氣候變化和人類活動對環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度的影響1)

張元梅 孫桂麗 魯艷 李利

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),烏魯木齊,830052) (中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所)

植被動態(tài)變化在能量交換、碳循環(huán)和區(qū)域人類活動中起到重要作用[1]。植被覆蓋度(FVC)定義為地面植被垂直投影面積占土地總面積的百分比[2],是衡量植被動態(tài)變化的有效指標(biāo)[3],植被覆蓋度的變化在碳循環(huán)、陸地氣候、環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮著重要作用,監(jiān)測植被覆蓋度的動態(tài)變化,對區(qū)域生態(tài)綜合治理和應(yīng)對氣候變化具有重要意義[4]。

植被的生長分布和氣候條件具有緊密的聯(lián)系,其中氣溫、降水是植物生長發(fā)育的關(guān)鍵驅(qū)動因子[5]。國內(nèi)外學(xué)者針對氣溫、降水對植被覆蓋度動態(tài)變化的影響展開了廣泛研究,例如西南地區(qū)降水對植被覆蓋度起促進(jìn)作用,氣溫對植被覆蓋度的影響因地區(qū)而異[6];三江源地區(qū)降水是植被生長的主要驅(qū)動因子[7];氣溫和降水綜合的影響對吉縣植被覆蓋度高值區(qū)和建筑區(qū)的植被起抑制作用[8]。然而植被的動態(tài)變化不僅受氣候因素的影響,也會受到人類活動的影響[9]。人類活動對植被的影響具有兩面性,生態(tài)工程、耕地擴(kuò)張、水土保持措施、城市綠化等對植被生長做出了積極貢獻(xiàn)[10],過度放牧、不合理的土地利用與開墾、采礦以及工業(yè)活動、城市化、建筑用地擴(kuò)展等措施導(dǎo)致植被覆蓋度下降[11]。植被的動態(tài)變化通常受到氣候變化和人類活動的綜合影響,隨著氣候變化、人類活動強(qiáng)度的不斷增加,干旱區(qū)生態(tài)面臨著顯著的變局和挑戰(zhàn)[12],分離、量化氣候變化和人類活動對區(qū)域植被覆蓋度的影響,對于理解和預(yù)測植被動態(tài)變化、制定科學(xué)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)策略、評估可持續(xù)發(fā)展能力具有至關(guān)重要的意義[13]。

塔里木盆地位于中國新疆南部,植被主要分布在塔里木盆地邊緣,不同大小和形狀的綠洲散布在塔里木盆地邊緣[14]。塔里木盆地是內(nèi)陸干旱區(qū)對氣候變化響應(yīng)極其敏感的地區(qū)[15],由于人類活動的日益活躍,綠洲農(nóng)業(yè)得到了大力發(fā)展[16],塔里木河調(diào)水工程、三北防護(hù)林工程、防沙治沙等措施也相繼實施,這些工程的實施增加了植被覆蓋度[17]。近年來由于水熱條件和開發(fā)建設(shè)加劇,對塔里木盆地植被覆蓋度變化產(chǎn)生了不同的影響,目前缺乏關(guān)于塔里木盆地植被受氣候變化、人類活動影響的相關(guān)研究,尤其是氣候變化和人類活動對不同植被類型植被覆蓋度變化相對貢獻(xiàn)率的研究十分有限。因此,本研究利用殘差分析量化氣候變化和人類活動對塔里木盆地植被覆蓋度的影響程度,為塔里木盆地開展生態(tài)修復(fù)工程、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

塔里木盆地位于中國新疆南部(圖1),由天山、昆侖山、阿爾金山環(huán)繞,主要包括的行政區(qū)有:巴音郭楞蒙古自治州(以下簡稱巴州)、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州(以下簡稱克州)、和田地區(qū)。氣候干燥,年降水量稀少,盆地地貌格局具有環(huán)帶分布的特征,由外圍向中心依次為山地、丘陵、山前沖積扇、沖積平原、沙漠,沖積扇前緣和沿河發(fā)育的綠洲鑲嵌分布在盆地的周邊地帶,盆地邊緣綠洲區(qū)多年平均降水量為50 mm,土壤類型主要有風(fēng)沙土、棕漠土、鹽土、草甸土等[18],生態(tài)系統(tǒng)脆弱,易受人為干擾的影響。本研究選取塔里木盆地邊緣的綠洲區(qū)域、綠洲外圍植被分布區(qū)、塔克拉瑪干沙漠公路周圍植被分布區(qū)作為研究區(qū)。

