基于Landsat影像的离子稀土矿区植被覆盖度提取及景观格局分析.pdf

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1、第32卷2016正第10期5月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．10May2016267基于Landsat影像的离子稀土矿区植被覆盖度提取及景观格局分析李恒凯，雷军，杨柳(江西理工大学建筑与测绘工程学院，赣州341000)摘要：离子稀土开采导致矿区植被退化和严重的生态环境问题，日益引起人们关注。采用23a的Landsat系列影像作为数据源，以定南县岭北稀土矿区作为研究案例，对稀土开采扰动下的矿区植被覆盖景观格局

2、变化进行分析。为提高分析的可靠性，以高分遥感影像获取的矿区植被覆盖度作为检验数据，比较森林郁闭度制图模型(forestcanopydensitymappingmodel，FCD)、像元二分法模型(dimidiatepixelmodel，DPM)和线性光谱混合模型flinearsPectralmixturemodel，LSMM)对稀土矿区植被覆盖提取的准确性。结果表明：考虑了稀土矿区特有的裸露尾沙地光谱特征的三端元LSMM，具有更高准确性及普适性；景观格局动态分析表明矿区低植被覆盖和高植被覆盖度破碎化程度较低，集中连片

3、趋势明显；低植被覆盖LPI(1argestpatchindex)在4个年份相对较大，呈波动变化，主要为裸露的稀土矿点，与矿点复垦和扩张有密切关系，且单个矿点造成的植被破坏仍然较大；低植被覆盖度的AI(aggregationindex)一直较高，而LPI相对高植被覆盖较小，主要为离子稀土以单个矿点小面积开采为主，矿点多而分散，导致对环境破坏更难治理；1999年后，随着稀土开采的规模化及开采工艺的改进，稀土开采成为矿区景观变化的最主要原因，在矿区总体生态环境改善的前提下，低植被覆盖区域主要集中在矿点及矿点周边，成为具有稀

4、土开采特色的矿点景观分布模式。关键词：植被；稀土；模型；矿区；覆盖度；景观格局doi：10．11975，j．issn．1002-6819．2016：10．037中图分类号：TD865；TP79；S127文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一10—0267—10李恒凯，雷军，杨柳．基于Landsat影像的离子稀土矿区植被覆盖度提取及景观格局分析【J】．农业工程学报，2016，32(10)：267—276．doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．10．037http：／／ww

5、w．tcsae．orgLiHengkai，LeiJun，YangLiu．ExtractionofvegetationcoverageandanalysisoflandscapepatterninrareeaahminingareabasedonLandsatimage[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(10)：267—276．finChinesewithEnglishab

6、stract)doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．10．037http：／／www．tesae．org0引言离子稀土广泛分布于南方丘陵山区，为中国独有，具有非常宝贵的开采价值【l】。赣南素有“稀土王国”的美誉，其稀土开采始于20世纪80年代，先后经历了池浸、堆浸和原地浸矿3种开采工艺[21。早期池浸／堆浸工艺由于需要将表土层与矿体剥离，造成大面积植被破坏，矿区废弃后废石和尾砂的大量堆积，不仅占用了大量土地，而且由于尾砂中沙砾含量较高，保水保肥能力较差，导致废弃矿区植被恢复较为困难嘲；后

7、期推广的原地浸矿工艺在一定程度上保护了土壤表层免遭破坏，但大面积开挖注液孔，仍然会破坏大量地表植被，同时浸矿溶液长时间浸泡山体，会通过侧渗和毛细管作用损坏地表植被，造成植被退化[41。植被作为地表生态系统的重要组分，是生态过程一个重要变量，植被的景观格局能够充分反映植被空间分布及其在环境异质性和干扰状况综合控制下的动态变化特征，许多学者应用景观生态学的方法探讨植被与景观格局的变化过程，从而揭示人为活动的生态环境效应及收稿日期：2015—11-08修订日期：2016—03—16基金项目：国家自然科学基金(4126109

8、3)；江西省教育厅科技课题(GJJl50659)；江西省社会科学规划课题(14YJ20)资助。作者简介：李恒凯，男，湖北安陆人，博士，副教授，主要研究方向为遥感建模与分析；赣州，江西理工大学建筑与测绘工程学院，341000。Email：giskai@126．conl其作用规律15-71。稀土开采造成原有自然地表植被的破坏及退化，带来严重的生态环