū)的土地覆被和土地利用類型，將研究區(qū)分為以下7種主要地物類型：未利用地、耕地、林地、水體、草地、灌木林地、居民地。對應(yīng)研究區(qū)內(nèi)，未利用地：沙地、鹽堿地、裸土地及植被覆蓋率<5

5、%的土地；耕地：水澆地、旱地；林地是沿河兩岸生長成片胡楊林的土地；水體：河流水面、水庫水面及湖泊水面所占區(qū)域；草地：生長蘆葦、甘草、豬毛菜等草本植物的土地；灌木林地：生長檉柳、梭梭及紅柳等灌木樹種的土地；居民地：城鎮(zhèn)、農(nóng)村人口聚居地。分類主要采用基于面向?qū)ο蟮倪b感信息提取軟件eCognition，其具體分類過程如下圖所示：圖5.1 塔里木河干流遙感影像解譯工作流程多尺度分割多尺度分割的標(biāo)準(zhǔn)是分割后影響對象的平均異質(zhì)性最小，其中異質(zhì)性包括2個部分：光譜因子和形狀因子。在實際運用eCogniton進(jìn)行分割時，需要輸入三個主要參數(shù)：波段權(quán)重、分割尺度和形狀因子。分割時，如果分割參數(shù)選擇不當(dāng)，將會直接

6、影響最終分類結(jié)果的好壞，因而進(jìn)行分割應(yīng)多次調(diào)整尺度、光譜和形狀因子等參數(shù)的權(quán)值進(jìn)行分割，直至到達(dá)最優(yōu)效果。為得到理想的分割效果，經(jīng)過反復(fù)試驗，最后確定影像的分割尺度為15，形狀因子為0.1，光譜因子0.9，緊湊度0.5，光滑度為0.5。各波段的權(quán)重都為1。劃定分區(qū)因研究區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境條件的影響，區(qū)域內(nèi)植被的分布具有明顯的特點，種群結(jié)構(gòu)簡單，大部分區(qū)域只有一種或兩種主要植被類別，且植被類型之間的交錯分布復(fù)雜程度低，同時由于異物同譜的影像，對研究區(qū)進(jìn)行分區(qū)后再進(jìn)行分類，分類可以提高分類結(jié)果的精度。對于整個研究區(qū)來說，植被種類分布較復(fù)雜的區(qū)域主要是河流兩岸，分類的難點也在于河流兩岸植被的劃分。分區(qū)時

7、應(yīng)根據(jù)野外實際調(diào)查的植被分布特征以及其在遙感影像上的表現(xiàn)特征對研究區(qū)進(jìn)行分區(qū)。特征指數(shù)選擇不同地物具有不同的光譜特征，因而可以根據(jù)地物的光譜特征判別地物類型。影像光譜特征不僅包括地物在影像上的像元亮度，還包括通過多波段之間運算得到的反映特定地物的計算值，如歸一化的植被指數(shù)（NDVI），有效葉面積指數(shù)（SLAVI），水陸掩膜指數(shù)（LMW）等。在運用特征指數(shù)進(jìn)行分類時，實際上是通過確定閥值來實現(xiàn)區(qū)分不同地物的目的。由于不同影像成像條件的不同，不同影像上區(qū)分地物的閥值會有一定差異，但差別不大，只需反復(fù)幾次重新確定其大小即可。分類規(guī)則的確定與分類基于eCogniton的信息提取，是通過建立合適的規(guī)則集

8、來實現(xiàn)的。合適規(guī)則集的建立，不應(yīng)只考慮各種參數(shù)的閥值，還應(yīng)結(jié)合地物本身的空間分布特征，進(jìn)行分類提取。例如，林地一般主要分布河道兩岸附近，河流分割對象的長寬比值相對于與湖泊/水庫較大，水域附近及河岸兩邊的植被覆蓋度較高，大面積草本植物分布一般在水庫和湖泊附近區(qū)域等。5.1.2 景觀格局分析方法本研究使用目前國際上較為流行的景觀空間格局分析軟件Fragstats3.3進(jìn)行各項指數(shù)值的計算，進(jìn)而定量分析研究區(qū)的景觀格局動態(tài)變化。景觀指數(shù)一般分為景觀斑塊水平指數(shù)（PLI）、景觀類型水平指數(shù)（CLI）、景觀水平指數(shù)（LLI）3個層次，描述景觀的連續(xù)性，在景觀景觀生態(tài)學(xué)中，將景觀格局指數(shù)主要分為四個方面：

