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全球变化背景下,作为生态过程和水文过程耦合作用的敏感区,干旱区流域的水资源利用与综合管理正面临严峻挑战。自然过程和频繁的人类活动交互作用已经引起植被格局变化,精确检测和量化植被变化的驱动机制及其影响程度成为当前研究的焦点,并为流域水资源管理和生态恢复提供科学依据。黑河流域上游为产水区,也是生态系统敏感脆弱的农牧交错带,超载过牧、植被格局演变等现象对中下游用水影响巨大。本文以黑河流域上游为研究区,利用1983-2010年GLASS叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)数据、同期气象格点数据、放牧数据和植被类型图,辨析了气候和放牧驱动下植被LAI的时空变化特征及规律,并定量区分不同驱动力对植被LAI变化的影响贡献率。最后使用分类回归树(Classification and Regression Tree,CART)方法构建静态模型,模拟植被 LAI在未来不同情景下的空间分布。结果表明:(1)黑河流域上游牧草生长季平均127天,近30年来显著增加(p<0.05)。1983-2010年间,整个流域干湿指数(Arid Index,AI)第一模态方差贡献率达77%,呈湿化趋势,西南部变化最为敏感;植被LAI状态也逐渐变好,1983-2010年间,LAI变化的敏感区从西南地区转移到中北部地区。1983-2000年约29%,2001-2010年约41%的LAI主要格局变化可以被AI解释。气候影响LAI的高敏感区,2000年之前位于流域西南部野牛沟一带,而2000之后移至流域中北部肃南一带。气候变化(AI的增加)是整个流域的LAI改善的主要原因,而人类干扰如生态恢复(植树造林)政策和过度放牧导致局部(中、北部)LAI发生变化。在流域尺度上,气候暖湿化及当地生态恢复政策对植被LAI的正影响掩盖了过度放牧的负影响;在某些特定气候区,人类活动可以放大或降低全球变暖背景下干旱对植被的风险。(2)高寒草原和灌丛两种植被类型受放牧影响最大,在1985-1991和1997-2004时段内放牧负效应最为突出。封育和轮牧的实施有利于植被LAI的改善,也抵消了部分时期由于过牧(牲畜头数激增)所产生的负效应。年均放牧时长由西向东递减,高寒草甸(173天)>高寒草原(148天)>灌丛(123天),流域偏东部的灌丛放牧密度偏大。放牧空间型分布存在地域差异,海拔、植被类型和区域放牧管理(例如区域畜种差异)不同是主因,过牧对东部灌丛草地生态系统恢复构成了很大威胁。(3)2001-2010年间,黑河流域上游整体LAI变化受放牧干扰和气候变化共同作用,两种驱动力正负效应共存;气候主导了 LAI的变化。流域西部气候正影响呈增加趋势,增加的负放牧影响掩盖了一部分气候暖湿化的正影响;放牧加剧了不利的气候条件对东部植被LAI的负面影响。在不考虑长期放牧变化的情况下,气候对植被影响的贡献可能被低估。因此,需进一步加强该流域的放牧管理(封育和轮牧)以缓解当前的放牧压力。(4)运用CART方法构建了黑河上游植被静态模型,模拟结果显示,模型综合准确率为78.2%,深度为8、节点数为128时达到最小均方误差0.218,增加了放牧干扰参数后的模型对植被LAI分布的模拟准确率提高约12%。利用模型对未来气候和放牧情景模拟的结果显示:在流域尺度上,暖湿化的气候条件会促使主要植被LAI空间平均增加(0.015),但放牧干扰对放牧植被所产生的负效应,即:高寒草原、高寒草甸、灌丛LAI空间平均减少(-0.021),会削弱一部分气候的正效应。