摘要:南方紅壤典型水土流失區———福建省長汀縣河田盆地區的大片山地曾由于植被稀少、山嶺裸露、氣候炎熱，而被稱之為“火焰山”。通過20多年的水土流失治理，該區的生態環境有了很大的改善。利用遙感技術，計算了長汀縣河田盆地區在1988—2010年間的植被覆蓋度變化及其伴隨的地表溫度變化。結果表明，通過近22a的水土流失治理，該區的平均植被覆蓋度有了明顯的升高，從1988年的48．83%上升到2010年的59．78%;而同期盆地內外的溫度差異也隨之下降，盆地裸露區和周邊地區的溫差降低了近1°C。定量研究表明，河田盆地區的植被覆蓋度每增加10%，可降低地表溫度0．6—1°C。

　　關鍵詞:遙感;植被覆蓋度;地表溫度;水土流失;長汀

　　福建省長汀縣是南方紅壤地區的典型水土流失區，其河田鎮一帶的水土流失之嚴重更是一直為各界所矚目。早在20世紀40年代初，長汀縣的河田鎮就與甘肅的天水、陜西的長安一起被列為全國的3個重點水土保持試驗區，開始水土流失的治理，但收效甚微［1］。長汀縣以河田盆地為中心的水土流失治理一直到了80年代才逐漸起效。這主要得益于福建省政府于1983年將長汀河田定為全省治理水土流失的試點，2000年又將其水土流失綜合治理列為全省為民辦實事項目。經過20多年的整治，長汀縣的水土流失治理取得很大的成效［2］，已成為全國有效治理水土流失的典型區。

　　1方法

　　1．1研究區概況

　　長汀縣地處福建西部，地理位置為東經116°00'—116°40'，北緯25°18'—26°02'。長汀屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫18．3°C，年降雨量1500—1700mm。長汀縣的地形呈四周隆起，中部下凹的盆地特征，最低海拔210m，最高海拔1459m。從該縣1988年的衛星影像可以直觀看出(圖1)，當時該縣大部分為綠被所覆蓋，但中部為白中泛紅的裸土區，該區即為聞名的長汀河田水土流失區，也被稱之為河田盆地。因此，本次研究將主要集中在河田盆地及其周邊地區，面積約869km2(圖1)。通過盆地與周邊地區的對比來考察它們之間的植被覆蓋度和溫度變化。

　　1．2遙感影像數據及其預處理

　　當前，對區域熱環境的監測主要依靠的是遙感熱紅外數據，而唯一能夠提供20世紀80年代以來連續觀測的熱紅外數據的只有美國的Landsat系列衛星。因此，本次研究選用LandsatTM影像作為遙感數據源。通過對其熱紅外波段(TM6)的反演求出河田盆地區不同時期的地表溫度，以考察該區的熱環境變化。所用的影像的獲取時間為:1988-10-16、1998-11-13、2004-10-12和2010-10-29。由于2000年之后是該縣重點治理水土流失的十年，所以加入2004年時相，以加密對該時段的考察。

　　2結果與討論

　　2．1植被覆蓋度變化

　　根據Carlson模型分別反演出各研究年份的植被覆蓋度(圖3)，并計算出它們的植被覆蓋度(表1)。從圖3可以直觀看出，植被覆蓋度在這22年里有了明顯的增加。具體表現為1988年的植被覆蓋度影像最暗，說明植被覆蓋度最低;盆地中心除了耕地的斑塊外，幾乎全為黑色和暗灰色，說明盆地中心基本裸露。而到了2010年，植被覆蓋度影像明顯變亮，特別是在盆地中部，說明盆地中心的植被覆蓋度得以明顯增加。表1、表2的數據表明，植被覆蓋度影像的均值從1988年的48．83%上升到2010年的59．78%，提升了10．95個百分點，標準差也從16．21%減少到12．88%，說明在這22a里，河田盆地區的植被覆蓋度在增加的同時，差異性也在逐漸減小，植被覆蓋度趨于統一。如果將研究的時間段分為1988—1998年和1998—2010年兩個階段，則前一個階段整個研究區植被覆蓋度年均增加0．32%，而后一個階段年均增加達0．65%，比前一個階段快了1倍多。如果從1998年以后細分的兩個階段來看，1998—2004年年均增加0．68%，2004—2010年為0．62%，慢于前6a。如果單就盆地內而言，其植被覆蓋度的增加幅度就更為明顯，從1988年的39．09%提升到2010年的53．05%，大幅上升了13．96個百分點。而其中有近10個百分點是1998—2010年的后一階段增加的。

