黃河流域內(nèi)蒙古段植被時(shí)空變化特征及條帶狀分布成因

張皓月, 占車生,*, 夏 軍, 胡 實(shí), 寧理科, 鄧曉娟

1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101

2 中國(guó)科學(xué)院禹城綜合試驗(yàn)站,北京 100101

3 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陸地水循環(huán)及地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101

4 武漢大學(xué),水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430072

5 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101

6 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049

作為地球系統(tǒng)的重要組成部分,植被對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)的響應(yīng)是當(dāng)前全球變化研究的熱點(diǎn)之一[1—5]。植被覆蓋度(FVC)是反映一個(gè)地區(qū)植被面積占有情況或資源豐富程度的重要生態(tài)參數(shù)[6],近年來(lái)發(fā)生著不同程度和方式的變化。然而,大部分關(guān)于植被變化的研究多集中在分析其在區(qū)域尺度上與氣候、環(huán)境因子、人類活動(dòng)的相關(guān)性[7—9],往往忽略了植被賴以賦存的水文地質(zhì)條件對(duì)其產(chǎn)生的非地帶性的控制作用。因此,本文將著重探討區(qū)域性地質(zhì)背景在植被變化中發(fā)揮的作用,揭示植被生態(tài)與水文地質(zhì)的關(guān)聯(lián)性。黃河流域內(nèi)蒙古段地處我國(guó)北部干旱、半干旱地區(qū),既是我國(guó)重要的生態(tài)屏障區(qū)，又是糧食主產(chǎn)區(qū)[10—11]。監(jiān)測(cè)該區(qū)域FVC的動(dòng)態(tài)變化,研究其與氣象因子以及人類活動(dòng)的關(guān)系,評(píng)估大尺度區(qū)域地質(zhì)背景在FVC變化過(guò)程中發(fā)揮的作用,對(duì)評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量、維持良好的生態(tài)系統(tǒng)功能以及加強(qiáng)對(duì)植被時(shí)空格局的認(rèn)識(shí)具有重要意義。

氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被具有顯著的影響。降水和溫度是地帶性植被生長(zhǎng)的兩大主控因子[12—13],一方面降雨和溫度通過(guò)影響植被的蒸騰與光合生理特征[14—15],對(duì)植物的種類、蓋度、高度、物種多樣性及生物量等生態(tài)學(xué)特征產(chǎn)生影響；另一方面,降雨和溫度通過(guò)改變土壤物理特性,例如土壤有效積溫和水分含量,從而調(diào)節(jié)土壤有機(jī)碳的光合、呼吸和分解過(guò)程,進(jìn)而間接對(duì)植被生長(zhǎng)與分布產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[16—17]。內(nèi)蒙古地區(qū)降水對(duì)年際FVC變化具有顯著正效應(yīng),尤其是在2000年以前[18—19]。2000年之后隨著土地利用方式的劇烈轉(zhuǎn)變[20],降水對(duì)植被生長(zhǎng)的正效應(yīng)有所削弱,特別是在草地生態(tài)系統(tǒng)中[21]。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在黃土高原地區(qū),隨著三北防護(hù)林、退耕還草工程的開(kāi)展,植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)變得不敏感[22]。

此外,地貌通過(guò)直接控制水分與熱量的再分配,也間接影響著土壤和植被變化[23—24]。負(fù)地形(低海拔)往往比正地形(高海拔)濕度更大、溫度更低[25],這種水分可獲得性的差異會(huì)影響土壤的理化性質(zhì)[26],最終導(dǎo)致不同地貌條件有其主導(dǎo)的植被類型[27]。所以一定區(qū)域內(nèi)的地貌條件在與水文、植被、土壤等自然地理要素的互饋中,往往起著核心作用。而地貌的形成及其特征又受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的控制,因此,在研究地貌對(duì)植被影響時(shí)應(yīng)同時(shí)加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造活動(dòng)背景的認(rèn)識(shí)。黃河流域內(nèi)蒙古段構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍[28—29],不斷塑造地貌的過(guò)程中,影響植被的生長(zhǎng)和分布特征。然而,區(qū)域性活動(dòng)構(gòu)造對(duì)植被產(chǎn)生的影響仍缺乏研究。

