全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５３１９ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
元志辉，包刚，银山，雷军，包玉海，萨楚拉．２０００－２０１４年浑善达克沙地植被覆盖变化研究．草业学报，２０１６，２５（１）：３３４６．
ＹＵＡＮＺｈｉＨｕｉ，ＢＡＯＧａｎｇ，ＹＩＮＳｈａｎ，ＬＥＩＪｕｎ，ＢＡＯＹｕＨａｉ，ＳＡＣｈｕＬａ．ＶｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｉｎＯｔｉｎｄａｇｓａｎｄｃｏｕｎｔｒｙｄｕｒｉｎｇ２０００－２０１４．Ａｃｔａ
ＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１６，２５（１）：３３４６．
２０００－２０１４年浑善达克沙地植被覆盖变化研究
元志辉１，２，包刚２，银山１，雷军１，３，包玉海２，萨楚拉１，２
（１．内蒙古师范大学地理科学学院，内蒙古 呼和浩特０１００２２；２．内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室，
内蒙古 呼和浩特０１００２２；３．北京师范大学资源学院，北京１００８７５）
摘要：基于２０００－２０１４年间植被生长季（４－１０月）的 ＭＯＤＩＳＮＤＶＩ数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化，结
合２０００－２０１３年该地区周边１１个气象站点的气温和降水数据，分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆
盖变化对气候变化的响应。研究表明，浑善达克沙地植被ＮＤＶＩ，不论是植被生长季平均值，还是其各月份值都呈
上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果，一定程度上反映了生态恢复重建措
施的有效性，但其植被ＮＤＶＩ年际变化趋势与降水量的关系更密切，其相关系数达到０．７５，是驱动植被覆盖年际波
动的最直接因素。在空间分布上，研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显，而中部和西部
部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看，４月草地植被变化受气温变化影响较明显；５－８月与前一月
降水变化关系密切，说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看，所有类
型都呈增加态势，增加态势最大的类型是移动沙地，最小的是固定沙地。
关键词：浑善达克沙地；ＮＤＶＩ；植被覆盖变化；气候　　
犞犲犵犲狋犪狋犻狅狀犮犺犪狀犵犲狊犻狀犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱犮狅狌狀狋狉狔犱狌狉犻狀犵２０００－２０１４
ＹＵＡＮＺｈｉＨｕｉ１，２，ＢＡＯＧａｎｇ２，ＹＩＮＳｈａｎ１，ＬＥＩＪｕｎ１，３，ＢＡＯＹｕＨａｉ２，ＳＡＣｈｕＬａ１，２
１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犌犲狅犵狉犪狆犺犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲，犐狀狀犲狉犕狅狀犵狅犾犻犪犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犎狌犺犺狅狋０１００２２，犆犺犻狀犪；２．犐狀狀犲狉犕狅狀犵狅犾犻犪狀犓犲狔犔犪犫狅狉犪
狋狅狉狔狅犳犚犲犿狅狋犲犛犲狀狊犻狀犵犪狀犱犌犲狅犵狉犪狆犺犻犮犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犛狔狊狋犲犿狅犳犐狀狀犲狉犕狅狀犵狅犾犻犪犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犎狌犺犺狅狋０１００２２，犆犺犻狀犪；３．
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犅犲犻犼犻狀犵犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００８７５，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＭＯＤＩＳＮＤＶＩｃｏｌｅｃｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ（ｆｒｏｍＡｐｒｉｌｔｏＯｃｔｏｂｅｒ）ｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１４ｗｅｒｅ
ａｄｏｐｔｅｄａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｔｏｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｉｎＯｔｉｎｄａｇ
ｓａｎｄｃｏｕｎｔｒｙ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｔｏｃｌｉｍａｔｅｄａｔａｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｃｏｒ
ｄｅｄａｔｆｉｆｔｅｅｎｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔａｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｄｕｒｉｎｇ２０００ｔｏ２０１３ｕｓｉｎｇａｎｎｕａｌａｎｄｍｏｎｔｈｌｙｔｉｍｅｓｃａｌｅｓ．
Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｒｅｇａｒｄｌｅｓｓｏｆｔｈｅｔｉｍｅｓｃａｌｅ（ｍｏｎｔｈｌｙｏｒａｎｎｕａｌ），ｔｈｅＮＤＶＩｔｅｎｄｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｏｖｅｒ
ｔｈｅ１５ｙｅａｒｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄａｒｅｓｕｌｔｏｆｃｌｉｍａｔｅａｎｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｙＥｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｅｃｏ
ｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｗｏｒｋｈａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｅｎｅｆｉｔｓ．ＴｈｅａｎｎｕａｌＮＤＶＩｗａｓｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（狉＝０．７５），
ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗａｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｆａｃｔｏｒｉｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｓｐａｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎ，
ｔｈｅＮＤＶＩｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎ，ｃｅｎｔｒａｌａｎｄｎｏｒｔｈｅｒｎｆｒｉｎｇｅｒｅｇｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｔｅｎｄｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｂｕｔｎｏｏｂｖｉｏｕｓ
ｔｒｅｎｄｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｎｄｓｏｍｅｗｅｓｔｅｒｎａｒｅａｓｏｆｔｈｅｒｅｇｉｏｎ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｏｎｔｈｌｙａｖｅｒａｇｅ
第２５卷　第１期
Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
３３－４６
２０１６年１月
收稿日期：２０１５０６２５；改回日期：２０１５０８１９
基金项目：内蒙古自治区自然基金（２０１３ＺＤ０８４），国家自然科学基金（４１３０１４５６）和内蒙古师范大学重大项目培育专项项目（２０１３ＺＤＰＹ０）资助。
作者简介：元志辉（１９８８），男，内蒙古乌兰察布人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：４９８８０５５７９＠ｑｑ．ｃｏｍ
通信作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｂａｏｇａｎｇ＠ｉｍｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＮＤＶＩａｎｄｃｌｉｍａｔｉｃｆａｃｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｔｏｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅｉｎＡｐｒｉｌａｎｄＭａｙｗａｓｓｔｒｏｎｇ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｓｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｇｒｏｗ
ｉｎｇｓｅａｓｏｎ．ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｍｏｎｔｈｗｅｒｅｓｔｒｏｎｇｅｓｔｆｒｏｍＭａｙｔｏＡｕ
ｇｕｓｔｒｅｖｅａｌｉｎｇａｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈｔｏｒａｉｎｆａｌ．Ｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄｄｕｎｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｉｎｃｒｅａｓｅ
ｉｎＮＤＶＩｗｈｉｌｅｔｈｅｓｍａｌｅｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｆｉｘｅｄｓａｎｄｄｕｎｅｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｏｔｉｎｄａｇｓａｎｄｙｌａｎｄ；ＮＤＶＩ；ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅｃｈａｎｇｅｓ；ｃｌｉｍａｔｅ
生态系统退化、恢复、合理开发和保护的研究正日益受到全社会关注［１］。特别是我国北方沙漠化土地的退化
过程、恢复机理和整治技术的研究，近几年更是受到了国家和各专业部门的重视和支持［２］。本文研究区浑善达克
沙地地处中国北方荒漠化地区中部，是荒漠化最严重的地区之一，也是典型的草原荒漠化地区［３］。该沙地处于半
干旱草原地带，气候恶劣、土壤基质不稳定、植被盖度较低，生态系统十分脆弱。同时，浑善达克沙地位于京津地
区天气系统的上游，距北京正北的直线距离为１８０ｋｍ，是京津地区北方生态屏障的重要部分，也是影响京津地区
北路沙尘暴的必经之地和沙尘源区之一。其生态系统状况关系到内地广大区域的生态环境和社会经济的可持续
