全 文 ：疏勒河源区高寒草地景观对地形因子
和冻土类型的响应*
陈建军1,2 摇 宜树华1,2**摇 秦摇 彧1,2 摇 王晓云1,2
( 1冰冻圈科学国家重点实验室, 兰州 730000; 2中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000)
摘摇 要摇 基于我国环境小卫星的多光谱数据,结合野外实测数据,得到疏勒河源区的植被覆
盖度图,并结合地形因子和多年冻土数据分析植被覆盖度对地形因子和多年冻土的响应.结
果表明: 疏勒河源区整体植被覆盖度低,区域内植被覆盖度差异性大、离散程度高,冰川、积
雪、裸岩石砾地、裸地等非植被景观是疏勒河源区最主要的景观类型;坡度、坡向是限制植被
分布的主要因子,坡度越小,平均植被覆盖度越大,随坡向由无坡向、阴坡、半阴(阳)坡到阳坡
平均植被覆盖度不断减少;不同冻土类型区植被覆盖度差异性显著,极稳定型、稳定型、亚稳
定型、过渡型、不稳定型、季节型冻土区平均植被覆盖度呈现出先增加后减少的趋势,且亚稳
定型冻土区域的植被覆盖度最高.
关键词摇 植被覆盖度摇 景观格局摇 地形因子摇 冻土类型
文章编号摇 1001-9332(2014)06-1599-08摇 中图分类号摇 Q149摇 文献标识码摇 A
Responses of alpine grassland landscape in the source region of Shule River Basin to topo鄄
graphical factors and frozen ground types. CHEN Jian鄄jun1,2, YI Shu鄄hua1,2, QIN Yu1,2,
WANG Xiao鄄yun1,2 ( 1State Key Laboratory of Cryospheric and Sciences, Lanzhou 730000, China;
2Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sci鄄
ences, Lanzhou 730000, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(6): 1599-1606.
Abstract: This paper retrieved the fractional vegetation cover of alpine grassland in the source re鄄
gion of the Shule River Basin based on Chinese environmental satellite (HJ鄄1A / 1B) images and
field data, and analyzed the response of the vegetation cover to topographic factors and types of fro鄄
zen ground. The results showed that the vegetation coverage of this region was low with large spatial
heterogeneity and high degree of dispersion. The landscape consisted mainly of non鄄vegetation sur鄄
face types, eg. ice, snow, the bare rock gravel land and bare land. Slopes and aspects were the
main limiting factors of vegetation distribution. The average vegetation coverage decreased with the
increase of slope. The average vegetation coverage was the lowest on the sunny slope, and the high鄄
est on the shady slope. There were significant differences of vegetation coverage among different
types of frozen ground. The distribution of vegetation coverage presented a reversed “U冶 curve
trend by extremely stable permafrost, stable permafrost, sub鄄stable permafrost, transition perma鄄
frost, unstable permafrost and seasonal frost, and the average vegetation coverage was the highest in
the sub鄄stable permafrost.
Key words: vegetation coverage; landscape pattern; topographic factors; types of frozen ground.
*国家重点基础研究发展计划项目(2013CBA01807)、公益性行业
(气象) 科研专项 ( GYHY201306017 )、国家自然科学基金项目
(41271089)、中国科学院战略先导科技专项(XDB030303)和冰冻圈
科学国家重点实验室自主课题项目(SKLCS鄄ZZ鄄2013鄄02鄄04)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yis@lzb. ac. cn
2013鄄10鄄25 收稿,2014鄄03鄄25 接受.
摇 摇 景观格局、功能及其动态变化是景观生态学研
究中的三大核心问题.格局决定功能,格局发生变化
才有景观的动态变化,功能的改变最终将从结构的
变化中反映出来.因此,景观格局是三大核心问题中
的核心.景观格局是景观的空间格局,指大小和形状
不一的景观斑块在景观空间上的排列[1-3] . 它既是
景观异质性的具体体现,又是各种生态过程在不同
尺度上作用的最终结果. 不同景观空间格局反映着
资源地理环境的分布、形成和组分,制约着各种生态
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 6 月摇 第 25 卷摇 第 6 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2014, 25(6): 1599-1606
过程,与干扰能力、系统稳定性和生物多样性有着密
切关系[4-5] .因此,研究一个区域的景观格局具有重
要意义.
