天山中部近10年森林質量變化分析——以烏魯木齊河流域為例

丁程鋒，劉東紅，張繪芳，李 霞，高亞琪

(1. 新疆農業大學草業與環境科學學院,烏魯木齊 830052；2. 滁州學院地理信息與旅游學院,安徽滁州 239000；3. 新疆林業科學院現代林業研究所,烏魯木齊 830000)

?

天山中部近10年森林質量變化分析
——以烏魯木齊河流域為例

丁程鋒1，劉東紅2，張繪芳3，李 霞1，高亞琪3

(1. 新疆農業大學草業與環境科學學院,烏魯木齊 830052；2. 滁州學院地理信息與旅游學院,安徽滁州 239000；3. 新疆林業科學院現代林業研究所,烏魯木齊 830000)

【目的】為天山中部天然林保護工程實施效果的定量評定和區域環境保護提供可靠依據。【方法】以天山中部烏魯木齊河流域雪嶺云杉天然林分布區為研究區，基于2003年Landsat 5 TM和2013年Landsat 8 OLI數據、2009年SPOT-5數據以及2009年研究區實地調查數據，使用監督分類和像元二分模型，分析實施天然林保護后，研究區2003至2013年天然林的質量變化。【結果】自2000年天山中部天然保護工程實施以來，研究區林地面積增加0.94%；在研究區中南部人類活動干擾較小的中高海拔區，中等郁閉林地、密林分別增加了39.33%和5.55%，草地面積增加5.98%。研究區其它地類(耕地、建設用地)面積增加150.22%，水體面積減少29.39%。【結論】天然林保護工程實施，使天山中部天然林保護區森林質量和生境質量向良好方向改善，但應控制建設用地的增加并采取有效措施保護水域，使區域環境均衡、持續發展。

遙感；郁閉度；監督分類；森林質量

0 引 言

【研究意義】位于新疆天山北坡的云杉天然林具有涵養水源、保持水土、維護區域生態平衡的重要生態功能。建國后，隨著人口增長、農業快速發展、森林砍伐和氣候變化，使得天山北坡天然林受到不同程度的破壞，從而影響了其重大生態功能的持續發揮。1998年國家決定在新疆國有林區開展天然林保護工程試點，自2000年正式實施天然林保護工程(以下簡稱天保工程)已有15年時間，對天然林保護效果的定量監測與評定已成為政府職能部門和行業專家關注的重點。研究實施天保工程后森林質量及面積的變化，將為實施效果的定量評定及天保工程實施區森林經營政策的制定提供科學依據。【前人研究進展】近年來，已有學者運用遙感技術進行森林因子的估測：劉玉峰等[1]以西天山云杉林為研究對象，以高空間分辨衛星遙感影像為基礎數據，運用空間統計學的方法對研究區的林分冠幅進行了定量估計；李虎等[2]基于遙感和地面實地調查數據，對比分析了1986、1996和2007年3期的森林生物量監測數據，對西天山云杉林生物量的時空分布進行了動態變化分析。羅杰等[3-5]以道孚縣甲斯孔林場為研究區，利用TM、SPOT-5遙感影像，分析研究區天然林面積變化和植被覆蓋率的變化，進行川西天然林動態監測。牛戰勇等[6]以密云半城子為研究區，基于TM數據提取歸一化植被指數，并結合實際調查數據，計算葉面積指數，采取空間統計學的方法對林分冠幅進行了定量估計。諸多學者基于遙感數據，使用像元二分模型，從森林郁閉度估測[7～8]、植被覆蓋度反演[9-10]等方面，探索遙感技術在森林質量監測方面的應用。【本研究切入點】使用遙感技術研究森林資源質量變化，大都基于對林地面積變化和郁閉度變化的分析，這為研究使用遙感技術分析研究區森林質量變化提供了思路。由于對天山中部國有天然林保護區森林質量變化的遙感研究鮮見報道，以2003和2013年Landsat系列遙感影像和2009年的SPOT-5影像為數據基礎，結合2009年烏魯木齊河流域森林資源二類調查數據，使用遙感技術分析天山中部烏魯木齊河流域天保區森林面積和郁閉度的變化。【擬解決的關鍵問題】掌握自實施天保工程以來天山中部森林質量的變化情況，為天山北坡天保區森林資源遙感定量監測提供技術支持，并為天保工程實施區森林經營政策的制定和調整提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于天山中部86°45′～87°56′E，43°00′～44°07′N間的烏魯木齊河流域。流域山體高大，地形陡峻，平均海拔3 006 m，平均坡度48.5°，年徑流量2.37×104m3，是烏魯木齊市350×104余市民生活、生產用水的主要來源。流域南起烏魯木齊河上游天山山脈依連哈比尕山分水嶺，北至古爾班通古特沙漠南緣的東道海子，西接頭屯河流域，東到烏拉泊和柴窩堡洼地之間的分水嶺，由南至北各支流泉溝匯入東道海子[11]。

