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绿洲-沙漠过渡带为自绿洲边缘到植被盖度为20-25%的固定-半固定沙地为外缘边界的荒漠地带,其在绿洲环境保障和生态系统安全等方面都有着及其重要的功能性作用。但是,多年来,随着人工绿洲的扩张和对绿洲边缘植被资源的过度利用,绿洲-沙漠过渡带面积明显减少,生境破碎化程度增加,对绿洲防护作用下降,威胁着绿洲生态安全。针对过渡带形态、分布和内部结构等时空变化规律及受损植被的恢复等科学问题,基于MODIS数据及SPOT-VGT数据提供的NDVI年最大值及生长季NDVI累积值的变化,同时结合TM影像及Google Earth影像,以策勒绿洲为典型对象,研究策勒绿洲-沙漠过渡带时空的变化,并通过相关分析、趋势性分析等方法分析了植被NDVI年最大值、生长季累积值两者的变化与水热变化及人为因素的关系。获得以下初步认识:
(1)绿洲-沙漠过渡带呈宽度不定的带状围绕绿洲分布,过渡带内部结构特征是:植被呈斑块状分布,与裸沙地并存,固定、半固定灌草沙堆为其主要景观特征。因绿洲外围环境变化,按照过渡带植被由绿洲向外的变化情况,可将过渡带划分为三种类型:单向渐变型(绿洲与沙漠之间)、双向渐变型(绿洲与绿洲之间)、突变型(过渡带宽度趋近于0,绿洲边界抵近戈壁或沙漠等)。
(2)绿洲-沙漠过渡带的自然边界多年基本维持稳定。虽然极端强降水或极端干旱年份对过渡带植被NDVI产生显著影响,但是过渡带外边界的年际变化随年降水波动仅有微弱变化。另一方面,2000-2010年间策勒绿洲-沙漠过渡带内边界呈现明显外扩趋势,均为人工绿洲土地扩张所致。
(3)风沙活动和地下水埋深对绿洲-沙漠过渡带的边界和内部结构均产生重要影响。策勒绿洲偏西风为其主风向,过渡带西侧植被受沙埋沙割影响,植被NDVI最大值及其生长季NDVI累积值都较小;而背风的东侧过渡带植被NDVI要明显高于西侧过渡带,同时绿洲东侧地下水埋深较浅,也有利植被的生长。
(4)受损过渡带植被具有较好的自然恢复的能力。历史以来在绿洲边缘地带,包括绿洲-沙漠过渡带,是频繁大强度放牧和采集薪炭等地带,过渡带植被严重受损。自2001年以来,策勒绿洲-沙漠过渡带受到有效封育或半封育保护,过渡带植被NDVI在2001年之前成持续下降态势,而之后则呈现明显增加趋势。
(5)降水对植被NDVI的变化具有重要作用,但两者关系较复杂,其中植被生长初期的降水对植被作用最显著,并且降水量连续多年持续较高对植被的改善具有显著作用;温度的年内变化与植被NDVI的变化具有显著的相关性,但是其年际变化对植被NDVI的影响不显著。