目前,有关景观格局的研究主要集中在景观格
局的动态变化及影响这种变化的因子分析,且研究
区域主要集中在与人类活动较密集或具有重大经济
利益的区域,而影响景观格局动态变化的主要因子
有人类活动及地形因子的影响[6-9] .作为地球“第三
极冶、被称为“亚洲水塔冶的青藏高原,有关其植被景
观格局及其动态变化的研究极少,主要原因为野外
数据获取较困难,虽然其景观结构单一,但其具有鲜
明的自身特点,如受人类活动影响相对较小、大面积
分布着多年冻土、对环境变化极其敏感.随着全球变
暖加剧,青藏高原的生态环境日益受到关注,特别是
青藏高原物候的提前还是推迟、碳循环以及多年冻
土退化对生态环境的影响等诸多问题,已成为国际
研究的热点[10-16] . 以往的研究结果表明,影响青藏
高原植被生长的主要因子是气温与降水. 气温的升
高将直接导致多年冻土的退化,二者具有很强的关
联性,故多年冻土分布特征可以反映气温的分布特
征.因此,本研究选取青藏高原东北边缘的疏勒河源
区为研究区,对该区的植被覆盖度进行等级划分作
为不同的景观类型,分析其景观分布格局,同时结合
地形数据和多年冻土数据揭示制约植被覆盖度的因
子,以期为更深入地研究其景观功能、动态变化过程
及其生态环境状况提供科学依据,并为青藏高原更
大尺度上的景观格局及其动态变化研究提供借鉴.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
研究区(图 1)地处青藏高原东北缘、祁连山西
段(38. 2毅—40. 0毅 N,97. 3毅—99. 0毅 E),属疏勒河源
区流域,流域面积 5005. 57 km2,海拔 3415 ~ 5767
m.该区属大陆性干旱荒漠气候,气候干冷、多风,年
均气温-2. 7 益,年均降水量 349. 2 mm[17];植物种
类主要有:高山嵩草 ( Kobresia pygmaea )、苔草
(Carex tristachya)、铁棒锤(Aconitum pendulum)、紫
菀(Aster tataricus)、火绒草(Leontopodium alpinum)、
金露梅(Potentilla fruticosa)、嵩草(Atremisa vulgaris)
和西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum)8 种[18] .土壤类
型主要有高山寒漠土、高山草甸草原土、栗钙土和山
地灰钙土等.
1郾 2摇 数据来源
为保证地面实测数据与遥感数据的空间分辨率
相匹配,在研究区不同草地类型内每隔 2 km共设置
16 个观测场,每个观测场布设 3 ~ 5 个遥感样地(30
m伊30 m),其中,高寒草原 39 个,高寒草甸 9 个,翻
耕草地 2 个.为了获取每个遥感样地的植被盖度,在
每个遥感样地内均匀设置 9 个 50 cm伊50 cm的样方
(图 2).以 9 个样方的平均植被盖度作为该样地的
植被盖度.从返青期开始每隔 10 d 左右对遥感样地
进行一次定点拍照,直至生长季结束,观测时间为
2012 年 5 月 21 日至 9 月 10 日,所用相机为 XNite
相机(该相机包含绿、蓝和近红外 3 个波段,具有很
好的植被探测能力),以获取植被盖度信息.
摇 摇 我国的环境资源卫星(HJ鄄1鄄A、B星)于 2008 年
成功发射,其获取的数据时间分辨率为 2 d、空间分
辨率为 30 m,波段范围与 Landsat TM 的前 4 个波段
相同(蓝、绿、红、近红外 4 个波段).因此,它不仅具
有较高的空间分辨率,还具有高时间分辨率特征.基
于以上特征,本文以我国环境与灾害监测预报小卫
星(HJ鄄1A / 1B)2012 年 7、8 月所获取的遥感影像为
遥感数据源,计算各时相的归一化植被指数(ND鄄
VI),通过最大值合成法(maximum value composite,
MVC)求取 7、8 月各像元点的最大 NDVI 值(图 3);
以最大 NDVI值与 2012 年 7 、8 月的植被盖度实测
值建立线性关系反演各像元点的植被盖度,得到研
图 1摇 研究区实地观察地点的分布
Fig. 1摇 Locations of the field observation in the study area.
图 2摇 遥感样地的样方示意图
Fig. 2摇 Sketch map of quadrats in remote sensing plot.
0061 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
究区的植被盖度图[19-21] .
坡度、坡向也是植被分布格局的重要影响因子.
