李鑫磊，李瑞平，2，王秀青，王思楠，王成坤

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)測(cè)繪地理信息中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

林草作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，在全球物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)中發(fā)揮著重要的作用，對(duì)緩解地區(qū)水土流失具有明顯的生態(tài)效益［1-3］。植被覆蓋度（Fractional Vegetation Cover, FVC）可以作為衡量植被生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要的指標(biāo)，能夠反映出區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)中存在的植被退化等各種環(huán)境問(wèn)題，是估算和監(jiān)測(cè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和功能的重要參數(shù)［4-6］，很多學(xué)者基于植被覆蓋度數(shù)據(jù)應(yīng)用不同方法分析了區(qū)域植被的生長(zhǎng)變化情況及驅(qū)動(dòng)力分析，大量研究發(fā)現(xiàn)氣象因素（氣溫、降水）對(duì)植被生長(zhǎng)變化的解釋力較強(qiáng)［7-13］。如馬曉妮等［14］通過(guò)對(duì)黃土高原的砒砂巖區(qū)植被覆蓋度環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子的量化分析表明，降水、氣溫、土壤水分是影響砒砂巖區(qū)植被覆蓋空間分布的主導(dǎo)環(huán)境因子。近年來(lái)，更多的學(xué)者定量分析和評(píng)價(jià)了自然環(huán)境因子對(duì)植被生長(zhǎng)的影響，而對(duì)植被生長(zhǎng)與人類活動(dòng)的響應(yīng)關(guān)系探究較少，實(shí)際上，人類活動(dòng)對(duì)植被生長(zhǎng)與變化的影響也不容忽視［15］。

地理探測(cè)器是基于一組統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來(lái)探測(cè)空間分異性，揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的空間統(tǒng)計(jì)方法［16-18］。祝聰?shù)龋?9］通過(guò)地理探測(cè)器對(duì)2006—2016 年岷江上游植被覆蓋度的時(shí)空變化進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)力分析，發(fā)現(xiàn)岷江上游植被覆蓋度主要受海拔、氣溫、土壤類型、降水4個(gè)因子的影響。許多研究對(duì)區(qū)域植被覆蓋度時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)力分析有著重要的意義，但大多只是對(duì)驅(qū)動(dòng)因子對(duì)植被覆蓋度的解釋力進(jìn)行了定量分析，缺乏對(duì)影響植被生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因子適宜條件的探究。

河套灌區(qū)大部分區(qū)域處于荒漠化邊緣地帶，導(dǎo)致該地區(qū)的草地、林地等自然植被處于退化的邊緣［20］，并且作為我國(guó)較大的農(nóng)牧交錯(cuò)帶，常年的耕作和灌溉，導(dǎo)致其地下水位下降和土壤鹽堿化加劇，從而加重了生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和脆弱性，若不予以有效保護(hù)，極易向荒漠化演變［21-22］。近年來(lái)，不少學(xué)者對(duì)包含河套灌區(qū)在內(nèi)的黃河流域和蒙陜甘地區(qū)的植被覆蓋進(jìn)行了研究，其中，張志強(qiáng)等［23］分析了2000—2019年黃河流域植被覆蓋度時(shí)空分布格局，對(duì)制定黃河流域生態(tài)保護(hù)方案提供了數(shù)據(jù)支撐；蘇麗德等［24］對(duì)1986—2019 年烏拉特后旗荒漠化動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了烏拉特后旗90%的區(qū)域都處于荒漠化狀態(tài)。然而，以往的植被覆蓋度的研究一般都是對(duì)區(qū)域總體植被進(jìn)行了分析，而對(duì)于以農(nóng)業(yè)為主的河套灌區(qū)，區(qū)域總體植被覆蓋度的結(jié)論很難反映出自然植被的生長(zhǎng)情況。因此本文以此為切入點(diǎn)，開展河套灌區(qū)林草植被年際動(dòng)態(tài)變化的研究。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

