氣候和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省植被變化的影響

路 潔，王學(xué)鳳，曹永強(qiáng)

(1. 遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029； 2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院信息中心，北京 100048)

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人類(lèi)對(duì)資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)利用導(dǎo)致了嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，為確保國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，提出要將生態(tài)文明建設(shè)放到與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同等重要的位置上。植被作為地球表層生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，其生長(zhǎng)發(fā)育和覆蓋狀況對(duì)揭示生態(tài)變化具有重要意義[1]。歸一化植被指數(shù)(normalized differential vegetation index，NDVI)具有區(qū)域覆蓋廣、時(shí)間序列長(zhǎng)、應(yīng)用廣泛且實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，常用于反映地表植被發(fā)育狀況及植被覆蓋的時(shí)空演變特征[2]。氣候是制約植被生長(zhǎng)的重要條件，植被對(duì)氣候變化特別是水熱狀況的變化極其敏感[3]。除氣候因子外，短期內(nèi)的植被覆蓋變化則主要是人類(lèi)活動(dòng)積極或消極影響的結(jié)果，且有研究表明，人類(lèi)活動(dòng)影響的程度和變化速率逐漸超過(guò)自然因素[4]。因此，在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)雙重作用下，植被覆蓋演變規(guī)律及其成因已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注的科學(xué)熱點(diǎn)之一。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外對(duì)地表植被的研究集中于進(jìn)行區(qū)域尺度植被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、探究植被與氣候變化的互饋關(guān)系及引起植被變化的人為驅(qū)動(dòng)機(jī)制等多個(gè)層面。在植被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面，張成才等[5]利用遙感影像估算了伏牛山植被覆蓋度并揭示其時(shí)空演變特征，提供了一種求取植被覆蓋度的像元分解模型方法；劉憲鋒等[6]對(duì)1982—2012年中國(guó)植被覆蓋狀況進(jìn)行研究，結(jié)果表明，整體上我國(guó)植被呈緩慢增加趨勢(shì)，但中高緯度山區(qū)植被存在下降趨勢(shì)。在影響因素方面，研究表明引起植被變化的因素眾多，包括氣溫、降水、日照等氣候因子的變化[7-8]、下墊面類(lèi)型及所處地理位置的不同[9-10]以及人類(lèi)活動(dòng)的影響[11-12]；當(dāng)前氣候變暖使海陸熱力性質(zhì)發(fā)生變化，影響大氣環(huán)流及水循環(huán)，導(dǎo)致降水也出現(xiàn)區(qū)域差異[13]。此外，隨著人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然干預(yù)程度的加深，眾多學(xué)者發(fā)現(xiàn)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被的影響也越來(lái)越顯著，如生態(tài)工程建設(shè)會(huì)促進(jìn)植被生長(zhǎng)和發(fā)育，而城市建設(shè)、森林砍伐等會(huì)對(duì)植被生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用[14]。過(guò)去對(duì)人類(lèi)活動(dòng)影響的研究多采用定性評(píng)價(jià)，鑒于此，Archer[15]提出了一種定量分析方法——?dú)埐罘治龇?，用?shí)際NDVI與回歸分析后預(yù)測(cè)值的差值對(duì)氣候因素和人為因素進(jìn)行分離。郭力宇等[16]以陜西省為研究區(qū)，探討了氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被覆蓋的影響，結(jié)果表明植被覆蓋對(duì)氣候變化響應(yīng)明顯，人類(lèi)活動(dòng)影響力在持續(xù)增強(qiáng)。

目前針對(duì)東北地區(qū)和遼寧省NDVI的研究有很多，已有研究多分析了遼寧省植被覆蓋變化及對(duì)氣候因子的響應(yīng)[17-22]，但針對(duì)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省植被影響的量化分析及未來(lái)植被生長(zhǎng)的持續(xù)性特征方面還未做充分探討。遼寧省作為振興老工業(yè)基地國(guó)家戰(zhàn)略的重要組成部分，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展給區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。本文基于2000—2019年NDVI數(shù)據(jù)及逐日氣象數(shù)據(jù)，采用趨勢(shì)分析、相關(guān)分析和殘差分析等方法定量揭示遼寧省植被變化及對(duì)水熱條件和人類(lèi)活動(dòng)的響應(yīng)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用趨勢(shì)系數(shù)和Hurst指數(shù)法分析遼寧省植被的未來(lái)變化趨勢(shì)，以期為遼寧省可持續(xù)發(fā)展、植被保護(hù)及生態(tài)恢復(fù)提供參考。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