发展。为改善生态环境，国家先后在该地区出台了 “三北防护林”、“退耕还林工程”、“京津风沙源治理工程”和
“围封禁牧”等生态恢复政策［４］。
气候作为人类赖以生存的自然环境的重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统
产生重要影响。因此，认识沙地地区气候变化对沙地植被的影响，对于指导沙地生态保护与建设具有重要的意
义［５］。在此之前许多专家研究过人类活动对沙漠化的影响，而从气候成因方面研究的较少，但生态环境的演变是
特定气候变化的反映。本文仅从气候成因方面，探讨气候要素的变化如温度和降水对浑善达克沙地沙漠化演变
的影响，旨在为沙地环境改善效益评估等方面提供可靠的背景分析资料。
植被是陆地生态系统的主体，在一定程度上能代表土地覆盖变化，在全球气候变化研究中起着指示器的作
用［６］。因此，掌握陆地植被覆盖度年际间的变化规律，探讨气候因素的驱动作用，对调节生态过程、评价陆地生态
系统的环境质量具有重要的理论和实际意义［７］。而基于遥感影像反演的植被覆盖信息具有时间尺度长、覆盖范
围广、数据获取方便、空间分辨率高等优点［８］，在较大时空尺度的相关研究中已得到广泛应用［９］。作为植被覆盖
变化的重要指标，归一化植被指数（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ＮＤＶＩ），尤其 ＭＯＤＩＳＮＤＶＩ数据因
其空间分辨率较高和数据质量的进一步提高（相对于ＧＩＭＭＳＮＤＶＩ），被广泛应用于区域至全球尺度的植被覆
盖变化监测［３］、植被生产力模拟［１０］、土地荒漠化监测［１１］等很多研究领域。本研究以２０００－２０１４年 ＭＯＤＩＳＮＤ
ＶＩ数据作为植被覆盖变化的主要指标，结合研究区气温、降水量数据和浑善达克沙地的分类数据，在不同沙地尺
度上分别开展浑善达克沙地植被覆盖年际、月际变化时空格局及其与区域气候变化的关系研究，更好地探讨气候
要素变化对植被生长不同阶段的影响机制。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
浑善达克沙地主体位于内蒙古锡林郭勒盟中西部的南部，大致位于１１１°４０′－１１７°３０′Ｅ，４１°５０′－４３°５０′Ｎ，
沿东西向横亘于内蒙古高原的东部，紧贴燕山丘陵的北麓，东西长约４００多ｋｍ，南北最宽处为１２０多ｋｍ，加上
周围的缓冲地带总面积达５．３×１０４ｋｍ２［１２］，在中国的沙漠／沙地中位居第七，跨越了内蒙古克什克腾旗、锡林浩
特市、阿巴嘎旗、苏尼特左旗、苏尼特右旗、镶黄旗、正镶白旗、正蓝旗和多伦县等９个旗县（市）［１３］，部分进河北省
境内。按照图１研究区的面积统计，在浑善达克沙地主要有５种沙地类型，其中固定沙地占２９．２３％，半固定占
２９．５２％，移动和半移动沙地分别占１５．２３％和２３．２７％，盐碱地占２．５５％，且研究区内几乎没有戈壁沙地类型
（表１）。
４３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
图１　浑善达克沙地地理位置
犉犻犵．１　犔狅犮犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱
浑善达克沙地镶嵌于典型草原地带之中，海拔１１００～１３００ｍ，地势由南向北缓降，地面起伏不大，由于沙地
孔隙充分吸收降水和拦截源于南部山地的地表水和地下潜流的补给，因而其潜水储量丰富，沙地中散布着众多大
小不等的湖沼洼地［１４］。沙地地处温带半干旱气候区，年降水量１４０～４００ｍｍ，自西向东递增，年平均气温为
１．３～５．１℃，年平均风速为３．２～５．５ｍ／ｓ，年蒸发量为１６４３．２～２９６９．３ｍｍ［５］。土壤以发育在砂性母岩上的风
沙土为主，主要建群植物有榆（犝犾犿狌狊狆狌犿犻犾犪）、褐沙蒿（犃狉狋犲犿犻狊犻犪犻狀狋狉犪犿狅狀犵狅犾犻犮犪）、小叶锦鸡儿（犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻
犮狉狅狆犺狔犾犾犪）等［１２］。
表１　浑善达克沙地的沙地分类及其相关指标（中国沙漠分类标准提供）
犜犪犫犾犲１　犜犺犲犮犪狋犲犵狅狉狔狅犳狊犪狀犱犱狌狀犲犻狀犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱犪狀犱狋犺犲犻狉狉犲犾犲狏犪狀狋犮狉犻狋犲狉犻犪犳狉狅犿狋犺犲犆犺犻狀犲狊犲犱犲狊犲狉狋犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀犮狉犻狋犲狉犻犪
沙地类型
Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ
面积
Ａｒｅａ
（×１０４ｋｍ２）
植被覆盖度
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
ｃｏｖｅｒａｇｅ（％）
沙粒（１～０．０５ｍｍ）
Ｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ
（１－０．０５ｍｍ）（％）
有机质含量
Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ
ｃｏｎｔｅｎｔ（％）
粗糙度
Ｄｕｎｅｔｙｐｅｓ
移动沙地Ｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄｄｕｎｅｓ ０．６１ ＜５ ９８～９９ ０．０６５ １．１０×１０－３
半移动沙地Ｓｅｍｉｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄｄｕｎｅｓ ０．９３ ５～２０ ９３～９８ ０．２６７ ２．８５×１０－１
半固定沙地Ｓｅｍｉｆｉｘｅｄｓａｎｄｄｕｎｅｓ １．１８ ２１～５０ ９１～９３ ０．３５９ １．６０
固定沙地Ｆｉｘｅｄｓａｎｄｄｕｎｅｓ １．１７ ＞５０ ７９～８９ ０．９７５ ２．３３