河套灌區(qū)位于我國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市，是我國(guó)三大灌區(qū)之一，也是亞洲最大的灌區(qū)（圖1）。灌區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降水量較少，年平均降水量約為135～225 mm，主要集中于7—9月。蒸發(fā)量比較大，年平均蒸發(fā)量約為1750 mm。多年平均氣溫約為5.6 ℃，灌區(qū)北依陰山山脈，南臨黃河，東接內(nèi)蒙古包頭市郊，西靠烏蘭布和沙漠。東西跨度約為250～260 km，南北跨度約為45～60 km。灌區(qū)地形平坦，整體海拔介于911～1167 m 之間。灌區(qū)年引黃水量約50×109m3，占黃河過(guò)境水量的六分之一，是灌區(qū)重要的水資源來(lái)源。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

本文共使用與研究相關(guān)的12 種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。包括用于提取植被覆蓋度的遙感數(shù)據(jù)，提取林草植被的土地利用矢量數(shù)據(jù)以及用于分析的地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地下水?dāng)?shù)據(jù)、GDP 和人口數(shù)據(jù)、距水域、公路、居民點(diǎn)、耕地距離數(shù)據(jù)（表1）。

表1 雙因子交互作用結(jié)果分類Tab.1 Two-factor interaction results classification table

1.3 研究方法

1.3.1 林草植被覆蓋度 利用像元二分模型估算植被覆蓋度［25］，計(jì)算公式如下：

式中：FVC 表示植被覆蓋度，本文參考李苗苗等［26］提出的NDVIveg和NDVIsoil的取值方法，在NDVI 的頻率累計(jì)表上取給定置信區(qū)間內(nèi)的最大值和最小值，分別作為NDVIveg和NDVIsoil，因此本文結(jié)合河套灌區(qū)的實(shí)際情況與前人研究采用5%～95%的置信區(qū)間估算植被覆蓋度，通過(guò)林草地矢量數(shù)據(jù)提取河套灌區(qū)林草地植被覆蓋度。

參考中華人民共和國(guó)水利部2008年頒發(fā)的《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》［27］與植被覆蓋度分級(jí)要求的相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)合野外實(shí)際調(diào)查情況，將植被覆蓋度通過(guò)密度分割劃分成5個(gè)等級(jí)（表2）。

表2 植被覆蓋度分級(jí)Tab.2 Vegetation coverage classification

1.3.2 FVC變化趨勢(shì)分析法 年均FVC變化趨勢(shì)表達(dá)式如下：

式中：slope表示林草植被覆蓋度變化趨勢(shì)斜率；n表示研究時(shí)間序列的長(zhǎng)度；變量i表示年份序號(hào)；xi表示第i年的植被覆蓋度。其中，當(dāng)slope值為正時(shí)，表明在研究時(shí)段內(nèi)的植被覆蓋度呈增加趨勢(shì)；若slope值為負(fù)值，則表明植被覆蓋度在研究時(shí)段內(nèi)呈減少趨勢(shì)。

1.3.3 重心遷移模型 重心遷移模型是較為常見的分析模型之一，它能夠直觀地表現(xiàn)出某個(gè)要素在空間上遷移的規(guī)律以及集聚的情況［28］。重心遷移模型計(jì)算公式如下：

式中：Xr、Yr表示各等級(jí)植被覆蓋度重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；Fis表示第i個(gè)植被覆蓋度像元在第s年的值；xi、yi為第s年在第i個(gè)格網(wǎng)上植被覆蓋度的重心坐標(biāo)。

1.3.4 FVC驅(qū)動(dòng)因子定量分析

（1）因子探測(cè)

探測(cè)植被覆蓋度的空間分異性和各個(gè)驅(qū)動(dòng)因子對(duì)林草植被覆蓋度空間分異性的解釋程度，用q值度量，計(jì)算公式如下：

式中：h為林草植被覆蓋度或驅(qū)動(dòng)因子的分類或分區(qū)；Nh和N分別為第h分區(qū)與全區(qū)的單元數(shù)；σ2h和σ2分別為第h分區(qū)與全區(qū)y值的方差。SSW和SST分別為層內(nèi)方差之和與全區(qū)總方差。q的值域?yàn)椋?，1］，q值越大則表示驅(qū)動(dòng)因子x對(duì)植被覆蓋度y的解釋力就越強(qiáng)，反之則越弱。

