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黑河上游多年冻土区微环境与植被相关性研究黑河上游多年冻土区微环境与植被相关性研究引言：黑河上游多年冻土区作为我国重要的冷区地区之一，其微环境与植被的关系对于生态环境的保护和可持续发展至关重要。
本文旨在研究黑河上游多年冻土区的微环境因素与植被分布的相关性，为该地区的生态建设和资源利用提供科学依据。
一、多年冻土区的微环境特点1.温度特征黑河上游多年冻土区的气候寒冷，年均温度低于0摄氏度，冬季长而严寒，夏季短暂且凉爽。
冻土的厚度由南向北逐渐增加，平均为2-3米。
不同季节和区域的微环境温度变化对植被的分布和生长产生重要影响。
2.土壤特征多年冻土区的土壤主要由冻土和非冻土组成。
冻土层中的水分含量较低，土壤肥力相对较差。
同时，土壤湿度和盐碱度的差异也对植被分布产生一定影响。
3.水文特征黑河上游多年冻土区的水文系统主要由冰川融水、降水和地下水组成。
冰川融水和降水的分布不均匀性导致了水资源的不均衡利用。
水文特征对于植被的生长和分布起着重要的调节作用。
二、黑河上游多年冻土区植被分布的特点1.植被类型黑河上游多年冻土区主要由苔藓植物、草本植物和灌木组成。
稀疏的植被覆盖度和低矮的植物生长状态是该地区植被类型和特点的主要表现。
2.植被分布植被的分布主要受到微环境因素的影响。
在不同的海拔高度和坡度上，植被分布存在明显差异。
同时，冻土的厚度和土壤湿度对植被的分布也有重要影响。
三、黑河上游多年冻土区微环境与植被的相关性1.温度与植被温度是影响植被分布和生长的重要因素之一。
在多年冻土区，温度的季节性变化对植被生长有重要影响。
春季各物种开始生长的时间和生长速度受温度变化的影响较大。
2.土壤与植被土壤湿度对植被的分布和生长具有重要影响。
土壤中的水分含量和盐碱度对于各种植物的生长和分布起着决定性的作用。
3.水文与植被水文特征对植被分布有重要影响。
冰川融水的供应状况和降水的分布不均衡性影响了植被的生长和分布。
水文特征还影响着土壤湿度和盐碱度，从而间接影响植被的生态系统。
黑河流域湿地现状分析及保护对策作者：王永明来源：《现代园艺·下半月园林版》 2014年第10期王永明（甘肃省张掖市高台县黑河湿地自然保护区管理局，甘肃高台县734300）摘要：湿地、森林与海洋并称为地球上的三大生态系统，被誉为“地球之肺”。
具有涵养水源、净化空气、蓄洪防涝，以及维持生物多样性等重要生态功能。
其中湿地是本文重点讲述的，分别从湿地资源的分布状态、存在问题，以及对生态平衡起到的关键作用等几个角度，说明保护湿地的重要性，并相对提出了保护湿地资源的措施和建议。
关键词：黑河流域湿地现状；分布特征；资源保护；对策及建议1黑河流域湿地的分布特征1.1 黑河流域湿地概述黑河发源于祁连山区南部，在河西走廊中部，受到大陆性气候和青藏高原的祁连山——青海湖气候区影响。
作为陆上丝绸之路文化孕育的摇篮，不仅在当时对河西走廊一带的社会经济发展产生了巨大影响，对当地的生态环境也产生了很大影响，且具有十分重要的作用。
黑河流域地处亚欧大陆，距海洋较远，因为其独特的地理位置和部分河流岸线，使其在地理位置上占据着一定优势，因它独特的地理位置，有着极其丰富的资源。
1.2 黑河流域湿地的分类黑河流域湿地分为天然湿地和人工湿地2种，天然湿地分为4种，分别是河流、湖泊、沼泽和高寒湿地；人工湿地包括4种，分别是水塘、水田、蓄水区、盐田。
众所周知，地球上有3大生态系统——森林、海洋和湿地，如果海洋是地球之心，那湿地就是地球之肾。
2黑河流域湿地资源及现状2.1 黑河流域湿地资源湿地是陆地和海洋的过渡地带，是众多动植物特别是水生动植物成长的天然环境，同时人们利用湿地种植各种各样的粮食作物，养殖各种水生产品、禽畜产品，湿地还能为人们提供能源，如水能、泥炭、薪柴等人类赖以生存的能源，且有着涵养水源的功效，其功效又是多方面，它能够有效控制洪水和防止土壤沙化，自动沉积下营养物质，自动改善环境污染，减少温室效应，以保护周边环境不受风浪腐化和侵蚀，在清洁方面上拥有众多功效被称为是“地球之肾”当之无愧。
第４１卷第１０期２０２１年５月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．４１，Ｎｏ．１０Ｍａｙ，２０２１基金项目：国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＣ０５０７２０２，２０１７ＹＦＡ０６０３７０２）；国家自然科学基金项目（４１９７１３５８，４１９３０６４７）收稿日期：２０２０⁃１１⁃０５；㊀㊀修订日期：２０２１⁃０３⁃１１∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆａｎｚｍ＠ｌｒｅｉｓ．ａｃ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０２０１１０５２８３１范泽孟．黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应．生态学报，２０２１，４１（１０）：４０６６⁃４０７６．ＦａｎＺＭ．ＲｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇｒａｄｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｎＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２１，４１（１０）：４０６６⁃４０７６．黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应范泽孟１，２，３，∗１中国科学院地理科学与资源研究所，资源与环境信息系统国家重点实验室，北京㊀１００１０１２中国科学院大学资源与环境学院，北京㊀１０００４９３江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心，南京㊀２１００２３摘要：黑河流域作为我国典型的生态系统过渡带，深入分析该区域内植被垂直分布变化对气候变化的响应，对于开展区域尺度植被分布对气候变化的响应研究极具代表性㊂近３０年来，黑河流域的植被分布随着平均生物温度和降水分布变化，在空间分布上，尤其是垂直分布上发生了系列变化㊂基于黑河流域植被类型的４１０个野外调研采样数据㊁１９８０ｓ年代的植被数据㊁遥感影像㊁气候观测数据㊁ＤＥＭ等多源数据，分别构建了黑河流域气候要素和植被类型垂直分布变化的空间分析模型，定量揭示了黑河流域绿洲农田荒漠带（ɤ１７００ｍ）㊁荒漠草原植被带（１７００ ２１００ｍ）㊁干性灌丛草原植被带（２１００ ２５００ｍ）㊁山地森林草原植被带（２５００ ３３００ｍ）㊁高山灌丛草甸植被带（３３００ ３８００ｍ）和高山寒漠草甸植被带（ȡ３８００ｍ）６个植被垂直带的植被变化及其对气候变化的响应差异㊂研究结果表明：在１９８０ｓ ２０１０ｓ期间，整个黑河流域植被空间分布的动态变化率为２５．７５％，发生变化的总面积为２０３．１２万ｈｍ２；绿洲农田荒漠植被带的变化面积最大（７２．２４万ｈｍ２），山地森林草原植被带的植被动态变化率最高（５６．９３％）；６个垂直带内的年平均生物温度和平均降水整体上均呈增加趋势，其中降水的增长率随海拔升高呈下降趋势，而平均生物温度的增长率则随海拔升高呈持续上升趋势；黑河流域中低海拔植被带内的植被动态变化与年平均生物温度和平均降水的相关性整体上高于其他植被带；荒漠草原植被带和干性灌丛草原植被带的植被动态变化对气候变化的敏感性高于其他植被带内植被变化对气候变化的敏感性㊂关键词：植被类型；垂直分布；动态变化；黑河流域ＲｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇｒａｄｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｎＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＦＡＮＺｅｍｅｎｇ１，２，３，∗１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ３ＪｉａｎｇｓｕＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｉｎＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｏｕｒｃｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２３，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｌａｓｔ３０ｙｅａｒｓ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｓｐａｔｉａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｈａｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，ｗｈｅｒｅｂｅｌｏｎｇｓａｔｙｐｉｃａｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｉｎＣｈｉｎａ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｉｃｉｔｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｏｆＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，ｔｈｅｍｕｌｔｉ⁃ｓｏｕｒｃｅｄａｔａｏｆ４４０ｆｉｅｌｄｓａｍｐｌｉｎｇｄａｔａｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ，ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｓｐａｔｉａｌｄａｔａｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎ１９８０ｓ，ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｓ，ｃｌｉｍａｔｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａａｎｄＤＥＭｄａｔａｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｎｄｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｔｅｒｒａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，ｔｈｅｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏ６ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅｓｏｆｏａｓｉｓｆａｒｍｌａｎｄａｎｄｄｅｓｅｒｔｚｏｎｅ（ａｌｔｉｔｕｄｅɤ１７００ｍ），ｄｅｓｅｒｔｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（１７００＜ａｌｔｉｔｕｄｅ＜２１００ｍ），ｄｒｙｓｈｒｕｂｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（２１００ｍ＜ａｌｔｉｔｕｄｅ＜２５００ｍ），ｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔａｎｄｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（２５００＜ａｌｔｉｔｕｄｅ＜３３００ｍ），ａｌｐｉｎｅｓｈｒｕｂａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（３３００＜ａｌｔｉｔｕｄｅ＜３８００ｍ），ａｎｄａｌｐｉｎｅｃｏｌｄｄｅｓｅｒｔａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（ａｌｔｉｔｕｄｅȡ３８００ｍ）．Ａｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄａｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｅｑｕａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅａｎｄｃｌｉｍａｔｉｃｃｈａｎｇｅｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎｉｓ２５．７５％，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌａｒｅａｏｆｃｈａｎｇｅｉｓ２．０３１２ｍｉｌｌｉｏｎｈｅｃｔａｒｅｓｂｅｔｗｅｅｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏａｓｉｓｆａｒｍｌａｎｄａｎｄｄｅｓｅｒｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ（０．７２２４ｍｉｌｌｉｏｎｈｅｃｔａｒｅｓ），ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ（５６．９３％）．Ｔｈｅｍｅａｎａｎｎｕａｌｂｉｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＭＡＢ）ａｎｄｔｏｔａｌａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ＴＡＰ）ｉｎｔｈｅｓｉｘｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｈｏｗｅｄａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｔｅｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｄｏｗｎｗａｒｄｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｅｌｅｖａｔｉｏｎａｌｔｉｔｕｄｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｔｅｏｆａｖｅｒａｇｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｏｗｅｄａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｕｐｗａｒｄｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｅｌｅｖａｔｉｏｎａｌｔｉｔｕｄｅ．ＴｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＭＡＢａｎｄＴＡＰｉｎｔｈｅｌｏｗａｎｄｍｉｄｄｌｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｏｔｈｅｒｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｉｎＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎｆｒｏｍ１９８０ｓｔｏ２０１０ｓ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｔｏｃｌｉｍａｔｉｃｃｈａｎｇｅｉｎｔｈｅｄｅｓｅｒｔａｎｄｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｄｒｙｓｈｒｕｂａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｏｔｈｅｒｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅｓｂｅｔｗｅｅｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅ；ｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅ；ＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ植物群落是植物与环境间相互作用的产物，其相互作用表现在植被对环境要素变化的适应性和植被对环境要素的反馈作用［１⁃３］㊂植被类型的空间分布受到气温㊁降水㊁土壤㊁地形等多种环境因子的影响㊂针对如何分析植被与环境间的相关关系这一科学问题，目前主要采用包括主成分分析㊁多元统计分析㊁二歧指示种分析㊁典范对应排序方法㊁最大熵模型等方法，结合植被类型分布㊁地理因子㊁气候因子㊁能量因子等数据，对植被类型的空间分布与环境因素间的关系进行不同层次定量和定性的分析［４⁃９］㊂植被分布的时空格局在气候变化的驱动下往往会发生系列空间移动，而这种植被分布的时空移动状态可作为气候变化对植被变化影响，以及植被变化对气候变化响应定量分析的重要指标［１０⁃１３］㊂目前，在利用平均降水㊁日照时长㊁最热最冷月均温㊁高程㊁坡度㊁坡向㊁Ｋｉｒａ温暖指数㊁寒冷指数㊁平均生物温度等气候因子，对在植被分布与气候变化相关性方面开展了大量的研究［１４⁃１５］，但大部分研究主要集中运用单一或者某几个气候要素来对其与植被分布的相关关系进行分析［１６］，或者主要对研究区域的植被覆盖指数（ＮＤＶＩ）等时空变化进行分析［１７］，以及定量求算植被覆盖指数在某一海拔高程上的变化极值［１８］，尚缺乏不同海拔高程上的植被类型分布的差异对比及其与气候要素的相关性的综合分析㊂黑河流域作为我国第二大内陆河流域，总面积超过了１４ˑ１０４ｋｍ２，为典型的大陆性干旱气候㊂从黑河上游至下游，全流域的生物温度逐渐升高，降雨量则逐渐减少㊂黑河上游主要为祁连山区，地势高寒，年降水量为２５０ ５００ｍｍ，植被垂直分布规律性明显㊂其中，高山垫状植被带主要分布海拔范围为３９００ ４２００ｍ，以蒿草和杂类草为主的高山草甸植被带主要分布海拔范围为３６００ ３９００ｍ，以杜鹃（Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎｐｒｚｅｗａｌｓｋｉｉ）灌丛㊁高山柳（Ｓａｌｉｘｃｕｐｕｌａｒｉｓ）灌丛和金露梅（Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａｆｒｕｔｉｃｏｓａ）矮灌丛为主的高山灌丛草甸带主要分布海拔范围为３３００ ３９００ｍ，以青海云杉（Ｐｉｃｅａｃｒａｓｓｉｆｏｌｉａ）和祁连圆柏（Ｓａｂｉｎａｐｒｚｅｗａｌｓｋｉｉ）为主的山地森林带主要分布海拔范围为２４００ ３４００ｍ，山地草原带主要分布在２２００ ２６００ｍ，荒漠草原带主要分布在１９００ ２３００ｍ㊂海拔在２０００ｍ以下的黑河流域中下游地区的植被类型则主要为温带小灌木和半灌木荒漠植被类型㊂其中，中游除了自然生长的温带小灌木和半灌木荒漠植被，主要分布绿洲地区人工栽培的农作物和人工林植被类型㊂下游三角洲则以胡杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａ）㊁梭梭（Ｈａｌｏｘｙｌｏｎａｍｍｏｄｅｎｄｒｏｎ）㊁沙枣（Ｅｌａｅａｇｎｕｓａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ）㊁柽柳（Ｔａｍａｒｉｘｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）㊁白刺（Ｎｉｔｒａｒｉａｔａｎｇｕｔｏｒｕｍ）等荒漠植被为主［１９］㊂气候变化将引起土壤水文循环系统变化［２０］，导致植物生长和分布环境发生改变［２１］，使得植被类型及分７６０４㊀１０期㊀㊀㊀范泽孟：黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应㊀８６０４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀布呈现相应的响应变化［２２］㊂尤其是气温和降水作为最主要的气候要素，其时空分布变化，将直接关系到植被类型的空间分布范围及动态变化状态［２３］㊂近５０年来，黑河流域的平均气温呈显著上升趋势［２４］㊂随着气候变化和人类活动强度的不断加剧，黑河流域的生态环境呈现出系列退化现象㊂其中，黑河上游山地草场超载导致大面积草场㊁牧场退化，下游的额济纳旗由原来西北地区的生态屏障沦为沙尘暴的重要发源地［２５］，影响范围涉及中国西北㊁华北甚至华东地区［２６⁃２７］㊂虽然目前在黑河流域范围内，尤其是在小流域或者更小尺度上［２８］，开展了大量的黑河流域植被变化观测和统计分析研究［２９⁃３０］㊂然而在黑河流域植被类型空间分布特征及与气候变化的关系目前主要集中在黑河流域上游地区，缺乏对整个黑河流域植被类型的垂直分布及其与气温㊁降水等气候要素的响应差异分析［３１］㊂因此，该论文旨在结合１９８０ｓ年代的黑河流域植被类型的空间分布数据，以及大量的野外调研㊁历史采样㊁遥感影像等多源植被基础数据，以及气候观测模拟数据，在获取的黑河流域２０１０ｓ时段７９个植被型组的空间分布数据的基础上，分别构建气候要素和植被类型垂直分布变化的空间统计分析模型，定量分析黑河流域不同海拔梯度上植被变化与平均生物温度和降水变化的相关性，揭示黑河流域植被分布在不同的分布梯度带上对平均生物温度气温和降水变化的响应差异㊂该研究不仅可为整个黑河流域的生态系统变化监测和综合评估提供重要数据与方法支持，而且能够为开展黑河流域不同植被垂直带的生态修复与管理等提供辅助决策支持㊂１㊀数据与方法１．