周偉，王倩，章超斌，李建龍＊

（1.南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210093；2.甘肅民族師范學(xué)院歷史文化系，甘肅 合作747000）

球氣候變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)是當(dāng)前全球變化研究的重要內(nèi)容，氣候變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反饋一直是其中的研究焦點(diǎn)之一［1］。植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體［2］，也是連接大氣、土壤和水分等自然要素的“紐帶”［3］。植被作為環(huán)境變化重要的指示標(biāo)志，植被指數(shù)的變化能夠揭示環(huán)境的演化、變遷，植被指數(shù)遙感數(shù)據(jù)具有覆蓋范圍大，周期短的優(yōu)點(diǎn)，可為大面積植被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐。歸一化植被指數(shù)（NDVI，normalized difference vegetation index）是表征地表植被覆蓋和對(duì)光合有效輻射吸收能力的一個(gè)較好指標(biāo)［4］，被廣泛用于生物量、葉面積指數(shù)和植被生產(chǎn)力格局的估算和草地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)［5］。草地作為我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)最大的天然屏障［6，7］，具有防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、保持水土和促進(jìn)生態(tài)平衡的重要作用［8］。

NDVI在高植被覆蓋地區(qū)存在過飽和現(xiàn)象，而對(duì)植被稀疏地區(qū)的植被變化尤其敏感。NDVI在草地植被研究方面被廣泛應(yīng)用，Piao等［9］分析了草地植被NDVI動(dòng)態(tài)變化以及對(duì)氣候變化響應(yīng)。王新欣等［10］利用MODIS NDVI對(duì)天山北坡中段草地進(jìn)行生物量估測(cè)，建立了生物量動(dòng)態(tài)估測(cè)模型。衛(wèi)亞星等［11］利用 MODIS NDVI數(shù)據(jù)對(duì)青海省的草場(chǎng)進(jìn)行分級(jí)，分析了其草地狀況；毛飛等［12］利用美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局的高級(jí)甚高分辨率輻射儀獲得的 NDVI（NOAA／AVHRR NDVI，national oceanic atmospheric administer／advanced very high resolution radiometer NDVI）數(shù)據(jù)對(duì)藏北那曲地區(qū)草地植被進(jìn)行了分類。戴聲佩等［13］利用SPOT NDVI分析了祁連山地區(qū)草地植被的時(shí)空變化趨勢(shì)。齊述華等［14］利用NOAA／AVHRR數(shù)據(jù)分析了青藏高原中東部植被長(zhǎng)勢(shì)對(duì)氣候因子的響應(yīng)，表明氣候因子是影響植被覆蓋的一個(gè)重要因子。辜智慧等［15］利用NOAA／AVHRR數(shù)據(jù)分析了錫林郭勒草原植被覆蓋變化以及對(duì)氣候因子的響應(yīng)。王軍邦等［16］利用MODIS NDVI對(duì)內(nèi)蒙古中部植被進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并且發(fā)現(xiàn)降水量引起的NDVI波動(dòng)變化大于氣溫。

黑河中上游位于祁連山北坡和河西走廊中段，處于氣候變化的敏感區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)［17］，是研究陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化響應(yīng)機(jī)制的理想場(chǎng)所。草地是該流域的重要植被類型，近年來隨著氣候變化以及人類活動(dòng)的影響，黑河流域草地覆蓋發(fā)生明顯變化，因此黑河流域草地植被變化與氣候因子的關(guān)系研究，將有助于理解流域植被變化對(duì)氣候變化的響應(yīng)特征，對(duì)分析草地生態(tài)系統(tǒng)在氣候變暖背景下的變化趨勢(shì)具有重要的理論意義。目前關(guān)于黑河流域草地植被覆蓋變化的研究較少；并且在分析植被NDVI與氣候因子間的相關(guān)性時(shí)，多采用氣象站點(diǎn)上的植被NDVI和氣象因子的點(diǎn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果不能綜合反映面狀植被覆蓋變化對(duì)氣候變化的響應(yīng)特征。鑒于此，本研究利用由SPOT－4搭載的Vegetation傳感器獲取的SPOT－Vegetation NDVI數(shù)據(jù)分析了黑河中上游草地植被NDVI時(shí)空變化特征，并采用每種草地類型的NDVI和氣候因子的平均值進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)一步探討影響牧草生長(zhǎng)的關(guān)鍵氣候因子，以期為該區(qū)域應(yīng)對(duì)氣候變化以及草地資源的保護(hù)和管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黑河流域是我國(guó)西北干旱區(qū)第二大內(nèi)陸河流域（38°～42°N，98°～101°E），面積約13×104km2。研究區(qū)域位于黑河上中游的祁連山地和河西走廊中段（圖1）。黑河上中游地區(qū)自然條件復(fù)雜，水熱條件差異大，具有典型大陸性氣候特征，由于受東南季風(fēng)影響的強(qiáng)弱、水熱條件的再分配以及復(fù)雜多樣的地形變化等多因素的綜合作用，發(fā)育了多種多樣的地貌、土壤類型和植被類型，草地類型呈現(xiàn)明顯的垂直地帶性分異［18，19］。黑河中上游的天然草地分布于海拔1 300～4 100m的祁連山區(qū)和祁連山與龍首山、合黎山之間的山前傾斜平原，草地占研究區(qū)總面積的73%，從低海拔到高海拔依次分布著沼澤草地、低濕地草甸、干荒漠草地、山地荒漠草地，草原化荒漠草地、荒漠化草原、山地草原、山地草甸草原、山地草甸、高寒草原、高寒草甸［20］。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location of study area