　　2．2地表溫度變化

　　圖4和表3分別為地表溫度的反演和統計結果。總的看來，隨著植被覆蓋度的升高，河田盆地區的熱環境有明顯的改善。圖4表明，代表高溫的亮白和淺灰色調在1988年占據了影像的大部分地區，而到了2010年，影像以灰和暗灰色調為主，亮白色的高溫僅零星分布。從表3可知，河田盆地內和盆地外的平均溫差從1988年的3．39°C下降到2010年的2．48°C，降低了0．91°C，盆地區的標準差也從1．48°C減少到1．4°C，說明盆地內外的溫差在縮小，溫度趨于統一。從1988—1998年和1998—2010年兩個時間段來看，前一個時段的溫差從1988年的3．39°C下降到了1998年的3．29°C，僅降低了0．1°C;而2010年則進一步下降到2．48°C，降低了0．81°C，明顯多于前一個時期。如果就1998年以后來看，1998—2004年的6a間下降了0．44°C，而同樣的2004—2010年的6a間只下降了0．37°C，少于前6a。

　　3結論

　　長汀縣河田盆地區的水土流失治理工作已帶來了明顯的成效。22a里，該區的植被覆蓋度有了明顯的增加。整個研究區的平均植被覆蓋度從1988年的平均48．83%上升到2010年的59．78%。在這期間，新增的植被大部分都在盆地內，其平均植被覆蓋度的增幅明顯高于整個研究區。植被覆蓋度的上升，使得盆地與周邊地區的地表溫度差異下降了近1°C，盆地內外溫度逐漸統一，盆地內外高溫差情況得到改善。從所劃分的兩個階段來看，1998—2010年的后一階段，無論是植被覆蓋度的升高或地表溫差的降低都要比1988—1998的前一階段明顯。這表明2000年福建省政府將長汀縣的水土流失治理列為為民辦實事項目后，進一步推進了該區的水土流失治理工作。

　　河田盆地區的植被覆蓋度和地表溫度呈明顯的線性負相關關系，植被覆蓋度每增加10%，大致可降低地表溫度0．6—1°C。

　　在現有兩種常用的植被覆蓋度遙感估算模型中，Carlson模型比Gutman模型更適合于中低植被覆蓋地區的植被覆蓋度估算，將其應用于河田盆地區的植被覆蓋度反演可獲得更高的精度。

　　References:

　　［1］WuGS，LinHH，ZhuHJ，ShaJM，DaiY．Spatiotemporalvariationoftypicalredsoilerodedlandscapepattern:AcasestudyinChangtingCountyofFujianProvince．ChineseJournalofAppliedEcology，2011，22(7):1825-1832．

　　［2］ZhaoZB．Studyontreatmentofsoilandwaterlossareawithforest-grassmeasuresinHetianBasinofFujianprovince．JournalofSoilandWaterConservation，1987，(1):37-40．

　　［3］WilsonJS，ClayM，MartinE，StuckeyD，Vedder-RischK．Evaluatingenvironmentalinfluencesofzoninginurbanecosystemswithremotesensing．RemoteSensingofEnvironment，2003，86:303-321．

　　徐涵秋*，何慧，黃紹霖