１㊀数据收集与处理在黑河流域植被垂直分布变化及其对气候变化响应定量分析过程中涉及到植被数据㊁气候数据及地形高程数据㊂植被类型及分布的基础数据包括寒区旱区科学数据中心网站（ｈｔｔｐ：／／ｗｅｓｔｄｃ．ｗｅｓｔｇｉｓ．ａｃ．ｃｎ）的１９８０ｓ年代的植被类型空间分布数据和２０１１ ２０１５年间野外实地采样的４１０个植被样本数据㊂基于４１０个植被样本数据㊁１９８０ｓ年代的植被空间数据，结合ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ平台的多源高分影像数据，采用ＡｒｃＧＩＳ空间制图和分析方法，实现黑河流域植被空间分布数据的更新，获得２０１０ｓ年代黑河流域７９种植被类型的空间分布数据（图１）㊂气候数据来源于黑河流域２１个气象常规观测站及周边区域内１３个的气象观测站的气候观测资料㊂在对每个气象观测站点１９８０ｓ年和２０１０ｓ年两个时段的年平均降水和平均生物温度进行计算的基础上，利用高速度高精度曲面建模（ＨＡＳＭ）方法，模拟得到黑河流域的空间分辨率为５００ｍˑ５００ｍ的年平均降水和平均生物温度的空间分布数据（图２）［３２⁃３３］㊂地形数据采用美国的ＳＲＴＭ（ＳｈｕｔｔｌｅＲａｄａｒＴｏｐｏｇｒａｐｈｙＭｉｓｓｉｏｎ）９０ｍˑ９０ｍ的ＤＥＭ数据㊂１．２㊀模型与方法根据黑河流域的气温㊁降水㊁土壤及植被的空间分布格局及其垂直分异特征，结合黑河流域海拔高程范围（８００ ５４００ｍ），将黑河流域植被分布从低海拔到高海拔依次划分为６级植被垂直分布梯度带：即，绿洲农田和荒漠带（ɤ１７００ｍ）㊁荒漠草原植被带（１７００ ２１００ｍ）㊁干性灌丛草原植被带（２１００ ２５００ｍ）㊁山地森林草原植被带（２５００ ３３００ｍ）㊁高山灌丛草甸植被带（３３００ ３８００ｍ）和高山寒漠草甸植被带（ȡ３８００ｍ）㊂利用ＡｒｃＧＩＳ空间统计方法，分别对每个植被垂直分布梯度带内的平均生物温度㊁平均降水及植被类型进行统计，并定量计算１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段内的植被垂直分布梯度带内平均生物温度㊁平均降水及植被类型的变化强度，解析黑河流域植被类型对气候变化响应的梯度差异㊂其中，采用黑河流域１９８０ｓ（ｔ０）和２０１０ｓ（ｔ１）两个时段内植被垂直分布梯度带内的平均生物温度和平均降水的空间变化速率，表征两个时段内各植被垂直分布梯度带的气候要素变化强度的垂直差异性，其计算公式为：ＤＭＡＢｋ＝（ＡｖｅＭＡＢ，ｋ，ｔ１－ＡｖｅＭＡＢ，ｋ，ｔ０）／ＡｖｅＭＡＢ，ｋ，ｔ１ˑ１００％（１）ＤＴＡＰｋ＝（ＡｖｅＴＡＰ，ｋ，ｔ１－ＡｖｅＴＡＰ，ｋ，ｔ０）／ＡｖｅＴＡＰ，ｋ，ｔ１ˑ１００％（２）图１㊀１９８０ｓ和２０１０ｓ黑河流域植被类型的空间分布Ｆｉｇ．１㊀ＳｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎＨｅｉｈｅｒｉｖｅｒＢａｓｉｎｉｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ式中，ＤＭＡＢｋ㊁ＤＴＡＰｋ分别为ｔ０和ｔ１两个时段内第ｋ个植被垂直分布梯度带内的平均生物温度和平均降水的变化强度；ＡｖｅＭＡＢ，ｋ，ｔ０和ＡｖｅＭＡＢ，ｋ，ｔ１分别为ｔ０和ｔ１两个时段内第ｋ个植被垂直分布梯度带内的平均生物温度；ＡｖｅＴＡＰ，ｋ，ｔ０和ＡｖｅＴＡＰ，ｋ，ｔ１分别为ｔ０和ｔ１两个时段内第ｋ个植被垂直分布梯度带内的平均降水；ｋ＝１，２，３，４，５，６分别表示绿洲农田和荒漠带㊁荒漠草原植被带㊁干性灌丛草原植被带㊁山地森林草原植被带㊁高山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带６个植被垂直分布带的编码㊂根据黑河流域１９８０ｓ（ｔ０）和２０１０ｓ（ｔ１）两个时段内植被垂直分布梯度带内的各种植被类型的空间分布数据，求算每一种植被类型及所有植被类型在各个植被垂直梯度带内的变化率，进而表征两个时段内各植被垂直分布梯度带的植被类型的变化差异性，其计算公式为：ＤＶｅｇｉ，ｋ＝ΔＳｉ，ｋ，ｔ０－ｔ１／Ｓｋˑ１００％（３）ＤＶｅｇｋ＝ðΔＳｉ，ｋ，ｔ０－ｔ１／Ｓｋˑ１００％（４）式中，ΔＳｉ，ｋ，ｔ０－ｔ１表示ｔ０和ｔ１两个时段内第ｋ个植被垂直分布带内第ｉ种植被类型的变化面积；ＤＶｅｇｉ，ｋ表示ｔ０和ｔ１两个时段内第ｋ个植被垂直分布带内第ｉ种植被类型的变化率；Ｓｋ表示第ｋ个植被垂直分布带的总面９６０４㊀１０期㊀㊀㊀范泽孟：黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应㊀积；其余参数同上㊂２㊀结果分析２．１㊀黑河流域气候要素的空间分布变化及垂直分异根据对１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时期的黑河流域年平均生物温度和平均降水两个关键气候要素的空间分布变化数据（图２）进行分析发现，平均降水量增长最显著的区域集中在黑河流域上游东部，祁连山脉段为减少趋势并呈带状分布；平均生物温度的增长主要集中在中游地带，增长强度往南侧随纬度下降逐渐减缓，在祁连山区的增长幅度小且呈带状分布㊂结合ＤＥＭ数据，对黑河流域的６个植被垂直分布带的平均生物温度和平均降水的变化强度进行了统计分析表明（表１）：随着海拔高度的增加，整个黑流域的平均生物温度逐渐降低，而平均降水量则逐渐升高㊂从１９８０ｓ时段到２０１０ｓ时段，整个黑河流域的平均降水量增加了７．５７ｍｍ，增加幅度为２．３９％㊂其中，荒漠草原植被带增量最大（增加１２．４８ｍｍ），绿洲农田与荒漠沙漠带增幅最快（增加了１４．６４％），而高山寒漠草甸植被带的增量和增加幅度均为最小，分别为２．５８ｍｍ和０．４３％㊂另外，整个黑河流域的平均生物温度在两个时段内上升０．６２ħ，上升幅度为１１．４２％㊂其中，绿洲农田和沙漠荒漠带的平均生物温度增加最大（上升０．８０ħ），但其增加幅度最小（增加７．５０％）；高山寒漠草甸植被带的平均生物温度增加最小（上升０．３０ħ），但其上升幅度最快（上升３７．９７％）㊂表１㊀黑河流域平均生物温度和降水的垂直梯度变化Ｔａｂｌｅ１㊀ＣｈａｎｇｅｓｏｆｍｅａｎａｖｅｒａｇｅｂｉｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｏｔａｌａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｓｏｆＨｅｉｈｅｒｉｖｅｒｂａｓｉｎｂｅｔｗｅｅｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ植被垂直分布带Ｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ年平均降水Ｔｏｔａｌａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ平均生物温度Ｍｅａｎａｖｅｒａｇｅｂｉｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ１９８０ｓ／ｍｍ２０１０ｓ／ｍｍ２０１０ｓ１９８０ｓ／ｍｍ变化率Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅ／％１９８０ｓ／ħ２０１０ｓ／ħ２０１０ｓ１９８０ｓ／ħ变化率Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅ／％绿洲农田荒漠带Ｏａｓｉｓｆａｒｍｌａｎｄａｎｄｄｅｓｅｒｔｚｏｎｅ（ɤ１７００ｍ）４９．９４５７．２５７．３１１４．６４１０．６６１１．４６０．８０７．５０荒漠草原植被带Ｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（１７００ ２１００ｍ）１７０．０４１８２．５２１２．４８７．３４７．９８８．７３０．７５９．４０干性灌丛草原植被带Ｄｒｙｓｈｒｕｂｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（２１００ ２５００ｍ）２５２．６３２６４．６２１１．９９４．７５６．３０７．０００．７０１１．１１山地森林草原植被带Ｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（２５００ ３３００ｍ）３６８．１１３７５．３８７．２７１．９７４．１８４．８１０．６３１５．０７高山灌丛草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｓｈｒｕｂａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（３３００ ３８００ｍ）４６２．２６４６６．０４３．７８０．８２２．４０２．９１０．