本文地形因子选择坡度、坡向为影响因子. DEM 数
据来源于国际科学数据服务平台,分辨率为 30 m,
通过 ArcGIS软件提取各像元点的坡度、坡向值,得
到坡度、坡向图.
依据我国高海拔多年冻土区划分标准[22],将研
究区冻土类型划分为:极稳定型冻土区(年均地温
<-5 益,取 8 m 深处地温[23],下同)、稳定型冻土区
(年均地温-5 ~ -3 益)、亚稳定型冻土区(年均地温
-3 ~ -1. 5 益)、过渡型冻土区 (年均地温 -1. 5 ~
-0. 5 益)、不稳定型冻土区(年均地温-0. 5 ~ 0. 5
益)、季节型冻土区(年均地温>0. 5 益).
1郾 3摇 研究方法
依据研究区实际情况及研究需要,将植被盖度
图划分为 7 个等级:0%、0% ~ 10%、10% ~ 20%、
20% ~30%、30% ~ 40%、40% ~ 50%、50% ~ 100%;
通过 ArcGIS 9. 3 对植被覆盖度图进行等级划分,得
到植被覆盖度等级图(图 4);将植被覆盖等级图导
入 Fragstats 3. 3 进行各类景观指数的计算,得到各
景观的景观特征指数.
摇 摇 按照《第二次全国土地调查技术规程》,将坡度
分为 5 个等级:0毅 ~ 2毅、2毅 ~ 6毅、6毅 ~ 15毅、15毅 ~ 25毅、
25毅 ~ 90毅;坡向划分为 5 个等级:阳坡(S、SW)、半阳
坡(W、SE)、半阴坡(E、NW)、阴坡(N、NE)、无坡
向.利用 ArcGIS 9. 3 软件提取坡度坡向、冻土类型
等级子图,并依据子图裁剪植被覆盖度图,得到对应
子图的植被覆盖度图,以此分析坡度、坡向和冻土类
型对植被覆盖度的影响.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 疏勒河源区植被覆盖度景观空间分布特征
对研究区植被覆盖度景观空间分布图(图 4)分
图 3摇 研究区归一化植被指数(NDVI)分布
Fig. 3摇 NDVI distribution in the study area.
图 4摇 研究区植被覆盖度等级图
Fig. 4摇 Grade diagram of vegetation coverage in the study area.
析发现,无植被区域与高植被覆盖区域 (50% ~
100% )分布较集中,其中,无植被区域主要分布在
流域边界及中间河流区域,高植被覆盖区域主要分
布在源区及疏勒河支流附近;其他植被覆盖区域分
布(0 ~ 10% 、10% ~20% 、20% ~30% 、30% ~ 40% 、
40% ~ 50% )较离散,且从疏勒河源头往下游植被
覆盖度不断减少.
2郾 2摇 疏勒河源区植被覆盖度景观统计特征
研究区景观总面积 500556. 69 hm2,总斑块数量
为 88618 个,总斑块密度为 17. 7 个·100 hm-2,最
大斑块占景观面积比例为 31. 8% ,总边缘长度为
44406207. 32 m,总边缘密度为 88. 71 m·hm-2,景
观形状指数为 158. 66.
各景观组分特征(表 1)表明:无植被覆盖区域
景观面积最大,为 220658. 33 hm2,占总面积的
44郾 1% ,是疏勒河源区最主要的景观类型,然后依次
是植被覆盖度为 10% ~ 20% (12. 4% )、0% ~ 10%
(11. 0% )、 50% ~ 100% (10. 9% )、 20% ~ 30%
(9. 7% )、30% ~40% (6. 7% )、40% ~ 50% (5. 2% )
的区域. 斑块数量最多的景观类型是植被覆盖度
20% ~30%的区域,然后依次为 10% ~ 20% 、0% 、
0% ~10% 、30% ~ 40% 、40% ~ 50%和 50% ~ 100%
的区域.景观的平均斑块面积能够在一定程度上反映
该景观类型的连通性.一般而言,平均斑块面积大的
景观连通性较好.疏勒河源区各景观要素中平均斑块
面积大小依次为:50% ~ 100% >0% >10% ~ 20% >
0% ~10% >20% ~30% >30% ~40% >40% ~50%,说
明高植被覆盖区(50% ~ 100% )景观的连通性最
好,其次为无植被覆盖区景观类型,这两种景观的平
均斑块面积均大于 15 hm2,其他景观类型的连通性
较差,平均斑块面积均小于 5 hm2 .