遼寧省位于中國(guó)東北的南部，地勢(shì)呈東西高、中部低的格局，東西兩側(cè)為山地丘陵，中部為平原。境內(nèi)雨熱同期，夏季溫和，冬季寒冷，年均降水量500～1 000 mm，在季風(fēng)氣候影響下呈現(xiàn)遼西北地區(qū)降水少，干旱頻發(fā)，東部山地降水多，中部降水適中，介于東西降水量之間的降水分布特征。年均氣溫7℃～11℃，東部沿海地區(qū)受海洋影響，日較差和年較差相對(duì)于內(nèi)陸地區(qū)較小。遼東、遼西山地以林地為主，遼西南以草地為主，遼中由于地勢(shì)平坦多為農(nóng)作區(qū)，以玉米、小麥為主[23]。

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選用2000—2019年遼寧省NDVI數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，其中NDVI數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家航空航天局(https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/)，空間分辨率為500 m；氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://cdc.cma.gov.cn/)，包括逐日平均氣溫和降水量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。剔除數(shù)據(jù)不完整站點(diǎn)，最終選用記錄完整的23個(gè)氣象站，氣象站空間分布如圖1所示。環(huán)流因子包括多變量ENSO指數(shù)(MEI)、太平洋濤動(dòng)(PDO)、北極濤動(dòng)(AO)和北大西洋濤動(dòng)(NAO)，均來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局(http：//www.esrl.noaa.gov/psd/ enso/mei)，表征太陽(yáng)黑子活動(dòng)狀況的太陽(yáng)黑子相對(duì)數(shù)源于比利時(shí)皇家天文臺(tái)數(shù)據(jù)中心(http：//www. sidc.be/silso/datafiles)，時(shí)間跨度為2000—2019年。

圖1 遼寧省23個(gè)氣象站點(diǎn)空間分布

1.2 研究方法

1.2.1NDVI影響因素分析

影響植被覆蓋變化的因素主要包括氣候因素和人為因素。氣候因素分析中，主要采用相關(guān)分析法。相關(guān)分析法[24]可衡量?jī)勺兞块g的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)的正負(fù)分別代表兩因子呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，絕對(duì)值越大越相關(guān)，反之則越不相關(guān)。本文通過(guò)逐柵格計(jì)算遼寧省2001—2019年NDVI與降水量、氣溫的相關(guān)系數(shù)，并進(jìn)行P<0.05的顯著性水平檢驗(yàn)。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被的影響采用殘差分析法[25]進(jìn)行分析，殘差值為正說(shuō)明人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生正效應(yīng)，為負(fù)說(shuō)明人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，為零說(shuō)明人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被產(chǎn)生較弱影響。大氣環(huán)流對(duì)植被的影響采用通徑分析方法[26]，通徑分析可以估算某一大氣環(huán)流因子對(duì)植被的直接影響，也可以估算某一大氣環(huán)流因子通過(guò)其他因子對(duì)植被的間接影響。

1.2.2Hurst指數(shù)法

Hurst指數(shù)法是基于重標(biāo)極差(R/S，其中R為極差，S為標(biāo)準(zhǔn)差)分析法得到的，可以反映某一時(shí)間序列對(duì)之前信息的依賴(lài)性，能夠有效預(yù)測(cè)時(shí)間序列未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[27]。

考慮一個(gè)時(shí)間序列{ξt}(t= 1,2,…,N)，對(duì)于任意正整數(shù)τ≥1 ，定義均值序列：

(1)

其累積離差、極差、標(biāo)準(zhǔn)差公式分別為

(2)

(τ=1，2，…，N)

(3)

(4)

Hurst指數(shù)H可根據(jù)計(jì)算出的τ、R/S值，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系(lnτ，lnR/S)中用最小二乘法擬合得到。當(dāng)0.5