9、即景觀面積度量指標(biāo)、景觀形狀度量指標(biāo)、景觀聚集度量指標(biāo)和景觀多樣性度量指標(biāo)。在本文所選取的景觀指數(shù)如下：（1）景觀面積度量指標(biāo)包括：斑塊類型面積（CA）、斑塊類型比(percentage of landscape, PLAND)、最大斑塊類型指數(shù)（largest patch index, LPI）。1）斑塊類型面積（CA）：CA等于某一拼塊類型中所有拼塊的面積之和（m2），除以10000后轉(zhuǎn)化為公頃（ha）；即某拼塊類型的總面積。2）景觀斑塊類型比（PLAND）：指某類斑塊所占的景觀總面積的百分比,是確定景觀中的基質(zhì)或優(yōu)勢景觀類型的重要指標(biāo),也是決定景觀中的生物多樣性、優(yōu)勢物種和數(shù)量等生態(tài)系統(tǒng)

10、指標(biāo)的重要因素。3）最大斑塊類型指數(shù)（LPI）：在景觀類型中,該類型斑塊中最大斑塊占該類斑塊面積的百分比,是組成景觀優(yōu)勢度的度量,反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)中人類活動的方向與強度。（2）景觀形狀度量指標(biāo)是研究景觀生態(tài)功能與生態(tài)過程的重要參數(shù),在本文中主要指標(biāo)是景觀形狀指數(shù)（landscape shape index，LSI）。斑塊形狀對保持區(qū)域景觀的功能具有十分重要作用，如：防止水土流失、保護(hù)物種生存與遷移等。（3）景觀聚集度量指標(biāo)是表示區(qū)域相同景觀類型在景觀格局中的分布狀況以及景觀整體之間的聚集和分散程度。本文所選用的指標(biāo)有蔓延度指數(shù)（contagion index, CONTAG）和景觀破碎度（Patc

11、h Density，PD）。1）蔓延度指數(shù)（CONTAG）：指標(biāo)是表示景觀里不同斑塊類型之間的團(tuán)聚程度或延展趨勢。該指標(biāo)包含空間的信息，是描述景觀格局的最重要的指數(shù)。一般來說，高蔓延度值表明景觀中的某種優(yōu)勢斑塊類型形成了良好的連接性；反之則表明景觀是多種要素的密集格局形式,進(jìn)而說明景觀的破碎度較高。2）景觀破碎度（PD）：在景觀類型級別上是某類景觀斑塊與某類景觀面積的數(shù)量的比值，在景觀級別上是整體景觀斑塊數(shù)量與總面積的比值。一般用來反映景觀的空間格局，描述整個景觀的異質(zhì)性，可以決定景觀中各種類型的空間分布特征改變物種相互作用和協(xié)同共生的穩(wěn)定性。（4）景觀多樣性度量指標(biāo)度量景觀的組成，它們一般由

12、豐度與均度2個指標(biāo)來確定。豐度是景觀中出現(xiàn)的類型數(shù)量，而均度是描述不同類型斑塊的分布。景觀多樣性與分布特征主要是香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon's Diversity Index. SHDI)。SHDI是基于信息理論的測量指數(shù)，在景觀級別上的空間格局指標(biāo)，該指標(biāo)能反映景觀異質(zhì)性，特別是對景觀中各斑塊類型非均衡分布狀況較為敏感，重點強調(diào)稀有斑塊類型對景觀格局的貢獻(xiàn)。5.2 塔里木河干流土地覆蓋/利用分類結(jié)果5.2.1 塔里木河干流區(qū)土地覆蓋/利用變化本研究充分利用了2012年完成的“塔里木河下游水土保持與生態(tài)修復(fù)工程干流植被遙感監(jiān)測與生物多樣性調(diào)查分析”項目的成果，該項目已完成了2007