流域內土壤和植被垂直地帶變化明顯，土壤類型主要有分布于高山帶的高山草甸土、中山帶的灰褐色森林土和黑鈣土、后峽盆地的山地栗鈣土。植被分布以中山帶雪嶺云杉(Piceaschrenkiana)為主，林內常見小喬木天山花楸(Sorbustianschanica)和崖柳(Salixfloderusii)[12]；闊葉樹主要有天山樺(Betulatianschanica)、密葉楊(Populurtalassica)和白柳(Salixalba)，多分布在低山河谷區[13]。

1.2 材 料

研究所收集的數據有：2003年8月17日分辨率30 m的Landsat 5 TM數據、2013年8月28日分辨率15 m的Landsat 8 OLI數據、2009年分辨率2.5 m的SPOT-5數據；2009年烏魯木齊河流域森林資源二類調查數據及林相圖。利用ENVI5.0對不同時期遙感數據進行研究區范圍裁剪，并對TM、OLI和SPOT-5數據進行幾何精校正，誤差控制在1個像元以內。為方便不同分辨率遙感數據間的對比分析，將上述遙感數據統一重采樣為15 m空間分辨。

圖1 采樣點分布
Fig.1 The distribution map of sampling point

1.3 方 法

1.3.1 林地面積提取

在影像預處理基礎上，根據研究區實際土地利用類型及研究需要，將地類劃分為林地、草地、裸地、水體、冰雪、其他(耕地、建筑用地)等六類，并根據各地類在遙感影像上的特征，建立各自地類的解譯標志。根據解譯標志及實地調查數據，確定遙感影像上不同地類的典型訓練樣區，在ENVI軟件中采用最大似然法進行監督分類，并使用Confusion Matrix功能計算分類精度。2003年總體分類精度和Kappa系數分別為91%和0.88%，2013年總體分類精度和Kappa系數分別為93%和0.91%，均達到了分類要求。將分類結果中的小斑點處理后，導入ArcGIS中，對照研究區實地調查數據和2009年林相圖，并結合Google Earth，對明顯錯分處進行手動修改，得到烏魯木齊河流域2003和2013年兩期土地類型分布圖，利用ArcGIS空間分析功能對兩期土地利用類型數據進行疊加分析，計算各地類面積并導出屬性表；最后，根據兩期土地類型分布圖的屬性表建立轉移矩陣，分析研究區各地類及森林面積變化。以2009年森林二類調查數據為基礎，于2015年7月，對部分林地變化區域進行實地驗證，根據遙感數據與國家正規地形圖數據，利用3S技術制成采樣點分布圖。表1，圖1

表1 研究區地類解譯標志
Table 1 The interpretation marks in the study area

地類Landgroup影像色調Hue特征描述Description林地Forest酒紅色多指雪嶺云杉，多成片分布于山地陰坡草地Grassland鮮紅色主要指高山草甸，成片分布裸地Bareland藏藍色、淺黃色主要指大片的巖石或細小砂石地水體Water天藍色顏色較純，雜質較少冰雪Ice-snow白色分布于雪線以上的高山區其它Other紅白色、藍白色集中分布于河流兩側及邊緣地區，呈斑塊狀分布