2 結(jié)果與分析

2.1 遼寧省NDVI時(shí)空分布特征

2.1.1年際變化特征

由圖2(a)可知，總體上，遼寧省年均NDVI以0.004/a的速率增長(zhǎng)，2004年后植被覆蓋率通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，持續(xù)增加，20 a平均NDVI為0.788，可見(jiàn)植被覆蓋具有相對(duì)穩(wěn)定性，總體植被狀況良好。2000—2019年間，植被覆蓋程度最低的年份為2000年，其次為2002年，由圖2(b)和圖2(c)可以看出相比其他年份該時(shí)期遼寧省自然降水少，溫度較高，蒸散較強(qiáng)，由于省內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，植被受災(zāi)嚴(yán)重[28]。之后遼寧省植被增長(zhǎng)明顯，2005年遼寧省開(kāi)始實(shí)施了一系列生態(tài)文明建設(shè)工程，例如“遼河流域防護(hù)林體系建設(shè)工程” “綠色通道工程”等，隨著生態(tài)工程、城市綠化等工作的不斷開(kāi)展，植被覆蓋逐漸好轉(zhuǎn)[29]。

圖2 2000—2019年遼寧省平均NDVI、降水量和絕對(duì)溫度的時(shí)間變化趨勢(shì)

2.1.2空間變化特征

為了解遼寧省植被隨時(shí)間變化的空間分布規(guī)律，將2004年設(shè)為基準(zhǔn)期，對(duì)突變年份前后進(jìn)行對(duì)比分析。由圖3可知，遼寧省NDVI突變前的平均NDVI介于0～0.88之間，突變后的平均NDVI介于0.07～0.91之間，與2004年前相比，植被覆蓋增加明顯，且有逐漸向西擴(kuò)展的趨勢(shì)，說(shuō)明遼寧省近年來(lái)的生態(tài)工程效果顯著。其中NDVI在2個(gè)時(shí)間段的高值區(qū)都主要位于遼東山區(qū)，包括撫順、本溪、丹東、鞍山以及鐵嶺、遼陽(yáng)、營(yíng)口市東部，除此之外，遼西的朝陽(yáng)、葫蘆島市西部植被覆蓋也較好，主要原因是遼寧省東部和西南部地區(qū)的植被多為落葉闊葉林與針闊混交林，原始林地沒(méi)有遭到破壞，植被覆蓋較好[20]。NDVI較低值區(qū)主要零星分布于遼中的沈陽(yáng)、錦州、盤(pán)錦，遼西的朝陽(yáng)、阜新、葫蘆島及遼南的大連，植被覆蓋度指數(shù)低于0.6，遼西北地區(qū)受蒙古高原冷空氣影響，降水量少，水分匱乏、旱災(zāi)頻發(fā)，不利于植被生長(zhǎng)，此外沈陽(yáng)、大連等地經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市擴(kuò)張迅速，人類(lèi)活動(dòng)使森林遭到破壞，因此植被稀疏，與問(wèn)青春等[30]的研究結(jié)果基本一致。

圖3 遼寧省突變前后植被蓋度的空間分布

2.2 氣候?qū)|寧省NDVI的影響

為了探討遼寧省植被演變與氣候水熱條件間的相關(guān)性，計(jì)算了像元尺度NDVI與多年平均降水量、氣溫的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4(a)可知，遼寧省大部分地區(qū)NDVI與降水呈正相關(guān)，其面積占總面積的93.45%，遼寧省屬于干旱半干旱區(qū)，因此降水量越多越有利于植被生長(zhǎng)，但陰雨天增加的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)輻射減少，使植被光合作用減弱，所以在部分區(qū)域表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)[20]。但整體來(lái)說(shuō)相關(guān)性并不顯著，這種區(qū)域差異是由遼寧省降水分布不均導(dǎo)致的。遼西地區(qū)靠近內(nèi)陸，降水少，旱災(zāi)頻發(fā)，因此降水量是影響植被生長(zhǎng)的主導(dǎo)因素，進(jìn)一步說(shuō)明遼西植物長(zhǎng)勢(shì)變好與降水量的增多有關(guān)。