13、年和2010年生態(tài)環(huán)境遙感解譯的工作，完成了2000年、2007年和2010年3期生態(tài)環(huán)境遙感解譯圖、植被變化專題圖，出圖時采用的為國土資源部1:20萬縣級土地利用現(xiàn)狀調(diào)查基本圖例，比例尺統(tǒng)一設(shè)置為1:20萬。各圖的縮略圖如圖5.2所示。通過arcgis的arctools box工具箱中dissolved工具，將生態(tài)環(huán)境解譯圖進(jìn)行屬性融合，通過將屬性表進(jìn)行輸出，并在excel軟件中進(jìn)行分類統(tǒng)計，分別可以得出3期生態(tài)環(huán)境遙感解譯圖的各類型面積統(tǒng)計表（表5.1）。3表5.1 2000年，2007年和2010年生態(tài)環(huán)境遙感解譯面積統(tǒng)計表2000年2007年2010年二級分類面積（km2）百分比（%）

14、面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）水澆地4028.346.115302.528.057147.6311.26林地5753.568.735335.828.103617.405.49天然草地22743.6934.5220916.0431.7523637.3635.88城市/農(nóng)村居民用地131.190.20227.450.35130.560.20獨立工礦用地0.000.000.000.000.000.00河流水面395.290.60390.960.59722.301.10湖泊水面124.120.19298.610.45182.640.28水庫水面416.070.63381.620.

15、58497.670.76灘涂139.730.21251.430.38129.130.20裸土地64.420.10375.960.574123.696.26裸巖石礫地2278.563.463346.575.08683.631.04沙地22307.6533.8622398.8134.0121234.7732.23鹽堿地6858.4610.415862.668.905498.473.90沼澤地645.580.98778.751.18919.851.40圖5.2 2001, 2007, 2010三期生態(tài)環(huán)境遙感解譯圖通過地統(tǒng)計方法對三期個生態(tài)環(huán)境類型的面積及占研究區(qū)總面積的百分比進(jìn)行了統(tǒng)計和匯總，獲得

16、了三期生態(tài)環(huán)境類型面積與百分比變化表（表5.2）。表5.2 2000年,2007年和2010年生態(tài)環(huán)境類型面積與百分比變化表面積（km2）百分比（%）二級分類2000-20072007-20102000-20102000-20072007-20102000-2010水澆地1274.182115.113389.291.943.215.15林地-417.74-1718.42-2136.16-0.63-2.61-3.24天然草地-1827.652721.32893.67-2.774.131.36城市/農(nóng)村居民用地96.2696.89193.150.150.10.25獨立工礦用地000000河流水面-

17、4.33331.32326.99-0.010.510.5湖泊水面174.49-115.9758.520.26-0.170.09水庫水面-34.45116.0581.6-0.050.180.13灘涂111.7-122.31-10.610.17-0.18-0.01裸土地311.543747.734059.270.475.696.16裸巖石礫地1068.01-2662.94-1594.931.62-4.04-2.42沙地91.16-1164.04-1072.880.15-1.78-1.63鹽堿地-995.8-3110.25-4106.05-1.51-5-6.51沼澤地133.17143.05276.