圖1 研究區(qū)示意圖

2 研究方法

數(shù)據(jù)來源:歸一化植被指數(shù)(NDVI)來源于美國國家航空航天局(NASA)數(shù)據(jù)中心(https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/)提供的MODIS13A1數(shù)據(jù)產(chǎn)品,空間分辨率為500 m,時間分辨率為16 d。選取2000—2022年全年植被生長季4—10月份的影像資料,為方便后續(xù)的分析,對歸一化植被指數(shù)影像進(jìn)行格式及投影轉(zhuǎn)換,采用最大值合成法(MVC)得到環(huán)塔里木盆地植被生長季的歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)集具有時間連續(xù)、空間分辨率較高等優(yōu)點(diǎn),且被廣泛應(yīng)用于植被長勢監(jiān)測方面的研究[19];氣象數(shù)據(jù)來源于國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.geodata.cn)的2000—2022年月平均氣溫、月平均降水量,空間分辨率為0.008 333 3°(約1 km),將月平均氣溫和月平均降水量數(shù)據(jù)重采樣為空間分辨率500 m的柵格數(shù)據(jù),選取4—10月份的氣象數(shù)據(jù),通過均值法得到年平均氣溫、降水;植被類型數(shù)據(jù)來源于中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://westdc.westgis.ac.cn)的中國數(shù)據(jù)空間分辨率為1∶100萬(米)的植被類型圖。

像元二分模型計算方法:本研究采用像元二分模型,計算植被覆蓋度[20],計算公式為:

Fi=(Ni-Ns)/(Nv-Ns)。

式中:Fi為第i年的植被覆蓋度;Ni為i年的歸一化植被指數(shù)合成數(shù)據(jù);Ns為純裸土像元的歸一化植被指數(shù)值,接近于0;Nv為純植被像元的歸一化植被指數(shù)值,接近于1。然而在實際環(huán)境中很少能夠滿足條件要求,遙感圖像通常受噪聲的影響,在計算過程中,依據(jù)干旱區(qū)環(huán)境特征通常取像元灰度值在累積概率為5%、95%時的值,計算荒漠地區(qū)的植被覆蓋度[21]。本研究結(jié)合前人的研究經(jīng)驗,選取前5%對應(yīng)的歸一化植被指數(shù)值作為Ns,后95%對應(yīng)的歸一化植被指數(shù)值作為Nv。

一元線性回歸法:本研究中選擇一元線性回歸法,分析植被覆蓋度變化趨勢[22],計算公式為:

式中:S為斜率;n為時間序列總年數(shù);yi為第i年時間序列取值。S>0表示植被覆蓋度呈增長趨勢,反之則呈減少趨勢。

多元回歸殘差分析方法:多元回歸殘差分析能將氣候變化與人類活動對植被變化的影響進(jìn)行區(qū)分,進(jìn)而定量評估人類活動對植被的貢獻(xiàn)[23],建立氣溫、降水、人類活動與植被覆蓋度的多元回歸分析模型,首先通過氣候因子與植被覆蓋度的多元回歸模型,計算模型中的各個參數(shù),進(jìn)而計算出氣候因子影響時的植被覆蓋度預(yù)測值(Fc),人類活動影響時的植被覆蓋度預(yù)測值(Fh)可以用實際植被覆蓋度值(Fr)與Fc之差來表示[24]。計算公式如下:

Fc=(∑aici)+b;

Fh=Fr-Fc。

式中:ai、b為模型參數(shù);ci為氣候因子(氣溫、降水);i為氣候因子類型。

將氣候變化和人類活動影響的植被覆蓋度變化程度分為7個等級:嚴(yán)重退化、中度退化、輕微退化、基本不變、輕微改善、中度改善、明顯改善[25]。根據(jù)Fr、Fc、Fh的趨勢率(Kr、Kc、Kh)劃分植被覆蓋度變化的驅(qū)動因素,植被覆蓋度呈改善趨勢:當(dāng)Kr、Kc、Kh均大于0時,表明氣候變化和人類活動均使植被覆蓋度改善;當(dāng)Kr和Kc大于0、Kh小于0時,表明氣候變化是植被覆蓋度改善的主導(dǎo)因素;當(dāng)Kr和Kh大于0、Kc小于0時,表明人類活動是植被覆蓋度改善的主導(dǎo)因素。植被覆蓋度呈退化趨勢:當(dāng)Kr、Kc、Kh均小于0時,表明氣候變化和人類活動均使植被覆蓋度退化;當(dāng)Kr和Kc小于0、Kh大于0時,表明氣候變化是植被覆蓋度退化的主導(dǎo)因素;當(dāng)Kr和Kh小于0、Kc大于0時,表明人類活動是植被覆蓋度退化的主導(dǎo)因素。分別計算氣候變化和人類活動對植被覆蓋度改善或退化的貢獻(xiàn)率,計算公式如下:

式中:Cc、Ch分別為氣候變化和人類活動的貢獻(xiàn)率。

3 結(jié)果與分析

3.1 植被覆蓋度的時空變化特征

從2000年起到2022年的23 a期間,環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度的年均值呈現(xiàn)波動上升趨勢,植被覆蓋度變化范圍為0.359～0.410,最小值出現(xiàn)在2000年,最大值出現(xiàn)在2012年,多年均值為0.382,平均增長速率為每10年增長0.008,植被覆蓋度總體呈增加趨勢。各個植被類型的年均植被覆蓋度也呈增長趨勢,其中農(nóng)業(yè)的植被覆蓋度平均值和增長速率最快,這是因為環(huán)塔里木盆地以農(nóng)業(yè)為主,隨著綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)植被面積快速擴(kuò)增。而荒漠植被生存環(huán)境較為惡劣,且受各種生態(tài)保護(hù)、修護(hù)的措施面積較少,因此荒漠植被的面積較廣,但植被覆蓋度和增長速率最慢(圖2)。

圖2 2000—2022年環(huán)塔里木盆地和各植被類型的植被覆蓋度隨時間變化曲線

由圖3可知,2000—2022年環(huán)塔里木盆地各個地區(qū)綠洲內(nèi)的植被覆蓋度均值較高,其次是綠洲周圍地區(qū)和河流附近地區(qū),剩余地區(qū)的植被生存環(huán)境惡劣,植被生長稀疏,植被覆蓋度較低,這種植被分布格局使植被覆蓋度均值分布呈明顯的區(qū)域集中性特征。空間上植被覆蓋度呈現(xiàn)“北高南低”的分布格局,植被覆蓋度低值區(qū)主要分布在巴州地區(qū)的且末縣、若羌縣,這些地區(qū)由于土地荒漠化和沙漠化嚴(yán)重,導(dǎo)致整體植被覆蓋度較低。阿克蘇地區(qū)植被覆蓋度高值區(qū)主要分布在庫車、沙雅、新和交界地區(qū)、阿克蘇市、溫宿縣南部、阿瓦提縣北部和阿拉爾市;喀什地區(qū)植被覆蓋度整體較高,巴州地區(qū)、和田地區(qū)的植被覆蓋度高值區(qū)面積較小,這些植被覆蓋度高值區(qū)主要是綠洲區(qū)域和河流附近的胡楊林、灌木林。環(huán)塔里木盆地大部分區(qū)域植被覆蓋度呈現(xiàn)減少趨勢,植被覆蓋度呈減少趨勢的區(qū)域面積占71.89%,其中植被覆蓋度呈顯著減少的區(qū)域面積占40.38%,主要分布在巴州的且末縣、若羌縣;植被覆蓋度呈增加趨勢的區(qū)域面積占28.11%,其中植被覆蓋度呈顯著增加的區(qū)域占13.22%,主要分布在綠洲周圍地區(qū)、喀什地區(qū)以及和田地區(qū)的部分荒漠植被區(qū);除原有的綠洲區(qū)域植被覆蓋度增加外,其它植被覆蓋度增加區(qū)域主要在綠洲外圍,是由于原來的綠洲荒漠過渡帶開墾為新的綠洲區(qū)域,增加了植被覆蓋度。

圖3 2000—2022年植被覆蓋度的均值空間分布和變化趨勢分布格局

3.2 氣候變化與人類活動對植被覆蓋度的影響

將2000—2022年氣候因子影響時的植被覆蓋度預(yù)測值(Fc)和人類活動影響時的植被覆蓋度預(yù)測值(Fh)進(jìn)行變化趨勢分析。氣候變化影響時,環(huán)塔里木盆地面積占比為88.37%的區(qū)域植被覆蓋度基本保持不變;改善區(qū)域的面積占比為4.43%,主要分布在庫爾勒市、策勒縣南部、阿拉爾市,阿克蘇市、溫宿縣以及庫車市、沙雅縣、新和縣的交界區(qū)域;退化區(qū)域的面積占比為7.21%,主要分布在烏什縣、沙雅縣北部、庫車市南部、尉犁縣北部(圖4)。