圖4 2000—2019年遼寧省NDVI與降水、氣溫的相關(guān)關(guān)系

由圖4(b)可知，NDVI與氣溫呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān)的面積分別占總面積的55.89%和44.11%。溫度越高越有利于植被生長(zhǎng)，但當(dāng)溫度超過(guò)一定閾值時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，因?yàn)闅鉁厣咄瑫r(shí)也會(huì)增加植物和地表土壤水的蒸散發(fā)，使其水分流失、土壤干化得不到水分補(bǔ)充。從空間分布看，遼寧省中東部氣溫與NDVI以正相關(guān)為主，西部為負(fù)相關(guān)關(guān)系，遼寧省東部植被以落葉闊葉林與針闊混交林為主，遼西除林地外還有草地分布，中部平原則以種植農(nóng)作物為主，不同植被類(lèi)型對(duì)氣溫的響應(yīng)效果不同[29]。此外，溫度對(duì)植被生長(zhǎng)發(fā)育的影響是綜合的，氣溫還可以通過(guò)影響光合、呼吸、蒸騰等代謝過(guò)程和有機(jī)物的合成和運(yùn)輸來(lái)影響植物的生長(zhǎng)，或直接影響土溫，通過(guò)水肥吸收和輸導(dǎo)的不同來(lái)影響植物的生長(zhǎng)，因此其相關(guān)性存在差異[31]。

對(duì)比每個(gè)柵格氣溫、降水與NDVI相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值后，可以得到最值相關(guān)系數(shù)空間分布及對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)因子(圖5)，用于分析植被對(duì)某一氣候因子響應(yīng)的敏感程度。由圖5(a)可知，遼寧省對(duì)降水、氣溫的最值相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值都很大，說(shuō)明遼寧省2000—2019年植被受氣候因子的影響都很大。結(jié)合圖5(b)可知，遼寧省植被受降水影響程度高于氣溫，其中NDVI變化受降水驅(qū)動(dòng)的面積占總面積的68.02%，主要分布于遼西和遼南地區(qū)，遼西地區(qū)遠(yuǎn)離海洋，且受蒙古高壓影響，干旱頻發(fā)，因此其生長(zhǎng)對(duì)自然降水依賴(lài)性強(qiáng)，遼南植被類(lèi)型屬于草原，對(duì)降水要求也較高。而NDVI受氣溫驅(qū)動(dòng)的面積占31.98%，主要分布于遼中和遼東區(qū)域，該區(qū)域靠海，降水較多，水資源豐富，水分已經(jīng)滿(mǎn)足植被生長(zhǎng)的要求，而且森林相比其他植被類(lèi)型而言對(duì)氣溫要求較高[18]，充足的熱量資源對(duì)植被產(chǎn)生促進(jìn)作用，因此氣溫驅(qū)動(dòng)力大于降水。

圖5 2000—2019年遼寧省NDVI與降水、氣溫的最值相關(guān)系數(shù)及對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)因素的空間分布

2.3 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省植被的影響及未來(lái)變化趨勢(shì)分析

為響應(yīng)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的號(hào)召，遼寧省在21世紀(jì)初開(kāi)始積極實(shí)施退耕還林工程，并推出《遼寧省污染防治與生態(tài)建設(shè)和保護(hù)攻堅(jiān)行動(dòng)計(jì)劃(2017—2020年)》，成效顯著，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)植被覆蓋演化影響意義重大，因此，本研究對(duì)NDVI進(jìn)行殘差趨勢(shì)分析，使其影響程度得以量化。由圖6可知，近20 a遼寧省NDVI殘差均值呈上升趨勢(shì)，速率為0.003 3/a，其殘差值由負(fù)轉(zhuǎn)正，2007年前以消極作用為主，之后的大部分時(shí)間以積極作用為主，僅有2010年殘差值為負(fù)，說(shuō)明在20 a間人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省植被的影響由消極轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極，且人類(lèi)活動(dòng)的影響在逐漸加強(qiáng)。

圖6 2000—2019 年遼寧省 NDVI 殘差年際變化趨勢(shì)