18、220.20.220.42由表5.2可以看出，在2000-2010年，水澆地作為人類農(nóng)業(yè)活動的重要指標(biāo)始終保持不斷增加的趨勢，從2000年的4028.34 km2增加到2010年的7417.63 km2，面積百分比增加了超過5.14%；其中2000-2007年水澆地面積增加1274.18 km2，2007-2010年增加2115.11 km2。林地主要分布在研究區(qū)河岸附近區(qū)域，總體面積呈現(xiàn)出逐漸遞減的趨勢，2000-2010年，林地面積減少了2136.16 km2；天然草地主要分布于河岸兩側(cè)離河比較遠(yuǎn)的范圍內(nèi)，2000-2007年面積減少了417.74 km2，2007-2010年增加了272

19、1.32 km2；城市/農(nóng)村居民地在10年來也有較大面積的增長，變化總面積為193.15 km2，占區(qū)域總面積的0.25%；水域及水利設(shè)施用地面積呈增加趨勢，特別是河流水面面積在近10年有較大的增加，2000-2010年增加面積為326.99 km2， 湖泊水面面積增加58.52 km2；未利用地面積（沙化地、裸土地、裸巖石礫地和鹽堿地）整體呈減少趨勢。為了深入分析塔里木河干流不同區(qū)段2000-2010年期間生態(tài)環(huán)境的變化情況，將干流區(qū)域劃分為：上游北、南岸，中游北、南岸和下游北、南岸六個子區(qū)，其中英巴扎以上為上游，英巴扎至恰拉為中游，恰拉到臺特瑪湖為下游。分區(qū)生態(tài)環(huán)境分類結(jié)果見表5.3-5.

20、5。上游北岸上游南岸中游北岸中游南岸下游北岸下游南岸分類面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)水澆地2283.1912.37964.137.8370.255.9836.750.423743.270.040林地2287.1912.41691.9413.69861.6613.93257.732.95413.953.62241.12.77天然草地6885.7437.324623.8337.433905.463.132252.5725.754127.6836.08948.5610.9居

21、民用地71.420.3928.120.2310.70.170.07020.740.180.130河流水面131.760.71212.231.7215.910.2619.830.2314.250.121.320.02湖泊水面54.760.33.960.0323.810.3829.280.330.890.0111.420.13水庫水面173.670.94138.441.1215.790.260038.850.3449.320.57灘涂65.070.3573.360.591.260.020.0400000裸土地0.4300035.660.582.130.0226.190.2300裸巖石礫地226.6

22、1.23008.890.14002043.117.8600沙地3263.6217.693811.130.85367.685.945690.0565.042626.7122.966546.4575.22鹽堿地2799.7115.17696.995.64345.785.59437.985.011697.9614.8488010.11沼澤地207.621.13110.720.9223.883.6221.650.2557.30.524.40.28表5.3 2000年塔里木河干流分區(qū)生態(tài)環(huán)境分類結(jié)果表5.4 2007年塔里木河干流分區(qū)生態(tài)環(huán)境分類結(jié)果上游北岸上游南岸中游北岸中游南岸下游北岸下游南岸分類面

23、積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)水澆地3023.0016.381212.639.83578.699.3563.370.72424.293.710.240林地2012.5110.911474.8211.96920.6514.87279.133.19424.973.71223.562.57天然草地6461.8235.024536.0436.773628.6658.62250.5925.753425.5929.94612.727.04居民用地140.420.7652.430.43

24、12.030.190.07022.370.200.130河流水面127.990.69207.801.6826.830.4313.130.1515.210.1300湖泊水面41.000.227.210.0657.270.9215.930.1889.570.7887.621.01水庫水面123.000.67136.251.1020.720.331.440.0248.120.4252.070.60灘涂96.560.52154.751.250.110000000裸土地55.410.30279.162.2613.320.222.150.0225.900.2300裸巖石礫地341.391.85008.25

25、0.13002646.0723.13350.744.03沙地3258.0417.663697.4129.97385.786.235642.0964.552938.9325.696475.874.41鹽堿地2458.3213.32464.163.76331.075.35438.295.011305.8711.41864.759.94沼澤地312.531.69113.670.92208.353.3634.690.4074.630.6534.860.40表5.5 2010年塔里木河干流分區(qū)生態(tài)環(huán)境分類結(jié)果上游北岸上游南岸中游北岸中游南岸下游北岸下游南岸二次分類面積(km2)百分比(%)面積(km2)