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究所采用的數(shù)據(jù)為1999－2007年的SPOT VGT－NDVI數(shù)據(jù)集，來源于國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)“中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心”（http：／／westdc.westgis.ac.cn），該數(shù)據(jù)是通過對(duì)SPOT源數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正、輻射校正、幾何校正和拉伸后生成10d最大化合成NDVI數(shù)據(jù)，其空間分辨率為1km。土地覆蓋數(shù)據(jù)來源于GLC2000項(xiàng)目開發(fā)的基于SPOT－4遙感數(shù)據(jù)的全球土地覆蓋數(shù)據(jù)中國(guó)子集，在ArcGIS 9.3軟件中利用公式：NDVI＝DN×0.004－0.1將DN值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)NDVI值，然后利用黑河中上游矢量邊界進(jìn)行剪裁，得到黑河中上游NDVI數(shù)據(jù)。

氣象數(shù)據(jù)由國(guó)家氣象信息中心資料室提供，包括7個(gè)氣象站點(diǎn)1999－2007年逐月平均氣溫、降水量、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)。在ArcGIS 9.3中使用反距離權(quán)重（inverse distance weighted，IDW）方法進(jìn)行插值，得到研究區(qū)氣象柵格數(shù)據(jù)。NDVI和氣象數(shù)據(jù)均投影為Albers投影。

1.3 研究方法

1.3.1 NDVI數(shù)據(jù)處理 采用ArcGIS空間分析技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)研究區(qū)草地植被NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。采用國(guó)際上慣用的最大值合成MVC（maximum value composites）法對(duì)每月10d合成NDVI進(jìn)行處理，即圖像中每一個(gè)像元值用該月最大NDVI值代替，該處理可以減少大氣的云、顆粒、陰影、視角以及太陽(yáng)高度角的影響［21］。使用常用的累積平均法和均值法合成草地年累積NDVI值，NDVI年均值，生長(zhǎng)期的NDVI年均值和月均值。

1.3.2 NDVI變化趨勢(shì)線分析 趨勢(shì)線分析法能模擬每個(gè)柵格的變化趨勢(shì)［22］，反映不同時(shí)期植被覆蓋變化趨勢(shì)的空間特征，本研究采用趨勢(shì)線分析模擬1999－2007年黑河中上游草地NDVI變化趨勢(shì)，計(jì)算公式如下：

式中，n為監(jiān)測(cè)年數(shù)；NDVIj為第j年NDVI平均值；θslope為趨勢(shì)線的斜率，其中θslope＞0，說明NDVI在n年間的變化趨勢(shì)是增加的，反之則是減少。根據(jù)θslope的變化范圍［13，23］，定義顯著減少（θslope＜－0.006），輕度減少（－0.006＜θslope＜－0.001），基本不變（－0.001＜θslope＜0.001），輕度增加（0.001＜θslope＜0.006）和顯著增加（θslope＞0.006）5個(gè)變化區(qū)間，并統(tǒng)計(jì)每個(gè)變化區(qū)間的面積及其面積百分比。