1.3.2 林地郁閉度確定

使用ENVI軟件提取2003和2013年遙感影像的NDVI值，用像元二分模型估測不同期影像森林郁閉度，并分析不同時段森林郁閉度變化。

像元二分模型計算公式如下[7]：

式中，NDVIs是沒有植被覆蓋的裸地像元NDVI值，NDVIv是有植被覆蓋的林地像元NDVI值。NDVI計算公式如下：

式中，Pnir和Pr分別代表近紅外波段和紅光波段的反射率。理論上，當地面完全被植被覆蓋時NDVIv值為1，地面無植被覆蓋時NDVIs值為0，但實際中，不同期植被生長情況不同，并受相鄰像元影響，因此，NDVIs和NDVIv的值要根據研究區的NDVI值分布情況進行確定。先計算出不同時期的NDVI分布圖，再結合研究區2009年森林資源實地調查數據，計算裸地像元和植被覆蓋像元的NDVIs和NDVIv值。在對研究區NDVI值進行分析的基礎上，確定圖像上NDVI的最大值NDVIv=0.76；NDVIs取值是在研究區圖像上任取符合條件的10個樣點，其平均值為NDVIs，結果為：NDVIs=0.3。

2 結果與分析

2.1 研究區地類面積變化

對研究區2003和2013年的遙感影像監督分類后，得到研究區2003和2013年各地類面積變化表。結果顯示，2003年烏魯木齊河流域土地類型中裸地面積最大，其次是草地，二者分別為52.65×103hm2、0.46×103hm2，占研究區總面積的47.36%、41.47%；林地面積遠小于草地和裸地，為9×103hm2，占研究區總面積的8.10%。2013年草地面積增加，裸地減少，二者面積分別為48.86×103hm2、46.28×103hm2，占研究區總面積的43.95%、41.63%；林地面積9.09×103hm2，占研究區總面積的8.17%。2013年裸地和水體呈現減少趨勢，草地、林地、冰雪、其它均呈現增加趨勢。表2

表2 研究區2003和2013年各地類面積
Table 2 The land use area change table in 2003 and 2013 in the study area

年份Year林地Forest草地Grassland裸地Bareland水體Water冰雪Ice-snow其它Other2003面積(103hm2)90046105265046272023比例(%)810414747360412460212013面積(103hm2)90948864628032604057比例(%)81743954163029544052增減(%)008248-573-012298031

2.2 各地類間轉移矩陣

為掌握各種地類之間的相互轉換情況，在ArcGIS中將研究區兩期土地類型圖進行空間疊加，統計并分析烏魯木齊河流域各地類面積間的變化。

結果表明，2013年，研究區林地面積增加0.09×103hm2，增加部分主要由裸地轉化而來，增加的位置多處于研究區中南部人為可及度較低、干擾較小的區域。研究期內草地面積增加2.77×103hm2，主要由8.04×103hm2的裸地轉化而來，其位置大多位于研究區南部。裸地在研究期內面積明顯減少，轉出大于轉入，其主要去向為草地和冰雪，其中轉出的草地面積最大，為8.04×103hm2；其次是轉出的冰雪，面積達3.39×103hm2，對比兩期影像可知，裸地轉為冰雪多位于靠近冰川的高海拔區。表3

表3 研究區各土地類型轉移矩陣
Table 3 The change of land use types transfer in the study area (103hm2)

2013林地Forest草地Grassland裸地Bareland水體Water冰雪Ice-snow其它Other總計Total2003林地900000000000000000900草地00040814990060000244610裸地00980440920043390185265水體000001020022000003046冰雪000000014000259000273其它000001004000006012023總計9094886462803260405711116