　盐碱地：地表盐碱聚集、植被稀少，只能生长强耐盐碱植物的土地。面积约有０．１０×１０４ｋｍ２。Ｓａｌｉｎｅａｌｋａｌｉｌａｎｄ：ｓａｌｉｎｉｔｙａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｓｐａｒｓｅｖｅｇ
ｅｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｌａｎｄｗｈｅｒｅｏｎｌｙｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｐｌａｎｔｓｃａｎｇｒｏｗｓｔｒｏｎｇｅｒ，ａｒｅａｏｆ０．１０×１０４ｋｍ２．
１．２　数据来源及预处理
本研究采用ＮＡＳＡ免费提供的覆盖内蒙古浑善达克沙地地区的 ＭＯＤ１３Ｑ１Ｌ３级产品，该数据时间尺度为
２０００－２０１４年，时间分辨率为１６ｄ，空间分别率为２５０ｍ。由于锡林郭勒盟大部分地区的植被在冬季几乎停止
生长或被积雪覆盖等原因，在此每年选取第９７～３０５天间的数据，即４－１０月份的数据，研究生长季（４－１０月）
的植被变化及其对气候因子的响应特征。将１６ｄ的 ＭＯＤＩＳ－ＮＤＶＩ数据，采用最大合成法 （ＭＶＣ）［１５］得到月
ＮＤＶＩ数据，并利用研究区剪取覆盖２０００－２０１４年逐月ＮＤＶＩ的栅格图像。根据以往研究方法［１６］，将每年生长
季内１４期（４－１０月）ＮＤＶＩ数据进行平均计算，用来表征该年植被生长平均状况，分别生成２０００－２０１４年的年
平均ＮＤＶＩ数据集［１７］，用于分析植被覆盖变化趋势。
气象数据采用中国气象科学数据共享服务网 （ｈｔｔｐ：／／ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ）提供的２０００－２０１４年的浑善达克
５３第２５卷第１期 草业学报２０１６年
周边的１１个气象站点的月降水量和月平均温度资料。浑善达克沙地是一个东西狭长，南北较窄的区域，沙区中
心无气象观测站点，只在周边地区有１１个相邻的气象观测站。根据各气象站点的经纬度信息，采用ＡｒｃＧＩＳ的
ＧｅｏｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌＡｎａｌｙｓｔ模块对气象数据进行Ｋｒｉｇｉｎｇ空间插值，获取与ＮＤＶＩ数据投影相同、像元大小一致的气
象数据栅格图像。通过数据掩膜，获取浑善达克地区月降水量和月平均温度的栅格图像［７］。
浑善达克沙地界线及范围数据来自于Ｙａｎｇ等［１８］的研究结果（图１），研究区涉及的行政区界线来自１∶４００
万国家基础地理信息系统数据库。浑善达克沙漠及土地沙漠化分类图来自寒区旱区科学数据中心的中国１∶１０
万沙漠（沙地）分布数据。研究中的沙漠化分类在２０００－２０１４年没有发生改变，这是一种合理的假设，许多研究
已经证实这种情况［１９］。
１．３　研究方法
本文应用一元线性回归分析法分析２０００－２０１４年研究区植被覆盖的整体变化趋势，单个像元多年回归方
程中趋势线斜率即为年际变化率。利用植被覆盖度序列和时间序列（年份）的相关关系来判断覆盖度年际间变
化的显著性，斜率为负表示植被覆盖度下降，反之则表示植被覆盖度上升［２０］。以相关系数的犘值来表达其变化
的显著与否［２１］，根据检验结果将变化趋势分为如下５个等级：极显著减少（犫＜０，犘＜０．０１）；显著减少（犫＜０，
０．０１＜犘＜０．０５）；变化不显著（犘＞０．０５）；显著增加（犫＞０，０．０１＜犘＜０．０５）；极显著增加（犫＞０，犘＜０．０１）［７］。同
样的方法将应用于各种沙地类型范围内，分别分析各核心区植被覆盖变化趋势。
犫＝
狀×∑
狀
犻＝１
犻×ＮＤＶＩ犻－∑
狀
犻＝１
犻∑
狀
犻＝１
ＮＤＶＩ犻
狀×∑
狀
犻＝１
犻２－（∑
狀
犻＝１
犻）２
（１）
式中，犫为趋势斜率，狀为监测时间段的年数，ＮＤＶＩ犻为第犻年的年平均ＮＤＶＩ。
利用以下公式（２）和（３）分别计算过去１５年间年平均ＮＤＶＩ的标准差和变异系数，以此来反映研究区域内各
沙地类型植被覆盖绝对变异量和相对波动程度［２２］。
犛＝
∑
狀
犻＝１
狓犻２－
∑
狀
犻＝１
狓（ ）犻 ２
狀槡 狀 （２）
犆狏＝犛珚狓×１００％
（３）
式中，犛为标准差；狓犻为第犻年的年平均ＮＤＶＩ；珚狓代表研究时间段狓犻平均值；犆狏 为变异系数（犆狏 越大，植被变化
越大）［２３］，狀为年数。
根据已有的ＮＤＶＩ、降雨量和温度数据，分别在年和月尺度上计算基于像元的植被覆盖与降雨量、温度之间
的偏相关系数，分析植被覆盖和气候因子的关系、标准差和变异系数，并获得其相应图像，以表达植被覆盖变化的
空间分布趋势及其显著与否［２４］和波动程度的空间格局［２１］。
地理系统是一种多要素的复杂巨系统，特别是在多要素所构成的地理系统中，其中一个要素的变化必然影响
到其他各要素的变化，偏相关分析可解决这个问题。偏相关分析是指当两个变量同时与第３个变量相关时，将第
３个变量的影响剔除，只分析另外两个变量之间相关程度的过程［７］。
犚狓狔＝
∑
狀
犻＝１
［（狓犻－珚狓）（狔犻－珔狔）］
∑
狀
犻＝１
（狓犻－珚狓）２∑
狀
犻＝１
（狔犻－珔狔）槡 ２
（４）
式中，犚狓狔为要素狓与狔之间的相关系数，狓犻、狔犻分别为第犻年／月ＮＤＶＩ值和年／月均温或年／月降水量值；珚狓、珔狔分
别为ＮＤＶＩ多年／月平均值和研究时间段的多年／月均温或月降水量值，狀为样本数。
２　结果与分析
２．１　浑善达克沙地植被覆盖空间格局
图２展示了浑善达克沙地２０００－２０１４年植被ＮＤＶＩ平均值空间分布特征。研究区１５年平均植被ＮＤＶＩ
６３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
（Ｔｈｅｍｕｌｔｉｙｅａｒｍｅａｎｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖｅｇｅｔ
图２　浑善达克沙地１５年平均犖犇犞犐空间分布特征
犉犻犵．２　犛狆犪狋犻犪犾狆犪狋狋犲狉狀狅犳１５狔犲犪狉犿犲犪狀犖犇犞犐
犻狀狋犺犲犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱
　
图３　浑善达克沙地植被犖犇犞犐统计结果
犉犻犵．３　犃狉犲犪狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊犳狅狉犵狉犪犱犲犱狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犖犇犞犐
犻狀狋犺犲犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱
　
ａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，简称 ＹＭＮＤＶＩ）自西北向东南逐渐增
大，低值区主要分布在苏尼特右旗东部，即研究区的
北部区域，值一般低于０．２。而高值区主要分布在
正蓝旗、多伦县、克什克腾旗和河北境内，即研究区
的东南部区域，ＹＭＮＤＶＩ值高于０．４。从图３可以
看出，整个研究区范围内１５年平均ＮＤＶＩ不同沙地
的分布情况，固定和半固定沙地的植被覆盖明显比
移动和半移动沙地好。植被更差的是盐碱地，
ＹＭＮＤＶＩ值小于０．２占其中绝大部分。
２．２　浑善达克沙地植被覆盖总体变化趋势
图４和表２给出了研究区２０００年至２０１４年的
年平均ＮＤＶＩ值、由线性回归得到的拟合率、标准
差和变异系数。在整个研究区范围内，１５年间浑善
达克沙地植被ＮＤＶＩ呈增加趋势（斜率为０．００４５），
表明研究区植被覆盖度趋于好转态势，但增加趋势
并不显著（犘＞０．０５）。ＮＤＶＩ值２００１年最差，为
０．３２９；２０１２ 年最好，为 ０．４９８；１５ 年平均值为
０．４２３。从 ＮＤＶＩ平均值的变异系数和标准差来
看，１５年来研究区植被覆盖年际波动较大。这与穆
少杰等［７］研究结果一致，表明荒漠草原和草原化荒
漠植被年际波动较强，抗干扰能力较差。由于研究
区内不同沙地植物资源和植物群落的丰富度和集中
程度的不同，其植被覆盖度及其变化趋势具有一定
的差异。总体上，固定沙地的植被覆盖度为最高，其
１５年平均ＮＤＶＩ为０．４９６，其次为半固定沙地，ＮＤ
ＶＩ值为０．４０４。而移动沙地和盐碱地的植被覆盖
度较低，ＮＤＶＩ分别为０．３４３和０．２４９。
在年际变化上，过去１５年间移动沙地、盐碱地和半移动沙地的植被覆盖度呈增加趋势最高的前３位
（０．００６５，０．００５４和０．００４５），而半固定沙地和固定沙地虽然也呈增加趋势，但线性拟合率较低（０．００４１和
０．００３８）。这表明生态工程实施以来，各核心区植被覆盖变化趋势不均匀，固沙率越低生态恢复越明显。说明还
有必要做好整体规划，加强自然植被的保护管理和开发工作，为各类动植物生存和繁衍提供必要条件。ＮＤＶＩ年
际波动以盐碱地＞移动沙地＞半移动沙地＞半固定沙地＞固定沙地的顺序依次降低，变异系数分别为２１．３６％，
１４．８０％，１３．７２％，１３．３３％和１１．６５％，表明固沙率越低生态越脆弱，植被越不稳定。这可能与各沙地类型不同
优势植物群落对气候和人为活动的响应强度不同有密切关系。
２．３　浑善达克沙地植被覆盖空间变化趋势
逐像元的年平均ＮＤＶＩ线性拟合分析结果显示（图５ａ和图６ａ），２０００－２０１４年间，研究区７４．５％的面积植
被呈上升趋势。这表明通过实施生态工程研究区大多地区的植被得到了改善，特别是约占８％地区的植被ＮＤＶＩ
呈显著增加趋势（犘＜０．０５）（图６ｂ），主要集中在研究区东南角和零星分布在中部和东部边缘地区（图５ｂ）。而仅
有１３．２％的地区植被呈下降趋势，主要分布在研究区中部和东北部（固定沙地和盐碱地的部分区域），同时下降
趋势比较显著。除此以外的研究区西部和中部的部分地区（１２．３％）的ＮＤＶＩ没有出现较明显的变化趋势，其线
性拟合率主要处于－０．００１～０．００１之间。同时可以看出固定沙地和半固定沙地呈下降趋势，面积占其总面积比
率相对于其他类型比较高。这可能是气候变化和生态恢复工程共同作用。
７３第２５卷第１期 草业学报２０１６年
图４　浑善达克沙地植被１５年犖犇犞犐年际变化
犉犻犵．４　犜犺犲犻狀狋犲狉犪狀狀狌犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犖犇犞犐犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪狀犱犱狌狀犲狊犳狉狅犿２０００狋狅２０１４
　Ａ：移动沙地Ｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄｄｕｎｅｓ；Ｂ：半移动沙地Ｓｅｍｉｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄｄｕｎｅｓ；Ｃ：半固定沙地Ｓｅｍｉｆｉｘｅｄｓａｎｄｄｕｎｅｓ；Ｄ：固定沙地Ｆｉｘｅｄｓａｎｄ
ｄｕｎｅｓ；Ｅ：盐碱地Ｓａｌｉｎｅａｌｋａｌｉｌａｎｄ；Ｆ：整个研究区Ｅｎｔｉｒｅｓｔｕｄｙａｒｅａ．
表２　浑善达克沙地植被犖犇犞犐年际变化趋势
犜犪犫犾犲２　犐狀狋犲狉犪狀狀狌犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犖犇犞犐犻狀狋犺犲犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱
项目
Ｉｔｅｍ
移动沙地
Ｓｈｉｆｔｉｎｇｓａｎｄ
ｄｕｎｅｓ
半移动沙地
Ｓｅｍｉｓｈｉｆｔｉｎｇ
ｓａｎｄｄｕｎｅｓ
半固定沙地
Ｓｅｍｉｆｉｘｅｄ
ｓａｎｄｄｕｎｅｓ
固定沙地
Ｆｉｘｅｄｓａｎｄ
ｄｕｎｅｓ
盐碱地
Ｓａｌｉｎｅａｌｋａｌｉ
ｌａｎｄ
整个研究区
Ｅｎｔｉｒｅｓｔｕｄｙ
ａｒｅａ
平均值１５ｙｅａｒ’ｍｅａｎ ０．３４３ ０．３８０ ０．４０４ ０．４９６ ０．２４９ ０．４２３
标准差ＳＤ ０．０５１ ０．０５２ ０．０５４ ０．０５８ ０．０５３ ０．０５３
变异系数ＣＶ（％） １４．８０ １３．７２ １３．３３ １１．６５ ２１．３６ １２．５９
线性拟合率Ｌｉｎｅａｒｆｉｔｔｉｎｇ ０．００６５ ０．００４５ ０．００４１ ０．００３８ ０．００５４ ０．００４５