1.3.3 草地NDVI的空間變化量分析 本研究使用影像差異法分析草地植被NDVI空間變化量［24］。影像差異是將2個(gè)不同時(shí)相的影像在完全配準(zhǔn)情況下，從一個(gè)影像中將另一個(gè)影像的信息提取出來。它通常用于提取多時(shí)相圖像中隨時(shí)間而變化的信息，常用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。研究中將2007年與1999年的2期NDVI影像相減，將結(jié)果像元值大于0的記作增加，表示1999－2007年黑河流域草地植被NDVI增加，反之為減少。

1.3.4 草地NDVI與氣候因子的相關(guān)性分析 根據(jù)GLC2000全球土地覆蓋數(shù)據(jù)中的中國(guó)子集，并結(jié)合甘肅省草地資源［18，25］調(diào)查資料，將研究區(qū)草地分為4類，荒漠草地（GLC2000中的類型11－荒漠草地）、平原草地（GLC2000中的類型10－平原草地）、高寒草甸草地（GLC2000中的類型8－高山亞高山草甸和類型22－高山亞高山草地）、典型草原（GLC2000中的類型12－草甸）。研究區(qū)氣象站點(diǎn)分布不均勻并且每個(gè)站點(diǎn)附近的草地類型不唯一，為了避免以氣象站點(diǎn)的氣候因子和NDVI的相關(guān)性系數(shù)代替面狀草地類型的NDVI與氣候因子相關(guān)性，本研究根據(jù)研究區(qū)氣象因子的插值數(shù)據(jù)和NDVI數(shù)據(jù)，提取不同草地類型多年月平均氣溫、降水量、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)和月平均NDVI數(shù)據(jù)，分別計(jì)算NDVI與各氣候因子間的相關(guān)性。5－9月黑河流域氣候雨熱同期，處于植被生長(zhǎng)季，因此本研究選擇了草地生長(zhǎng)期5－9月的NDVI數(shù)據(jù)分析植被NDVI與各氣候因子間的相關(guān)性。相關(guān)性系數(shù)公式如下：

式中，xi是5－9月第i月的植被NDVI，－x是5－9月NDVI的平均值；yi是5－9月第i月的氣候因子值，－y是5－9月氣候因子的平均值。并對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 草地NDVI的時(shí)間變化特征、空間分布格局、草地NDVI變化趨勢(shì)系數(shù)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析均在ArcGIS 9.3中完成，通過SPSS 16.0進(jìn)行草地NDVI與氣候因子的相關(guān)性分析和顯著性檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析和圖表制作在Excel中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑河中上游草地植被NDVI空間分布特征分析

黑河中上游草地植被NDVI空間分布具有明顯的地區(qū)差異性（圖2和3），整體呈現(xiàn)東南部多，西北部少的格局。位于黑河上游及其支流的托來山、走廊南山、冷龍嶺和張掖市是典型草原覆蓋區(qū)域，草地覆蓋高，其中祁連縣、肅南縣東南部和張掖市南部地區(qū)植被的年累計(jì)NDVI值較高，介于4～5。位于托勒南山北坡和走廊南山兩側(cè)的高寒草甸草原覆蓋區(qū)域以及酒泉和張掖市南部的典型草原覆蓋區(qū)，NDVI值次之，介于3～4。從高寒草甸草原向荒漠草原過渡的區(qū)域草地植被NDVI介于2～3。祁連縣和肅南縣西北部以及張掖市北部的荒漠草地NDVI較低，為1～2。位于高臺(tái)縣南部荒漠的草地NDVI值最低，小于1。

圖2 黑河中上游草地類型分布Fig.2 Grassland types distribution in the middle and upper reaches of Hei River

圖3 1999－2007年黑河中上游草地植被年累計(jì)NDVI空間分布The distribution of cumulative NDVI from 1999to 2007in the middle and upper reaches of Hei River

2.2 黑河中上游草地植被NDVI變化時(shí)間特征分析

2.2.1 NDVI年際變化特征 通過計(jì)算得到1999－2007年4種不同草地類型和全部草地植被年均NDVI和生長(zhǎng)季（5－9月）年均NDVI值（圖4）。年均值NDVI和生長(zhǎng)季的平均NDVI變化趨勢(shì)基本一致，都呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，這與程瑛等［26］的研究結(jié)論一致，由于祁連山中西段和黑河流域處于氣候從暖干向暖濕轉(zhuǎn)型的顯著轉(zhuǎn)型區(qū)［27］，降水量和融雪量增加，草地覆蓋度增加。典型草原植被NDVI最高，平原草地次之，高寒草甸草地的NDVI較低，荒漠草地最低，全部草地植被NDVI值介于平原草地和高寒草甸草地之間。年均NDVI最高值出現(xiàn)在2007年，達(dá)到0.241，最低值出現(xiàn)在2001年，為0.202，生長(zhǎng)季NDVI最高值在2007年，達(dá)到0.381，最低值在2001年，為0.301。