受烏魯木齊河流域人口增加、旅游開發等活動的影響，研究期內水體覆蓋面積縮小、其它地類面積增加；其中水體面積在研究期內減少0.14×103hm2，主要轉化為裸地；其它地類的面積增加了0.34×103hm2，主要由草地和裸地轉化而來，但幾乎沒有轉出，該地類面積增加的區域主要位于研究區北部離烏魯木齊較近處以及沿河的烏魯木齊環鵬有限公司廠區。

2.3 研究區森林郁閉度變化

2.3.1 森林郁閉度估測

對研究區森林郁閉度的計算是基于ENVI軟件計算出研究區歸一化植被指數NDVI，再通過像元二分模型估測研究區的森林郁閉度。為提高郁閉度估測精度，先將研究區森林劃分為針葉林、闊葉林后，去除分布于河谷地帶面積極少的闊葉林，再按照疏林地(0.1～0.29)、中等郁閉度林地(0.3～0.59)、密林(>0.6)三個等級，對云杉針葉林進行郁閉度提取和變化分析。根據1.3中的方法，使用SPOT-5數據，求得2009年研究區疏林地的森林郁閉度；同理求取研究區針葉林和闊葉林的NDVIv與NDVIs，根據各類型NDVIv、NDVIs值求得相應森林郁閉度。將研究區疏林地、針葉林和闊葉林的郁閉度分布圖進行空間疊加，得到烏魯木齊河流域2009年森林郁閉度的分布。

為驗證利用像元二分模型估測2009年森林郁閉度的準確性，以及該模型是否適用于反演2003和2013年的森林郁閉度，將研究區估測的森林郁閉度與相應實地實測值進行比較分析。將實測數據和影像估測數據繪制散點圖，并進行回歸。結果表明：決定系數(R2)為0.742 4，擬合效果較好，像元二分模型適用于2003和2013年的森林郁閉度估測。將該模型用于烏魯木齊河流域2003和2013年的森林郁閉度估測，得到烏魯木齊河流域森林郁閉度分布圖。圖2，圖3

圖2 實測值與估測值散點圖
Fig.2 The scatter plot of the measured and estimated value

圖3 實測值與估測值擬合方程
Fig.3 The fitting equation of the measured and estimated value

2.3.2 研究區森林郁閉度變化

在ArcGIS中將兩期郁閉度提取數據進行空間疊加，統計烏魯木齊河流域疏林地、中度郁閉林地及密林間面積的變化。結果表明，2013年，研究區疏林地面積減少2.12×103hm2，占原有林地面積的23.52%，其中有2.18×103hm2轉為中度郁閉；中度郁閉林地面積增加2.08×103hm2，占原有林地面積的23.14%，有0.09×103hm2和0.31×103hm2中度郁閉林地分別轉化為疏林地和密林地；密林地面積增加0.04×103hm2，占原有林地面積的0.38%，分別由0.03×103hm2和0.31×103hm2的疏林地和中度郁閉林地轉入，同時，有0.30×103hm2密林轉為中度郁閉林地。2015年7月，對研究區部分郁閉度變化的小班進行現地驗證(驗證小班11個，面積0.24×103hm2，占2013年林地總面積的2.6%)，結果表明，在林地邊緣及林間空地存在大量天然更新幼樹，其樹齡在15～25 a。郁閉度提取的結果顯示，研究區郁閉度增加的林地主要分布在人為干擾較小的中南部及中高海拔區。總體上，研究區中等度郁閉林地和密林地都有增加。表4

表4 研究區森林郁閉度面積轉移矩陣
Table 4 The transfer matrix of forest canopy area in the study area (103hm2)

郁閉度等級Canopydensitygrade2013<029029～059>059總計Total2003<029085218003306029～059009491031531>059000030031061總計Total094739065898