由圖7可知，NDVI殘差趨勢(shì)系數(shù)為負(fù)的區(qū)域面積占總面積的12.48%，其中呈顯著下降的面積僅為3.66%，顯著下降區(qū)域集中分布于遼中沈陽(yáng)等城市周邊，這些地區(qū)多屬于城鎮(zhèn)化水平比較高的區(qū)域，建設(shè)用地、交通用地等擠占了多數(shù)農(nóng)田、綠地，因此表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。NDVI殘差趨勢(shì)系數(shù)為正的區(qū)域面積占總面積的87.52%，顯著上升區(qū)域集中分布于遼西大片區(qū)域，并在遼東也有零星分布，這些區(qū)域遼寧省政府先后實(shí)施了很多生態(tài)建設(shè)工程，從而扭轉(zhuǎn)了當(dāng)?shù)亟邓?、干旱?yán)重等氣候方面的不足[29]。綜上所述，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省NDVI的積極影響大于消極影響，今后在保持成效的同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)工程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)遼寧省可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

圖7 2000—2019年遼寧省 NDVI在人類(lèi)變化影響下殘差變化趨勢(shì)及顯著性

趨勢(shì)系數(shù)可以用于反映在特定時(shí)間段內(nèi)NDVI的變化趨勢(shì)，R/S分析可以用于揭示未來(lái)的植被變化是否與過(guò)去變化趨勢(shì)保持一致，因此將趨勢(shì)變化圖和Hurst指數(shù)空間分布圖進(jìn)行疊加，得到兩者耦合信息，可以達(dá)到合理預(yù)測(cè)未來(lái)植被變化趨勢(shì)的目的。參考前人研究成果[32]，將趨勢(shì)系數(shù)θslope=0作為植被改善和退化的標(biāo)準(zhǔn)，以Hurst指數(shù)H=0.5作為判斷NDVI變化是否繼續(xù)向同一方向變化的標(biāo)準(zhǔn)。θslope<0、H<0.5說(shuō)明“由退化轉(zhuǎn)為改善”，即NDVI在過(guò)去一直為下降趨勢(shì)，但未來(lái)會(huì)有所改善；θslope>0、H<0.5說(shuō)明“由改善轉(zhuǎn)為退化”，即NDVI在過(guò)去一直在增加，但將來(lái)會(huì)退化；θslope<0、H>0.5說(shuō)明“持續(xù)退化”，即未來(lái)NDVI變化與過(guò)去的退化趨勢(shì)保持一致；θslope>0、H>0.5說(shuō)明“持續(xù)改善”，即未來(lái)NDVI變化與過(guò)去的改善趨勢(shì)保持一致。由圖8(a)可以看出，遼寧省NDVI的H>0.5和H<0.5的面積分別占總面積的40.3%和59.70%，說(shuō)明遼寧省NDVI未來(lái)變化的反持續(xù)性強(qiáng)于持續(xù)性。結(jié)合圖8(b)可知，在反持續(xù)變化中，退化面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改善面積，占到總面積的55.24%，其退化表現(xiàn)為分散于整個(gè)區(qū)域的空間分布狀況，說(shuō)明在未來(lái)，我們更應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)植被保育和退耕還林力度，盡量避免植被退化現(xiàn)象的出現(xiàn)。在持續(xù)性變化中，持續(xù)改善和持續(xù)退化的面積分別占總面積的33.71%和6.59%，這些區(qū)域植被類(lèi)型多屬于林地，林地氣候調(diào)節(jié)功能較強(qiáng)，植被變化的持續(xù)性也相對(duì)較強(qiáng)。其中持續(xù)改善的區(qū)域主要集中于遼北、遼東，遼西省界周?chē)灿辛阈欠植?，可?jiàn)這些地區(qū)實(shí)施的生態(tài)管理建設(shè)項(xiàng)目效果明顯。

圖8 遼寧省植被Hurst指數(shù)及未來(lái)變化趨勢(shì)