本文選取2000—2018年逐月氣象數(shù)據(jù)、中分辨率成像光譜儀(MODIS) 250 m分辨率的歸一化植被指數(shù)(NDVI)數(shù)據(jù)以及五期(2000、2005、2010、2015、2018年)土地利用數(shù)據(jù),對(duì)近20年以來(lái)黃河流域內(nèi)蒙古段及其中4個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的FVC時(shí)空變化特征和驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。利用Mann-Kendall(M-K)分析法和變異系數(shù)對(duì)FVC進(jìn)行趨勢(shì)評(píng)估和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。最后著重針對(duì)三條帶狀的植被變化趨勢(shì)特征進(jìn)行成因探討。

1 研究區(qū)概況

黃河流域中游內(nèi)蒙古段全長(zhǎng)830 km,由寧夏石嘴山市進(jìn)入內(nèi)蒙古自治區(qū),流經(jīng)烏海、巴彥淖爾、鄂爾多斯、包頭和呼和浩特,由準(zhǔn)格爾旗出境。研究區(qū)北部為陰山山脈,中部為平原和沙漠,其中烏蘭布和與庫(kù)布其沙漠分別位于河套灌區(qū)西部與南部,南部為鄂爾多斯高原。研究區(qū)處在干旱半干旱區(qū),干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈、晝夜溫差大,屬典型的中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年降水量在120—420 mm之間,集中在6—8月,潛在蒸散量超過(guò)2000 mm；年均氣溫在6.6℃左右。流域內(nèi)包括我國(guó)設(shè)計(jì)灌溉面積最大的河套灌區(qū)；渾河、大黑河以及十大孔兌均為黃河流經(jīng)內(nèi)蒙古的重要支流(圖1),其中渾河與大黑河處于半濕潤(rùn)區(qū),十大孔兌在半干旱區(qū)。

圖1 研究區(qū)及4個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的地理位置及地形地貌圖

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1 數(shù)據(jù)

研究數(shù)據(jù)主要包括NDVI、氣象數(shù)據(jù)、土地利用以及大氣環(huán)流因子數(shù)據(jù)。MODIS NDVI數(shù)據(jù)來(lái)源于植被指數(shù)MOD13Q1系列產(chǎn)品(http://modis.gs.nasa.gov/),時(shí)間分辨率為16 d、空間分辨率為250 m。利用MRT(Modis reprojection tools)和ArcGIS 10.2軟件對(duì)2000—2018年NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、裁剪、投影轉(zhuǎn)換等一系列預(yù)處理,最后采用最大合成法獲得每年NDVI最大值數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn)的月值數(shù)據(jù)集,包含2000—2018年黃河流域內(nèi)蒙古段24個(gè)氣象站的月降水量和月平均溫度,采用克里金差值方法將氣象數(shù)據(jù)內(nèi)插為250 m。土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)(2000、2005、2010、2015、2018年)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心[30](http://www.resdc.cn),根據(jù)土地資源及其利用屬性,劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6類,空間分辨率為30 m。大氣環(huán)流因子選擇美國(guó)海洋與大氣管理局氣候預(yù)測(cè)中心提供的北大西洋濤動(dòng)指數(shù)(NAO)和太平洋年際振蕩指數(shù)(PDO)(https://psl.noaa.gov/data/climateindices/list/),時(shí)間范圍為2000—2018年,在月數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上平均得到年指數(shù)。高程數(shù)據(jù)來(lái)源于SRTM 250 m(https://srtm.csi.cgiar.org/wp-content/uploads/files/250m/),空間分辨率為250 m。

2.2 研究方法

2.2.1 像元二分法

采用像元二分法提取FVC,像元二分法是假定一個(gè)像元所覆蓋的實(shí)際地表面積由植被部分和無(wú)植被兩部分所構(gòu)成,每個(gè)像元FVC的計(jì)算公式為：

(1)

式中,FVC為植被覆蓋度；NDVIsoil表示裸土或無(wú)植被覆蓋區(qū)域的NDVI值,NDVIveg為完全植被覆蓋區(qū)的NDVI值,結(jié)合研究區(qū)植被的實(shí)際情況和NDVI像元值頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析,最終選取累計(jì)頻率在0.5%處的NDVI值代表NDVIsoil和累計(jì)頻率在99.5%處的NDVI值代表NDVIveg。

