1982—2018年中国北方耕地植被绿度时空变化及驱动因素

2025-05-15 60 3.61M 0

  随着中国粮食生产重心逐步北移,中国北方的粮食供给能力愈发重要。研究北方耕地植被变化趋势及其驱动机制,对于揭示农业生态系统演变规律、优化区域农业发展策略和保障国家粮食安全等具有重要的意义。将北方地区分为东北、华北和西北三个子区域,基于1982—2018年GIMMS LAI3g遥感数据产品,结合土地利用产品、数字高程模型(DEM)和气候因子等数据,采用Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall检验方法,系统分析了北方耕地植被叶面积指数(LAI)的时空变化特征,同时,利用残差分析法探究其变化的驱动因素,并基于地理探测器模型定量评估各驱动因子的贡献程度。研究结果表明:(1)1982—2018年中国北方耕地植被LAI整体呈显著上升趋势,年均增长率达0.0064。这一过程呈现明显的阶段性特征:1982—2000年为缓慢增长阶段,华北地区年均增速最高(0.0121),2000—2018年进入了快速增长阶段,西北地区年均增速升至0.0180,超越华北地区成为增速最快的区域;(2)北方耕地植被LAI均值在空间分布上呈现东高西低的格局,较高值区(LAI>1.5)主要集中分布在海拔0—500m以及坡度0—2°的地形平坦区域。1982—2018年显著绿化区域约占研究区总面积的57.6%,且体现出明显的时空分异特征:1982—2000年以无显著变化趋势为主,仅华北地区呈局部改善趋势,2000—2018年显著绿化的面积大幅提升,尤以西北地区的绿化增长最为显著;(3)驱动机制分析显示,人类活动是北方耕地植被LAI变化的主导因素,在东北地区表现尤为明显。进一步定量分析表明,农业机械动力、有效灌溉面积和农业播种面积构成其变化的关键驱动要素,各区域驱动机制存在明显差异:东北和华北地区的农业生产主要受益于农业机械化水平提升(解释力q值>0.6),而西北地区则主要依赖于灌溉(q值>0.9)。研究结果可为中国北方农业管理提供科学依据,有效服务于宏观尺度耕地的可持续发展与生态恢复。



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