５１２１．２５高山寒漠草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｃｏｌｄｄｅｓｅｒｔａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ（ȡ３８００ｍ）５９６．３１５９８．８９２．５８０．４３０．７９１．０９０．３０３７．９７２．２㊀黑河流域植被类型的空间分布及其整体动态变化根据１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段的黑河流域植被类型空间分布数据，对两个时段内黑河流域的植被动态变化进行空间统计分析表明（图１）：在整个黑河流域范围内，祁连山区㊁俄博滩㊁野牛沟地区等上游区域植被类型的丰富度高于其他区域㊂河西走廊㊁阿拉善平原及狼心山西麓的植被类型分布相对单一，主要以荒漠／半荒漠植被类型为主㊂中游山丹㊁民乐地区的青海云杉植被类型呈现扩张趋势，上游祁连山区地区的西北针茅（Ｓ．ｓａｒｅｐｔａｎａｖａｒ．ｋｒｙｌｏｖｉｉ）植被类型呈现退缩趋势，而中游肃南县地区的矮禾草草原植被类型呈现消亡变化趋势㊂荒漠及沙漠植被类型㊁人工经济作物田及果园㊁大型乔木㊁中高海拔耐寒灌丛类型的面积呈快速增长趋０７０４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀图２㊀１９８０ｓ—２０１０ｓ黑河流域平均生物温度和平均降水的空间变化Ｆｉｇ．２㊀ＳｐａｔｉａｌＣｈａｎｇｅｓｏｆｍｅａｎａｎｎｕａｌｂｉｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｖｅｒａｇｅｔｏｔａｌａｎｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｉｅｎｔｓｏｆＨｅｉｈｅｒｉｖｅｒｂａｓｉｎｂｅｔｗｅｅｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ势，而部分草原㊁草甸类型出现了不同程度的退化㊂１）从动态变化速度上看，整个黑河流域植被空间分布的动态变化率为２５．７５％㊂其中，毛枝山居柳（Ｓ．ｏｒｉｔｒｅｐｈａ）灌丛减少速度最快，在１９８０ｓ ２０１０ｓ期间减少了９５％，青海云杉林增加速度最快，在１９８０ｓ到２０１０ｓ期间增加了９６％㊂另外，苔草（Ｃａｒｅｘｓｐ．）⁃杂类草草甸植被类型㊁吉拉柳（Ｓ．ｇｉｌａｓｈａｎｉｃａ）灌丛㊁祁连圆柏林㊁青海云杉林㊁金露梅灌丛等植被类型呈快速增加趋势；毛枝山居柳灌丛㊁拂子茅（Ｃａｌａｍａｇｒｏｓｔｉｓｅｐｉｇｅｉｏｓ）高禾草草甸㊁蒙古岩黄芪（Ｈｅｄｙｓａｒｕｍｍｏｎｏｇｏｌｉｃｕｍ）⁃籽蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ）⁃沙竹（Ｐｓａｍｍｏｃｈｌｏａｖｉｌｌｏｓａ）荒漠㊁圆穗蓼（Ｐｏｌｙｇｏｎｕｍｍａｃｒｏｐｈｙｌｌｕｍ）⁃珠芽蓼（Ｐ．ｖｉｖｉｐａｒｕｍ）草甸等植被类型呈快速减少趋势；２）从动态变化面积上看，在１９８０ｓ ２０１０ｓ期间整个黑河流域植被分布发生变化的总面积为２０３．１２万ｈｍ２㊂其中，春小麦⁃水稻⁃糖甜菜⁃向日葵⁃枸杞田⁃梨园代表的经济作物类型增加面积最多，从１９８０ｓ到２０１０ｓ增加了２０．０３万ｈｍ２，体现了人工植被中经济作物类型占主要变化的人工植被变化趋势，其次是青海云杉林，增加了１４．８３万ｈｍ２㊂籽蒿荒漠减少面积最多，在１９８０ｓ ２０１０ｓ期间减少了１６．６１万ｈｍ２，其次是矮嵩草草甸，减少了１５．２３万ｈｍ２㊂另外，虽然吉拉柳灌丛净增长的面积仅为１．２４万ｈｍ２，但其在各海拔梯度上的变化趋势差异性明显，表明了该植被类型在垂直分布上对气候变化具有非常高的敏感性㊂２．３㊀植被类型在垂直梯度上的变化趋势对黑河流域１９８０ｓ ２０１０ｓ期间植被类型垂直分布的变化趋势进行统计分析（图１，表２）表明，绿洲农田和荒漠带㊁荒漠草原植被带㊁干性灌丛草原植被带㊁山地森林草原植被带㊁高山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带６个垂直带内的优势植被类型呈现不同的变化趋势㊂其中，绿洲农田荒漠带的优势植被类型为红砂（Ｒｅａｕｍｕｒｉａｓｏｎｇｏｒｉｃａ）荒漠，面积减少７．９５万ｈｍ２；荒漠草原植被带的优势植被类型为合头草（Ｓｙｍｐｅｇｍａｒｅｇｅｌｉｉ）荒漠，面积减少０．３９万ｈｍ２；干性灌丛草原植被带的优势植被类型为短花针茅（Ｓｔｉｐａｂｒｅｖｉｆｌｏｒａ）⁃长茅草（Ｉｍｐｅｒａｔａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ）草原，面积减少５．７４万ｈｍ２；山地森林草原植被带的优势植被类型为西北针茅（Ｓ．ｓａｒｅｐｔａｎａｖａｒ．ｋｒｙｌｏｖｉｉ）草原，面积减少６．３６万ｈｍ２；亚高山灌丛草甸植被带的优势植被类型为小蒿草１７０４㊀１０期㊀㊀㊀范泽孟：黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应㊀（Ｋｏｂｒｅｓｉａｐｙｇｍａｅａ）草甸，面积减少１．５４万ｈｍ２；高山寒漠草甸植被带的优势植被类型也是小蒿草草甸，面积减少０．３１万ｈｍ２㊂干性灌丛草原植被带内的优势植被类型短花针茅⁃长茅草草原，其面积减少速度最快，在１９８０ｓ ２０１０ｓ期间减少了４５．４５％㊂在１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段内，山地森林草原植被带内的植被动态变化率最高（表２），达５６．９３％，绿洲农田荒漠带内的植被动态变化率最小，为７．７３％㊂绿洲农田荒漠带的春小麦⁃水稻⁃糖甜菜⁃向日葵⁃枸杞田⁃梨园等人工植被面积增加最多（增加１６．５８万ｈｍ２），籽蒿荒漠面积减少最多（减少１６．６１万ｈｍ２）；荒漠草原植被带和干性灌丛草原植被带内的吉拉柳灌丛面积增加最多（分别增加５．８８和４．３０万ｈｍ２），而两个垂直带内的短花针茅⁃长茅草草原面积均减少最多（分别减少１．０７万ｈｍ２和６．８９万ｈｍ２）；山地森林草原植被带的青海云杉林面积增加最多（１２．２２万ｈｍ２），西北针茅草原面积减少最多（减少６．３６万ｈｍ２）；亚高山灌丛草甸植被带的合头草荒漠面积增加最多（增加１．８４ｈｍ２），矮蒿草（Ｋ．ｈｕｍｉｌｉｓ）草甸面积减少最多（减少４．９３万ｈｍ２）；高山寒漠草甸植被带的水母雪莲⁃风毛菊稀疏植被面积增加最多（增加３．６８万ｈｍ２），其矮蒿草草甸的面积减少最多（减少１３．８６万ｈｍ２）㊂表２㊀黑河流域植被垂分布动态变化Ｔａｂｌｅ２㊀ＤｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｉｎＨｅｉｈｅｒｉｖｅｒｂａｓｉｎｂｅｔｗｅｅｎ１９８０ｓａｎｄ２０１０ｓ植被垂直分布带Ｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ植被变化总面积Ｔｏｔａｌａｒｅａｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅ／（１００００ｈｍ２）植被动态变化率Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ／％绿洲农田荒漠带Ｏａｓｉｓｆａｒｍｌａｎｄａｎｄｄｅｓｅｒｔｚｏｎｅ７２．２４７．７３荒漠草原植被带Ｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ２０．１４３１．８８干性灌丛草原植被带Ｄｒｙｓｈｒｕｂｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ１６．１９３７．１０山地森林草原植被带Ｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ４３．２６５６．９３高山灌丛草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｓｈｒｕｂａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ２２．５１２６．８８高山寒漠草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｃｏｌｄｄｅｓｅｒｔａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ２８．７９２３．６４２．４㊀典型植被类型垂直分布的动态变化为了更好地揭示黑河流域植被的垂直分布变化趋势，结合各植被垂直带类的主要植被类型及分布状况，筛选了分布垂直跨度大于等于两个植被垂直带的１０种典型植被类型，并对其在１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段内的动态变化情况进行空间统计（表３）㊂分析结果显示，绿洲农田荒漠带内的尖叶盐爪爪（Ｋａｌｉｄｉｕｍｃｕｓｐｉｄａｔｕｍ）荒漠和人工植被（春小麦⁃水稻⁃糖甜菜⁃向日葵⁃枸杞田⁃梨园）增加速度最快，分别为３９．９２％和３８．２８，均远高于该植被带内所有类型动态变化的７．７３％；荒漠草原植被带内的人工植被（春小麦⁃水稻⁃糖甜菜⁃向日葵⁃枸杞田⁃梨园）增加速度最快，１９８０ｓ ２０１０ｓ期间增加了６２．０６％，而该植被带内的青海云杉林则全部消失；干性灌丛草原植被带内的合头草荒漠增加速度最快，增加了８２．４１％；山地森林草原植被带内的合头草荒漠增加最快，其次青海云杉林和金露梅灌丛，增加幅度分别高达７７４．３４％㊁１９７．０６％和１６９．８４％；高山灌丛草甸植被带内的膜果麻黄荒漠增加最快，增加了２２８．００％，而毛枝山居柳⁃金露梅⁃箭叶锦鸡儿（Ｃａｒａｇａｎａｊｕｂａｔａ）灌丛则减少１００％；高山寒漠草甸植被带内的金露梅灌丛增加最快，增加了５４．５０％，而青海云杉林减少了８８．