（2）交互探測(cè)器

交互探測(cè)器用于識(shí)別不同驅(qū)動(dòng)因子之間的交互作用，即探測(cè)驅(qū)動(dòng)因子X1和驅(qū)動(dòng)因子X2共同作用時(shí)對(duì)植被覆蓋度的解釋力是增強(qiáng)還是減弱。不同因子交互作用的差異主要體現(xiàn)出5 種結(jié)果，q(X1∩X2)＜Min［q(X1),q(X2)］交互作用非線性增強(qiáng)，Min［q(X1)，q(X2)］＜q(X1∩X2)＜Max［q(X1)，q(X2)］交互作用為單因子非線性增強(qiáng)，q(X1∩X2)＞Max［q(X1)，q(X2)］交互作用為雙因子增強(qiáng)，q(X1∩X2)=q(X1)+q(X2)交互作用為獨(dú)立交互作用，q(X1∩X2)＞q(X1)+q(X2)交互作用為非線性增強(qiáng)。

（3）風(fēng)險(xiǎn)區(qū)探測(cè)

風(fēng)險(xiǎn)區(qū)探測(cè)用于判斷各驅(qū)動(dòng)因子的子區(qū)域間的屬性均值是否有顯著的差別，并且可以找出林草植被適宜生長(zhǎng)的范圍。風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)用t統(tǒng)計(jì)量來(lái)檢驗(yàn)，表達(dá)公式如下：

式中：Yˉ為子區(qū)域h內(nèi)林草植被覆蓋度的線性回歸系數(shù)；nh為子區(qū)域h內(nèi)樣本的數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 河套灌區(qū)林草FVC空間分布特征

圖2為2000—2019年5個(gè)時(shí)期的植被覆蓋度等級(jí)空間分布圖。河套灌區(qū)在每年林草長(zhǎng)勢(shì)最旺盛的7—9 月林草植被覆蓋度總體呈東高西低的態(tài)勢(shì)分布，多年來(lái)43.2%～51.6%的低植被覆蓋度林草主要分布于西部的烏蘭布和灌域，53.1%～57.4%的較高和高植被覆蓋度林草主要分布于東部的烏梁素海的周邊地區(qū)。這是由于西部林草多以沙漠—草甸的形式存在，地下水位較低、穩(wěn)定性較弱，導(dǎo)致林草的長(zhǎng)勢(shì)較差，而東部由于存在著烏梁素海等較為豐富的水源，并且近年來(lái)受“一湖兩海”政策的影響，生態(tài)保護(hù)力度加強(qiáng)。但20 a來(lái)西南地區(qū)的較高植被覆蓋度和高植被覆蓋度的數(shù)量增加，而東北地區(qū)卻有所減少。

圖2 林草植被覆蓋度分布Fig.2 Vegetation coverage distribution of forest and grass

為了進(jìn)一步探究和分析河套灌區(qū)林草覆被變化的情況，對(duì)2000—2019年不同等級(jí)的林草植被覆蓋度進(jìn)行等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣運(yùn)算。表3 為2000—2019年河套灌區(qū)林草植被覆蓋度等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣?？梢钥闯?，研究時(shí)段內(nèi)共有1647.79 km2的其他土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱植?，其中轉(zhuǎn)入較低植被覆蓋度和中植被覆蓋度的較多，分別為652.75 km2、413 km2。共有2613.94 km2的林草地轉(zhuǎn)變其他土地利用類型，其中低植被覆蓋度和較低植被覆蓋度轉(zhuǎn)出的較多，分別為984.38 km2、1078.26 km2，并且轉(zhuǎn)出部分主要分布于烏蘭布和灌域的荒漠地帶。20 a 間，林草地?cái)?shù)量整體呈減少的態(tài)勢(shì)，但從植被覆蓋度等級(jí)轉(zhuǎn)化來(lái)看，低等級(jí)植被覆蓋度轉(zhuǎn)為高等級(jí)植被覆蓋度的數(shù)量為520.62 km2，高等級(jí)植被覆蓋度轉(zhuǎn)為低等級(jí)植被覆蓋度的數(shù)量為151.51 km2，由此看出，河套灌區(qū)林草地生長(zhǎng)狀況整體上得到改善。

