地球科学|副主编王伦澈教授团队文章:塔里木河流域植被动态及潜在因素驱动机制

学术   科学   2024-11-13 00:00   湖北  

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塔里木河流域气候极端干旱,探究该区域植被动态特征并定量评价潜在驱动因素的作用强度对维持生态系统功能、实现可持续发展至关重要.基于长时间序列NDVI数据集、气候数据、背景数据及土地利用数据,探究了塔里木河流域2000-2020年植被时空变化趋势和空间自相关性,并利用地理探测器定量评估了潜在驱动因素对NDVI变化的作用强度.结果发现:2000-2020年平均NDVI为0.159,52.63%的区域呈显著增长趋势,增长速率为0.02/10a,NDVI的全局莫兰指数呈波动上升趋势,表现为空间集聚性.土地利用转化、土壤类型、距人造地表距离是塔里木河流域植被变化的主要驱动因素,对NDVI变化的解释力分别为22.20%、8.57%、8.28%.降水是塔里木河流域北部的主导气候因素,气温在西部和南部对NDVI变化的解释力更强,距冰川和积雪的距离是影响NDVI变化不可忽略的因素.任意两因素的交互作用可以提高对NDVI变化的解释力,其中在流域尺度上土地利用转化∩土壤类型(q=29.44%)解释力最强,而在子流域尺度上,解释力最强的交互组合及强度存在差异.本文结果有助于提高对塔里木河流域NDVI变化机制的认识,为干旱半干旱地区生态保护提供科学依据.
本研究采用趋势分析和空间自相关方法,探究了塔里木河流域2000-2020年NDVI的时空变化特征,并基于地理探测器定量评估了潜在影响因素和交互作用对NDVI变化的影响.研究结果显示,2000-2020年塔里木河流域NDVI呈北高南低、西高东低的空间特征,植被增加趋势显著.流域NDVI表现出较强的全局自相关性,高‒高聚类类型逐步增加,溢出效应明显,低‒低聚类逐渐减少,进一步说明了研究区植被的改善.流域尺度上,土地利用转化、土壤类型、距人造地表距离是影响植被变化的主要因素,对NDVI变化的解释力分别为22.20%、8.57%、8.28%.在子流域尺度上,降水是塔里木河流域北部的主导气候因子,而气温是研究区西部和南部的主要气候因子.较距水体的距离对NDVI的影响,距冰川和积雪的距离作用强度更大.土地利用转化、土壤类型是影响NDVI变化的全局因子,而降水、坡向、海拔和气温则是影响NDVI变化的空间局部因子.此外,任意两因素的交互作用可以提高对NDVI变化的解释力,且流域尺度上土地利用转化与土壤类型的交互作用最强.子流域尺度上,解释力最强的交互组合及强度存在差异,研究区北部降水、坡向与土地利用转化交互作用解释力较高,而在研究区南部海拔、气温与土地利用转化的交互作用解释力更强,土地利用转化与土壤类型的交互作用强度空间差异明显.本研究丰富了对塔里木河流域植被变化的认识,揭示了影响NDVI变化潜在因素的相对重要性及交互作用强度,可为塔里木河流域植被保护和可持续发展提供理论参考.
图1 塔里木河流域地理位置及气候特征
图2 2000-2020年塔里木河流域NDVI时空变化趋势
图3 塔里木河流域NDVI变化的因子交互探测结果



文章刊登在《地球科学》第49卷第9期

岳胜如, 王伦澈, 曹茜, 孙嘉, 2024. 塔里木河流域植被动态及潜在因素驱动机制. 地球科学, 49(9): 3399-3410. doi: 10.3799/dqkx.2023.161

Yue Shengru, Wang Lunche, Cao Qian, Sun Jia, 2024. Vegetation Dynamics and Potential Factors Driving Mechanisms in the Tarim River Basin. Earth Science, 49(9): 3399-3410. doi: 10.3799/dqkx.2023.161

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