植被覆盖度与沙尘暴形成条件分析.pdfVIP

生态环境学报 2010, 19(4): 870-876 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 植被覆盖度与沙尘暴形成条件分析 陈志刚，周坚华 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室，上海 200062 摘要：以归一化差值植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI ）为指标分析了我国 1981 年到 1998 年期间植 被覆盖变化情况，给出了植被急剧减少产生新沙源的实例。通过对 1998 年 4 月强沙尘暴的分析，指出影响沙尘暴产生和运 移的因素除了地形、风速、风向、大气稳定度外，当地植被覆盖和土壤因素也是关键因素之一。并通过对植被覆盖度（NDVI ） 与浮尘指数（Aerosol Index ）进行定量分析，发现二者之间存在明显的负相关关系，表明植被的存在可以从一定程度上抑制 浮尘现象的产生。因此，在沙尘运移路径上，采取封山封荒，植树种草，增加植被覆盖度以固结当地土壤和泥沙的措施，可 以在一定程度上抑制沙尘暴灾害的发生。 关键词：沙尘暴；植被指数；浮尘指数；变换探测；遥感 中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1674-5906 （2010 ）04-0870-07 沙尘暴是我国北方地区春季常见的一种恶劣 变化的信息，NDVI 越高，指示植被覆盖情况越好。 天气现象。其形成因素主要有三个：大风、丰富的 NDVI 的计算方法如下： 沙尘源和不稳定天气[1] ，一些学者通过对某些沙尘 NDVI= (c2-c1)/(c2+c1) （1 ） 暴过程的时空模拟和气候条件分析，认定由大气运 (1)式中，c1 和 c2 分别为 NOAA 卫星甚高分辨率辐 动状态决定的大风和不稳定大气，是沙尘暴形成的 射计 1 通道和 2 通道的反射率。 驱动因子，它主要决定了沙尘暴的强度、移动路径 另外，在植被覆盖程度描述方面，本文主要使 和持续时间[2-9]。而沙尘源则为沙尘暴的形成提供了 用“覆盖度”一词，以区别于常用的“覆盖率” 。覆盖 丰富的沙粒和尘埃，主要决定了沙尘暴的源地和空 率指植被覆盖面积与土地面积之比；覆盖度在覆盖 间分布；一些研究表明人类的生产方式对沙源地的 率的基础上增加了植物空间密集度的概念，该量与 变化具有重要影响[10-12]。在沙尘暴的控制方面，许 NDVI 有更好的对应性。 多专家学者认同通过植树种草、增加地表植被覆盖 考虑到季节变化对植被的影响，在量化和分析 率来防风固沙的重要性[13-16] ，植树种草可以减弱近 植被变化时，选用了同季节的 4 幅 NDVI 图像 地表风力，减少扬沙，还可以固沙和减少沙源面积； （1 983.7，1 988.7，1 993.7，1 998.7 ）；在分析植被 更可以防止水土流失、增加降水期截留，而促进水 与沙尘暴的关系时，选用了与沙尘暴同月份的 1998 热循环和增加降水。 年 4 月的 NDVI 图像。 一般认为沙尘暴的强弱与植被覆盖度具有明 本文的浮尘数据从美国 NASA 网站上的TOMS 显负相关关系，但这些研究多数为定性描述，二者 浮尘指数（aerosol index ）图像提取而得。该图像显 之间定量关系研究相对较少。在定量分析方面仅有 示的是紫外吸收对流层中悬浮微粒（尘或烟雾 学者做了植被覆盖与沙尘暴日数分布关系的研究 dust/smoke ）的浓度和分布。该数据可以指示沙尘 [17] ，