表3 2000—2019年河套灌區(qū)林草植被覆蓋度等級(jí)轉(zhuǎn)移矩陣Tab.3 Grade transfer matrix of forest-grass vegetation coverage in Hetao Irrigation District from 2000 to 2019 /km2

2.2 河套灌區(qū)FVC時(shí)序變化特征

如圖3 所示，河套灌區(qū)林草植被覆蓋以較低植被覆蓋為主，占林草植被總面積的37.01%～43.53%；其次是低植被覆蓋度、中植被覆蓋和較高植被覆蓋，而高植被覆蓋的林草地則分布最少，占林草植被總面積的3.8%～6.24%。其中在2000—2009 年低植被覆蓋和較低植被覆蓋占比總體呈下降態(tài)勢(shì)，而中植被覆蓋、較高植被覆蓋和高植被覆蓋呈上升態(tài)勢(shì)，這說(shuō)明該時(shí)期河套灌區(qū)林草地的生長(zhǎng)狀況得到了改善。在2009—2014 年低植被覆蓋和較低植被覆蓋占比總體呈上升態(tài)勢(shì)，而中植被覆蓋、較高植被覆蓋和高植被覆蓋呈下降的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明這時(shí)期林草生長(zhǎng)狀況有所惡化。在2014—2019 年低植被覆蓋和較低植被覆蓋占比總體又呈下降態(tài)勢(shì)，而中植被覆蓋、較高植被覆蓋和高植被覆蓋呈上升的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明此時(shí)段河套灌區(qū)林草生長(zhǎng)狀況得到改善。

圖3 各級(jí)林草植被覆蓋度占比Fig.3 Trend map of coverage ratio of forest and grass vegetation at all levels

由圖4 可以看出，河套灌區(qū)多年平均FVC 為0.283，平均FVC 在2002 年、2007 年、2009 年、2019年出現(xiàn)峰值，分別為0.337、0.323、0.353、0.304，谷值出現(xiàn)在2001 年、2006 年、2008 年、2016 年，分別為0.234 年、0.278 年、0.250 年、0.265 年。在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)河套灌區(qū)平均FVC 呈現(xiàn)出較為明顯的波動(dòng)震蕩，平均FVC 的高低交替比較頻繁，多年平均FVC 呈現(xiàn)為較低植被覆蓋度，F(xiàn)VC 的線性趨勢(shì)不顯著，整體上變化不明顯。相對(duì)變化率在2001—2002年、2005—2006年、2008—2009年、2016—2017年增長(zhǎng)的速率較快，說(shuō)明這4個(gè)時(shí)期林草覆蓋增多，得到了較好的改善。而在2002—2003 年、2004—2005年、2009—2010年、2014—2015年減少的速率較快，說(shuō)明這4 個(gè)時(shí)期林草植被覆蓋度相對(duì)上一年有所減少。

圖4 河套灌區(qū)林草植被平均FVC變化特征Fig.4 Average FVC variation characteristics of forest and grass vegetation in Hetao Irrigation District

2.3 各級(jí)林草FVC重心遷移

重心遷移模型主要體現(xiàn)在方向和距離特征上的變化規(guī)律，可以反映出景觀時(shí)空變化情況。由圖5 可以看出，低覆蓋類林草重心在整個(gè)研究時(shí)段均位于永濟(jì)灌域內(nèi)，在2000—2003 年，低植被覆蓋類林草的重心遷移的距離最大，為12.154 km；較低覆蓋類林草重心在整個(gè)研究時(shí)段均位于永濟(jì)灌域西南側(cè)，總體位于低覆蓋類的東北側(cè)，在2013—2016年，較低植被覆蓋類林草的重心遷移的距離最大，為11.857 km；中覆蓋類林草重心分布于永濟(jì)灌域和義長(zhǎng)灌域的交界地帶，總體位于低覆蓋類和較低覆蓋類的東北側(cè)，在2003—2006 年，中植被覆蓋類林草的重心遷移的距離最大，為8.137 km；較高覆蓋類林草重心分布于永濟(jì)灌域和義長(zhǎng)灌域的交界地帶，在2003—2006年，較高植被覆蓋類林草的重心遷移的距離最大，為15.455 km；高覆蓋類林草重心分布于義長(zhǎng)灌域的西南側(cè)，在2003—2006年，高植被覆蓋類林草的重心遷移的距離最大，為9.707 km。各級(jí)林草植被覆蓋重心總體呈向西南遷移的態(tài)勢(shì)，并各級(jí)林草植被覆蓋重心表現(xiàn)為從東北向西南方向遞減。