圖4 氣候變化、人類活動影響時植被覆蓋度變化趨勢等級空間分布

人類活動影響時,植被覆蓋度值的趨勢率范圍為-0.054～0.057,人類活動對環(huán)塔里木盆地的植被覆蓋度影響以改善為主,改善區(qū)域的面積占比為47.26%,明顯改善的區(qū)域主要分布在人類居住的綠洲區(qū)域以及塔里木河流域。退化區(qū)域的面積占比為19.78%,主要分在塔里木盆地南緣的民豐縣、且末縣、若羌縣(圖4)。人類活動和氣候變化對環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度均存在正負(fù)效應(yīng),人類活動對植被覆蓋度的改善作用大于氣候變化的改善作用,尤其是綠洲及其周圍,證明綠洲面積的擴(kuò)增對植被覆蓋度的影響顯著。

圖5為影響環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度主導(dǎo)驅(qū)動因子的空間分布格局,環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度受人類活動和氣候變化共同作用改善的面積占比為19.79%,主要分布在庫爾勒、輪臺、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)中東部、策勒縣南部和于田縣南部。植被覆蓋度受氣候變化改善的區(qū)域面積較少,零星分散在環(huán)塔里木盆地。植被覆蓋度受人類活動影響改善的區(qū)域占7.32%,在環(huán)塔里木盆地北緣分布相對集中,且分布面積高于南緣。環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度退化主要受氣候變化和人類活動兩者共同作用主導(dǎo),面積占比為49.55%,主要分布在巴音郭楞蒙古自治州、柯坪、英吉沙、岳普湖、莎車、民豐。其次是人類活動主導(dǎo)的植被覆蓋度退化面積占比為18.33%,主要集中分布在塔里木盆地南緣。植被覆蓋度受氣候變化影響導(dǎo)致退化的區(qū)域面積較少,呈零星分布在整個區(qū)域。由此可見,2000—2022年間,環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度的變化主要受氣候變化與人類活動的共同影響。

圖5 影響植被覆蓋度變化的主導(dǎo)因子空間分布格局

不同植被類型的植被覆蓋度改善以及退化區(qū)受氣候變化、人類活動影響的面積占比見表1,氣候變化和人類活動的共同作用是各植被類型植被覆蓋度變化的主要主導(dǎo)因子,尤其在草甸、灌木中比例相對較高。除農(nóng)業(yè)植被退化區(qū)受氣候變化單獨(dú)影響的比例為38.37%外,其他各植被類型改善區(qū)和退化區(qū)受氣候變化單獨(dú)影響的比例均小于10%。

表1 各植被類型植被覆蓋度變化的驅(qū)動因素空間分布比例

3.3 氣候變化和人類活動對不同植被類型覆蓋度的相對貢獻(xiàn)率

根據(jù)植被覆蓋度的變化趨勢劃分植被覆蓋度改善區(qū)和退化區(qū),改善區(qū)是植被覆蓋度趨勢率大于0的區(qū)域,主要以綠洲及綠洲外圍區(qū)域為主,退化區(qū)是植被覆蓋度趨勢率小于0的區(qū)域,主要分布在部分綠洲內(nèi)部及植被稀疏的區(qū)域,尤其是巴州地區(qū)。分別計算氣候變化和人類活動在植被覆蓋度改善區(qū)和退化區(qū)的貢獻(xiàn)率(圖6),在植被覆蓋度的改善區(qū),氣候變化的平均相對貢獻(xiàn)率為20.91%,在大部分的植被覆蓋度改善區(qū),氣候變化的相對貢獻(xiàn)率均小于25%;人類活動的平均相對貢獻(xiàn)率為79.03%,人類活動對植被覆蓋度改善區(qū)的相對貢獻(xiàn)率整體較高,在阿克蘇中部地區(qū)、和田地區(qū)、喀什地區(qū)的相對貢獻(xiàn)率大于75%。氣候變化在植被覆蓋度退化區(qū)的相對貢獻(xiàn)率為22.25%,氣候變化相對貢獻(xiàn)率大于75%的區(qū)域主要分布在喀什地區(qū)、阿克蘇地區(qū)的綠洲區(qū)域;人類活動在植被覆蓋度退化區(qū)的相對貢獻(xiàn)率為77.75%,相對貢獻(xiàn)率較高的區(qū)域主要分布在綠洲外圍的植被稀疏和荒漠化較為嚴(yán)重的區(qū)域,尤其在且末、若羌較為明顯。結(jié)果表明,在植被改善區(qū),人類活動的貢獻(xiàn)率更大,綠洲區(qū)域內(nèi)的植被退化主要受氣候變化影響,其余地區(qū)受人類活動的影響。