　代表变化趋势通过０．０５的显著性水平。“”ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆ０．０５．
从研究区域内２０００－２０１４年的年度ＮＤＶＩ标准差（图５ｃ）和变异系数（图５ｄ）上来看，研究区西部和西北部
植被ＮＤＶＩ标准差和变异系数较大，表明这些区域植被过去１５年间无论从质量上还是相对于自身的承受能力
上，受到的外界干扰最大，植被状况（生产力、覆盖度等）波动明显。主要由于这些地区草原植被生产力较高，地形
平坦，开发利用成本低，因此人口和牲畜压力较大，受人为活动干扰强烈［２２］。东部地区的标准差和变异系数较
小，表明植被状况稳定，受外界干扰较小，由于该类型草原自然生境好，生态保持能力强，因此年季间植被状况稳
８３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
图５　２０００－２０１４年浑善达克沙地植被覆盖空间分布
犉犻犵．５　犛狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳犪狀狀狌犪犾犪狏犲狉犪犵犲犖犇犞犐犻狀犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱犱狌狉犻狀犵２０００－２０１４
　ａ：年平均ＮＤＶＩ时空变化（×１０－２／ａ）Ｔｒｅｎｄ（×１０－２／ａ）ｉｎＮＤＶＩ；ｂ：变化趋势的显著性水平Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｌｅｖｅｌ；ｃ：标准差Ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ；ｄ：
变异系数Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ（％）．
图６　２０００－２０１４年浑善达克沙地年平均犖犇犞犐线性拟合率（犪）及其显著性水平（犫）的面积百分比
犉犻犵．６　犃狉犲犪狉犪狋犻狅狅犳犖犇犞犐狋狉犲狀犱（犪）犪狀犱狊犻犵狀犻犳犻犮犪狀犮犲犾犲狏犲犾（犫）犱狌狉犻狀犵２０００－２０１４犻狀犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱
Ａ：本沙地类型面积百分比Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｓａｎｄｙｌａｎｄ；Ｂ：全部沙地面积百分比Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｔｏｔａｌｓａｎｄｙｌａｎｄａｒｅａ．
９３第２５卷第１期 草业学报２０１６年
定，但不排除局部地区已被开垦为农田，造成年平均ＮＤＶＩ稳定的情况，同时也可能与研究区北部植被覆盖度极
为稀疏有关（ＮＤＶＩ在０．１附近波动）（图２），外界因素的平常变化不会对较高植被覆盖度产生剧烈影响，而在西
部相对低植被覆盖区则产生较大影响。研究区中部的标准差较小，变异系数相对稍高，表明尽管温性荒漠在质量
上变化不大，但是相对自身的承受能力上不容小视，特别是在研究区的中西部分地区，尤为严重。这说明，尽管研
究区均属于沙地或典型草原，但其植被覆盖度的变化对环境因素的响应特征具有较大差异，典型草原植被覆盖度
的变化对环境因素的响应可能存在着临界值。
２．４　浑善达克沙地气候波动及其对植被覆盖变化的
图７　２０００－２０１３年浑善达克沙地犖犇犞犐、
降水量和温度的变化趋势
犉犻犵．７　犐狀狋犲狉犪狀狀狌犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犖犇犞犐，狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀
犪狀犱狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犱狌狉犻狀犵２０００－２０１３
犻狀狋犺犲犗狋犻狀犱犪犵狊犪狀犱狔犾犪狀犱　
影响
浑善达克沙地年降水量１４０～４００ｍｍ自西向东
递增，年平均气温为１．３～５．１℃。近１４年来，研究区
生长季总降水量波动范围一般在２０７．９～３６５．５ｍｍ
之间，没有发生较明显的趋势性变化，但其波动与
ＮＤＶＩ的波动保持高度的一致性，如降水量较高的年
份２００３，２００６，２００８，２０１２与ＮＤＶＩ相对高值年份相对
应，而较低的年份２００１，２００５，２００７，２００９，２０１３与同年
ＮＤＶＩ低值相对应，表明尽管各类生态恢复工程对建
立浑善达克沙地植被恢复影响很大［２５］，这种空间分布
与时间推移规律显然与中国长期开展的“三北”防护林
工程、２１世纪初启动实施的退耕还林还草、京津风沙
源区治理、草原三牧（禁牧、轮牧、休牧）及建立自然保
护区等生态保护和植被恢复工程密切相关［２６］。但降
水量的增减是其区域植被覆盖改变的另一个主要原因
（图７）。植被覆盖度的年内变化与气象因子关系密
切。很多相关研究表明，植被覆盖度的年内变化与降
雨具有很好的相关性，尤其与生长季的降水具有很好
的正相关性［２７］。ＮＤＶＩ与降水量之间的相关分析得
出，两者相关系数为０．７５（犘＝０．０１）。而１４年来生长季平均温度变化较平稳，基本在１４．４℃（２００３年）～１５．８℃
（２００１年）之间波动。ＮＤＶＩ与温度之间的相关系数达到－０．５８，通过了０．０５的显著性水平，与降水量的作用相
反，温度对研究区植被生长产生了显著的限制作用。这可能是生长季平均温度的升高加快蒸散发而导致干旱加
剧和植被可利用水量减少，从而影响植被覆盖度的增加［２８］。特别是在降水量相对匮乏的荒漠草原地区，当降水
量比常年稀少时较高的温度对植被生长的抑制作用更加明显［２９］。ＮＤＶＩ与温度和降水量的相关关系说明了在
全球气候变暖大背景下，浑善达克沙地降水量的增加和温度在一定程度地下降都对研究区植被生长具有明显的
促进作用，也对物种多样性的保护、风沙治理和生态恢复有深远影响。