圖4 黑河中上游不同草地植被NDVI年際變化Fig.4 Interannual changes of NDVI for different grassland types in the middle and upper reaches of Hei River

2.2.2 NDVI年內(nèi)變化特征 黑河中上游全部草地、典型草原、平原草地、高寒草甸草地和荒漠草地的NDVI年內(nèi)月均變化曲線均呈單峰型（圖5），年最大NDVI值均出現(xiàn)在7月份，分別為0.430，0.569，0.503，0.352，0.182。5－9月是牧草生長(zhǎng)季，NDVI變化明顯，草地NDVI從5月份開始增加，6月份增加迅速，7月份達(dá)到最大值，8月份NDVI開始下降，10月份牧草基本停止生長(zhǎng)，每年的1－4月和11－12月份草地NDVI變化不大。這主要受氣候特征的影響，黑河中上游地區(qū)5－9月雨熱同期，并且在7－8月份達(dá)到最佳，牧草生長(zhǎng)茂盛，從11月到翌年2月牧草處于枯黃期，植被覆蓋較低，3－4月草地處于返青期，植被生長(zhǎng)緩慢，NDVI值也較低。其中荒漠草地NDVI的變化幅度明顯低于其他草地類型。

2.3 黑河中上游草地植被NDVI變化的空間特征分析

圖5 黑河中上游不同草地植被NDVI年內(nèi)變化特征Fig.5 The monthly changes of NDVI in different grassland types

2.3.1 黑河中上游草地植被NDVI變化空間分布特征 利用趨勢(shì)分析方法模擬了研究區(qū)草地植被NDVI隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，并且趨勢(shì)系數(shù)大于0.001時(shí)，植被NDVI在1999－2007間處于增加趨勢(shì)，當(dāng)趨勢(shì)系數(shù)小于－0.001時(shí)植被覆蓋度降低（表1，圖6）。黑河中上游草地植被NDVI總體呈增加趨勢(shì)，草地覆蓋趨于改善，并且存在明顯的地區(qū)差異性。71.53%的天然草地植被NDVI增加，NDVI增加的面積為28 418km2，NDVI增加的區(qū)域主要分布在托來山、走廊南山、冷龍嶺和張掖市、山丹縣南部海拔在1 800～4 100m的山前傾斜平原和河西走廊中段的天然草地地區(qū)。這些地區(qū)處于高山亞高山地區(qū)，受人類活動(dòng)影響較小，且隨著全球氣候變暖，降水量和冰雪融水增多［28，29］，使得黑河流域草地植被覆蓋度增大。草地NDVI減少的區(qū)域主要分布在研究區(qū)托勒南山、走廊南山和冷龍嶺的荒漠草地向非草地過度區(qū)域，NDVI減少的面積為7 717km2，占黑河中上游草地總面積的19.43%。由于該地區(qū)受人類活動(dòng)影響較大，過渡放牧等導(dǎo)致天然草地退化明顯［30］，草地覆蓋降低。1999－2007年只有9.04%的草地NDVI基本不變。

黑河中上游不同草地類型的NDVI變化存在明顯差異，典型草原、平原草地、高寒草甸草地和荒漠草地植被NDVI增加的面積分別為14 778，515，8 095和5 300km2，分別占黑河中上游總草地面積的36.52%，1.30%，20.37%，13.34%。典型草原、平原草地、高寒草甸草地和荒漠草地植被 NDVI分別減少3 143，22，3 664，887 km2，分別占研究區(qū)總草地面積的7.92%，0.06%，9.22%，2.23%。其中典型草原植被NDVI增加最明顯，高寒草甸草地增加面積次之，平原草地最低。

表1 1999－2007年黑河中上游草地植被NDVI變化統(tǒng)計(jì)Table 1 The statistics of grassland NDVI change in the middle and upper reaches of Hei River