３２％㊂另外，尖叶盐爪爪荒漠和人工植被（春小麦⁃水稻⁃糖甜菜⁃向日葵⁃枸杞田⁃梨园）在绿洲农田荒漠带㊁荒漠草原植被带和干性灌丛草原植被带均呈增长趋势，在其他垂直植被带内则总体呈减少趋势㊂毛枝山居柳⁃金露梅⁃箭叶锦鸡儿灌丛㊁水母雪莲⁃风毛菊稀疏植被㊁藏亚菊垫状植被和金露梅灌丛在山地森林草原植被带㊁高２７０４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带呈增长趋势㊂青海云杉林在荒漠草原植被带㊁高山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带呈减少趋势，在山地森林草原植被带呈快速增长趋势㊂高山灌丛草甸植被带的合头草荒漠呈快速增长趋势㊂表３㊀典型植被类型在各植被带内的变化率Ｔａｂｌｅ３㊀Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓｉｎｅａｃｈｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ植被垂直分布带Ｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ主要植被类型变化率Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆｍａｊｏｒｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ／％Ｖ１Ｖ２Ｖ３Ｖ４Ｖ５Ｖ６Ｖ７Ｖ８Ｖ９Ｖ１０所有植被类型变化率Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅｏｆａｌｌｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓ／％绿洲农田荒漠带Ｏａｓｉｓｆａｒｍｌａｎｄａｎｄｄｅｓｅｒｔｚｏｎｅ３９．９２３８．２８０．０００．０００．０００．０００．００－０．２２－２．２７０．２９７．７３荒漠草原植被带Ｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ７．８８６２．０６０．０００．０００．０００．００－１００．０００．００２．４５－２．７９３１．８８干性灌丛草原植被带Ｄｒｙｓｈｒｕｂｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ３．４２２７．６４０．０００．０００．０００．００４０．５４０．００３．７０８２．４１３７．１０山地森林草原植被带Ｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ－０．１８－５８．７７１５．７３８．７００．００１６９．８４１９７．０６０．０００．００７７４．３４５６．９３高山灌丛草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｓｈｒｕｂａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ０．００－１００．００１９．３５１５７．７７１．２２１０３．２０－２６．２９２２８．０００．０００．００２６．８８高山寒漠草甸植被带Ａｌｐｉｎｅｃｏｌｄｄｅｓｅｒｔａｎｄｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｚｏｎｅ０．０００．００１１．４７２４．５７１．４５５４．５０－８８．３２４４．２９０．０００．００２３．６４㊀㊀Ｖ１ Ｖ１０为１０种植被的编号，其中Ｖ１代表尖叶盐爪爪荒漠，Ｖ２代表春小麦－水稻－糖甜菜－向日葵－枸杞田／梨园，Ｖ３代表毛枝山居柳－金露梅－箭叶锦鸡儿灌丛，Ｖ４代表水母雪莲（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｍｅｄｕｓａ）／风毛菊（Ｓａｕｓｓｕｒｅａｊａｐｏｎｉｃａ）稀疏植被，Ｖ５代表藏亚菊（Ａｊａｎｉａｔｉｂｅｔｉｃａ）垫状植被，Ｖ６代表金露梅灌丛，Ｖ７代表青海云杉林，Ｖ８代表膜果麻黄（Ｅｐｈｅｄｒａｐｒｚｅｗａｌｓｋｉｉ）荒漠，Ｖ９代表红砂荒漠，Ｖ１０代表合头草荒漠２．５㊀植被类型垂直分布对气候要素的响应分析为了更好地揭示黑河流域不同海拔垂直梯度上的植被动态变化对年平均生物温度和平均年降水等关键气候要素变化的响应关系，利用ＡｒｃＧＩＳ的空间分析模块对黑河流域海拔每间隔１００ｍ的植被动态变化率（ΔＳ）年平均生物温度变化值（ΔＭＡＢ）和平均年降水的变化值（ΔＴＡＰ）进行空间统计（表４）㊂并对黑河流域的绿洲农田荒漠带㊁荒漠草原植被带㊁干性灌丛草原植被带㊁山地森林草原植被带㊁高山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带六个垂直带内的ΔＳ㊁ΔＭＡＢ和ΔＴＡＰ的相关性进行分析㊂结果显示，仅高山寒漠草甸植被带内的植被动态变化率与年平均生物温度变化值和平均年降水的变化具有显著的相关性，其中与年降水的变化呈显著负相关（Ｐ＜０．０５），与年生物温度变化呈极显著负相关（Ｐ＜０．０１）㊂另外，从海拔每间隔１００ｍ的数值分析看，随着海拔的升高，荒漠草原与干性灌丛草原两个植被带的ΔＭＡＢ均呈逐渐增加趋势，ΔＴＡＰ均呈持续增加趋势，然而ΔＳ在荒漠草原植被带内整体呈增加趋势，在干性灌丛草原植被带内则整体呈减少趋势㊂以上分析表明，黑河流域的ΔＭＡＢ和ΔＴＡＰ对其植被动态变化具有不同的驱动效应，但在不同的植被垂直带上，这种驱动效应存在显著的垂直地带性差异㊂表４㊀黑河流域植被垂分布动态变化与气候要素的相关性Ｔａｂｌｅ４㊀ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅａｎｄｃｌｉｍａｔｉｃｆａｃｔｏｒｓｉｎＨｅｉｈｅｒｉｖｅｒｂａｓｉｎ植被垂直分布带Ｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ／ｍΔＴＡＰ／ｍｍΔＭＡＢ／ħΔＳ／％ΔＳ与ΔＴＡＰ的相关性ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎΔＳａｎｄΔＴＡＰΔＳ与ΔＭＡＢ的相关性ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎΔＳａｎｄΔＭＡＢ绿洲农田荒漠带（ɤ１７００ｍ）＜９０００．４８４５０．０６６２０．０３４５ｒ＝０．６２（Ｐ＞０．０５）ｒ＝０．３９（Ｐ＞０．０５）９００ １００００．３６８４０．０６６１０．０５６３１０００ １１０００．２４２５０．０６５００．０７７３１１００ １２０００．１８６２０．０６９４０．１１６７１２００ １３０００．１５２２０．０７４５０．０４０８３７０４㊀１０期㊀㊀㊀范泽孟：黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应㊀续表植被垂直分布带Ｇｒａｄｉｅｎｔｚｏｎｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ海拔Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ／ｍΔＴＡＰ／ｍｍΔＭＡＢ／ħΔＳ／％ΔＳ与ΔＴＡＰ的相关性ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎΔＳａｎｄΔＴＡＰΔＳ与ΔＭＡＢ的相关性ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎΔＳａｎｄΔＭＡＢ１３００ １４０００．１２２００．０７８９０．１０５０１４００ １５０００．１０３９０．０８１７０．１４４４１５００ １６０００．０９４００．０８６２０．０８４８１６００ １７０００．０８５００．０８９８０．０８０６荒漠草原植被带（１７００ ２１００ｍ）１７００ １８０００．０７９１０．０９０８０．２５７４ｒ＝－０．８１（（Ｐ＞０．０５））ｒ＝０．７６（Ｐ＞０．０５）１８００ １９０００．０７６００．０９２２０．３７９２１９００ ２００００．０７２５０．０９５２０．４０６２２０００ ２１０００．０６８６０．０９７７０．３９８８干性灌丛草原植被带（２１００ ２５００ｍ）２１００ ２２０００．０６０６０．１０２６０．３９９８ｒ＝０．７９（Ｐ＞０．０５）ｒ＝－０．７８（Ｐ＞０．０５）２２００ ２３０００．０５０７０．１１０２０．４２４８２３００ ２４０００．０４３１０．１１５７０．３３３６２４００ ２５０００．０３７９０．１２０９０．３２８５山地森林草原植被带（２５００ ３３００ｍ）２５００ ２６０００．０３５７０．１２３２０．３３４２ｒ＝－０．５５（Ｐ＞０．０５）ｒ＝０．３６（Ｐ＞０．０５）２６００ ２７０００．０３１５０．１２９４０．４５１４２７００ ２８０００．０２５１０．１３９１０．５９５３２８００ ２９０００．０２１７０．１４６９０．７００３２９００ ３００００．０１７７０．１５６３０．７４７６３０００ ３１０００．０１３８０．１６７４０．７４０７３１００ ３２０００．０１０７０．１７８９０．６１６０３２００ ３３０００．０１０００．１８７８０．４５７３高山灌丛草甸植被带（３３００ ３８００ｍ）３３００ ３４０００．０１０４０．１９３５０．３０６５ｒ＝０．１９（Ｐ＞０．０５）ｒ＝－０．２３（Ｐ＞０．０５）３４００ ３５０００．００９８０．２０２３０．２６９０３５００ ３６０００．００７７０．２１２９０．２９４７３６００ ３７０００．００７１０．２２１９０．２５６４３７００ ３８０００．００６２０．２３３７０．２９５１高山寒漠草甸植被带（ȡ３８００ｍ）３８００ ３９０００．００５１０．２４９３０．２５３９ｒ＝－０．４９（Ｐ＜０．０５）ｒ＝－０．８１（Ｐ＜０．０１）３９００ ４００００．００４５０．２６５９０．２６１４４０００ ４１０００．００３４０．２８７８０．２８０２４１００ ４２０００．００２３０．３１６２０．２８６８４２００ ４３０００．００１８０．３４８１０．２５００４３００ ４４０００．００１４０．３７６５０．２３７８４４００ ４５０００．００２００．４０３４０．１８２３４５００ ４６０００．００２７０．４３４１０．１３３８４６００ ４７０００．００４５０．４６５５０．０９１６４７００ ４８０００．００７２０．４９６１０．０４８３４８００ ４９０００．００７９０．５４０４０．０３８０４９００ ５００００．００８５０．５６４３０．０３２４５０００ ５１０００．００７７０．６３３２０．０１７９＞５１０００．００６５０．６７６４０．