3 NDVI對(duì)大氣環(huán)流因子響應(yīng)分析

植被動(dòng)態(tài)演變及成因分析一直是目前生態(tài)建設(shè)和全球變化延伸出來(lái)的熱點(diǎn)問(wèn)題。在植被受氣候因素影響過(guò)程中，本文僅僅考慮了植被對(duì)水熱條件的響應(yīng)，但遼寧省植被演變的成因機(jī)制是非常復(fù)雜的，除受單一氣候因子變化影響外，還與極端氣候及大氣環(huán)流等因素有關(guān)[33-36]。通徑分析可估算某一因子對(duì)因變量的直接影響和間接影響，因此，選取太陽(yáng)黑子相對(duì)數(shù)、SPEI指數(shù)及大氣環(huán)流指數(shù)，包括多變量ENSO指數(shù)(MEI)、太平洋濤動(dòng)指數(shù)(PDO)、北極濤動(dòng)指數(shù)(AO)和北大西洋濤動(dòng)指數(shù)(NAO)，利用通徑分析量化了各因子對(duì)遼寧省植被的影響程度，結(jié)果表明(表1)，植被與太陽(yáng)黑子相對(duì)數(shù)相關(guān)系數(shù)最大，相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.67，由上文分析可知水熱是影響植被生長(zhǎng)的主要影響因子，而氣溫、降水等氣候因子的變化主要取決于太陽(yáng)黑子活動(dòng)，相關(guān)性強(qiáng)；其次為干旱指數(shù)，呈顯著正相關(guān)(R=0.58，P<0.05)，干旱強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)會(huì)影響植被的生長(zhǎng)代謝，對(duì)植被生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用；而其他環(huán)流因子與植被的相關(guān)系數(shù)大小依次為MEI、NAO、PDO、AO，雖然4個(gè)環(huán)流因子與NDVI的直接通徑系數(shù)都很小，但通過(guò)太陽(yáng)活動(dòng)的間接通徑系數(shù)都很大，說(shuō)明太陽(yáng)活動(dòng)是影響植被生長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素。

表1 遼寧省植被與各影響因子的相關(guān)和通徑系數(shù)

綜上分析各因子與NDVI相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)黑子相對(duì)數(shù)和大氣環(huán)流因子與NDVI指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，干旱與NDVI呈正相關(guān)，其中SPEI和太陽(yáng)黑子相對(duì)數(shù)與NDVI的直接通徑系數(shù)分別達(dá)到0.64和-0.51，通過(guò)0.01和0.05顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明SPEI和太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)NDVI的直接影響最大，而環(huán)流因子雖然直接作用小，但分析可知，大氣環(huán)流主要通過(guò)太陽(yáng)黑子間接影響植被生長(zhǎng)，因此，各因子之間也存在相互影響的情況，并共同作用于植被生長(zhǎng)。

4 結(jié) 論

a.遼寧省年均NDVI以0.004/a的速率增長(zhǎng)，總體植被狀況良好；2000—2019年遼寧省植被覆蓋呈輕微改善的范圍較大，主要位于遼東和遼西北部地區(qū)；植被退化面積占比小，主要分布于遼中沈陽(yáng)市、遼陽(yáng)市及沿海一帶，整體來(lái)看遼寧省生長(zhǎng)季植被覆蓋情況好轉(zhuǎn)。

b.氣候因子變化是引起植被覆蓋度變化的重要驅(qū)動(dòng)因子，整體而言，遼寧省植被對(duì)降水的響應(yīng)高于氣溫，受降水驅(qū)動(dòng)的區(qū)域主要集中于遼西和遼南地區(qū)，受氣溫驅(qū)動(dòng)的區(qū)域主要分布于遼中和遼東。

c.從殘差變化趨勢(shì)圖可以看出20 a間人類(lèi)活動(dòng)對(duì)遼寧省植被的影響由消極轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極，且人類(lèi)活動(dòng)的影響在逐漸加強(qiáng)；從Hurst指數(shù)可以看出遼寧省NDVI未來(lái)變化的反持續(xù)性強(qiáng)于持續(xù)性。在持續(xù)性變化中，持續(xù)改善的區(qū)域主要集中于遼北、遼東，遼西省界周?chē)灿辛阈欠植?；在反持續(xù)變化中，遼寧省植被未來(lái)退化面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改善面積，退化區(qū)域分散于整個(gè)遼寧省。