2.3.2 黑河中上游草地植被NDVI空間變化量 通過2007年和1999年2期年均NDVI值進(jìn)行影像差異分析，從中提取得到1999－2007年研究區(qū)域草地NDVI變化量分布（圖7）。NDVI變化的分布特征與NDVI多年變化趨勢(shì)分布格局基本相同。NDVI增加量最大的區(qū)域分布于河西走廊的山丹軍馬場(chǎng)、張掖市東部和高臺(tái)縣西南部的典型草原；典型草原、平原草地、高寒草甸草地、荒漠草地的最大增加量分別為0.187，0.273，0.186，0.211。NDVI減少量最多的地區(qū)分布在托勒南山、走廊南山和托萊山和冷龍嶺的高寒草甸草地和荒漠草原向非草地過度區(qū)域，典型草原、平原草地、高寒草甸草地、荒漠草地的最大減少量分別為0.105，0.127，0.094，0.067。

2.4 黑河中上游草地植被NDVI與氣候因子關(guān)系分析

影響牧草生長(zhǎng)的氣候因子很多，本研究選擇了月平均氣溫、月平均降水量、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)。分析4種草地類型1999－2007年牧草主要生長(zhǎng)期（5－9月）月平均NDVI與上述4個(gè)氣候因子的相關(guān)性（表2）。研究區(qū)草地植被NDVI與月平均氣溫、月平均降水量、相對(duì)濕度的相關(guān)性系數(shù)分別為0.942（P＜0.01），0.922（P＜0.05），0.762，其中與平均氣溫呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，并且NDVI與氣溫的相關(guān)系數(shù)大于降水量，這與郭鈮等［31］研究結(jié)論一致。由于黑河流域處于西北內(nèi)陸干旱區(qū)，降水量較少，對(duì)海拔較高的區(qū)域氣溫較低將不利于植被的生長(zhǎng)；而近年來隨著西北地區(qū)氣候向暖濕轉(zhuǎn)型［29］，氣溫升高、降水量增加使植被生長(zhǎng)加速，NDVI增大。草地NDVI與日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r＝－0.291），因?yàn)檠芯繀^(qū)日照充足，當(dāng)日照條件得到基本滿足情況下，多余的日照反而對(duì)牧草生長(zhǎng)不利，這是由于日照越多，蒸散越大，最終導(dǎo)致NDVI下降［32］。

圖6 1999－2007年黑河中上游草地NDVI變化趨勢(shì)空間分布Fig.6 Spatial distribution of NDVI changes trend from 1999to 2007

圖7 1999－2007年黑河中上游草地植被NDVI變化量atial distribution of NDVI variation from 1999to 2007in the middle and upper reaches of Hei River

典型草原NDVI與月平均氣溫、月平均降水量、相對(duì)濕度的相關(guān)性系數(shù)分別為0.907（P＜0.05），0.936（P＜0.05），0.761；與日照時(shí)數(shù)相關(guān)系數(shù)為－0.308；牧草生長(zhǎng)受降水量和氣溫的影響較大。

平原草地NDVI與月平均氣溫、月平均降水量、相對(duì)濕度的相關(guān)性系數(shù)分別為0.980，0.902，0.764，與平均氣溫的相關(guān)性最高，通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)；與日照時(shí)數(shù)相關(guān)性為－0.256。

高寒草甸草地NDVI與月平均氣溫呈顯著性正相關(guān)關(guān)系（r＝0.934，P＜0.05），與降水量和相對(duì)濕度相關(guān)系數(shù)分別為0.833，0.504，與日照時(shí)數(shù)相關(guān)性為－0.062。說明在海拔高降水較豐富的高寒草甸草地，氣溫升高有利于植被生長(zhǎng)，草地NDVI增大。相對(duì)濕度對(duì)草地NDVI影響不大。

荒漠草地NDVI與月平均氣溫、月平均降水量、相對(duì)濕度的相關(guān)性系數(shù)分別為0.862，0.931（P＜0.05），0.82，與日照時(shí)數(shù)為－0.389。由于荒漠草地降水量較低，牧草生長(zhǎng)容易受到干旱脅迫，因此水分是限制荒漠草地植被生長(zhǎng)的主要因子。

表2 黑河中上游草地植被NDVI與氣候因子的相關(guān)性Table 2 Correlation between grassland vegetation NDVI and climate factors in the middle and upper reaches of Hei River