圖5 各級(jí)植被覆蓋度重心遷移Fig.5 Gravity center migration map of vegetation coverage at all levels

2.4 林草植被覆蓋度變化驅(qū)動(dòng)力量化

2.4.1 探測(cè)因子單因素分析 為探究不同環(huán)境因子與人類活動(dòng)對(duì)河套灌區(qū)林草植被覆蓋度空間分異的影響，選取了9種探測(cè)因子進(jìn)行分析，得到單因子影響的解釋力q值（圖6），林草植被覆蓋度空間分異各因子的解釋力排序依次為：地下水（0.439）＞距水域距離（0.427）＞降水（0.368）＞氣溫（0.318）＞距耕地距離（0.241）＞距道路距離（0.220）＞距居民點(diǎn)距離（0.174）＞GDP（0.107）＞高程（0.026）。其中，地下水、距水域距離、降水、氣溫的q值均大于0.3，是河套灌區(qū)林草植被覆蓋空間分布的主導(dǎo)環(huán)境因子，而距耕地距離、距道路距離、距居民點(diǎn)距離、GDP 的q值小于0.3，且對(duì)灌區(qū)林草植被覆蓋空間分布的解釋力相對(duì)較小，由此說(shuō)明影響河套灌區(qū)的林草植被覆蓋空間分布主要為自然因素。

圖6 河套灌區(qū)林草FVC空間分異驅(qū)動(dòng)因子解釋力Fig.6 Explanatory power statistics of driving factors of forest-grass FVC spatial differentiation in Hetao Irrigation District

2.4.2 探測(cè)因子交互分析 通過(guò)交互探測(cè)器分析了河套灌區(qū)的林草植被覆蓋度的各個(gè)影響因子間的交互作用，結(jié)果如圖7所示，在雙因子的交互作用下會(huì)加強(qiáng)對(duì)林草植被覆蓋度的解釋力，以雙因子增強(qiáng)為主。河套灌區(qū)雙因子之間交互作用對(duì)林草植被覆蓋度的影響較大的有距耕地距離∩地下水埋深（0.693）＞距水體距離∩距居民點(diǎn)距離（0.610）＞距居民點(diǎn)距離∩年平均氣溫（0.524）＞距道路距離∩距水體距離（0.519）=距水體距離∩地下水埋深（0.519）=距居民點(diǎn)距離∩地下水埋深（0.519），其余因子交互作用對(duì)林草植被覆蓋度的解釋力均小于0.5，距水域距離、地下水埋深、年平均降水與其他因子的交互作用普遍較高，表明了區(qū)域含水量的大小是影響河套灌區(qū)的林草地生長(zhǎng)情況好壞的主要因子。

圖7 2000—2019年河套灌區(qū)各驅(qū)動(dòng)因子交互探測(cè)解釋力（q）Fig.7 Interactivity detection explanatory power(q)of driving factors in Hetao Irrigation District from 2000 to 2019

2.4.3 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)探測(cè) 由于本文所選取驅(qū)動(dòng)因子中的GDP 和高程的單因素分析與交互分析的解釋力均比較小，所以風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)僅列出了其他7 個(gè)主要因素。如表4所示，河套灌區(qū)林草植被在147～157 mm的降水區(qū)間內(nèi)植被覆蓋度均值最高，并且總體上林草植被覆蓋隨著降水的增多而逐漸增大，與降水量呈正相關(guān)關(guān)系，這也表明河套灌區(qū)降水量的多少是林草地的生長(zhǎng)狀況好壞的關(guān)鍵因素。林草植被在8.9～9.2 ℃年平均氣溫區(qū)間內(nèi)的植被覆蓋度均值最高，林草地植被在1.8～2.8 m地下水區(qū)間內(nèi)的植被覆蓋度均值最高，林草植被在7537～11250 m距居民點(diǎn)距離區(qū)間及10014～13121 m距道路距離區(qū)間內(nèi)林草植被覆蓋度均值最高，并且總體上林草地植被的生長(zhǎng)狀況與距居民點(diǎn)距離與距道路距離呈正相關(guān)關(guān)系，表明林草植被的生長(zhǎng)狀況與人類活動(dòng)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，距離人類活動(dòng)較為活躍的地方越遠(yuǎn)，林草的生長(zhǎng)狀況越好，林草植被在1566～2254 m 距耕地距離區(qū)間林草植被覆蓋度均值最高，林草植被在0～670 m距水域距離區(qū)間林草植被覆蓋的均值最高。

