关中地区植被覆盖及其人为影响的时空演变与归因探测

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在气候变化异常与社会经济迅猛发展的背景下,人类对生态环境的影响日益加深,特别是经济较发达地区,城市化与工业化迅速发展的同时,对植被的破坏与修复问题不可小觑,促进植被覆盖人为正干预或进行生态环境的可持续性发展问题研究,都将有助于人类社会的稳定、和谐及幸福小康生活的构建,进而研究植被覆盖变化的现状与未来及生态精准修复等问题仍是当前人类关注的重点。本研究利用Sen趋势法、MK检验法及Hurst指数等方法对关中地区植被覆盖的过去、现状及未来演变趋势进行分析,利用残差法剥离影响植被覆盖的自然因素,获得影响植被覆盖的人为因素,并从时间变化特征、空间分布特征、空间变化趋势及未来演变趋势进行植被覆盖人为影响分析。选取7种因子(城市分布、交通、人口、GDP、土地利用、高级别景区、城市化率)作为人为影响植被覆盖的主要方面,利用地理探测器模型对植被覆盖人为影响的具体方向进行分解研究。主要结论如下:(1)关中地区植被覆盖在2001-2018年间呈改善趋势,但在未来变化中呈退化趋势。在时间尺度上,关中地区植被覆盖在过去18年(2001-2018)间呈先上升后下降趋势。在空间变化上,植被覆盖的高值区主要分布在关中地区南北两侧,低值区主要分布在关中地区中部,即渭河沿线,且其空间变化趋势呈良性改善趋势。但在未来变化中,植被覆盖整体呈退化趋势发展,尤其在植被覆盖改善区域转退化趋势占比大,应注重在植被改善区的植被恶化问题的重演。(2)关中地区植被覆盖人为影响在2001-2018年间呈正作用趋势发展,但在未来演变趋势中,呈人为影响负作用趋势演变。在时间尺度上,关中地区植被覆盖人为影响在2001-2018年间在不断波动中向正作用趋势演变。从空间分布特征来看,植被覆盖人为影响强烈区域主要分布在关中地区北部和中东部,人为影响轻微区域主要分布关中地区南部。从植被覆盖人为影响空间变化趋势来看,整体呈正作用趋势发展(正作用区域占67.73%大于负作用区域占32.27%),但在植被覆盖人为影响的未来演变趋势中,呈人为影响负作用趋势演变,负作用区域(58.92%)大于正作用区域(41.08%)。(3)植被覆盖人为影响与植被覆盖变化具有一定的协同性和制约性,植被覆盖的上升和下降区域与植被覆盖人为影响的负作用区域和正作用区域具有基本一致性。从关中地区植被覆盖时间变化特征、空间分布特征、空间变化趋势及未来变化趋势与植被覆盖人为影响进行结果比对发现:关中地区植被覆盖变化受人为影响较大,植被覆盖人为影响的正作用区域主要分布在关中地区南北两侧,负作用区域主要分布在关中地区中东部,这与植被覆盖的上升和下降区域基本一致。(4)在植被覆盖人为影响的各因子中,土地利用是植被覆盖人为影响中影响最为强烈的因子,各因子对植被覆盖人为影响的作用在不同年份呈差异性、动态式变化,体现了人为因素对植被覆盖作用的多元化与复杂化。将植被覆盖人为影响的主要7种因子进行因子探测与交互作用探测,得出交通、人口、GDP三者具有相似性的波动性,城市化率和城市分布具有相似波动性,土地利用和高级别景区具有相似波动性,且各因子对植被覆盖人为影响的影响不随时间变化呈规律性变化,表现为动态式变化,即各因子对植被覆盖人为影响的影响程度在不同的年份随着经济社会的发展有差异性表现。而从同年份的各因子影响程度来看,土地利用是植被覆盖人为影响中影响最为强烈的因子。在交互作用中,各因子两两交互作用对植被覆盖人为影响的影响都大于其单子的影响,整体呈现出,随着时间的推移(社会经济的发展)两两因子对植被覆盖人为影响的影响逐渐减弱,而逐渐转变为多因子共同作用影响,即从非线性增强逐渐表现为双因子增强居多,体现为社会经济发展的多元化及人为因素对植被覆盖作用的复杂化。
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