2郾 3摇 植被覆盖度对环境因子的响应
2郾 3郾 1 不同冻土类型的植被覆盖度摇 研究区平均植
10616 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈建军等: 疏勒河源区高寒草地景观对地形因子和冻土类型的响应摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 1摇 疏勒河源区各景观要素景观格局指数
Table 1摇 Landscape indexes of all the landscape components in the source region of Shule River Basin
植被
覆盖度
FVC
(% )
斑块类型
面积
Class area
(hm2)
斑块指数
Patch index
(% )
斑块数量
Number
of patch
斑块密度
Patch density
( ind·100 hm-2)
最大斑块指数
Largest patch
index
(% )
总边缘长度
Total length
of edge
(km)
平均斑块大小
Average
patch size
(hm2)
景观形状指数
Landscape
shape index
0 220658. 33 44. 1 14714 2. 94 31. 8 14311. 92 15. 00 76. 17
0 ~ 10 55211. 02 11. 0 14485 2. 89 0. 2 15829. 27 3. 81 168. 46
10 ~ 20 62254. 53 12. 4 14987 2. 99 1. 0 17474. 80 4. 15 175. 07
20 ~ 30 48464. 83 9. 7 15532 3. 10 0. 4 14768. 96 3. 12 167. 60
30 ~ 40 33453. 60 6. 7 14181 2. 83 0. 1 11339. 61 2. 36 154. 91
40 ~ 50 25995. 39 5. 2 11377 2. 27 0. 0 8950. 18 2. 28 138. 67
50 ~ 100 54518. 99 10. 9 3342 0. 67 2. 5 6137. 68 16. 31 65. 78
被覆盖度随冻土类型由极稳定型冻土区向稳定型冻
土区、亚稳定型冻土区、过渡型冻土区、不稳定型冻
土区、季节型冻土区转变呈现先增加后减少的抛物
线变化趋势,即平均植被覆盖度在极稳定型冻土区
最小,只有 2. 1% ,其次为季节型冻土(5. 6% ),平均
植被覆盖度最大的冻土类型为亚稳定型冻土区和过
渡型冻土区,分别达到 23. 0%和 22. 4% ;各冻土类
型植被覆盖度的均方根误差存在很大差异,平均植
被覆盖度越大,其均方根误差也越大,均方根的变化
趋势与平均植被覆盖度的变化趋势一致. 为避免无
植被像元点对统计结果的影响,将各冻土类型的无
植被覆盖像元点剔除再进行统计.结果表明,其整体
变化趋势与未去除无植被像元点的平均植被覆盖度
变化趋势相似(图 5),但平均植被覆盖度最小的区
域变为季节型冻土区(10. 8% ),其次为不稳定型冻
土区(18. 2% ),平均植被覆盖度最大的区域仍为亚
稳定型冻土区.
2郾 3郾 2 不同坡向的植被覆盖度 摇 由图 6 可以看出,
无朝向区域的平均植被覆盖度最大,平均植被覆盖
度达到 28% ,东南朝向区域的平均植被覆盖度最
小,平均植被覆盖度只有 13% ;按照无朝向、北、东
北、东、东南、南、西南、西、西北顺序,其平均植被盖
度为先减少后增加的抛物线变化趋势,即平地的平
均植被覆盖度最高,其次为阴坡,最低为阳坡,半阴
坡和半阳坡平均植被覆盖度居于阴坡与阳坡之间;
各朝向植被覆盖度的均方根误差存在很大差异,平
均植被覆盖度越高、其均方根误差越大,其变化趋势
与平均植被覆盖度变化趋势一致. 为了避免无植被
覆盖像元点对统计结果的影响,将各个朝向无植被
覆盖的像元点剔除再进行统计,其整体变化趋势与
未去除无植被像元点的平均植被覆盖度变化趋势相
似,但整体变化幅度小于未去除无植被像元点,且
东、东南、南、西南 4 个朝向平均植被覆盖度偏离了
抛物线变化轨迹,导致平均植被覆盖度最小的朝向
为东和西南.