將計(jì)算得到的FVC參照已有的分類標(biāo)準(zhǔn)[31]進(jìn)行等級(jí)劃分,具體劃分類型包括：裸土(FVC<10%)、低覆蓋(10%≤FVC<30%)、中低覆蓋(30%≤FVC<45%)、中覆蓋(45%≤FVC<60%)和高覆蓋(FVC≥60%)。

2.2.2 趨勢(shì)分析

本文采用于M-K趨勢(shì)分析法檢驗(yàn)2000—2018年FVC長(zhǎng)時(shí)間序列趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)顯著性。M-K是一種非參數(shù)突變檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量[32—33],其計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

(4)

(5)

式中,n是時(shí)間序列個(gè)數(shù),當(dāng)n>10時(shí),Umk收斂于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布；m是時(shí)間序列中重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)組的個(gè)數(shù)；ti是第i組重復(fù)數(shù)據(jù)組中的重復(fù)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；S為xi與xj的大小關(guān)系。對(duì)于給定的置信水平a,若|Z|>Z1-α/2,則認(rèn)為存在顯著的變化趨勢(shì),Z為正值代表增加趨勢(shì),Z為負(fù)值代表減少趨勢(shì)。本文中,a=0.05為顯著變化,a=0.1為輕微變化。

通過(guò)Sen斜率可以得到每個(gè)像元FVC變化的趨勢(shì)值,其計(jì)算公式如下：

（4）全球化轉(zhuǎn)賬支付。比特幣的交易效率相對(duì)與中國(guó)境內(nèi)的同行或跨行轉(zhuǎn)賬效率慢，這是因?yàn)橹袊?guó)的銀行都有一個(gè)可信任的第三方（央行），因此交易雙方的身份認(rèn)證很便捷；但比特幣具有一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)：可打破國(guó)界進(jìn)行全球化轉(zhuǎn)賬支付，且該效率比目前法幣的跨國(guó)轉(zhuǎn)賬效率高。法幣進(jìn)行跨國(guó)轉(zhuǎn)賬時(shí)，兩國(guó)的銀行中間缺少一個(gè)可信賴的第三方，造成雙方的身份認(rèn)證十分漫長(zhǎng)。

(6)

式中,Slope代表斜率,median為中位數(shù)函數(shù),xj、xi為時(shí)序數(shù)據(jù)。

2.2.3 穩(wěn)定性分析

本文通過(guò)變異系數(shù)(CV)反映FVC的波動(dòng)程度。CV是概率分布離散程度的歸一化量度,用來(lái)表征數(shù)據(jù)的離散程度,定義為標(biāo)準(zhǔn)差與平均值之比,計(jì)算公式為：

(7)

3 結(jié)果

3.1 植被覆蓋度的空間格局

2000—2018年研究區(qū)多年平均FVC的空間格局如圖2所示,西部河套灌區(qū)以及中東部地區(qū)多年FVC均值較高,西北部和西南部山區(qū)及沙漠一帶FVC較低。因地形平坦、土壤肥沃,灌區(qū)FVC均值高于60%,其中70%左右的區(qū)域?yàn)楦吒采w區(qū),15%左右的地區(qū)FVC值在45%—60%之間。大黑河和渾河流域以中高蓋度植被為主,其占比均高達(dá)87%。十大孔兌地區(qū)近70%的地區(qū)以中低和低蓋度植被為主,裸土面積約占流域面積的7%(圖2)。

圖2 研究區(qū)及4個(gè)子區(qū)域植被覆蓋度的空間格局與統(tǒng)計(jì)特征

3.2 氣象條件與土地利用

3.2.1 氣象因子

年降雨量、年均溫度與年均FVC隨時(shí)間變化特征如圖3所示。降雨量和溫度均呈緩慢波動(dòng)上升趨勢(shì),年均溫度經(jīng)歷了先下降后上升的過(guò)程。FVC呈顯著上升趨勢(shì)(P<0.01),與年降雨量變化趨勢(shì)基本一致(R2= 0.60),說(shuō)明研究區(qū)FVC變化主要受到降水增加的影響。通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算2000—2018年間區(qū)域尺度上FVC與年降雨量、年均溫的偏相關(guān)系數(shù),得到整個(gè)研究區(qū)FVC與年降雨量、年均溫的偏相關(guān)系數(shù)分別為0.78和0.19,前者通過(guò)P<0.001的顯著性檢驗(yàn),后者未通過(guò)95%的顯著性檢驗(yàn),再一次說(shuō)明黃河流域內(nèi)蒙古段的水分條件是制約植被生長(zhǎng)的主要因素[15]。