００００㊀㊀ΔＭＡＢ（ｍｅａｎａｎｎｕａｌｂｉｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）和ΔＴＡＰ（ａｖｅｒａｇｅｔｏｔａｌａｎｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）分别为海拔间隔１００米的年平均生物温度和平均年降水变化值；ΔＳ为海拔间隔１００米的植被动态变化率３㊀讨论与结论３．１㊀讨论２０１０ｓ年代黑河流域植被类型空间分布数据的获取结果表明，结合多源高分辨率遥感影像数据㊁野外实地调研采样点数据㊁历史采样点数据㊁气候观测数据㊁黑河流域矢量边界数据，运用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ平台和ＡｒｃＧＩＳ空间制图和分析方法，不仅可以高效地实现黑河流域植被类型空间分布数据的快速更新，而且能够有４７０４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４１卷㊀效弥补目前仅基于某一植被指数（如ＮＤＶＩ）对黑河流域植被变化进行分析的算法缺陷［１７］㊂１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段的黑河流域不同垂直梯度带上的植被变化差异的分析表明，基于气候要素数据㊁ＤＥＭ数据及植被分布数据构建的黑河流域植被类型与气候要素在不同垂直带上的空间分析模型，可以有效地对黑河流域不同垂直梯度带上的植被类型动态变化及其与气候要素变化的响应关系进行定量解析㊂譬如，荒漠草原植被带和干性灌丛草原植被带的植被动态变化与年平均生物温度和降水的相关性高于其他植被带，有效证实了这两个植被带类的植被变化对气候变化的敏感性高于其他植被带内植被变化对气候变化的敏感性的相关研究结论［３４⁃３５］；分布于绿洲农田荒漠带㊁荒漠草原植被带㊁干性灌丛草原植被带和山地森林草原植被带的（森林㊁草地及荒漠绿洲等）植被生态系统在１９８０ｓ和２０１０ｓ时段内的变化幅度高于其他的植被带，进一步表明了人类活动对位于黑河流域中下游植被变化的干扰强度大于对高海拔植被变化的干扰强度［３６］另外，国内外大量研究表明，生态过渡带是对气候变化和人类活动最为敏感的区域［３７⁃３９］㊂在生态过渡带区域内，植被类型及其多样性的分布更容易受到平均生物温度和降水等气候要素变化的影响而发生改变［４０⁃４２］㊂因此，黑河流域作为我国典型的生态过渡带，定量解析黑河流域不同垂直梯度上的植被类型的动态变化趋势及其对不同气候要素变化响应的梯度差异，不仅对开展其他生态过渡带的植被类型动态变化及气候变化响应具有借鉴意义，而且开展大尺度下植被分布对气候变化的响应研究也极具代表性［４３⁃４４］㊂在后续的研究工作中，将进一步结合更高分辨率的遥感数据，数量更多㊁分布更均匀的实地样点数据，考虑阴坡和阳坡的地形影响差异，对流域内各植被类型进行识别和提取，进而在提高各植被类型边界划分精度的基础上，对黑河流域未来植被类型及其垂直分布的变化情景进行模拟预测㊂３．２㊀主要结论黑河流域绿洲农田荒漠带㊁荒漠草原植被带㊁干性灌丛草原植被带㊁山地森林草原植被带㊁高山灌丛草甸植被带和高山寒漠草甸植被带六个植被垂直带内的平均生物温度和平均降水在１９８０ｓ ２０１０ｓ间整体上均呈增加趋势㊂其中，降水的增长率随海拔升高呈下降趋势，而平均生物温度的增长率则随海拔升高呈持续上升趋势㊂在１９８０ｓ和２０１０ｓ两个时段内，黑河流域植被类型分布发生变化的面积高达２０３．１２万ｈｍ２，动态变化率为２５．７５％㊂其中，春小麦－水稻－糖甜菜－向日葵－枸杞田－梨园代表的经济作物类型增加面积最多（增加２０．０３万ｈｍ２），毛枝山居柳灌丛减少速度最快（减少９５％）㊂不同植被垂直带的对比分析表明，山地森林草原植被带（２５００ ３３００ｍ）的变化最快，变化率为５６．９３％；绿洲农田荒漠沙漠植被带（１７００ｍ以下）的变化最慢，变化率仅为７．７３％，而中低海拔植被带内的植被动态变化率与年平均生物温度和平均降水的相关系数整体上高于其他植被带㊂总之，随海拔升高，黑河流域植被类型的总面积变化率逐渐降低㊂其中，中低海拔段的荒漠化和人工经济作物面积呈快速增加趋势，草原和灌丛面积呈减少趋势；；中高海拔段的耐寒灌丛㊁荒漠类型植被和部分稀疏植被类型的面积整体呈增长趋势；乔木类型在中海拔段呈增长趋势，高海拔则显著减少趋势㊂极高海拔段主要是永久冰川㊁常年积雪和稀疏植被，无明显变化㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀ＱｕｉｎｎＪＦ，ＤｕｎｈａｍＡＥ．Ｏｎｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｔｅｓｔｉｎｇｉｎｅｃｏｌｏｇｙａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．ＴｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｕｒａｌｉｓｔ，１９８３，１２２（５）：６０２⁃６１７．［２］㊀ＬｅｇｅｎｄｒｅＰ，ＦｏｒｔｉｎＭＪ．Ｓｐａｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｖｅｇｅｔａｔｉｏ，１９８９，８０（２）：１０７⁃１３８．［３］㊀ＢｏｒｃａｒｄＤ，ＬｅｇｅｎｄｒｅＰ，ＤｒａｐｅａｕＰ．Ｐａｒｔｉａｌｌｉｎｇｏｕｔｔｈｅｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｖａｒｉａｔｉｏｎ．Ｅｃｏｌｏｇｙ，１９９２，７３（３）：１０４５⁃１０５５．［４］㊀张元明，陈亚宁，张道远．塔里木河中游植物群落与环境因子的关系．地理学报，２００３，５８（１）：１０９⁃１１８．［５］㊀张文辉，卢涛，马克明，周建云，刘世梁．岷江上游干旱河谷植物群落分布的环境与空间因素分析．生态学报，２００４，２４（３）：５５２⁃５５９．［６］㊀ＪａｆａｒｉＭ，ＣｈａｈｏｕｋｉＭＡＺ，ＴａｖｉｌｉＡ，ＡｚａｒｎｉｖａｎｄＨ，ＡｍｉｒｉＧＺ．ＥｆｆｅｃｔｉｖｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｙｐｅｓｉｎＰｏｓｈｔｋｏｕｈｒａｎｇｅｌａｎｄｓｏｆＹａｚｄＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｉｒａｎ）．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，２００４，５６（４）：６２７⁃６４１．［７］㊀王翠红，张金屯．中国部分自然保护区物种多样性与环境因子的关系．西北植物学报，２００４，２４（８）：１４６８⁃１４７１．［８］㊀ＡｒｓｈａｄＭ，Ａｎｗａｒ⁃Ｕｌ⁃Ｈｕｓｓａｎ，ＡｓｈｒａｆＭＹ，ＮｏｕｒｅｅｎＳ，ＭｏａｚｚａｍＭ．ＥｄａｐｈｉｃｆａｃｔｏｒｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＣｈｏｌｉｓｔａｎｄｅｓｅｒｔ，Ｐａｋｉｓｔａｎ．ＰａｋｉｓｔａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｏｔａｎｙ，２００８，４０（５）：１９２３⁃１９３１．５７０４㊀１０期㊀㊀㊀范泽孟：黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应㊀。
基于NDVI的黑河中下游植被覆盖度变化分析摘要:为准确掌握黑河干流水量调度实施以来黑河中下游地区的生态情况，以及为黑河流域中下游的水资源统一管理和调度提供科学依据和技术支撑，基于MODIS遥感影像数据，应用最大值合成法、像元二分模型及一元线性回归模型，对2000-2017年黑河中下游流域植被覆盖度的变化情况进行分析。
关键词:黑河流域；像元二分模型；植被覆盖度；NDVI1 引言植被是陆地生态系统最为重要的组成成分之一，具有改善生态气候、调节河水流量、防止水土流失、促进生物循环等作用[1]。
植被覆盖度通常指某一地域植物垂直投影面积与该地域总面积的百分比，是指示地表植被状况的重要指标[2]。
由于地球环境的变化受到植被变化的影响，植被覆盖的研究逐渐成为全球变化科学研究的热门领域[1]。
目前植被覆盖度的获取主要有地表实测和利用遥感数据估算两种方式[3]。
第一种方法准确度更高、获取的信息更为详细，但只能在较小面积区域内进行实测，且成本较高。
随着遥感技术不断发展与成熟，使得第二种方法可以对大面积范围的植被覆盖度进行估算[4]。
为准确掌握黑河干流水量调度实施以来黑河干流中下游地区的生态情况，以及为黑河流域中下游的水资源统一管理和调度提供科学依据和技术支撑，本文收集MODIS遥感影像，采用一元线性回归模型、最大值合成法以及像元二分模型等方法，研究2000-2017年间黑河中下游区域植被覆盖度的变化情况。
2 研究方法2.1 研究区概况本研究集中在黑河干流沿线的中、下游地区。
黑河中游两岸地势平坦，光热资源充足，但干旱严重，人工绿洲面积较大，部分地区土地盐碱化严重；黑河下游深居内陆腹地，是典型的大陆性气候，具有降水少、蒸发强烈，温差大，风大沙多，日照时间长等特点。
2.2 研究方案植被覆盖度计算主要是通过合成NDVI生长季最大值，反演生长季VFC进行分级统计，最后对VFC时间序列进行分析。
具体研究流程如下：（1）数据下载。
2019.10发源于祁连山的黑河是我国第二大内陆河，穿越张掖299km，形成了得天独厚的天然湿地和人工湿地，各类水域生态系统具有很强的典型性、稀有性和代表性，发挥着涵养水源、调节气候、防风固沙、净化水质等生态服务功能，是西北地区重要的生态安全屏障。
黑河湿地内动植物资源非常丰富，是我国候鸟三大迁徙中转站，生物多样性丰富集中，有各类植物385种，昆虫892种，野生动物209种，其中约占全世界总数3‰以上的黑鹳在黑河湿地越冬，具有不可多得的自然禀赋。
研究黑河流域湿地植物建群种及其伴生种，为我国西北典型内陆河流域湿地、水生动植物生境和水域生态系统及生物多样性保护，特别是黑河流域经济社会的可持续发展，维护区域生态安全方面有极其重要的作用。
1 研究地概况选择黑河流域甘州区老仁坝村典型湿地进行，位于东经100°06′—100°52′，北纬38°32′—39°24′，海拔高度1482m 。
在大陆性气候条件下，研究区夏季辐射强、温度高、湿度大，年均温度7.5℃，年均降水量116mm，年均蒸发量2025mm，无霜期150～160d。