表4 驅(qū)動(dòng)因子最適范圍Tab.4 Optimum range of driving factors

3 討論

通過(guò)對(duì)河套灌區(qū)林草地長(zhǎng)時(shí)序的探究發(fā)現(xiàn)：在研究時(shí)段內(nèi)河套灌區(qū)的低植被覆蓋度林草主要分布于烏蘭布和灌域，而較高和高植被覆蓋度林草主要分布于東部的烏梁素海的周邊地區(qū)，這是因?yàn)槲鞑苛植荻嘁陨衬莸榈男问酱嬖冢叵滤惠^低、穩(wěn)定性較弱，導(dǎo)致林草的長(zhǎng)勢(shì)較差，而東部由于存在著烏梁素海等較為豐富的水源，并且受“一湖兩?！钡日叩挠绊懀鷳B(tài)保護(hù)力度加強(qiáng)，林草植被覆蓋度總體呈東高西低的態(tài)勢(shì)分布，并且多年河套灌區(qū)的林草植被覆蓋度等級(jí)呈上升的趨勢(shì)，該結(jié)論與張志強(qiáng)［23］等對(duì)2000—2019 年黃河流域植被覆蓋度時(shí)空變化的研究結(jié)果一致。通過(guò)重心遷移模型發(fā)現(xiàn)，各級(jí)林草植被覆蓋度重心都呈現(xiàn)出向西南方向遷移的態(tài)勢(shì)，這主要是因?yàn)?0 a來(lái)西南地區(qū)的地下水埋深與年均溫的變化趨勢(shì)小于東北地區(qū)，降水量的變化趨勢(shì)大于東北地區(qū)（圖8）。低覆蓋類林草重心在整個(gè)研究時(shí)段均位于永濟(jì)灌域內(nèi)，高覆蓋類林草的重心主要分布于義長(zhǎng)灌域的西南側(cè)，各級(jí)林草植被覆蓋重心表現(xiàn)為從東北向西南方向遞減。

圖8 2000—2019年自然因子變化趨勢(shì)Fig.8 Trends of natural factors from 2000 to 2019

河套灌區(qū)2000—2019 年林草生長(zhǎng)狀況整體得到改善，而本文進(jìn)一步指出了在這20 a間河套灌區(qū)林草地的數(shù)量有所減少，這依舊是恢復(fù)河套灌區(qū)生態(tài)環(huán)境的較大挑戰(zhàn)，同時(shí)該結(jié)果也與王娟等［28-30］得出的區(qū)域內(nèi)植被總量與單位植被覆蓋度并沒(méi)有太大的相關(guān)關(guān)系的結(jié)論一致。這一狀況一方面與區(qū)域自然環(huán)境關(guān)聯(lián)較密，一方面也與區(qū)域社會(huì)發(fā)展及工程建設(shè)相關(guān)。為充分利用灌區(qū)得天獨(dú)厚的條件，自建國(guó)開始，灌區(qū)開始大興修建水利工程，從最初的“二黃河”、“三盛公水利樞紐”到現(xiàn)在的13 條干渠、339 條支渠、上萬(wàn)條毛渠供水至灌區(qū)，使灌區(qū)水資源得到了更均勻的配置［31］，進(jìn)而也有利于各類植被的生長(zhǎng)，這也是林草植被生長(zhǎng)狀況逐漸向好的重要原因。然而，在興修水利工程同時(shí)也占用了大量林草地，并隨著水利設(shè)施的完善，大量林草地被開墾為耕地，20 a 間新增耕地占用林草地718 km2，這也是導(dǎo)致灌區(qū)林草地?cái)?shù)量逐年減少的主要原因。