區(qū)域降水量的增多與大氣環(huán)流有關(guān)。研究區(qū)大部分(西北干旱半干旱地區(qū))處在西風(fēng)區(qū),部分(東部半濕潤(rùn)地區(qū))在東亞夏季風(fēng)區(qū)[34]。大氣環(huán)流因子,例如NAO和PDO等,共同控制著區(qū)域降水量的變化[35—36]。2000年以來(lái),NAO與PDO指數(shù)逐漸偏正(圖3),指示西風(fēng)增強(qiáng),而東亞夏季風(fēng)的影響減弱[37—38],導(dǎo)致以西風(fēng)區(qū)為主體的研究區(qū)降水量增加。通過(guò)比較年均NAO及PDO指數(shù)與年降水量的散點(diǎn)(圖3),發(fā)現(xiàn)區(qū)域降水量與NAO指數(shù)的最大相關(guān)性存在一年的偏移,很可能是降水對(duì)前期大氣環(huán)流變化響應(yīng)的滯后效應(yīng)導(dǎo)致。

圖3 年均植被覆蓋度與年降水量、年均溫度、大氣環(huán)流指數(shù)(PDO和NAO)的年際變化以及降水與FVC隨前一年NAO的散點(diǎn)分布特征

3.2.2 土地利用變化

2000年以來(lái),研究區(qū)有5%的面積土地類型發(fā)生了變化(圖4)。其中黃河干流沿線以及烏梁素海周邊耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?導(dǎo)致其FVC呈下降趨勢(shì)；部分城市群的建筑面積擴(kuò)大,也造成了FVC的下降。而灌區(qū)與沙漠地區(qū)分別受到耕地面積增加以及植樹(shù)造林的影響,FVC呈上升趨勢(shì)。

流域尺度上,除大黑河流域外,各子區(qū)域土地利用發(fā)生變化的區(qū)域FVC均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(圖4)。由于耕地的增加,河套灌區(qū)、十大孔兌流域和渾河流域,FVC上升面積占比較大,分別占變化土地面積的70%、77%、90%。大黑河流域由于耕地和草地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換,FVC下降面積占變化土地面積的一半。

圖4 覆蓋類型變化的土地中植被覆蓋度(FVC)的變化特征

3.3 植被年際變化趨勢(shì)及穩(wěn)定性

3.3.1 植被覆蓋度的年際變化趨勢(shì)

2000—2018年間,研究區(qū)FVC總體上表現(xiàn)為增加趨勢(shì)(圖5)。其中河套灌區(qū)南部和西部的庫(kù)布其沙漠與烏蘭布和沙漠一帶FVC明顯提高,主要得益于近20年三北防護(hù)林工程建設(shè)[39—40]。而北部部分山區(qū)有輕微的下降趨勢(shì),但并不顯著。值得注意的是,河套段FVC存在三條顯著的條帶狀變化特征,分別位于陰山斷裂帶前的盆地段、現(xiàn)今的黃河干流段以及河套盆地與鄂爾多斯臺(tái)地的邊界隱伏斷裂段；前者呈顯著上升趨勢(shì),后兩者呈顯著降低趨勢(shì)。

圖5 植被覆蓋度的M-K變化趨勢(shì)及顯著性檢驗(yàn)分布圖

不同土地利用類型FVC變化差異顯著(圖6)。72%的耕地FVC呈增加趨勢(shì),顯著下降的部分主要分布于河流附近和城市邊緣。34%的林區(qū)FVC存在下降趨勢(shì),呈條帶狀集中分布于研究區(qū)東部。草地FVC主要以上升為主(75%),退化草地主要分布于河套灌區(qū)的東北部和南部山區(qū)。未利用地的植被退化占比為22%,主要分布于河套盆地與鄂爾多斯臺(tái)地交界的東西走向斷裂帶。