26、百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)面積(km2)百分比(%)水澆地4125.2122.361825.5514.78805.6213.02116.001.33543.344.752.060.02林地1407.657.63981.67.95567.479.1790.041.03355.63.11215.032.47天然草地6905.9437.434811.0438.943820.6061.762850.3132.583882.3633.941366.9415.71居民用地74.930.4130.140.2416.450.27009.200.0

27、800河流水面274.331.49275.952.2370.091.1343.710.537.000.3221.220.24湖泊水面11.160.066.510.057.070.110.480.0177.820.6879.600.91水庫水面236.011.28132.531.0728.50.4622.770.2647.650.4230.210.35灘涂49.380.2765.040.532.990.052.460.035.280.053.980.05裸土地1840.419.98185.41.5170.142.7578.490.901815.2915.8733.950.39裸巖石礫地98.34

28、0.53000000585.295.1200沙地1973.0110.693039.2524.6429.46.945142.4858.793760.3332.876899.3079.28鹽堿地951.35.16846.296.85169.792.74358.034.09269.772.3612.690.15沼澤地502.482.72189.61.5398.061.59430.4951.490.4537.170.435.2.2 塔里木河中下游重點生態(tài)區(qū)土地覆蓋/利用變化對于塔里木河干流中下游的重點生態(tài)區(qū)，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)獲取情況和質(zhì)量評價，最終完成了2001年、2003年、2006年、2007年、20

29、09年、2010年和2011年等7期數(shù)據(jù)成果。圖5.3-5.5所示為2001年、2006年和2012年植被分類結(jié)果。圖5.3 2001年植被分類圖圖5.4 2006年植被分類圖圖5.5 2012年植被分類圖表5.6 20012006的植被面積變化2001年2006年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地31516.0578.330359.8975.4-2.9林地1087.002.71111.212.80.1草地1982.654.91881.214.7-0.2耕地653.581.6983.262.40.8灌木4388.3410.95333.5613.32.4

30、水體622.461.5580.961.4-0.1表5.7 20012006的植被變化轉(zhuǎn)移矩陣2006（面積km2）未利用地林地草地耕地灌木水體總計轉(zhuǎn)出2001未利用地29517.2687.61151.0010.371664.5085.3031516.051998.79林地43.80944.065.7616.1426.5150.721087.00142.94草地121.0310.371397.08235.1591.06127.951982.65585.57耕地0.001.1514.99629.386.921.15653.5824.21灌木564.8243.80189.0484.153441.97

31、64.554388.34946.37水體112.9624.21123.348.07102.59251.29622.46371.17總計30359.891111.211881.21983.265333.56580.96轉(zhuǎn)入842.63167.14484.14353.881891.59329.67據(jù)表5.6和5.7，2001-2006年，未利用地和灌木面積變化較為顯著，其中未利用地減少1156.16 km2，灌木林地增加945.22 km2，其變化分別占研究區(qū)總面積的2.9%和2.4%；耕地受人類影響嚴(yán)重，其變化有相當(dāng)?shù)娜藶樾裕?001-2006年塔河干流中下游區(qū)域耕地面積增加了353.88 km

32、2，占區(qū)域總面積的0.8%。單從天然植被的角度上看，2006年較2001年的植被覆蓋總面積增加了1207.5 km2，總變化率為3.3%。表5.8 20062011的植被面積變化2006年2011年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地30359.8975.429484.9973.3-2.1林地1111.212.81166.542.90.1草地1881.214.72085.245.20.5耕地984.412.41046.652.60.2灌木5333.5613.35894.9214.61.3水體580.961.4572.891.40表5.9 2006-201

33、1年的植被變化轉(zhuǎn)移矩陣（面積km2）2011（面積km2）未利用地林地草地耕地灌木水體總計轉(zhuǎn)出2006未利用地28966.2747.26228.2411.53994.78111.8130359.891393.62林地19.601045.504.619.2225.366.921111.2165.70草地71.473.461583.8188.7658.7974.931881.21297.40耕地1.152.3162.25902.5714.991.15984.4181.84灌木405.7533.4391.0625.364751.4426.515333.56582.11水體20.7534.58115.