3 討 論

2013年，研究區冰雪面積增加3.31×103hm2，冰雪面積包括1號冰川和高海拔處雪地，2003、2013年1號冰川面積分別為168.6、173.7 hm2，1號冰川面積呈緩慢減少趨勢，這與眾多學者研究結論一致[14-16]。王璞玉等[16]指出自1850年以來全球最暖的12年中有11年出現在1995～2006年時段，烏魯木齊河源1號冰川區最高氣溫則出現在2002年[14]，在氣候變化強烈的條件下，1號冰川逐漸消融。但研究冰川面積增加，則是由于冰川強積累和強消融均處在夏季6～8月[17]，研究使用的2003、2013年兩期遙感數據對應6～8月，2013年北疆夏季氣溫偏低，降水充沛，冰雹和局地暴雨頻繁[18]，由于2013年生長季的低溫和充沛降水，導致除1號冰川外，其它高海拔區冰雪面積增加。

4 結 論

自2000年天山中部實施天保工程以來，研究區林地面積增加0.94%，中等郁閉林地、密林分別增加了39.33%和5.55%；草地面積增加5.98%，增加區域主要位于中南部受人類活動影響較小的中高海拔區，在人為干擾較強的北部旅游區，郁閉度變化不明顯。2003至2013年，研究區其它地類面積增加150.22%，水體面積減少29.39%。可見，在實施天保工程的研究區，由于重視了對樹木、植被的保護，森林和草地面積均有所增加，森林質量穩步提高，生境逐漸好轉。但人類活動對其它用地和水體的干擾強度加大，水域面積明顯縮減，人工用地急劇增加。隨著經濟進一步發展，應進一步強化對水資源的保護，減少和限制人工用地的擴展，使區域環境均衡、持續發展。

References)

[1] 劉玉峰,陳冬花,鄭朝貴.高分辨率遙感數據云杉林林分冠幅估計[J].新疆農業大學學報,2013,36(2): 153-157.

LIU Yu-feng, CHEN Dong-hua, ZHENG Chao-gui. (2013). Estimation on Forest Stand Crown of the Picea schrenkiana Based on High Spatial Resolution Imagery [J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity, 36(2): 153-157. (in Chinese)

[2] 李虎,慈龍駿,方建國,等.新疆西天山云杉林生物量的動態監測[J].林業科學,2008,44(10): 14-19.

LI Hu, CI Long-jun, FANG Jian-guo, et al. (2008). Dynamic Monitoring of Picea schrenkiana Forest Biomass in West Tianshan Mountain Region of Xinjiang [J].ScientiaSilvaeSinicae, 44(10):14-19. (in Chinese)

[3] 羅杰,周廣華,賴家明,等.遙感技術在川西天然林資源監測中的應用-以道孚縣甲斯孔林場為例[J].四川農業大學學報,2010,28(3):303-318.

LUO Jie, ZHOU Guang-hua, LAI Jia-ming, et al. (2010). Application of Remote Sensing Technique to Monitoring the Natural Forest Resources in Western Sichuan-A Case Study in Jiasikong Forest Farm in Daofu County [J].JournalofSichuanAgriculturalUniversity, 28(3):303-318. (in Chinese)

[4] 胡濤.川西天然林保護工程區森林景觀格局變化及其固碳效益-以道孚縣木茹林場為例[D].成都:四川農業大學,2010.

HU Tao. (2010).LandscapechangeandbenefitofcarbonfixingofnaturalforestprotectionprojectinWesternSichuan-ThecaseofMuruforestfarminDaofuCounty[D]. Master Dissertation. Sichuan Agricultural University, Chengdu. (in Chinese)

[5] 周廣華. 基于遙感的川西天然林保護工程監測研究-以甘孜州道孚縣甲斯孔林場為例[D].成都:四川農業大學,2010.

ZHOU Guang-hua. (2010).TheResearchofMonitoringNaturalForestprotectionprojectBaseonRemoteSensinginWesternSichuan-TakeJiasikongForestFarminDaofuCountyasanExample[D]. Master Dissertation. Sichuan Agricultural University, Chengdu. (in Chinese)

[6] 牛戰勇,馮娟,谷建材,等.基于葉面積指數的森林郁閉度遙感反演研究[J].林業資源管理,2014,(1):46-51.