圖6 各地類植被覆蓋度變化及其統(tǒng)計(jì)特征

3.3.2 植被覆蓋度年際變化的穩(wěn)定性

2000—2018年研究區(qū)FVC變化的穩(wěn)定性特征如圖7所示。北部陰山山脈自西向東FVC穩(wěn)定性越來(lái)越好。陰山山脈的西、中、東段植被類型分別以溫帶荒漠山地植被、溫帶草原區(qū)山地植被以及溫帶森林區(qū)山地植被為主,隨著水分條件的改善,物種多樣性逐漸增加[41],使得生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力增強(qiáng)[42—43],FVC變化趨于穩(wěn)定。位于陰山山脈西段、河套灌區(qū)北部的山前過(guò)渡帶,植被表現(xiàn)為對(duì)氣候變化的強(qiáng)烈波動(dòng)。同樣地,黃河干流沿線FVC表現(xiàn)為高波動(dòng)；河套盆地與鄂爾多斯臺(tái)地的邊界斷裂一帶,FVC的穩(wěn)定性也較差。

研究區(qū)中西部河套灌區(qū)以及東部大黑河與渾河地區(qū)FVC變化最為穩(wěn)定(圖7),三個(gè)區(qū)域FVC變化的CV值低于0.2的占比分別為80%,70%和63%。灌區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)變化受人類活動(dòng)主導(dǎo),東部大黑河流域及渾河流域自然植被生態(tài)系統(tǒng)降雨充沛,均對(duì)氣候變化的敏感度較低。而低蓋度植被區(qū),例如十大孔兌地區(qū)和以未利用土地類型為主的河套灌區(qū)南部的庫(kù)布其沙漠地區(qū),FVC變化波動(dòng)性較大。其中十大孔兌地區(qū)相對(duì)大黑河及渾河流域降水較少,64.3%的區(qū)域CV值介于0.2—0.4之間；對(duì)于FVC較低的沙漠地區(qū),盡管在一系列綠色工程的積極作用下FVC呈上升趨勢(shì),但生態(tài)仍然十分脆弱,受氣候變化的干擾較大。

圖7 FVC變化的年際穩(wěn)定性空間分布及其在4個(gè)子區(qū)域的統(tǒng)計(jì)特征

4 討論

4.1 植被覆蓋度變化的驅(qū)動(dòng)因素

研究區(qū)FVC的年際變化主要受到氣候與人類活動(dòng)的雙重作用。從FVC與降水和溫度的相關(guān)性空間分布可以看出(圖8),在土地利用類型不變的情況下,FVC的驅(qū)動(dòng)因子與FVC的相關(guān)程度存在明顯的區(qū)域差異。大部分地區(qū)FVC與降水呈顯著正相關(guān),而與溫度關(guān)系不顯著。前人從空間大尺度上也得到植被與年際降水的關(guān)系更加密切[18,20,44]。尤其在以自然植被為主的北部和南部山區(qū),區(qū)域內(nèi)低FVC值的荒漠草原植被對(duì)水分條件的響應(yīng)具有高敏感度[45],表現(xiàn)為FVC與降水極顯著正相關(guān)。而在東部覆蓋有森林的大黑河以及渾河流域,FVC值較大、且穩(wěn)定性較強(qiáng),與降水和溫度的相關(guān)性相對(duì)前者較小。因此,水分條件是制約干旱半干旱地區(qū)植被生長(zhǎng)的重要因素,植被與降水兩者的相關(guān)顯著性水平與植被種類和本身蓋度有關(guān)。而在河套灌區(qū),引黃灌溉強(qiáng)烈影響植被覆蓋變化,導(dǎo)致其與降水和溫度相關(guān)性均不顯著,該結(jié)果也與前人結(jié)果一致[46]。