34、279.2249.57351.57580.96229.39總計29484.991166.542085.241046.655894.92572.89轉(zhuǎn)入518.72121.03501.43144.091143.48221.32據(jù)表5.8和5.9，20062011年塔河中下游區(qū)域變化較明顯類型為未利用地和灌木，其中未利用地面積減少685.90 km2（2.1%），灌木增加561.37 km2（1.3%），草地面積呈增加趨勢，增加面積為204.03 km2（0.5%)。整體上看，相較于20012006年，植被面積變化基本趨勢一致，2006-2011年塔河干流中下游區(qū)域天然面積增加了724.50 km

35、2，總變化率為1.8%。表5.10 2001-2011的植被面積變化2001年2006年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地31516.0578.329484.9973.3-5.0林地1087.002.71166.542.90.2草地1982.654.92085.245.20.3耕地653.581.61046.652.61.0灌木4388.3410.95894.9214.63.7水體622.461.5572.891.4-0.12001-2011年植被覆蓋轉(zhuǎn)移的空間格局如下圖所示：圖5.6 20012011年塔里木河中下游植被覆蓋轉(zhuǎn)移空間格局圖結(jié)合表5.1

36、0和圖5.6，可以直觀看出2001-2011年之間植被類別之間相互轉(zhuǎn)化面積及其在空間位置上的表現(xiàn)。通過分析可以發(fā)現(xiàn)：未利用地和天然植被之間相互轉(zhuǎn)化主要類別是灌木，空間上看，主要發(fā)生在離河道較遠(yuǎn)的地區(qū)。2001-2011年，未利用地減少2031.06 km2，占區(qū)域總面積的5%；灌木林地增加15.06.58 km2，占區(qū)域總面積的3.7%；另外，除向植被轉(zhuǎn)化外，在臺特瑪湖附近，未利用地向水體的轉(zhuǎn)化同樣比較明顯。林地主要分布在河道兩側(cè)區(qū)域，2001-2011年，林地面積增加79.54 km2，占區(qū)域總面積的0.2%；從空間位置變化上，其變化并不明顯。草地主要分布在離水面較近的區(qū)域，位于研究區(qū)左上方

37、大西海子水庫附近，水體向草地的轉(zhuǎn)化比較顯著,2001-2011年草地面積總體增加102.59 km2，占區(qū)域總面積的0.25%。耕地面積也有一定程度的增加，與2001年相比，2011年耕地面積增加了393.07km2，占區(qū)域總面積的1.0%。5.2.3 塔里木河下游生態(tài)輸水影響區(qū)土地覆蓋/利用變化根據(jù)生態(tài)輸水的影響范圍，劃定沿著下游河道3公里的緩沖區(qū)的范圍作為研究區(qū)來研究植被的變化，區(qū)域面積為區(qū)域面積2191 km2。圖5.7 塔里木河下游生態(tài)輸水影響區(qū)的劃分從中、下游重點區(qū)植被分類結(jié)果中切出輸水影響區(qū)的范圍，圖5.8所示為塔河下游生態(tài)輸水影響區(qū)2001、2006和2011年的植被分類結(jié)果：圖

38、5.8 2001、2006及2011年下游區(qū)植被分類圖表5.11 20012011的植被面積變化2001年2006年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地1126.0951.41012.0846.2-5.2林地224.7110.3246.9011.31.0草地61.722.880.983.70.9耕地4.590.24.460.20.0灌木687.2631.4755.7434.53.1水體87.234.091.444.20.2表5.12 20012006的植被變化轉(zhuǎn)移矩陣（面積km2）2006（面積km2）2001未利用地林地草地耕地灌木水體總計轉(zhuǎn)出未利用地

39、901.518.0310.840.00189.5116.201126.09224.58林地0.00217.060.000.003.833.83224.717.65草地0.890.0056.240.383.570.6461.725.48耕地0.000.000.773.700.130.004.590.89灌木107.7614.414.460.26557.432.93687.26129.83水體1.917.408.670.131.2867.8587.2319.38總計1012.08246.9080.984.46755.7491.44轉(zhuǎn)入110.5729.8424.740.77198.3123.59據(jù)