圖6 改善區(qū)和退化區(qū)氣候變化、人類活動的相對貢獻(xiàn)率

表2為氣候變化和人類活動在各植被類型的改善區(qū)、退化區(qū)的相對貢獻(xiàn)率,人類活動在各植被類型的植被覆蓋度改善區(qū)的相對貢獻(xiàn)率大于氣候變化的相對貢獻(xiàn)率,尤其在草甸、農(nóng)業(yè)植被的植被覆蓋度改善區(qū),人類活動的相對貢獻(xiàn)率分別為82.87%、82.63%,說明各植被類型的植被改善主要受人類活動的影響。在農(nóng)業(yè)植被的植被覆蓋度退化區(qū),氣候變化的相對貢獻(xiàn)率為79.90%,說明農(nóng)業(yè)植被退化主要受氣候變化的影響,其他植被類型退化區(qū)的氣候變化貢獻(xiàn)率均小于34%。

表2 氣候變化和人類活動對各植被類型植被覆蓋度變化的相對貢獻(xiàn)率

4 討論

2000—2022年環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度整體呈波動上升趨勢,各植被類型的植被覆蓋度也均呈現(xiàn)上升趨勢。空間上面積占比為43.73%區(qū)域的植被覆蓋度呈上升趨勢,植被覆蓋度在空間分布上呈“北高南低”的格局。整體來看,植被覆蓋度變化呈上升趨勢,但在空間分布格局上,戈壁、沙漠區(qū)域面積較大,這些區(qū)域植被生長狀況較差,且受到植被改善的措施較少,植被覆蓋度改善困難,使植被覆蓋度在空間上呈上升趨勢的面積較少。

人類活動是影響環(huán)塔里木盆地植被變化的關(guān)鍵因素,人類活動對植被變化的影響存在雙重效應(yīng),對改善區(qū)植被覆蓋度變化的相對貢獻(xiàn)率為79.03%,對退化區(qū)植被覆蓋度變化的相對貢獻(xiàn)率為77.75%。對植被變化存在正向效應(yīng)主要是由于綠洲擴(kuò)建和生態(tài)工程等措施,例如農(nóng)業(yè)植被的植被覆蓋度增加速率最快,且對整個區(qū)域植被覆蓋度的貢獻(xiàn)最大,這主要與綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展有關(guān),塔里木盆地西部—北緣、塔里木河干流及以北區(qū)域,是全疆耕地面積增加最大的區(qū)域,隨著滴灌、覆膜灌溉等技術(shù)的推廣,原本未利用的沙漠、戈壁、鹽堿地被開墾為耕地[26],使綠洲面積擴(kuò)增。另一方面生態(tài)工程的實施也促進(jìn)了植被生長狀況的顯著改善,例如柯柯牙工程通過實施楊樹防護(hù)林與果園的結(jié)合模式,在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時,不僅提高了土地的利用效率,還對防治風(fēng)沙、保持水土、改善地區(qū)氣候等環(huán)境問題起到了積極作用[27];自2000年塔里木河下游生態(tài)輸水工程實施后,植被面積擴(kuò)大,植被生產(chǎn)能力增強(qiáng),下游植被生長狀況得到明顯改善[28];還包括荒漠化防治工程、退耕還林、天然林保護(hù)工程等,這些生態(tài)工程的實施對環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度增加作出了積極貢獻(xiàn),且由人類活動主導(dǎo)。人類活動導(dǎo)致植被覆蓋度減少的主要原因是人口增加導(dǎo)致的過度開墾和水資源的不平衡利用[29],耕地增加擴(kuò)增了非荒漠化土地面積,但隨著耕地面積的急劇增加,對生態(tài)用水的需求產(chǎn)生了強(qiáng)烈的競爭,這一過程加快了綠洲邊緣區(qū)域中度與輕度荒漠化的演變,使以天然植被為主體的生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱[30],由于干流上游和支流的輸水量減少,導(dǎo)致干流下游輸水量減少或斷流,地下水位下降,進(jìn)一步引發(fā)了天然植被大面積死亡[31]。因此,生態(tài)工程的實施對植被覆蓋度有促進(jìn)作用,但人類活動強(qiáng)烈的區(qū)域也會使植被覆蓋度減少?？傮w而言,人類活動對植被變化的正向效應(yīng)大于負(fù)向效應(yīng),未來應(yīng)減少不合理的土地利用方式、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境治理、合理規(guī)劃利用水資源,以促進(jìn)植被覆蓋度整體增長速率更快和植被覆蓋度高值區(qū)面積擴(kuò)增。