生长季平均ＮＤＶＩ与降水量（图８ａ）和温度（图８ｃ）之间逐像元相关分析进一步证实了在整个研究区范围内
降水量是决定植被覆盖变化的最主要气候因子，表明降雨量是影响该区域内植被生长主要气候因子，研究区内大
部分地区植被覆盖度与年降雨量呈正相关。但降水量对植被覆盖变化的作用（相关系数的大小）因区域而异，总
体上在研究区西部、北部、中部和东北区域相关系数达到０．５以上（图８ａ），并通过了０．０５，甚至０．０１的显著性水
平（图８ｂ），表明降水量对草原化荒漠地区植被的影响强度在一定程度上超过人类活动的局部影响。而在东南部
ＮＤＶＩ与降水量的相关性相对弱（＜０．３），也不显著。图９ａ展示了不同等级相关系数的面积比例（像元比例），几
乎所有像元（９８．５％）的ＮＤＶＩ与降水量之间的相关系数都为正值，其中相关系数值０．５以上的面积最大，达到
７５．５％。与此相反，约７７．４％的像元ＮＤＶＩ与温度之间呈负相关（图９ｂ），同样相关系数－０．３～０之间的面积最
大，达到７２．３％。高负相关（＜－０．５）区域主要分布在研究区西部（图８ｃ），通过０．０５的显著性水平（图８ｄ）。但
０４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
与降水相比，通过０．０１显著性水平的像元较少（图８ｄ和图９ｃ）。说明浑善达克沙地植被覆盖度总体上与降雨量
的相关性更高。不同地区植被生长对降雨量和温度的响应有显著的空间差异。
图８　植被覆盖与气候关系的空间分布
犉犻犵．８　犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狋犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狀犱犮犾犻犿犪狋犲
　ａ：生长季平均ＮＤＶＩ与降水之间逐像元相关系数ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎＮＤＶＩａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｂ：平均ＮＤＶＩ与降水之
间显著性水平ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｌｅｖｅｌｂｅｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｃ：平均ＮＤＶＩ与温度逐像元相关系数Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｓｅａ
ｓｏｎＮＤＶＩａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｄ：平均ＮＤＶＩ与温度之间显著性水平ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｌｅｖｅｌｂｅｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
２．５　浑善达克沙地植被覆盖月变化与气候要素变化的关系
植被覆盖的年内变化与气象因子关系密切。很多相关研究表明，植被覆盖度的年内变化与温度和降雨具有
很好的相关性，尤其与生长季（６－８月）［３０３１］。科学评估全球气候变化背景下，植被对气候的响应方式和强度，
如春季生长季提前与否、夏季植被活动强度加强与否、秋季生长季延长与否［１７］等具有重要意义，加之植被覆盖度
能够有效减少土壤侵蚀［３２３３］，对水土保持和保障京津地区的生态环境安全也具有重要意义。同时大幅度地增加
植被覆盖度有利于提高草地生态系统土壤保持功能，促进生态系统服务的维持与发挥［３４］。而降水和气温变化具
有时间尺度上的差异性，仅仅通过植被与气候要素年均值在年际变化尺度上的关系，不能充分说明该地区植被变
化主要受降水因素的影响。以下从研究区植被生长季期间植被与气候要素月变化的关系进行分析。以２０００－
２０１３年植被覆盖与气候因子不同月份多年平均值为基础，计算一年内各月的降雨量、均温与相应的各月植被覆
盖度之间的偏相关系数。通过分析生长季期间气温和降水月变化与植被生长的关系，能更好地揭示植被生长不
同时期与哪个气候要素的关系更为密切。
从研究区生长季各月份ＮＤＶＩ、降水量、温度（图１０ａ）的变化趋势及ＮＤＶＩ与气象因子的相关关系（图１０ｂ）
来看，浑善达克沙地生长季所有月份的ＮＤＶＩ在过去１３年间都呈增加趋势，最大值出现在７月（斜率为０．００３２），
最小值出现在５月（斜率为０．０００１），表明研究区植被生长季春季提前、夏季增强和秋季推迟趋势都较明显［３５］，同
时也说明夏季这几个月植被受降水的影响较为明显［３６］。从生长期各月份温度和降水的变化趋势看（图１０ａ），
２０００－２０１３年间除５和８月份外，其他月份的降水量均呈增加趋势，特别是６和７月份更加明显。而温度除５、８
１４第２５卷第１期 草业学报２０１６年
和１０月份外也都呈下降趋势。这表明研究区气候夏季潮湿化趋势明显。这可能是由于该区域温度和降雨不同
期，降雨量较大的季节温度偏低，限制植被生长，因此出现植被生长与降雨量呈负相关而主要受温度控制的现象。
这表明荒漠区植被盖度对降雨和温度的敏感性都很强，只有在适当的雨热组合条件下，才有利于植被的生长。
图９　植被覆盖与气候关系的面积比统计
犉犻犵．９　犃狉犲犪狅犳狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狀犱犮犾犻犿犪狋犲
　ａ：ＮＤＶＩ与降水量的逐像元相关系数面积比统计ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｂ：ＮＤＶＩ与温度的逐像元相关系数面
积比统计ＳｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃ：ＮＤＶＩ与降水量和温度显著性水平Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｌｅｖｅｌｂｅ
ｔｗｅｅｎＮＤＶＩａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