2郾 3郾 3 不同坡度的植被覆盖度摇 研究区植被覆盖区
域的主要坡度范围为 0毅 ~ 25毅,在 25毅以上植被分布
面积极少.这主要是由于坡度较大,排水性强,径流
量大,水土流失严重,土层较薄,生境条件恶劣,并且
大坡度多分布在高山上,上面存在大量冰雪,限制了
植被生长.在 0毅 ~ 25毅坡度范围内都有植被分布,但
不同坡度范围内的植被覆盖度存在很大差异. 由图
6可知,0毅 ~ 2毅坡度区域内的植被覆盖度最高,平均
图 5摇 不同冻土类型的研究区植被覆盖度
Fig. 5摇 Average vegetation coverage in different types of frozen
ground.
nRe: 未去除无植被像元 Not removing pixels without vegetation; Re:
去除无植被像元 Removing pixels without vegetation. 玉: 极稳定型冻
土区 Extremely stable permafrost; 域:稳定型冻土区 Stable permafrost;
芋: 亚稳定型冻土区 Sub鄄stable permafrost; 郁: 过渡型冻土区 Tran鄄
sition permafrost; 吁: 不稳定型冻土区 Unstable permafrost; 遇: 季节
型冻土区 Seasonal permafrost. 下同 The same below.
2061 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
植被覆盖度达 24% ,25毅 ~ 90毅坡度区域内很少有植
被分布,平均植被覆盖度几乎为 0,植被覆盖度随坡
度的增加呈直线下降;各坡度范围内的植被覆盖度
均方根误差存在很大差异,且平均植被覆盖度越高、
其均方根误差越大,其变化趋势与其平均植被覆盖
度变化趋势相似.为了避免各坡度范围内水域、裸石
等非植被区域对统计结果的影响,将无植被像元点
剔除再进行统计分析,其整体变化趋势与未去除无
植被像元点的平均植被覆盖度变化趋势相似,但
0毅 ~ 15毅之间的植被覆盖度变化没有图 6(坡度)变
化剧烈,而 15毅 ~ 90毅之间的平均植被覆盖度图变化
比图 6(坡度)剧烈.
2郾 3郾 4 相同冻土类型不同坡度坡向的植被覆盖度
植被覆盖度是多因子综合影响的结果. 由图7可以
图 6摇 不同坡向和坡度的植被覆盖度
Fig. 6摇 Average vegetation coverage under differents aspects and slopes.
A: 无坡向 Flat; B: 北 North; C: 东北 Norhteast; D: 东 East; E: 东南 Southeast; F: 南 South; G: 西南 Southwest; H: 西 West; I: 西北 North鄄
west. a) 0毅 ~ 2毅; b) 2毅 ~ 6毅; c) 6毅 ~ 15毅; d) 15毅 ~ 25毅 ; e) 25毅 ~ 90毅. 下同 The same below.
图 7摇 研究区相同冻土类型不同坡度、坡向的植被覆盖度
Fig. 7摇 Average vegetation coverage of the same types of permafrost in different aspects and slopes in the study area.
1)阴坡 Shady slope; 2)半阴坡 Half shady slope; 3)半阳坡 Half sunny slope; 4)阳坡 Sunny slope.
30616 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈建军等: 疏勒河源区高寒草地景观对地形因子和冻土类型的响应摇 摇 摇 摇 摇 摇
看出,在不同冻土类型下植被覆盖度在同一坡向随
坡度变化趋势并不完全一致,极稳定型冻土、稳定型
冻土、亚稳定型冻土和过渡型冻土区域的植被覆盖
度在同一坡向随坡度增大而减少,不稳定冻土和季
节型冻土的植被覆盖度在同一坡向随坡度变化无规
律.通过提取不稳定冻土和季节型冻土区域的植被
覆盖图,并结合 DEM 数据发现,导致其变化趋势不
一致的主要原因为:不稳定冻土和季节型冻土大部
分分布在峡谷地带,而峡谷之间有很多支流,支流附
近植被长势较好,但地形并不平坦(有一定坡度),
从而导致统计结果无规律性. 不同冻土类型下植被
覆盖度在同一坡度随坡向的变化具有很大差异,极
稳定冻土区域的植被覆盖度在半阴(阳)坡最大,其
次为阴坡,阳坡最小;稳定冻土、亚稳定型冻土和过
渡型冻土区域的植被覆盖度随坡向变化趋势一致,
阴坡最大,其次为半阴坡、半阳坡,阳坡植被覆盖度
最小;不稳定型冻土和季节型冻土区域的植被覆盖
度随坡向变化无规律,主要原因是该冻土类型土壤
活动层较厚,土壤水热条件受外部干扰较大,如降雨
及其周围环境(支流等水域)等.