近年來新疆“暖濕化”趨勢明顯,變暖程度逐漸增強(qiáng)[32],這種趨勢對環(huán)塔里木盆地植被產(chǎn)生了一系列復(fù)雜的影響,即有促進(jìn)作用,也有抑制作用,并呈現(xiàn)出一定的區(qū)域性差異。整體來看,氣候變化對植被覆蓋度變化的相對貢獻(xiàn)率較低,對植被覆蓋度改善區(qū)和退化區(qū)的相對貢獻(xiàn)率都小于25%,說明氣候變化總體對植被生長的影響較小。氣候變化對植被覆蓋度變化的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在氣溫升高可以提供充足的熱量,有助于植物進(jìn)行光合作用,從而促進(jìn)其生長[33],此外,還會導(dǎo)致冰川和積雪融化,融水補(bǔ)給河流流量,這有助于促進(jìn)綠洲區(qū)域植被和流域內(nèi)植被生長[34],但這種促進(jìn)作用在未來存在不可持續(xù)性,如果氣溫持續(xù)變暖,冰川消失后,河流流量可能出現(xiàn)斷流等現(xiàn)象,導(dǎo)致流域內(nèi)植被覆蓋度減少。在干旱區(qū),由于降水稀少且蒸發(fā)強(qiáng)烈,植被的生長發(fā)育對降水量表現(xiàn)出高度的敏感性[35],降水量的增加也有利于植被生長。溫度是影響植被物候最重要的因素,氣溫升高引起植被返青期提前、枯黃期延后,使植被生長季節(jié)延長,與降水增加的疊加效應(yīng)會進(jìn)一步促進(jìn)植被的生長[36]。氣候變化對植被生長的抑制作用主要表現(xiàn)在高溫和干旱,在干旱區(qū),對依賴于降水和地下水的植被而言,尤其是荒漠植被,溫度升高導(dǎo)致蒸發(fā)量增大、干旱脅迫加劇[37],從而導(dǎo)致植被覆蓋度下降。

本研究采用殘差分析評估氣候變化和人類活動對環(huán)塔里木盆地植被覆蓋度的影響,但未能分離各項生態(tài)工程分別對植被覆蓋度的影響,氣候因子中只考慮了氣溫、降水對植被的影響,其他氣候因子對植被的影響有待進(jìn)一步研究[38]。因此,后續(xù)研究中需要深入探究不同氣候因子和各項人類活動主導(dǎo)的生態(tài)修復(fù)工程對植被覆蓋度的影響。

5 結(jié)論

(1)2000—2022年期間,環(huán)塔里木盆地整體植被覆蓋度和各植被類型的植被覆蓋度均呈顯著上升趨勢,其中農(nóng)業(yè)植被的植被覆蓋度上升速率最快,荒漠植被的植被覆蓋度上升最慢。植被覆蓋度均值在空間上呈現(xiàn)“北高南低”的空間分布格局,植被覆蓋度呈增加趨勢的區(qū)域面積占28.11%。

(2)環(huán)塔里木盆地整體植被覆蓋度的變化主要由氣候變化和人類活動共同主導(dǎo),但人類活動的影響大于氣候變化。氣候變化和人類活動的共同作用時,植被覆蓋度的改善、退化面積占比分別為19.79%、49.55%。在各植被類型植被覆蓋度的改善區(qū)、退化區(qū)的影響因素均以氣候變化和人類活動的共同作用為主。

(3)氣候變化和人類活動對植被覆蓋度變化的影響均具有雙重效應(yīng)。在植被覆蓋度的改善區(qū)和退化區(qū),人類活動的相對貢獻(xiàn)率大于氣候變化的相對貢獻(xiàn)率,氣候變化對綠洲內(nèi)部的植被覆蓋度退化區(qū)有較高的相對貢獻(xiàn)率。人類活動在各植被類型的植被覆蓋度改善區(qū)的相對貢獻(xiàn)率大于氣候變化的相對貢獻(xiàn)率。氣候變化對農(nóng)業(yè)植被退化區(qū)的相對貢獻(xiàn)率更高,人類活動對其他植被類型的相對貢獻(xiàn)率更高。