哈密市植被變化及其對氣候變化的響應研究

汪晶晶

摘 要：深入研究哈密市植被變化及其對氣候變化的響應，能夠為當地的生態環境保護提供依據。基于此，本文介紹了數據處理、植被變化分析、植被指數對氣溫變化的響應分析、植被指數對降水變化的響應分析這幾項研究環節，深入研究了當地植被變化與氣候變化之間的關系，希望可以為當地的環境治理工作提供助力。

關鍵詞：植被變化;氣候變化;數據處理

0引言

植被作為生態變化的主要驅動因素，一直以來都在全球變化研究中發揮著“指示器”的作用，而植被變化通常會受到氣候的影響，因此，工作者可以通過研究植被與氣候因素之間的關系，更清晰地了解氣候因素對當地生態環境的作用，有助于當地生物多樣性保護、生態環境平衡保護工作的準確落實。

1研究背景

哈密市位于新疆省東部，坐標（40°52～45°05N，91°06～96°23E），總面積為138919km2，其在氣候上屬于大陸性，年平均日照時間長、降水少、溫度高、風大。在此次研究中，研究者選用了中國氣象科學數據共享服務網上所提供的氣象觀測數據，結合MODIS植被指數觀測設備所收集到的數據，作為分析和研究用的依據資料，以期探究出植被與氣候之間的關系，為哈密市的環境治理工作提供參考。

2研究過程

2.1數據處理

在此次研究中，研究者需要處理兩方面的數據，即植被數據、氣象數據。在植被數據的處理中，首先，研究者使用了MRT軟件，對觀測到的植被數據進行了投影轉換、影像拼接處理。其次，采用ENVI軟件進行影像數據的剪裁處理，以清除其中的陰影、顆粒等無用數據，以免其對后續的指數計算造成影響。最后，借助公式，NDVIi=max|NDVIj|，其中i為月份，j為日期，NDVI為植被指數，計算出哈密市每月的NDVI值，用以后續的比較分析。在氣象處理方面，由于共享服務網中的數據較少，無法滿足研究需求，因此，研究者取哈密市，以及紅柳河、十三間房等五個哈密市周邊區域的數據平均值，作為哈密市的氣候平均值，以備之后的研究分析使用。

2.2植被變化分析

為了更加清晰地闡述植被變化，研究者基于植被指數，按照植被覆蓋程度，將植被覆蓋狀態劃分為五個層次，即0～5%的低覆蓋度層次、5～15%的中低覆蓋度層次、15%～30%的中等覆蓋度層次、30%～60%的中高覆蓋度層次，以及60%行顯的高覆蓋度層次。此后，根據近10年來的植被數據，研究歸納出，低覆度植被面積正在逐年下降，待到2019年，已經從十年前的24.71%降低到了14.76%，同時，中低覆蓋度面積則逐步上升，待到2019年，已經達到了76.76%，較十年前，增長了9.93%，而中等覆蓋度、中高覆蓋度，以及高覆蓋度面積均呈現出上升趨勢，由此可見，近年來，哈密市的植被覆蓋程度、覆蓋密度的變化，以上升趨勢為主，且在此過程中，并未出現明顯的回落，說明當地的植被生態處于蓬勃發展的狀態。

2.3植被指數對氣溫變化的響應分析

在此次研究中，研究者為了了解植被變化對氣候變化的響應，采用了相關性分析法，通過將植被指數變化曲線分別與氣溫、降水變化曲線，繪制在同一坐標系中，來觀察植被指數與氣候變化的相關度，以完成該項分析環節。在與氣溫變化相關程度的分析中，研究者發現在2010～2019年之間，植被指數與氣溫變化的趨勢相同，且年最高值均在2015年、2017年、2018年，此后，研究者針對這三年的數據進行了相關性計算，計算結果顯示，這三年的植被指數，與氣溫變化之間的相關系數分別為，-0.103、-0.247、-0.004，由此可見，兩者呈現出了負相關的關系，因此，哈密市的植被變化與氣溫變化之間的關系不大，植被變化在此方面的響應程度也較低。但在此次研究中，所有的數據均為當前數據，所以無法驗證植被是否會對氣溫變化進行滯時響應。

2.4植被指數對降水變化的響應分析

在植被指數與降水變化相關性的分析中，研究者發現兩者的變化曲線延伸趨勢大致相同，且兩者均在2013年、2016年、2018年呈現出峰值，因此，研究者針對這三年的數據，進行了植被指數與降水數據的相關性計算。最后，計算得出這三年中兩者的相關系數分別為，0.294、0.083、0.255，由此可見，植被指數與降水量存在正相關的關系，因此，植被變化與氣候中的降水條件變化存在響應關系。

3結果分析

從上述研究過程可以看出，哈密市區域內的植被覆蓋程度正在逐漸上升，同時，根據相關性系數計算結果，植被變化對溫度變化存在響應，但受降水的影響較小，其主要原因在于哈密市的大陸性氣候特征。在該氣候特征條件下，哈密市全年降水普遍較少，因此，無法為植被帶來太大的影響。在此過程中，由于光照、氣候對不同植被的影響程度不同，因此，其植被在相應氣候變化時，存在植被物種差異。為此，研究者進行了進一步分析，發現雖然之前得出的植被指數與降水量的相關系數為負數，但在研究者以植被物種為研究單位時，發現灌木、針葉林等植被與降水量呈正相關，由此可見，從本質上來說，植被變化與溫度、降水量之間都存在響應關系。

4結論

綜上所述，哈密市的植被覆蓋率正在逐年增加，且與溫度、降水量這兩個氣候因素均存在響應關系。在研究過程中，研究者通過觀測NDVI數據，并計算NDVI與降水量、氣溫數據的相關性，總結出了氣溫、降水量的上升，使得植被覆蓋率呈現出增長的趨勢，為生態多樣性與豐富度帶來了極大的影響。

參考文獻：

[1]朱麗君，蒙吉軍c，李江風. 河北省植被覆蓋變化及對生態建設工程的響應[J]. 北京大學學報（自然科學版），2020，56（04）：755-764.