3摇 讨摇 摇 论
随着气候不断变暖,青藏高原大部分区域的多
年冻土出现了不同程度的退化. 多年冻土退化是否
有益于植被生长,引起了研究人员的关注[24-27] . 本
研究结果显示,不同冻土类型区域的平均植被覆盖
度存在很大差异,从极稳定型冻土到季节冻土区,其
平均植被覆盖度呈先增加后减少的抛物线变化趋
势,且在亚稳定型冻土区最大.此结果与 Yi 等[25]的
研究结果一致.这主要是因为极稳定型冻土区的土
壤温度较低,限制了植被生长,从极稳定型冻土区至
亚稳定型多年冻土区土壤温度不断升高,限制植被
生长的温度因素逐渐减弱,因此植被生长状况不断
变好;从亚稳定型冻土区至季节型冻土区,限制植被
生长的主要因素为土壤水分,土壤温度因素变成次
要因素,由于从亚稳定型冻土区至季节型冻土区的
土壤活动层不断加深,土壤表层持水能力不断减弱,
因此,植被生长状况不断恶化.由于多年冻土退化具
有渐进性,当多年冻土退化至亚稳定型冻土类型前
其平均植被覆盖度不断增加,从亚稳定型冻土不断
退化到季节型冻土其平均植被覆盖度不断减少. 因
此,多年冻土退化并不一定导致生态系统退化.它具
有一定的阶段性,需要从整个研究区域各冻土类型
的面积及其在某个时间段相互转化面积进行综合评
价,才能得出该区域的生态系统的变化趋势.
在疏勒河源区,坡度、坡向对植被景观格局的影
响非常大,坡度越大,平均植被覆盖度越小. 其主要
原因为坡度越大,排水性越强,径流量越大,水土流
失与风蚀越严重,土层越薄,生境条件越恶劣,并且
大坡度多分布在高山上,上面积存大量冰雪,限制了
植被生长.坡向也是影响植被景观格局的主要因子,
研究区平均植被覆盖度最大的为平地,其次为阴坡、
半阴(阳)坡、阳坡,主要是无坡向的区域为平地,容
易汇水,其次壤中流也有利于平地土壤水分保持.疏
勒河源区高寒草甸面积极少,大面积分布着高寒草
原.而该区域高寒草原土壤含沙量大,土壤颗粒大,
土壤持水能力弱,阳坡由于受太阳辐射量最大,温度
高于阴坡和半阴(阳)坡,因此其地表土壤和植被蒸
发量大于阴坡和半阴(阳)坡,导致阳坡土壤含水量
少于阴坡和半阴(阳)坡,从而影响植被生长.
不同冻土类型区域植被覆盖度随坡度、坡向的
变化趋势不完全一致. 极稳定型冻土、稳定型冻土、
亚稳定型冻土和过渡型冻土类型区域的植被覆盖度
随坡度增大不断减少,主要是这 4 种冻土类型的土
壤活动层较薄,有利于土壤水分的保持,坡度越大,
水土流失与风蚀相对更严重,不利于植被生长;不稳
定型冻土和季节型冻土区域的植被覆盖度随坡度、
坡向变化无明显规律,主要因为这 2 种冻土类型的
土壤活动层较厚,水热条件受外界条件(降雨、周围
水域)干扰大,从而导致空间差异性大.
分析疏勒河源区植被景观格局发现,该区域植
被覆盖度整体较低,区域内差异较大、离散程度高,
使得无植被覆盖景观类型成为该区域的主导景观.
其主要原因是该区域年降雨量少,风蚀强烈,土壤含
沙量大,不利于水分保持. 此外,疏勒河源区周围分
布着大量高山,导致大部分区域存在一定坡度,风蚀
强度随坡度增加而增加,且山上以冰川、积雪、裸岩
石砾地为主要地物类型,导致植被很难生存.植被覆
盖度高的区域主要分布在源区的上游地带及河流周
围,特别是位于峡谷地带的支流周围,源区的上游地
带接近大通河的源区,而大通河源区年降水量(515
mm)远大于疏勒河源区(345 mm) [28] .综上,限制疏
勒河源区植被生长的主要因子是土壤水分,而土壤
水分与多年冻土分布密切相关,多年冻土从极稳定
型冻土区至季节型冻土区的土壤活动层不断加深,
导致土壤持水能力不断弱化,从而影响植被的生长
和分布特征.