40、表5.11和5.12，2001-2006年，未利用地和灌木面積變化較為顯著，其中未利用地減少114.01km2，灌木林地增加68.48km2，其變化分別占研究區(qū)總面積的5.2%和3.1%；林地面積增加了22.19km2，占區(qū)域總面積的1.0%；草地面積也有所增加，增加面積為19.26km2，占區(qū)域總面積的0.9%。單從天然植被的角度上看，2006年較2001年的植被覆蓋總面積增加了110.64 km2，總變化率為5%。表5.13 20062011的植被面積變化2006年2011年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地1012.0846.2977.0044.

41、6-1.6林地246.9011.3253.5311.60.3草地80.983.7105.984.81.1耕地4.460.25.610.30.1灌木755.7434.5717.9932.8-1.7水體91.444.2131.486.01.8表5.14 2006-2011年的植被變化轉(zhuǎn)移矩陣（面積km2）20112006未利用地林地草地耕地灌木水體總計轉(zhuǎn)出未利用地902.910.518.160.0052.0348.461012.08109.17林地0.00239.760.000.004.083.06246.907.14草地0.130.1372.051.153.064.4680.988.93耕地0.

42、000.000.513.700.260.004.460.77灌木73.5813.144.460.77658.445.36755.7497.31水體0.380.0020.790.000.1370.1491.4421.30總計977.00253.53105.985.61717.99131.48轉(zhuǎn)入74.0913.7733.921.9159.5661.34據(jù)表5.13和5.14，2006-2011年塔河下游輸水影響區(qū)變化較明顯類型為未利用地、灌木林地和水體，其中未利用地面積減少35.08 km2（1.6%），灌木林地減少37.75km2（1.7%），水體面積增加40.04km2（1.8%）；草地面積

43、增幅較小，增加面積為25.0km2（1%)。整體上看，2006-2011年塔河干流下游輸水影響區(qū)天然植被總面積變化不大。表5.15 20012011的植被面積變化2001年2006年變化百分比（%）面積（km2）百分比（%）面積（km2）百分比（%）未利用地1126.0951.4977.0044.6-6.8林地224.7110.3253.5311.61.3草地61.722.8105.984.82耕地4.590.25.610.30.1灌木687.2631.4717.9932.81.4水體87.234.0131.486.02表5.16 2001-2011年的植被變化轉(zhuǎn)移矩陣（面積km2）2011（

44、面積km2）未利用地林地草地耕地灌木水體總計轉(zhuǎn)出2001未利用地828.829.8213.140.13201.2472.951126.09297.27林地0.38212.340.000.005.995.99224.7112.37草地0.260.0057.130.134.210.0061.724.59耕地0.000.000.263.830.510.004.590.77灌木147.0424.105.611.28504.764.46687.26182.49水體0.517.2729.840.261.2848.0887.2339.15總計977.00253.53105.985.61717.99131.4

45、8轉(zhuǎn)入148.1941.1948.841.79213.2383.402001-2011年植被覆蓋轉(zhuǎn)移的空間格局如下圖所示： 圖5.9 20012011年塔里木河下游土地覆蓋轉(zhuǎn)移空間格局圖結(jié)合表5.15、5.16和圖5.9，可以直觀看出2001-2011年之間植被類別之間面積變化及其在空間位置上的表現(xiàn)。通過分析可以發(fā)現(xiàn)：2001-2011年，塔河下游輸水影響區(qū)的天然植被面積總體顯著增加，其中林地面積增加28.82km2，灌木林地增加30.73km2，草地面積增加44.26km2；天然植被增加的總面積相當(dāng)于整個區(qū)域面積的4.7%。未利用地和植被之間相互轉(zhuǎn)化主要類別是灌木，空間上看，主要發(fā)生在離河道

