2020- 2021 年莊河市地表溫度變化

朱平年 衛(wèi)亞星*

（遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116000）

1 概述

2021 年11 月受各種因素影響，政府在莊河范圍內(nèi)實(shí)施了密集的限制措施，因此，我們比較2020 年和2021年同時(shí)期秋季地表溫度和植被覆蓋度，以了解人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于植被覆蓋度和地表溫度的影響。

植被是衡量地表植被變化的重要指標(biāo)[3]。植被覆蓋度能很好地表征陸地地表植被群體的生長(zhǎng)情況，是衡量地表植被覆蓋狀況的重要指標(biāo)[1]。

地表溫度作為陸地與大氣之間能量交換的重要參數(shù)，是研究區(qū)域及全球生態(tài)環(huán)境及大氣科學(xué)的基礎(chǔ)。在影響地表溫度變化的眾多環(huán)境因子中，植被對(duì)地表溫度的影響比較復(fù)雜且容易受外界環(huán)境和人為因素的干擾[4]。

2 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)源與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

莊河市位于遼東半島東側(cè)南部，大連市東北部。地理坐標(biāo)為東經(jīng)122°29～123°31′，北緯39°25′～40°12′[2]。全境陸地總面積4115.06 平方公里，海域面積2933 余平方公里，自然海岸線長(zhǎng)373 公里。莊河市為低山丘陵區(qū)，屬千山山脈南延部分，地勢(shì)由南向北逐次升高。北部群山逶迤，峰巒重疊，平均海拔在500 米以上[2]。

2.2 數(shù)據(jù)源

本研究所需要數(shù)據(jù)主要包括2020 年11 月24 日條帶號(hào)為119，行編號(hào)為32 和33 以及2021 年11 月14 日條帶號(hào)為119，行編號(hào)為32 和33 的Landsat8 衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)[1]。

2.3 研究方法

利用歸一化植被指數(shù)(NDVI)的計(jì)算公式在像元二分模型和NDV 指數(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建，得到莊河市植被覆蓋度情況。在此基礎(chǔ)上，利用ENVI5.3 軟件對(duì)植被覆蓋度進(jìn)行密度分割和面積統(tǒng)計(jì)。

利用熱紅外輻射能量求出熱紅外波段的黑體輻射亮度，同NDVI 閾值法計(jì)算得到的地表輻射比率，進(jìn)而反演出莊河市地表溫度。

3 莊河市地表溫度與植被覆蓋度的定量分析

3.1 地表溫度與植被覆蓋度樣本值對(duì)比分析

利用ArcGIS10.6 軟件選取研究區(qū)三條剖面線，如圖1 所示。剖面線A 主要穿過(guò)了主城區(qū)，植被覆蓋度較低，剖面線B 穿過(guò)了莊河海島城區(qū)、山地、林地等，植被覆蓋度較高，剖面線C 穿過(guò)了河湖以及山地等，植被覆蓋度適中。

圖1

分析不同年份同一條剖面線上的地表溫度與植被覆蓋度的關(guān)系, 由圖2a、3a、4a 可以看出2020 年整體溫度都要低于2021 年，分布趨勢(shì)基本相同，但存在部分異常，部分地區(qū)為村莊居住區(qū)，多數(shù)為林地；少數(shù)為耕地，城市熱島現(xiàn)象不明顯，植被覆蓋度較高。

圖2 剖面線A 地表溫度和植被覆蓋度樣本值對(duì)比

圖3 剖面線B 地表溫度和植被覆蓋度樣本值對(duì)比

3.2 地表溫度與植被覆蓋度的定量分析

為進(jìn)一步研究植被覆蓋度和地表溫度之間的關(guān)系，我們將植被覆蓋度以0.1 為間隔進(jìn)行分層，利用回歸分析進(jìn)一步分析地表溫度與植被覆蓋度之間的定量關(guān)系[6]，結(jié)果如圖4、6、7 所示。

圖4 剖面線C 地表溫度和植被覆蓋度樣本值對(duì)比

由圖5、6、7 可知:2020 年地表溫度與植被覆蓋度具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，2021 年地表溫度與植被覆蓋度所呈現(xiàn)的的負(fù)相關(guān)關(guān)系較弱[5]。

圖5 剖面線A 地表溫度和植被覆蓋度回歸分析

圖6 剖面線B 地表溫度和植被覆蓋度回歸分析

圖7 剖面線C 地表溫度和植被覆蓋度回歸分析

4 結(jié)論

2021 莊河政府實(shí)施對(duì)人口流動(dòng)強(qiáng)度的影響，對(duì)植被覆蓋度和地表溫度有著實(shí)質(zhì)性的影響。2020 年11 月最高溫度為14.18℃，最低氣溫為-12.12℃，平均溫度為2.11℃；2021 年11 月最高氣溫為27.89℃，最低氣溫為-0.21℃，平均溫度為12.48℃。通過(guò)剖面線圖可以發(fā)現(xiàn)植被覆蓋度的趨勢(shì)是沒(méi)有太大的變化，但是地表溫度卻發(fā)生了極大改變，這說(shuō)明人類(lèi)活動(dòng)會(huì)對(duì)地表溫度產(chǎn)生很大的影響，所以人類(lèi)活動(dòng)的短期變化可以在區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)迅速的生態(tài)影響。