随着全球气候变化被广泛关注,对气候变化非
4061 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
常敏感的青藏高原成为广大科研人员的研究对象.
然而,现有的研究大多集中在气候变化对植被生长
的影响,如生物量、植被覆盖度、物候期等,而对具有
评价区域生态环境质量和功能的植被景观研究极
少,今后需深入开展相关研究.
参考文献
[1]摇 Li H鄄B (李哈滨), Franklin JF. Landscape ecology: A
new concept in the field of ecology architecture. Ad鄄
vances in Ecology (生态学进展), 1988, 5(1): 23-33
(in Chinese)
[2]摇 Wu Y鄄G (伍业钢), Li H鄄B (李哈滨). Landscape
Ecology Theory Development. Beijing: China Science
and Technology Press, 1992 (in Chinese)
[3]摇 Jia B鄄Q (贾宝全), Ci L鄄J (慈龙骏), Yang X鄄H (杨
晓晖), et al. A study on the landscape pattern change
of oasis in arid land. Acta Ecologica Sinica (生态学
报), 2001, 21(1): 34-40 (in Chinese)
[4]摇 Xiao D鄄N (肖笃宁), Bu R鄄C (布仁仓), Li X鄄Z (李
秀珍). Spatial ecology and landscape heterogeneity.
Acta Ecologica Sinica (生态学报), 1997, 17 (5):
453-461 (in Chinese)
[5]摇 Wang H (王 摇 辉), Yuan H鄄B (袁宏波), Xu X鄄H
(徐向宏), et al. Landscape structure of desertification
grassland in source region of Yellow River. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2006, 17
(9): 1665-1670 (in Chinese)
[6]摇 Tang C鄄W (汤萃文), Zhang H鄄F (张海风), Chen Y鄄
P (陈银萍), et al. Vegetation landscape pattern and
its fragmentation on southern slope of Qilian Mountain.
Chinese Journal of Ecology (生态学杂志), 2009, 28
(11): 2305-2310 (in Chinese)
[7]摇 Meng G鄄T (孟广涛), Fang X鄄J (方向京), Li N鄄Y
(李宁云), et al. Spatial distribution features of forest
landscape in the representative area of Jinshajiang Wa鄄
tershed of Yunnan. Research of Soil and Water Conserva鄄
tion (水土保持研究), 2008, 15(6): 78-84 (in Chi鄄
nese)
[8]摇 Yang G鄄J (杨国靖), Xiao D鄄N (肖笃宁), Zhao C鄄Z
(赵成章). GIS鄄based analysis on the forest landscape
patterns in the Qilian Mountain. Arid Zone Research (干
旱区研究), 2004, 21(1): 27-32 (in Chinese)
[9]摇 Liu J (刘摇 晶), Liu X鄄L (刘学录), Hou L鄄M (侯莉
敏). Changes and ecological vulnerability of landscape
pattern in Eastern Qilian Mountain. Arid Land Geogra鄄
phy (干旱区地理), 2012, 35(5): 795-805 ( in Chi鄄
nese)
[10]摇 Yu HY, Luedeling E, Xu JC. Winter and spring war鄄
ming result in delayed spring phenology on the Tibetan
Plateau. Proceedings of the National Academy of Sciences
of the United States of America, 2010, 107: 22151 -
22156
[11]摇 Shen MG. Spring phenology was not consistently related
to winter warming on the Tibetan Plateau. Proceedings of
the National Academy of Sciences of the United States of
America, 2011, 108: E91-E92
[12]摇 Piao SL, Cui MD, Chen AP, et al. Altitude and tem鄄
perature dependence of change in the spring vegetation
green鄄up date from 1982 to 2006 in the Qinghai鄄Xizang
Plateau. Agricultural and Forest Meteorology, 2011,
151: 1599-1608
[13]摇 Zhang GL, Zhang YJ, Dong JW, et al. Green鄄up dates
in the Tibetan Plateau have continuously advanced from
1982 to 2011. Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America, 2013, 110:
4309-4314
[14]摇 Yi SH, Zhou ZY. Increasing contamination might have
delayed spring phenology on the Tibetan Plateau. Pro鄄
ceedings of the National Academy of Sciences of the Uni鄄
ted States of America, 2011, 108: E94
[15]摇 Hu HC, Wang GX, Liu GS, et al. Influences of alpine
ecosystem degradation on soil temperature in the free鄄
zing鄄thawing process on Qinghai鄄Tibet Plateau. Environ鄄