圖8 FVC與年降水量和年均溫度的相關(guān)性

4.2 河套段植被變化的條帶狀特征及成因探討

河套段FVC年際變化的空間分布存在三條顯著的條帶狀特征。FVC在陰山斷裂、河套盆地北部的山前地帶呈條帶狀顯著上升。非地帶性植被的生長(zhǎng)依賴于地下水,而山前地下水的賦存環(huán)境是連片的沖洪積扇群。由于山體隆升,沖洪積扇十分發(fā)育,植被易在扇緣相的地下水溢出帶富集。前人資料[47]顯示,2008—2018年間山前地下水埋深逐漸減小。因此,通過(guò)山前導(dǎo)水?dāng)嗔堰\(yùn)移的地下水不斷補(bǔ)給植被,使得FVC顯著上升。而在陰山山前過(guò)渡帶,由于盆山交界帶地表高差較大,土壤儲(chǔ)水能力較差；且受到山體繼承性隆升的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響[48—49],穩(wěn)定期相對(duì)較短,地表難以形成較厚的土壤層,因此不利于植被的生長(zhǎng),表現(xiàn)為FVC的高波動(dòng),即植被對(duì)氣候變化的強(qiáng)烈響應(yīng)。

黃河干流一帶FVC存在顯著的降低趨勢(shì),很可能與近20年間沿河一帶土地利用變化以及城市的擴(kuò)張有關(guān)[50]。圖4和圖6可以明顯看出,沿河一帶的土地利用主要由農(nóng)田轉(zhuǎn)為草地。并且,在黃河河道的頻繁擺動(dòng)中,河漫灘植被易被淹沒(méi),表現(xiàn)為干流沿線FVC的高波動(dòng)特征。

在河套盆地與鄂爾多斯臺(tái)地的邊界隱伏斷裂處[51],FVC呈線狀顯著降低。由于該區(qū)域地表為風(fēng)成砂覆蓋,地表水下滲能力強(qiáng)；在近期地震活動(dòng)的拉張應(yīng)力作用下[52],沙漠以下的河湖相沉積物破碎,使得地下水迅速沿著條帶狀透水?dāng)嗔严聺B而難以維持淺表水分,從而導(dǎo)致植被根際層缺水而蓋度降低。該邊界斷裂帶的FVC穩(wěn)定性也表現(xiàn)得較差,很可能也與周緣活動(dòng)性斷裂及地震活動(dòng)有關(guān)[53],難以形成穩(wěn)定的地下水補(bǔ)給條件。

5 結(jié)論

本研究利用黃河流域內(nèi)蒙古段2000—2018年NDVI、氣象、不同時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù),利用M-K趨勢(shì)分析、變異系數(shù)穩(wěn)定性分級(jí)以及相關(guān)性統(tǒng)計(jì)對(duì)整個(gè)研究區(qū)及其中4個(gè)重點(diǎn)區(qū)域近20年來(lái)FVC的時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了分析,并針對(duì)河套段三條顯著的條帶狀FVC變化特征進(jìn)行了探討。主要結(jié)論如下：

近20年來(lái),研究區(qū)自然植被受降水增多的影響,灌區(qū)農(nóng)田受耕地面積增加的作用,沙漠地區(qū)受三北防護(hù)林工程建設(shè)的響應(yīng),均表現(xiàn)為FVC增大。而沿黃河干流和城市群的植被生態(tài)系統(tǒng)分別受土地利用方式以及城市擴(kuò)張的影響,表現(xiàn)為FVC顯著減小。高蓋度植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)較小。例如,灌區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)變化受人類活動(dòng)主導(dǎo)；大黑河流域及渾河流域物種多樣性豐富、生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定。而低蓋度植被區(qū),例如水分條件較差的十大孔兌地區(qū)以及沙漠地區(qū),FVC變化波動(dòng)性較大,生態(tài)相對(duì)脆弱。

河套段三條顯著的條帶狀FVC變化特征表明地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地表過(guò)程也間接影響著植被分布。在河套平原北部山前扇緣地區(qū),植被賦存在帶狀分布的地下水溢出帶,受到地下水儲(chǔ)量增多的不斷補(bǔ)給,表現(xiàn)為FVC顯著上升；而在山前過(guò)渡帶,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其造成的較大地表高差使得土壤層較薄且儲(chǔ)水能力較差,表現(xiàn)為FVC的高波動(dòng)。黃河干流一帶,河道的頻繁擺動(dòng)導(dǎo)致沿線FVC的高波動(dòng)。河套盆地與鄂爾多斯臺(tái)地的邊界斷裂處,在隱伏斷裂和地震活動(dòng)下,地下水易沿帶狀透水?dāng)嗔严聺B,難以維持淺表水分和穩(wěn)定的水分補(bǔ)給條件,導(dǎo)致FVC呈線狀顯著降低和較差的穩(wěn)定性。