【摘 要】
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植被作为构成陆地生态系统的主体部分,其变化很大程度上取决于自然环境和人类活动。目前,全球气温回升、人口数量和经济活动剧增、生态修复工程不断开展等均干扰着植被生长、发育过程,进而导致植被覆盖变化复杂多样。黄土高原是我国重要生态战略区域,对其进行植被覆盖变化监测以及评估植被对于人类活动及自然要素的响应机制与原理具有十分重要的生物、生态学意义。然而,过往的研究在区域尺度变化以及年际驱动力定量化贡献率的探
【基金项目】
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内蒙古自治区科技重大专项“沙化土地抗逆树种筛选与适地适树研究”;
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植被作为构成陆地生态系统的主体部分,其变化很大程度上取决于自然环境和人类活动。目前,全球气温回升、人口数量和经济活动剧增、生态修复工程不断开展等均干扰着植被生长、发育过程,进而导致植被覆盖变化复杂多样。黄土高原是我国重要生态战略区域,对其进行植被覆盖变化监测以及评估植被对于人类活动及自然要素的响应机制与原理具有十分重要的生物、生态学意义。然而,过往的研究在区域尺度变化以及年际驱动力定量化贡献率的探讨略有不足,且往往忽略植被覆盖空间分异机理的讨论。因此,本研究基于植被指数(NDVI,Normalized Difference Vegetation Index)以及气象、土地覆盖等数据,结合一元线性回归分析法、变异系数法等对黄土高原2000~2017年间不同生态环境分区、土地利用类型尺度的NDVI变化特征开展了研究,并在此基础上,利用地理探测器和多元线性回归及残差法,定量化分析了黄土高原NDVI空间分异机理以及气候变化和人类活动对年际NDVI作用的相对贡献率,主要结论如下:(1)黄土高原年内NDVI变化具有显著的周期性,7、8月NDVI均值最大且空间上全区植被覆盖基本为饱和状态。土石山区、河谷平原区、黄土丘陵沟壑区和农灌区各月NDVI变化规律与研究区一致均为单峰性分布,其中,土石山区、河谷平原区NDVI均值最大。(2)黄土高原植被覆盖在2000~2017年间整体处于改善状态且整体以较低等波动(0.08<CV≤0.18)为主,全区极显著改善区域(θslope>0,P<0.01)占比为53.90%。不同生态环境分区以及各土地利用类型在研究时段内均呈改善趋势。不同地形下,坡度10~25°退耕还林效果显著,低海拔农耕区、高海拔林地区植被NDVI改善明显。(3)影响黄土高原植被覆盖空间分布的主导原因是自然要素,人类活动起辅助作用,其中,降水、相对湿度、日照时数、植被类型对NDVI的影响最大,解释力均大于45%。当降水在417.60~742.54 mm、相对湿度71.59~86.91%、日照时数835.79~1106.16 h、温度6.24~14.07℃、坡度15~25°和>25°、地貌类型为大起伏山地、植被类型为阔叶林、土壤类型为淋溶土、土地利用类型为林地、造林数量0~27.09 km2时适宜植被生长。各因子间的交互作用对NDVI的影响均大于单一因子作用,其中,气象要素与人类活动的共同作用最为显著。(4)黄土高原年际NDVI呈改善趋势的关键因素为人类活动,相对贡献率为80.05%,气候变化为19.95%。实际NDVI改善区域,气候变化导致NDVI上升的相对贡献率占比为21.99%,人类活动贡献率为78.01%;实际NDVI退化区域,NDVI降低主要受到人类活动的影响(77.10%),气候变化贡献率为22.90%。各生态环境分区、土地利用类型的NDVI变化主导因素均为人类活动,而行政区划中河南省退化的主要原因为气候变化,其余省份(自治区)NDVI变化均为人类活动作用所导致。
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