智利大瓦尔帕莱索城市绿化动态的空间不平等性：超级干旱背景下的遥感与生态系统服务研究

本研究通过多时相Landsat NDVI数据和非参数npphen方法，揭示智利中部超级干旱（2010-2023）对城市植被的时空影响，发现人工灌溉未能完全抵消干旱负面效应，为气候变化下的城市生态规划提供关键科学依据。

　　

研究区域亮点

大瓦尔帕莱索城市群（见图1）作为智利仅次于大圣地亚哥的第二大都市区，拥有近百万人口（INE, 2017）。该区域位于智利中部宏观区域海岸线（33°2′S, 71°38′W），地形以海蚀阶地延伸的山谷和沟壑为特征，海拔最高达500米（Sarricolea & Romero, 2010）。由五个沿海市镇组成：瓦尔帕莱索、比尼亚德尔马、康康，以及内陆的基尔普埃和比利亚阿莱马纳。

超级干旱前后的城市及周边绿化变化

对超级干旱前后NDVI中位值的初步比较（见图2，补充材料表S1和S2）显示，67%的城市区域和63%的周边区域NDVI变化幅度在-0.05至0.05范围内，绿化水平未见显著差异。在城市区域中，11%的区域NDVI增长0.05-0.20，尤其体现在比尼亚德尔马和瓦尔帕莱索部分区域（图2C），而18%的区域在相同NDVI区间呈现绿化下降。

讨论

我们采用多时相Landsat NDVI数据和非参数物候基线方法，对城市绿化进行全覆盖分析，揭示了极端植被状态的发生时机、强度及持续性——这些特征往往被仅关注趋势或平均状态的诊断方法所忽略。这为广泛使用的城市遥感研究方法提供了补充视角。诸如遥感生态指数（RSEI）的多指标框架通过综合绿度、地表温度和湿度替代指标来评估整体生态状况（Xu, 2013; Li等, 2021），但可能掩盖单个组分（如植被绿度）的极端波动。我们的极端异常检测方法精准捕捉到2019和2021超干旱年份的植被退化热点，这与区域气候记录高度吻合（Garreaud等, 2025）。空间异质性分析进一步揭示：沿海市镇（如比尼亚德尔马）的植被表现出对冬季降雨的较低依赖性，暗示其可能通过地下水利用或市政灌溉实现了水资源补充；而内陆市镇（如基尔普埃）的植被动态与降水呈现强相关性，反映出更高的气候脆弱性。这种空间差异突显了城市基础设施、土地利用规划和水资源管理策略对植被韧性的塑造作用。

结论

本研究表明，大瓦尔帕莱索的城市绿化受到气候条件的强烈影响，即使在最可能实施灌溉和维护管理的公共绿地也是如此。虽然超级干旱前后NDVI中位值的整体比较未显示城乡植被的广泛差异，但对极端NDVI异常的详细时空分析，结合冬季累积降水与植被绿度的相关性研究，揭示了不同市镇受影响的显著不平等性。内陆和周边市镇表现出更高的气候脆弱性，而沿海市镇（如比尼亚德尔马）的植被动态与降水的相关性较弱，表明其可能通过差异化城市规划（如灌溉系统或地下水利用）增强了韧性。我们的研究结果强调，在当前全球变化情境下，未来的城市绿化规划需考虑干旱事件将更频繁发生的现实，并制定更具气候适应性的空间管理策略。