NIU Zhan-yong, FENG Juan, GU Jian-cai, et al. (2014). Forest Canopy Density RS Inversion Research Based on LAI [J].ForestResourcesManagement, (1):46-51. (in Chinese)

[7] 徐定,彭道黎.基于像元二分模型的森林郁閉度估測方法[J].東北林業大學學報,2013, 41(2):119-122.

XU Ding, PENG Dao-li. (2013). Estimation of Forest Canopy Closure Based on Dimidiate Pixel Model [J].JournalofNortheastForestryUniversity, 41(2):119-122. (in Chinese)

[8] 李永寧,張賓蘭,秦淑英,等.郁閉度及其測定方法研究與應用[J].世界林業研究,2008,21(1): 40-46.

LI Yong-ning, ZHANG Bin-lan, QIN Shu-ying, et al. (2008). Review of Research and Application of Forest Canopy Closure and Its Measuring Methods [J].WorldForestryResearch, 21(1):40-46. (in Chinese)

[9] 張超,余樹全,李土生.基于多時相LANDSAT影像的慶元縣植被覆蓋變化研究[J].浙江農業大學學報,2011, 28(1):72-79.

ZHANG Chao, YU Shu-quan, LI Tu-sheng. (2011). Image analysis of vegetation coverage and changes in Qingyuan County using multi-temporal Landsat remote sensing [J].JournalofZhejiangA&FUniversity, 28(1):72-79. (in Chinese)

[10] 郭芬芬,范建容,嚴冬,等.基于像元二分模型的昌都縣植被蓋度遙感估算[J].中國水土保持,2010,(5):65-67.

GUO Fen-fen, FAN Jian-rong, YAN Dong, et al. (2010). Remote sensing estimation of vegetation cover in Changdu County Based on Dimidiate Pixel Model [J].SoilandWaterConservationinChina,(5): 65-67.(in Chinese)

[11] 姚海燕,張民.烏魯木齊河流域水管理信息系統[J].水文,2006,26(2):78-80.

YAO Hai-yan, ZHANG Min. (2006). The Water Management Information System for the Urumqi River Basin [J].JournalofChinaHydrology, 26(2):78-80. (in Chinese)

[12] 蘇宏新.全球氣候變化條件下新疆天山云杉林生長的分析與模擬[D].北京:中國科學院研究生院,2005.

SU Hong-xin. (2005).AnalyzingandsimulatingthegrowthofPiceaschrenkianaforestsinXinjiangunderglobalclimatechange[D]. PhD Dissertation. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing. (in Chinese)

[13] 折遠洋.天山烏魯木齊河山區徑流特征及其對氣候變化響應研究[D].蘭州:西北師范大學碩士論文,2013.

ZHE Yuan-yang. (2013).CharacteristicsofRunoffandItsResponsetoClimateChangeattheAlpineAreaofUrumqiRiverintheTianshanMountains[D]. Master Dissertation. Northwest Normal University, Lanzhou. (in Chinese)

[14] 李忠勤,沈永平,王飛騰,等.冰川消融對氣候變化的響應-以烏魯木齊河源1號冰川為例[J].冰川凍土, 2007,29(3):333-342.

LI Zhong-qin, SHENG Yong-ping, WANG Fei-teng, et al. (2007). Response of Glacier Melting to Climate Change - Take Urumqi Glacier No.1 as an Example [J].JournalofGlaciologyandGeocryology, 29(3): 333-342. (in Chinese)

[15] 李忠勤,沈永平,王飛騰,等.天山烏魯木齊河源1號冰川消融對氣候變化的響應[J].氣候變化研究進展, 2007,3(3):132-137.