3 討論與結(jié)論

植被被認(rèn)為是綜合反映生態(tài)環(huán)境變化的敏感指示器。有研究表明近20年來中國(guó)植被活動(dòng)在增強(qiáng)［33］。黑河流域處于生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)和氣候變化的敏感區(qū)，是研究植被響應(yīng)氣候變化的理想?yún)^(qū)域。草地作為黑河中上游的主要植被類型，在1999－2007近10年間，其草地植被覆蓋變化顯著，不同草地植被的年均NDVI和生長(zhǎng)期NDVI均呈增加趨勢(shì)，2007年NDVI值最高，2001年最低。分析其動(dòng)態(tài)變化的原因，可能存在兩方面因素：一是近年來隨著祁連山自然保護(hù)區(qū)的成立，一系列生態(tài)保護(hù)政策的實(shí)施，如封山育林、退耕還林還草工程等，促使了該區(qū)域植被覆蓋的增加；另一方面，受西風(fēng)環(huán)流的影響，該研究區(qū)降水量呈現(xiàn)出明顯增加趨勢(shì)［34］。本研究表明，不同草地類型的NDVI年內(nèi)變化呈單峰曲線型，5月份開始增大，7月份達(dá)到最高值，10月份牧草開始枯黃，從11月到翌年4月份草地NDVI值較低且基本不變，NDVI年內(nèi)變化特征與馬明國(guó)等［23］和程瑛等［26］結(jié)論一致，這種變化特征主要受該地區(qū)氣候條件以及牧草自身生長(zhǎng)特性等因素的影響。

黑河中上游草地植被NDVI空間分布呈現(xiàn)明顯的地區(qū)差異性，整體呈現(xiàn)東南部的典型草原和高寒草甸草地較高，西北部荒漠草地較低的格局。1999－2007年草地植被NDVI整體呈增加趨勢(shì)，71.53%的天然草地植被覆蓋在增加，增加的區(qū)域主要分布在托來山、走廊南山、冷龍嶺和張掖市、山丹縣南部海拔1 800～4 100m的山前傾斜平原和河西走廊中段的典型草原和高寒草甸草地；這些地區(qū)處于高山亞高山地區(qū)，受人類活動(dòng)影響較小，且隨著全球氣候變化，該區(qū)域氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)型［27］，降水量和冰雪融水增多［13，26］。典型草原、平原草地、高寒草甸草地、荒漠草地的NDVI最大增加量分別為0.187，0.273，0.186，0.211。減少的區(qū)域主要分布在研究區(qū)托勒南山、走廊南山和冷龍嶺的荒漠草地向非草地過渡區(qū)域，由于該地區(qū)受人類活動(dòng)影響較大，天然草地退化明顯，草地覆蓋降低［30］。減少面積占黑河中上游草地總面積的19.43%；該區(qū)域典型草原、平原草地、高寒草甸草地、荒漠草地的 NDVI最大減少量分別為0.105，0.127，0.094，0.067。

氣溫、降水、日照和空氣濕度與植物的生長(zhǎng)密切相關(guān)。本研究中，黑河中上游牧草生長(zhǎng)受氣溫和降水量的影響較為明顯，并且表現(xiàn)為NDVI與氣溫的相關(guān)系數(shù)大于降水，該結(jié)論與郭鈮等［31］和毛飛［32］的研究一致，說明熱量充足，水資源充沛的條件有利于牧草生長(zhǎng)；相對(duì)濕度對(duì)草地覆蓋度的影響較小，日照時(shí)數(shù)與NDVI呈負(fù)相關(guān)性，說明日照時(shí)數(shù)越長(zhǎng)，光照越多，植被蒸騰和土壤水分蒸發(fā)量就越大，從而導(dǎo)致空氣相對(duì)濕度下降，結(jié)果不利于土壤保墑和牧草生長(zhǎng)［32］。對(duì)于不同草地類型，其牧草生長(zhǎng)的限制因子不同。其中高寒草甸草地NDVI與氣溫的相關(guān)系數(shù)大于降水，由于高寒草甸地區(qū)降水量相對(duì)豐富，對(duì)植被生長(zhǎng)而言，熱量條件較降水更為重要［31］。而對(duì)于荒漠草地，由于其熱量相對(duì)充足，水分則成為牧草生長(zhǎng)的最主要限制因子。致謝：感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供SPOT VGT－NDVI數(shù)據(jù)集；同時(shí)感謝中國(guó)氣象局氣象信息中心資料室提供的氣象數(shù)據(jù)。

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