土壤主要以砂土、漠土、潮土为主，降雨多集中在6～9月。
黑河湿地植物建群种主要为芦苇，伴生种有滨麦、盐地风毛菊、蒙山莴苣和四翅蚤缀等，植被盖度分别占该群落的75.2%和24.8%。
本文通过对黑河流域典型湿地的调查与研究，分析黑河流域水域生态系统及生物多样性的变化，为黑河流域湿地保护、经济可持续发展和区域生态安全屏障提供科学依据。
2 调查方法2016年7月采用样带结合样方法进行调查，根据地形情况设置南北走向样带，样带均垂直于水陆交界线，每条样带等距离10m布置样方，共调查10m×10m样地40个，记录样方内植物的优势种、伴生种、株数、株高、盖度等，并把样方内植物种分别采集样本，带回实验室进行分类、鉴定。
2.1 各指标计算方法2×2列联表将各样方调查数据排列成2×2列联表，其中a 为两个都有的样方数，b为只含有物种A 的样方数，c 为只含有物种B的样方数，d为两个种都没有的样方数，N 为样方总数。
2021年湖南省常德市津市第一中学高一地理模拟试题含解析一、选择题(每小题2分，共52分)1. 图示为黑河流域示意图。
据此完成5~6题。
5.黑河流域的主要补给水源来源于A.大气降水B.地下水C.冰雪融水D.湖泊水6.影响黑河流域典型植被类型分布的主导因素是A.地形B.温度C.光照D.水分参考答案：5.C6.D2. 著名的抗战公路“24道拐”位于贵州西南。
该公路呈“之”字形的主要原因是A. 可以减少投资成本B. 可以保护山区植被C. 为了降低路面坡度D. 为了军事安全需要参考答案：C【详解】读图可知，该地地势起伏较大，为了减小公路的坡度，公路沿等高线呈“之”字形弯曲。
C正确；公路呈“之”字形，线路更长，投资成本更高，A错误；公路呈“之”字形弯曲，与保护山区植被和军事安全无关，BD错误。
故选：C3. 19世纪中叶以后，北美洲小麦向欧洲倾销，英国、丹麦两国的农业，因谷类作物生产成本相对较高，而纷纷改耕作业为畜牧业，回答导致英国、丹麦两国谷类作物生产成本相对较高的最主要原因是（）A．光、热不足，产量较低B．劳动力不足，劳动成本较高C．国土狭小，土地价格高D．投资多，能耗大参考答案：A4. 读右图,完成1-2题。
1．a、b两地农业()A．a为大牧场放牧业 B．b为乳畜业C．a为商品谷物农业 D．b为季风水田农业2．b处农业地域类型的特点是()A．小农经营 B．产品商品率高C．粗放经营 D．面向农村市场参考答案：1B 2B5. 下图是人口增长模式简略示意图，读图回答下列各题。
6. 世界人口增长模式取决于（）A. 人口出生率、死亡率、人口总数B. 人口出生率、死亡率、社会生产力C. 人口出生率、人口总数、社会生产力D. 人口出生率、死亡率、自然增长率7. 人口自然增长率最高值出现在图中的哪个阶段（）A. ①B. ②C. ③D. ④8. 关于阶段②的说法，正确的是（）A. 属于高-低-高模式B. 世代更替慢，人口增长慢C. 人口老龄化趋势明显D. 经常面临劳动力不足状况参考答案：6. B7. B8. A试题分析：【6题详解】人口增长得快慢，归根结底取决于生产力的反战水平。
2020届高三一轮复习地理小专题之土壤典型例题一：（24分）阅读材料，完成下列问题。
埃尔埃希多地区（如下图小方框所示）曾是西班牙最贫瘠的地区之一，年降水量小于300mm。
随着政府颁布了一系列调动农业开发者积极性的政策，土壤“三明治式”的改良——当地农户利用沙土（表层）、有机肥（中层）和黏土（下层）令新土壤剖面呈现出三层结构，温室截留雨水和农业高科技的广泛应用，过去的贫瘠之地变成了“欧洲蔬菜之都”（1）分析埃尔埃希多地区年降水量小的原因。
（6分）（2）分析埃尔埃希多地区土壤贫瘠的自然原因。
（6分）（3）简述埃尔埃希多地区采用“三明治式”改良土壤、提高土壤肥力的原因。
（6分）（4）简述埃尔埃希多地区变成了“欧洲蔬菜之都”的有利条件。
（6分）参考答案：（1）夏季受副热带高气压带控制，气流下沉，降水量小；（3分）冬季受西部山地的阻挡，西风从大西洋带来的水汽少，处于西风的背风坡，降水量小，因而全年降水量小。
（3分）（2）地形主要为山地、丘陵，坡度大，土层薄；年降水量小，水源不足；夏季受高压控制，炎热干燥，蒸发量大，冬季处于西风的背风坡，焚风效应明显，气温较高，全年气候干旱；土壤为荒漠、沙化严重，土地贫瘠。
（答对3点得6分）（3）上层沙土透水通气性好，土壤中氧气充足；（2分）中间层的有机肥，可提升土壤肥力；（2分）下层黏土，保水保肥，避免养分、水分下渗，保证土壤水分充足。
（2分）（4）纬度低，气温高，热量充足，蔬菜上市时间早；位于沿海地区，海运便利；土壤改良，温室推广，为蔬菜生产大规模生产提供条件；冷藏和保鲜技术的进步，方便蔬菜储典型例题二：（2019·广东高考模拟）阅读图文材料，完成下列要求。
北方针叶林分布于北纬45°~70°的寒温带地区，向南延伸到我国大兴安岭北部。
其群落结构极其简单，林冠层下常由灌木（根深）、草本植物（根浅）及苔藓地衣（无根）组成，林下土壤是酸性贫瘠的灰土，林下植被的物种数占了总植被数的90%以上。
内蒙古某地区黑河流域水土保持利用评价指标体系构建黑河流域位于内蒙古自治区境内，其水土资源保持利用具有重要的生态和经济价值。
为了科学评价黑河流域的水土保持情况，建立一个合理的评价指标体系是至关重要的。
本文将从黑河流域的水土保持背景、评价指标的选择和构建以及指标的权重确定三个方面论述黑河流域水土保持利用评价指标体系的构建。
一、黑河流域的水土保持背景黑河流域位于中国北方，气候干旱，降水稀少，土壤贫瘠，地表水资源稀缺。
由于地表覆盖薄，植被覆盖率低，容易发生风沙和水土流失现象。
此外，近年来人口增加和农业发展加剧了土地的开垦和资源的利用，给水土保持带来了更大的压力和挑战。
因此，建立科学合理的评价指标体系有助于了解黑河流域的水土保持状况和合理利用这些资源。
二、评价指标的选择和构建1. 植被覆盖率：植被覆盖率是评价水土保持的重要指标之一。
合理选择研究区域内的植被类型，通过遥感和实地调查等方式获取植被覆盖率数据。
2. 水土流失指数：水土流失指数是评价水土流失状况的重要指标，可通过水土保持模型和土壤侵蚀强度计算得出。
3. 土地利用方式：评价土地利用方式的合理性和可持续性，包括农田面积、林地面积、构筑物面积等。
4. 水资源利用率：评价黑河流域水资源的利用效率，包括水资源供需关系、水量利用率等。
5. 生态环境指标：评价黑河流域生态环境的状况，包括水质指标、空气质量指标等。
三、指标的权重确定为了确定各个指标的权重，可以采用专家调查法、层次分析法、综合评价模型等多种方法。
例如，可以邀请相关领域的专家进行评分和排序，通过统计分析来确定指标的权重。
此外，也可以利用专家意见进行计算，通过构建层次结构模型，运用一致性检验等方法确定指标的权重。
在确定指标的权重时，应充分考虑黑河流域的特点和需求，并结合相关政策和规划进行综合考量。
例如，如果黑河流域存在大量的农田面积和农业活动，可以适当提高农田面积和植被覆盖率等指标的权重，从而更好地评价黑河流域的水土保持情况。
黑河中游荒漠区植物生长与水分变化关系分析牛赟;张永喆;张虎;刘建海;赵国生【摘要】土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一，对人类的生存和发展构成了严重威胁。
通过黑河流域中游荒漠区建立的荒漠化综合防治试验站对土壤各层含水率、植被生物量、盖度、地下水埋深、降水量等9 a（2006—2014年）长期定位监测，采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法，研究了植被生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。
结果表明：（1）土壤平均质量含水率、植被平均生物量、平均盖度、地下水埋深、降水量年均分别为2.38%、136.13 g/m2、11.01%、271.63 cm、141.56 mm；年际变化幅度从大到小依次为土壤质量含水率＞植被平均盖度＞降水量＞植被平均生物量＞地下水埋深，其中土壤质量含水率和植被平均盖度呈波动性增加趋势，植被平均生物量、地下水埋深、降水量呈波动性略有减小趋势。
（2）在一年的植物生长季的3～11月份期间，降水量、地下水埋深变化步调基本一致，各层土壤含水率变化步调基本一致。
（3）植被平均盖度与土壤各层质量含水率中度正相关，与降水量低度相关，与其它因子关系极弱。
（4）植被平均盖度模型预测准确率可达79.2%，误差平均为0.381，解释变差可达89.9%。
本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。
%Land desertification is one of the world’s top ten environmental problems, and constitutes the serious threat for human survival and development. In order to explore response natural desert plant growth to changes of water in desertification control, the test station of desertification control in Hongshawo had been established in in Heihe middle reaches in 2006 by the academy of water resource conservationforests of Qilian mountains in Gansu province, and had been long-term location and multi-factor monitoring. At present, the data about meteorological, hydrological, soil, vegetation which related desertification and sandstorm occurrence and development had been obtained for 9 consecutive years. In this paper, extracted data about