LI Zhong-qin, SHENG Yong-ping, WANG Fei-teng, et al. (2007). Response of Melting Ice to Climate Change in the Glacier No.1 at the Headwaters of Urumqi River, Tianshan Mountain [J].AdvancesinClimateChangeResearch, 3(3):132-137. (in Chinese)

[16] 王璞玉,李忠勤,李慧林.氣候變暖背景下典型冰川儲量變化及其特征-以天山烏魯木齊河源1號冰川為例[J].自然資源學報,2011,26(7):1 189-1 198.

WANG Pu-yu, LI Zhong-qin, LI Hui-lin. (2011). Ice Volume Changes and Their Characteristics for Representative Glacier against the Background of Climatic Warming - A Case Study of Urumqi Glacier No.1, Tianshan, China [J].JournalofNaturalResources, 26(7):1,189-1,198. (in Chinese)

[17] 劉潮海,謝自楚,王純足.天山烏魯木齊河源1號冰川物質平衡過程研究[J].冰川凍土,1997,19(1):17-24.

LIU Chao-hai, XIE Zi-chu, WANG Chun-zu. (1997). A Research on the Mass Balance Processes of Glacier No.1 at the Headwaters of the Urumqi River, Tianshan Mountains [J].JournalofGlaciologyandGeocryology, 19(1):17-24. (in Chinese)

[18] 新疆維吾爾自治區地方志編纂委員會.新疆年鑒[J].烏魯木齊:新疆年鑒社,2014:261-265.

Local Chronicles Compilation Committee of Xinjiang Uygur Autonomous Region. (2014).XinjiangYearbook[J].Urumqi:XinjiangYearbookPress：261-265. (in Chinese)

Fund project:Supported by the Basic Science and Technology Research Support Funds of Non-profit Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region (XMBM000001953) ；The Cultivation Project of Chuzhou University in Anhui Province, (NO.2014PY02)

Analysis of the Forest Quality Change in the Central Tianshan Mountain in Recent Decent：A Case Study in the Urumqi River Basin

DING Cheng-feng1, LIU Dong-hong2, ZHANG Hui-fang3, LI Xia1, GAO Ya-qi3

(1. College of Pratacultural and Environmental Science, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China; 2. Geographic Information and Tourism College, Chuzhou University, Chuzhou Anhui 239000, China; 3. Research Institute of Modern Forestry, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

【Objective】 To provide the reliable basis for the quantitative evaluation and regional environmental protection effect for the Central Tianshan Mountains natural forest protection project.【Method】Taking the natural forest located in the middle Tianshan Mountains in Urumqi River Basin as the study area, basing on the 2003 and 2013 Landsat TMOLI data, 2009 and 2009 Forest SPOT-5 data field surveying data, and using the supervised classification and pixel two-division model to analyze forest quality changes from 2003 to 2013 after implementation of protection project for natural forest in the study area.【Result】With implementation of protection project since 2000 middle Tianshan Mountains natural protection project, the forest coverage of the study area increased by 0.94 percent; the small disturbance of human activities in middle and high altitude area and the south-central of the study area, medium canopy density and jungle forest area increased by 39.33% and 5.55% respectively, grassland area increased by 5.98%, other areas (cultivated land, construction land) increased by 150.22%, water area decreased by 29.39%. 【Conclusion】It is suggested that since the implementation of natural forest protection project, the forest quality and habitat quality of natural forest reserve in the middle of Tianshan Mountains has been improved, but the construction land should be controlled and effective measures be taken to protect the water so that the regional environment would be balanced and sustainable development be continuously on the rise.

remote sensing; canopy density; supervised classification; quality of the forest

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.05.020

2015-12-04

新疆公益性科研院所基本科研業務經費資助項目(XMBM000001953)；安徽省滁州學院培育項目(2014PY02)聯合資助。

丁程鋒(1991-)，男，安徽安慶人，碩士研究生，研究方向為生態遙感，(E-mail)1125380263@qq.com

高亞琪(1961-)，男，新疆人，教授級高級工程師，研究方向為林業遙感、地理信息及資源監測與評價，(E-mail)gyq611003@163.com

S757.2

A

1001-4330(2016)05-0935-07