mental Geology, 2009, 57: 1391-1397
[16]摇 Qin Y (秦 摇 彧), Yi S鄄H (宜树华), Li N鄄J (李乃
杰), et al. Advance in studies of carbon cycling on al鄄
pine grasslands of the Qinghai鄄Tibetan Plateau. Acta
Prataculturae Sinica (草业学报), 2012, 21(6): 275-
285 (in Chinese)
[17]摇 Zhou Z鄄Y (周兆叶), Yi S鄄H (宜树华), Ye B鄄S (叶
柏生), et al. Analysis of NDVI distribution and limiting
factors of alpine grassland in permafrost area of the up鄄
per Shule River. Pratacultural Science (草业科学),
2012, 29(5): 671-675 (in Chinese)
[18]摇 Li N鄄J (李乃杰), Yi S鄄H (宜树华), Qin Y (秦 摇
彧), et al. Effects of tillage on surface moisture and
temperature of alpine meadow. Pratacultural Science
(草业科学), 2012, 29(6): 883-888(in Chinese)
[19]摇 Chen J鄄J (陈建军), Yi S鄄H (宜树华), Ren S鄄L (任
世龙), et al. Retrieval of fractional vegetation cover of
alpline grassland and the efficiency of remote sensing re鄄
trieval in the upper of Shule River Basin. Pratacultural
Science (草业科学), 2014, 31(1): 56-65 ( in Chi鄄
nese)
[20]摇 Ren S鄄L (任世龙), Yi S鄄H (宜树华), Chen J鄄J (陈
建军), et al. Responses of green fractional vegetation
cover of alpine grassland to climate warming and human
activities. Pratacultural Science (草业科学), 2013, 30
(4): 506-514 (in Chinese)
50616 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈建军等: 疏勒河源区高寒草地景观对地形因子和冻土类型的响应摇 摇 摇 摇 摇 摇
[21] 摇 Xie X (谢 摇 霞), Yang G鄄J (杨国靖), Wang Z鄄R
(王增如), et al. Landscape pattern change in moun鄄
tainous areas along an altitude gradient in the upper rea鄄
ches of Shule River. Chinese Journal of Ecology (生态
学杂志), 2010, 29(7): 1420-1426 (in Chinese)
[22] 摇 Cheng G鄄D (程国栋), Wang S鄄L (王绍令). On the
zonation of high鄄altitude permafrost in China. Journal of
Glaciology and Cryopedology (冰川冻土), 1982, 4
(2): 1-16 (in Chinese)
[23]摇 Sheng Y (盛摇 煜), Li J (李 摇 静), Wu J鄄C (吴吉
春), et al. Distribution patterns of permafrost in the up鄄
per area of Shule River with the application of GIS tech鄄
nique. Journal of China University of Mining & Techno鄄
logy (中国矿业大学学报), 2010, 39(1): 32-39 (in
Chinese)
[24]摇 Wang GX, Li YS, Wu QB, et al. Impacts of permafrost
changes on alpine ecosystem in Qinghai鄄Tibet Plateau.
Science in China Series D: Earth Sciences, 2006, 49:
1156-1169
[25]摇 Yi SH, Zhou ZY, Ren SL, et al. Effects of permafrost
degradation on alpine grassland in a semi鄄arid basin on
the Qinghai鄄Tibetan Plateau. Environmental Research
Letters, 2011, 6: doi:10. 1088 / 1748鄄9326 / 6 / 4 / 045403
[26]摇 Cheng GD, Wu TH. Responses of permafrost to climate
change and their environmental significance, Qinghai鄄
Tibet Plateau. Journal of Geophysical Research, 2007,
112: doi:10. 1029 / 2006JF000631.
[27]摇 Chang X鄄L (常晓丽), Jin H鄄J (金会军), Wang Y鄄P
(王永平), et al. Influence of vegetation on permafrost:
A review. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 2012,
32(24): 7981-7990 (in Chinese)
[28]摇 Zhou Z鄄Y (周兆叶). Study on Response of Alpine
Grassland in Permafrost Regions to Climate Change in
Typical Watersheds in the Qilian Mountain. PhD The鄄
sis. Beijing: University of Chinese Academy of Sci鄄
ences, 2012 (in Chinese)
作者简介摇 陈建军,男,1987 年生,硕士研究生.主要从事生
态遥感研究. E鄄mail: chenjianjun871016@ 126. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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