论文部分内容阅读
黄河作为中华民族的母亲河,孕育了灿烂的中华文明。黄河流域是我国重要的生态屏障,它的生态保护和高质量发展日益受到重视。植被建设是生态恢复的重要内容之一,了解近几十年黄河流域植被覆盖动态变化及驱动因子,对进一步开展该区域的植被建设和生态恢复意义重大。本文基于黄河流域上中游1982-2015年8km空间分辨率的GIMMS NDVI数据、CRU TS4.02气象数据、植被类型数据和土地利用数据,采用趋势分析、归一化多元线性回归、残差趋势分析等方法,探究1982-2015年黄河流域上中游的植被覆盖变化特征,并分析了气候因素和非气候因素对生长季植被覆盖变化的影响,以期为黄河流域上中游的生态环境保护、恢复、建设、优化及高效管理提供科学依据和理论参考。通过研究主要得到以下结论:1982-2015年黄河流域上中游生长季NDVI呈显著的正向增长趋势(0.009/10a,P<0.001);中游的植被覆盖增长(0.019/10a,P<0.001)优于上游(0.005/10a,P<0.01)。秋季(0.014/10a,P<0.001)和春季(0.012/10a,P<0.001)的NDVI增长速率快于夏季(0.007/10a,P<0.01)。剔除农业栽培植被(耕地)及无植被覆盖区域后,51.22%的区域植被覆盖呈增加趋势,其中30.51%的区域植被覆盖显著增加,主要分布在陇中和陇东黄土高原、宁夏平原、鄂尔多斯高原、陕北高原及太行山和吕梁山等地区;显著减少的区域面积小,仅零散分布。近年来植被覆盖变化处于稳定状态,植被生长以稳定增加为主,植被显著增加且稳定的区域主要分布在研究区西北侧和山西境内。未来植被覆盖变化可持续性较强,24.84%的区域生长季NDVI变化呈持续改善趋势,主要分布在黄河流域的黄土高原区;6.34%的区域生长季NDVI变化呈退化趋势,零散分布在陇中黄土高原、宁夏平原、鄂尔多斯高原和太行山等地区,未来还需要进一步加强监管。1982-2015年,研究区生长季气温波动上升且变化显著(0.32℃/10a),降水量(3.27 mm/10a)和云覆盖比例(1%/10a)波动增加但整体变化不明显。气温和降水对植被生长以促进作用为主:植被NDVI与气温和降水呈正相关的区域面积占比分别为83.81%和94.43%;93.94%的区域植被NDVI与云覆盖比例呈负相关,说明这些区域的植被生长与太阳辐射强度呈正相关,但相关性并不显著。NDVI与多个气候因子的归一化多元线性回归结果显示,气温为影响植被覆盖显著变化主导气候因子的区域面积稍大于降水,这些区域在内蒙古、陕西、山西及甘肃省境内分布;降水起主导作用的区域主要分布于毛乌苏沙地,在甘肃、青海、山西等省境内也有较多的分布;云覆盖比例起主导作用的区域面积占0.98%,仅零星分布。非气候因素对黄河上中游不同区域和不同时期植被显著恢复的作用强度不同。上游植被显著恢复主要受气候因素的影响;中游植被显著恢复受非气候因素影响的作用强于气候因素。非气候因素主导植被显著恢复区域主要分布于甘肃东南部和东部、宁夏中部和南部、陕西中部和山西中部,气候因素和非气候因素共同引起植被显著恢复的区域主要分布于甘肃中部、宁夏、内蒙古南部、陕西北部和山西北部。非气候因素驱动植被覆盖显著退化的区域主要分布在陕西南部,在其他省零散分布。1982-1990年和2000-2015年,非气候因素促进植被显著恢复,在植被显著恢复的过程中发挥积极作用;1990-2000年非气候因素对植被显著恢复的作用不明显。受人类活动影响,不同土地利用类型间相互转化剧烈,土地空间分布变化明显,耕地、草地和林地是流转最频繁的土地利用类型。耕地、草地、水域和未利用地的转出量大于转入量,处于转为其他土地类型的不平衡状态;林地和城市用地的转入量大于转出量,处于由其他土地类型转入的不平衡状态。在黄河源生态功能保护区和黄河中游防护林体系建设工程区,2000年后由非气候因素主导的植被显著恢复区域的面积明显增大,说明非气候因素特别是生态工程的开展在植被恢复方面的影响增加明显。