46、較遠(yuǎn)的地區(qū)。2001-2011年，未利用地面積減少149.08km2；另外，除向植被轉(zhuǎn)化外，在臺特瑪湖附近，未利用地向水體的轉(zhuǎn)化同樣比較明顯。5.3 塔里木河干流景觀格局變化分析5.3.1 塔河干流區(qū)景觀格局變化（1）景觀類型水平(class level)分析景觀類型級別的分析能反映各類景觀的空間分布和空間組合特征，不同時期的景觀類型分析可揭示研究區(qū)景觀格局變化的趨勢。2000-2010年期間塔里木河干流區(qū)各類型景觀格局指數(shù)變化情況如圖5.10所示。圖5.10 塔里木河干流區(qū)景觀類型水平景觀指數(shù)計算結(jié)果在塔里木河干流區(qū)，各類景觀的斑塊面積都有所變化。草地、耕地、水體和居民地的斑塊面積總體上都呈

47、增長的趨勢。其中草地斑塊面積在2001-2007年期間減少，之后在2007-2010年期間再次上升；耕地與水體斑塊面積在2001-2010年期間呈遞增式增長；居民地斑塊面積在2001-2007年期間先增加，在2007-2010年期間有所減少。林地與未利用地的斑塊面積總體呈減少的趨勢。在景觀斑塊類型比上，各類景觀都表現(xiàn)為與斑塊總面積一致的變化。各類景觀斑塊總面積越大，其所占的整個景觀面積比例也就越大，所以從圖5.10可以看出塔里木河干流區(qū)土地覆被景觀中優(yōu)勢度較高的是未利用地和草地。水體與居民地在整個景觀中處于劣勢地位。2000-2010年，各類景觀的斑塊數(shù)量除居民地、林地總體上有所減少外，草地、

48、耕地、水體、未利用地的斑塊數(shù)量都有所增加。其中草地和耕地在2000-2010年期間呈遞增式增長，增長速度較為均勻；水體與未利用地斑塊數(shù)量在2007-2010年期間快速增長。林地、居民地斑塊數(shù)量在2001-2007年期間有所增長，但是在2007-2010年期間又大幅度下降。在斑塊密度上，各類景觀都表現(xiàn)為與斑塊數(shù)量一致的趨勢。未利用地是塔里木河干流區(qū)優(yōu)勢度最高的景觀類型，其斑塊面積在2000-2010年期間有所下降，但是斑塊數(shù)量卻增加了40%左右，因此造成了景觀破碎度上升。景觀形狀指數(shù)是對斑塊邊緣復(fù)雜性的度量，與人類的干擾活動密切相關(guān)。研究區(qū)所有景觀類型的形狀指數(shù)均較大，其中除林地和居民地在200

49、0-2010年期間形狀指數(shù)有少許下降外，未利用地、水體、灌木林地和草地在2000-2010年間形狀指數(shù)均呈上升狀態(tài)。其中草地、耕地、未利用地的景觀形狀指數(shù)在2000-2010年期間呈緩慢遞增的趨勢。水體在2001-2007年期間增長速度緩慢，在2007-2010年期間增長快速。林地和居民地都是在2001-2007年期間有所增長，之后在2007-2010年下降。（2）景觀格局水平(land level)分析圖5.11 塔里木河干流區(qū)景觀水平景觀指數(shù)計算結(jié)果從圖中可以看出，在景觀水平上，2000-2010年研究區(qū)變化特征是：景觀的最大斑塊類型指數(shù)、斑塊蔓延度總體上都呈下降的趨勢。其中景觀的總體面積與斑塊蔓延度在2001-2010年期間呈遞減式下降，但減少的面積不大；最大斑塊類型指數(shù)在2001-2007年期間有少量增長，但在2007-2010年期間再次下降。而斑塊數(shù)量、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、分裂度、景觀多樣性指數(shù)總體呈上升趨勢。其中斑塊數(shù)量與斑塊密度的變化趨勢相一致，都是在2000-2010年期間呈遞增式增長；景觀形狀指數(shù)與景觀多樣性在2000-2007年期間增長速度較快，在2007-2010年期間增長速度減緩；分裂度在2000-2007年期間