黄土高原植被恢复对土壤水分的影响分析

作     者：王蕾钦 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王飞

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：生态修复 土壤水分 变化趋势 空间分布 相似降水 

摘      要：黄土高原土壤侵蚀严重,生态环境严重恶化。为防治水土流失恢复生态环境,1999年以来,黄土高原实施了大规模的退耕还林(草)工程,有效提升了植被覆盖。然而,大规模的植被恢复可能影响黄土高原土壤水分时空格局。本研究以1992年-2013年逐月降水量、归一化植被指数(NDVI)和土壤水分指数(SWI)为数据源,采用趋势性分析、平均值法等研究方法,探究了黄土高原退耕还林(草)前后植被覆盖以及土壤水分的年际与季节变化趋势和空间分异,并利用相似降水年概念最大限度排除降水对土壤水分的影响,明确了黄土高原植被恢复与土壤水分的关系。本研究主要取得的结论如下:(1)通过对逐像元1992-2013年黄土高原NDVI和SWI年际及季节值的趋势性研究,发现黄土高原植被覆盖和土壤水分在研究时段内都是由东南向西北递减,与1992年相比,2013年的NDVI和SWI都得到提升。NDVI提升的幅度较大,2013年较1992年年均值增长53%,研究时段内年际NDVI变化非常显著,增长的面积达到91.35%,其中极显著增加的地区占黄土高原总面积69.62%;各个季节的NDVI也都得到较大程度提升,增长的面积均达到70%以上。SWI在研究时段内的变化幅度较小,2013年SWI的年均值只比1992年高2.5%,且年际变化不显著,极显著增加的面积仅占黄土高原总面积0.80%;季节变化中春夏两季增加的显著程度较秋季高,秋季SWI增长趋势不显著,其中非显著增加的面积达86.52%。(2)根据NDVI和SWI的年际变化趋势组合,对黄土高原分区,选取面积较大(占黄土高原总面积2%以上)的9个区,分析各分区内相似降水条件下NDVI与SWI的关系。结果表明,共有NDVI与SWI同时增加、NDVI增加SWI减少、NDVI减少SWI增加以及NDVI减少SWI减少四种情况,NDVI减少的情况在黄土高原所占面积较少,因此未做讨论。NDVI与SWI同时增加的区域主要分布在黄土高原西部六盘山以及宁夏河套平原地区;NDVI增加而SWI减少的情况主要出现在黄土高原中东部丘陵与塬地以及汾渭平原和太行山周围。研究结果表明,黄土高原植被、土壤水分变化的区域性明显,且随着植被覆盖的增加,土壤干旱的情况可能出现恶化,因此在未来生态恢复过程中,需要进一步认识植被恢复对土壤水分的关系,促进黄土高原植被恢复的可持续性。