soil moisture content of each layer, vegetation biomass, coverage, groundwater depth and rainfall, which had come from test station of desertification control in Hongshawo had been set up in desert zones in Heihe middle reaches, and the algorithm of characteristic parameters, correlation and multiple regression analysis method had been used, and response characteristics of natural desert plant growth and changes of water interannual and annual variance had been studied. Results show that: (1) The average moisture content rate of soil, the average vegetation biomass, coverage, groundwater depth and precipitation respectively was 2.38%,136.13g/m2,11.01%,271.63 cm,141.56 mm. Interannual variation order from large to small was that moisture content rate ofsoil>coverage>precipitation>biomass>groundwater depth. The average moisture content of soil and average vegetation coverage showed a trend of volatility increase, but the average vegetation biomass, groundwater depth and precipitation showed a trend of slightly volatility decrease in the research area. (2) In the growing season from march to November, the annual variance pace of each layer soil moisture content were resemblance, and the changes of average vegetation coverage and biomass were non-significant.(3) Average vegetation coverage and soilmoisture content of each layer were mezzo positive correlation, but related to precipitation was low, very weak relationship with other factors. (4) The regression model of each layer soil moisture content and precipitation had been passed by R2 test, F test and t test, and and it was applicable and expandable. Through model analysis, the five factors of soil quality of moisture content in each layer and rainfall could explain 89.9% variation of the average vegetation coverage. This study could provide technology support and reference data for water resource management and evaluation of influence of water resource by engineering of returning farmland to forest, natural forest protection, comprehensive treatment of Heihe basin in desertification control.【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2016(036)008【总页数】8页(P96-103)【关键词】生物量;盖度;土壤质量含水率;荒漠化防治;黑河中游【作者】牛赟;张永喆;张虎;刘建海;赵国生【作者单位】甘肃张掖生态科学研究院甘肃省祁连山生态科技创新服务平台，甘肃张掖 734000; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州 730000; 甘肃省祁连山水源涵养林研究院红沙窝荒漠化综合防治试验站，甘肃张掖 734000;华南理工大学，广东广州 510641;甘肃张掖生态科学研究院甘肃省祁连山生态科技创新服务平台，甘肃张掖 734000; 甘肃省祁连山水源涵养林研究院红沙窝荒漠化综合防治试验站，甘肃张掖 734000;甘肃张掖生态科学研究院甘肃省祁连山生态科技创新服务平台，甘肃张掖 734000; 甘肃省祁连山水源涵养林研究院红沙窝荒漠化综合防治试验站，甘肃张掖 734000;甘肃张掖生态科学研究院甘肃省祁连山生态科技创新服务平台，甘肃张掖 734000; 甘肃省祁连山水源涵养林研究院红沙窝荒漠化综合防治试验站，甘肃张掖 734000【正文语种】中文【中图分类】S761.1全球干旱半干旱区域面积约占陆地总面积的三分之一，近百年来，气候变暖使得中纬度地区的干旱半干旱区范围不断扩大「1-2]。
黑河流域下游绿洲-荒漠梯度上的植被数量特征路明;刘加珍;陈永金;路亚坤【摘要】根据野外样方调查,以实际测量区域内各物种植株的多种指标为依据,分析黑河下游乌兰图格断面中植被的盖度、重要值(Pi)沿垂直于河道方向的梯度分布规律.结果表明:在垂直于河道方向上,乌兰图格断面植被总盖度呈现先增加后减小的趋势,并根据盖度值划分出1 200 m以内为河岸绿洲区、2 200～3 700 m为荒漠过渡区、4 300 m以外为荒漠区;从重要值(Pi)上观察乔、灌、草的分布规律,发现绿洲区近河道处胡杨占据生存优势,一定距离后草本占优势;荒漠过渡区和荒漠区灌木占据生存优势.同时分析乌兰图格断面植被盖度与土壤平均质量含水量的关系发现,在荒漠过渡区和荒漠区,两者具有一定的相关性.选取土壤水分、植被盖度分别为自变量和因变量,建构回归模型,利用SPSS软件进行分析,发现两者间的关系可用回归方程很好地反映出来.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2013(022)006【总页数】7页(P176-182)【关键词】黑河;乌兰图格;植被盖度;重要值(Pi);土壤水分【作者】路明;刘加珍;陈永金;路亚坤【作者单位】聊城大学环境与规划学院,山东聊城252059;聊城大学环境与规划学院,山东聊城252059;聊城大学环境与规划学院,山东聊城252059;聊城大学环境与规划学院,山东聊城252059【正文语种】中文【中图分类】Q948.15黑河发源于青藏高原东北缘的祁连山地，流经青海、甘肃、内蒙古三省区共11个县（旗）市，是中国第2大内陆河［1－2］。
西北干旱区内陆地区，干旱少雨，植被稀疏，生态环境相当脆弱，所以沙漠中的绿洲是当地人类生存和社会发展的重要依托［3－4］。
乌兰图格断面所处的额济纳绿洲是黑河流域下游末端的典型极端干旱荒漠绿洲，位于内蒙古自治区最西部，总面积5.99×104 km2，是保护河西走廊，西北乃至华北地区的天然生态屏障［5－6］。
森林植物主要通过林冠层、枯枝落叶层和土壤层拦截、吸收、蓄积降水实现对降水的再分配，从而发挥水源涵养功能。
秦岭森林资源丰富，被誉为天然“中央水塔”，具有重要的水源涵养功能。
秦岭北麓地表水源地分布众多，其中以黑河水源地最为重要，是陕西省西安市重要的水源。
黑河流域涉及多个自然保护区，区域内植被状态对水源地生态安全保障具有重要作用[1]。
目前，关于秦岭区域的研究多为植被覆盖变化趋势及驱动力相关性研究分析、水资源相关研究等，针对水源地，特别是黑河水源地保护的相关研究较少。
本文以黑河水源地保护范围为研究区域，基于遥感技术（Remote Sensing ，RS ）、地理信息系统（Geography Information Systems ，GIS ）和全球定位系统（Global Positioning Systems ，GPS ）等“3S ”技术，分析区内植被覆盖特征，划定水源涵养敏感区，提出黑河水源地生态保护建议，以期为秦岭区域水源地生态环境保护管理提供参考。
1研究区概况黑河水源地位于黑河峪口以上，保护区面积1481km 2，包括一级保护区、二级保护区和准保护区；涉及6个乡镇，上游常住人口较少；林木茂密，属暖温带落叶阔叶林带，有种子植物121科640属1550种、苔藓植物63科142属302种，还有大量的蕨类、地衣和菌类植物。
2研究方法2.1数据来源与预处理选取2020年中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台 ）Landsat-5TM 影像（空间分辨率30m ，云量小于10%）、数字高程模型（Digital Elevation Model ，DEM ）、水系图及保护区图等，在ArcGIS 、ENVI 等软件平台支持下，进行数据校正、配准、合成、增强及裁剪等处理，获得研究数据。
收稿日期：2023-07-03基金项目：陕社科联2022年度陕西生态空间治理重点课题项目“森林生态系统服务价值时空演变研究——以陕西省秦岭为例”（2022HZ1851）。