本研究通過(guò)地理探測(cè)器并且除了選取部分自然因素，還選取了高程和部分人類活動(dòng)數(shù)據(jù)，以便更全面性、針對(duì)性的分析影響林草FVC空間分布及變化的驅(qū)動(dòng)因素。研究發(fā)現(xiàn)，距水域距離、地下水埋深、氣溫、降水對(duì)林草植被覆蓋度空間分異的解釋力要相對(duì)較強(qiáng)，自然條件是影響河套灌區(qū)植被覆蓋度的主要驅(qū)動(dòng)因子，而水熱條件是影響河套灌區(qū)林草植被生長(zhǎng)狀況的主要原因，這也與李茂林等［32］對(duì)錫林郭勒盟干旱半干旱區(qū)的研究結(jié)論相似。并且20 a來(lái)，隨著氣候、地下水等因素的影響，西南地區(qū)的較高植被覆蓋度和高植被覆蓋度的數(shù)量增加，而東北地區(qū)卻有所減少，通過(guò)圖8可以看出，20 a間西南地區(qū)的年均氣溫變化趨勢(shì)和地下水埋深變化趨勢(shì)總體小于東北地區(qū)，西南地區(qū)的年降水量變化趨勢(shì)要大于東北地區(qū)，說(shuō)明土壤水分與區(qū)域植被覆蓋度呈正相關(guān)關(guān)系，而氣溫則是呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這也與陳效逑等［33］對(duì)內(nèi)蒙古植被覆蓋度時(shí)空變化的研究結(jié)論相似。人類活動(dòng)主要是距居民點(diǎn)距離、距耕地距離和距道路距離對(duì)林草植被覆蓋的影響較大，反映出人類活動(dòng)對(duì)林草植被的影響主要體現(xiàn)在開墾種植和占用建設(shè)等方面。

由于河套灌區(qū)主要以黃河水漫灌為主，因此各灌域的引黃水量與土壤鹽堿化程度以及各灌域的生態(tài)治理措施都有著較大的差異，這些對(duì)林草植被覆蓋度有著重要的影響。但在數(shù)據(jù)選取方面，由于數(shù)據(jù)收集的限制和區(qū)域尺度的制約，本文未能加入以上內(nèi)容數(shù)據(jù)，以上影響因素依然是之后研究需要重點(diǎn)考慮和分析的內(nèi)容。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)河套灌區(qū)林草面積及植被覆蓋度時(shí)空分布特征分析研究，得出如下結(jié)論：

（1）2000—2019年河套灌區(qū)林草地面積總體呈減少態(tài)勢(shì)，減少數(shù)量為966.15 km2，林草植被覆蓋度等級(jí)整體呈上升的趨勢(shì)，多年平均林草植被覆蓋度為28.3%?？臻g上，河套灌區(qū)林草植被覆蓋度呈現(xiàn)出東北向西南遞減的空間特征，變化最大的是烏蘭布和灌域，近20 a改善的比重較大。

（2）近20 a 來(lái)，各級(jí)林草植被覆蓋度重心主要位于永濟(jì)灌域東北側(cè)和義長(zhǎng)灌域西南側(cè)，各級(jí)林草植被覆蓋重心表現(xiàn)為從東北向西南方向遞減，并均呈現(xiàn)出向西南方向遷移的態(tài)勢(shì)，各時(shí)段遷移距離介于0.71～15.46 km。

（3）距水域距離、地下水埋深、氣溫、降水是影響區(qū)域內(nèi)林草植被覆蓋度的主導(dǎo)環(huán)境因子，對(duì)林草植被覆蓋度的解釋力均大于0.3，高程對(duì)林草植被覆蓋度的解釋力最弱為0.026；各驅(qū)動(dòng)因子間的交互作用以雙因子增強(qiáng)為主，其中距水域距離、地下水埋深、年平均降水與其他因子的交互作用要普遍較高，解釋力均超過(guò)0.35，說(shuō)明了區(qū)域含水量的大小是影響河套灌區(qū)的林草地生長(zhǎng)狀況的主要影響因子，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)河套灌區(qū)林草植被生長(zhǎng)的影響均有其適宜的范圍。