摘要：利用TIMESAT拟合2001年至2010年东洞庭湖的MODIS-NDVI数据，获得整个东洞庭湖湿地A及湿地西侧B和南侧C三个区域的NDVI时间序列.通过分析NDVI时间序列与水位变化关系、绘制样本自相关曲线及计算Spearman秩相关系数（ρs），研究了东洞庭湖湿地植被覆盖和水位变化两方面功能状态，并探讨东洞庭湖湿地植被覆盖对水位变化的响应.研究表明：1）东洞庭的植被覆盖状况受水位作用是以年为周期，每周期内的4月及10月底出现一个峰值，丰水期7月份出现一个降低过程；二次多项式拟合显示植被覆盖峰值的水位临界点在24～25m左右.2）三个研究区植被受湖泊水位作用大小关系是：A区　　关键词：湿地；NDVI时间序列；植被覆盖；水位响应；TIMESAT；东洞庭湖

　　中图分类号：X52 文献标识码：A

　　湖泊的水陆交错带[1]是湖泊湿地生物多样性的重要组成区域，同时也是湖泊湿地的生态功能最敏感的区域.作为湖泊水域与周围陆地环境间物质和能量交换的重要通道，水陆交错带在湖泊生物生产繁殖和营养平衡中发挥着极重要的作用.

　　卫星遥感技术的发展，使得获取大范围内植被覆盖变化更加方便快速.其中归一化植被指数（NDVI）广泛应用于分析植被及其它因素之间的土地覆盖变化，得到众多的关注[2-3].其中中等分辨成像光谱仪（MODIS）获取的NDVI是一种广泛应用于植被覆盖研究的指数[4].Feng等利用MODIS数据分析了鄱阳湖2000-2010年洪水变化情况[5]，Hu等利用遥感技术选取1993年、2002年、2006年和2010年的影像分析1993-2010年的洞庭湖植被变化情况[6]，而湿地植被生长状况和湿地功能受水文状况驱动[7]，其相关变化是连续过程.三峡的建立对东洞庭湖的水文状态有一定的改变，东洞庭湖的植被群落与高程密切相关，植被生长区域高程越高及越靠近水面，群落数越少[8]，24 m至26 m的水位涨落时序变化大，低高程的泥滩湿地裸露时间延长，将向草滩湿地演替，对植被生长和生物量累积有利[9-10]，植被覆盖对水位响应存在连续变化.对东洞庭湖湿地的植被随时间的生长状况及植被覆盖范围相对水位的变化的研究成为江湖关系改变过程中的重要研究内容.但利用卫星遥感技术手段对东洞庭湖湿地植被的高时频、长时序的生长状况的监测及其对水位的变化关系研究不足.

　　本研究利用MODIS的NDVI指数对东洞庭湖湿地植被生长状态和湖泊水位状态的时间序列进行分析，重点研究2001年至2010年东洞庭湖湿地植被生长的年度季节性变化和年际周期性变化及植被覆盖与湖泊水位之间的相关性.通过连续变化分析量化相同周期内及随时间发展过程东洞庭湖湖泊水陆交错带植被覆盖对水位的变化状况，探讨东洞庭湖湿地植被覆盖变化的重要水位响应点，并分析三峡时期东洞庭湖植被对湖泊水位的响应情况.研究将为东洞庭湖湿地植被在三峡工程建立后水文状态发生改变下的保护及对洞庭湖的生态蓄水位和建闸建坝等生态修复工程提供参考依据.

　　1研究区域与数据来源

　　1.1研究区概况及划分说明

　　东洞庭湖地理坐标为28°59′29°38′N，112°43′113°15′E，是洞庭湖水系的主要组成部分.其最大湖水面积为1 328 km2，约为洞庭湖面积的50%，年平均过湖水量达3 126亿m3，是长江中游重要的调蓄过水型湖泊，丰水期为每年6月至8月，枯水期为12月至次年3月，水深4～22 m，最大水位高差为17.17 m.依据高程面积曲线，东洞庭湖湿地最低高程约为21 m，多年平均显露时间约123 d[11].东洞庭湖植被类型随区域高程差异有变化，而不同的植被类型其NDVI值会不同[12-13]，东洞庭湖水位的变化对不同高程和其不同的植被类型区域的作用也相应产生不同影响.本文依据高程和植被分布与水位变化范围划分三个研究区进行分析：A区以东洞庭湖整体为研究区，包含整个湖面及B区和C区.B区位于东洞庭湖湿地西侧，该区域植被以芦苇（Phragmits australis）和杨树（Populusspp.）为主，最大高程约32 m，丰水年的丰水期可将该区域全部淹没，水位变化表现为快涨快退的态势.C区位于东洞庭湖南侧，植被以芦苇和苔草（Carex）为主，地势比较平坦，高程由北向南缓慢增高，最大高程约30 m，水面覆盖范围表现为每年随着水位逐步上升向南逐渐增大，丰水期该区域将全部被湖水淹没.通过对三个划分区域的整体与部分及部分之间的对比分析，可全面了解东洞庭湿地植被覆盖的变化与水位的响应情况.

　　1.2数据来源

　　MOD13Q1数据是EOS/Terra卫星的MODIS产品之一.本研究采用基于最大合成法（maximum value composite ， MVC）每16 d合成（每年23期），分辨率为250 m的NDVI数据，该产品经过几何校正和大气校正.MODIS数据可以从美国航天航空局的Goddard Space Flight Center卫星网站上免费获取（http：//ladsweb.nascom.nasa.gov/index.html）.本研究从卫星网站下载时间覆盖从2001年至2010年共10年的230期影像为研究对象，并利用Envi4.7对原始影像进行预处理.东洞庭湖的水位数据采用岳阳城陵矶监测站的监测数据.本研究结合NDVI值选取2001年至2010年这十年的水位数据进行，选取的水位数据（日平均水位）对应卫星采集MODIS数据的时间.研究中用到的东洞庭湖高程DEM数据来源于国家科学数据服务平台（http：//datamirror.csdb.cn/index.jsp），所使用的数据为SRTM提供的DEM数据，空间分辨率为90 m.

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