图１０　生长季各月份犖犇犞犐、降水量、温度的变化趋势（犪）及犖犇犞犐与气象因子的相关关系（犫）
犉犻犵．１０　犕狅狀狋犺犾狔狋狉犲狀犱犻狀犖犇犞犐，狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀，狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲（犪）犪狀犱狋犺犲犻狉犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀（犫）
　
从ＮＤＶＩ与气候因子的相关关系（图１０ｂ）看，所有月份都与ＮＤＶＩ呈正相关，表明大多月份降水量的增加
对研究区植被的生长具有明显的促进作用，５，７和９月份的降水量尤为重要。而温度除４，５和１０月份外，其他
各月份都与ＮＤＶＩ呈负相关，表明在研究区只有生长季开始和结束月份的温度的增高对植被有一定的促进作
用，而其他月份都有明显的抑制作用。这可能在该区域，降雨量的增加意味着温度的降低，从而抑制植被生长，也
可能与在降雨量未达到年内最高值的月份，较高的温度会增加蒸发从而减少植被可利用水量，因此在一定程度上
影响了植被盖度的增加［３７］，整体来看，植被对气温变化的滞后效应不明显，而对降水变化表现出明显的滞后性。
２４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
３　讨论
此前，许多学者利用相关分析研究了浑善达克沙地植被覆盖变化及其与气候因子的关系。穆少杰等［７］认为
从年际水平看，在荒漠生态区主要受降水量影响，同时认为２０００年后，在内蒙古实施的一系列生态恢复工程加大
了对植被盖度时空演变产生的巨大影响。严恩萍等［３８］认为２０００－２０１２年间京津风沙重点治理区植被覆盖总体
呈显著上升趋势（犚２＝０．７０４５），年均增速达０．０１０８／ａ，植被恢复效果显著，改善区域约占总面积的９８．９２％，退化
区域仅占总面积的０．７０％，其中得到改善且通过显著性检验（犘＝０．１０）的区域约占总面积的９４．３１％。包刚
等［３］认为荒漠植被呈增加趋势，这显然与荒漠植被分布区近１０年间降水量的增加和温度的减少有关，温度的减
少会降低土壤水分的蒸发以及降雨量的增加将进一步增加土壤水分，促进了该地区植被的生长。本文对浑善达
克沙地植被生长和气候因子的相互关系进行了探讨，分析得出近１５年浑善达克沙地生态明显恢复，与许多研究
结果类似，如殷贺等［３９］认为降水因子与荒漠区植被恢复有着密切的联系，降水量高的年份，荒漠植被生长状况较
好。张戈丽等［４０］认为仅４月植被生长与全年年际变化相关性显著（犚＝０．４７２６），说明４月植被生长与气温变化
关系最为密切。张宏斌等［２１］认为２０００－２００８年温性荒漠草原大部分地区植被状况趋于恢复改善，恢复面积达
到７８．９４％，同时认为温性荒漠标准差较小，变异系数相对较高，并且认为２００８年是最近９年植被状况最好的一
年。
本研究在考虑从年际变化和月变化角度分析植被变化对气候变化的响应同时，还考虑了整个研究区从空间
和不同沙丘类型上表征植被对气候响应的区域差异。通过将年生长季平均ＮＤＶＩ与年降水量、年平均气温进行
偏相关分析，探讨处于研究区ＮＤＶＩ变化与气候因子关系，研究发现浑善达克沙地绝大部分地区植被生长与平
均温度呈负相关但相关性不显著，其中研究区中南部地区ＮＤＶＩ与温度呈正相关；研究区大部分地区ＮＤＶＩ与
年降水呈正相关且相关性显著，仅东都地区相关性不显著，可以初步认为非气候因素是引起浑善达克沙地 ＮＤＶＩ
增加的重要原因。
本研究还发现４月、５月和１０月温度的增高对研究区植被有一定的促进作用。近１５年内，总体上２０１２年
是植被状态最好的一年。近１５年研究区年降水量与植被盖度相关性的面积明显大于平均气温与植被盖度相关
性的面积。研究表明固沙率越低生态越脆弱，植被越不稳定，但其生态恢复越明显。除了气候变化对浑善达克沙
地植被覆盖的影响外，人类活动也对该地区植被覆盖变化起到了很大作用，综合考虑这两种因素对解释植被恢复
的原因更有说服力。因此，在今后的研究中，探讨人类活动在浑善达克沙地植被覆盖时空演变中相对贡献的量化
评定更有必要。
４　结论
本研究利用２０００－２０１４年的 ＭＯＤＩＳＮＤＶＩ数据和气象数据，较系统地分析了浑善达克沙地植被覆盖度的
年际、月际变化特征及其与区域气候变化的关系，明确了退耕还林等生态工程建立后的近１５年的生态环境状况。
同时，结合该沙地各种沙地类型空间分布数据，分析了各类型的植被覆盖年际变化特征及其差异。研究结果对了
解浑善达克从２０００年到最近年份的自然环境变化趋势，相关措施实施效果提供重要依据。经过研究得出了如下
结论。
１）在整个沙地范围内，尽管１５年来研究区植被覆盖变化的年际波动较大，但其植被平均ＮＤＶＩ总体上呈增
加趋势，表明最近１５年间其植被覆盖度趋于明显好转的态势，同时也说明２１世纪初中国开始实施的退耕还林还
草禁牧休牧轮牧等生态保护和环境改善工程取得了明显效果。从各沙地类型角度看，多年平均植被覆盖以
ＹＭＮＤＶＩ＞０．４的面积为参考，固定沙地＞半固定沙地＞半移动沙地＞移动沙地＞盐碱地的顺序依次降低。在
年际变化趋势上，各个沙地类型植被覆盖度都呈增加态势，从增加的明显程度上看，以移动沙地＞盐碱地＞半移
动沙地＞半固定沙地＞固定沙地的顺序依次降低。
２）从植被覆盖变化的空间分布上看，占研究区７４．５％的地区植被覆盖呈增加趋势，其中有１５．９３％的面积出
现显著响应，主要分布在研究区的北部、中部和南部边缘区域。而研究区中西部的部分地区（１２．３％）的ＮＤＶＩ
没有出现明显的趋势性变化。从植被覆盖变化的波动性分析看，研究区的西部和西北部植被ＮＤＶＩ标准差和变
３４第２５卷第１期 草业学报２０１６年
异系数较大，受外界干扰显著，而中部和东部植被覆盖受外界因素的响应较弱。
３）由于浑善达克沙地处于典型的干旱半干旱气候带，在年际尺度其植被覆盖受降水量的影响极为明显，ＮＤ
ＶＩ与降水量的相关系数达到０．７５（犘＝０．０１），是导致植被覆盖改变的最直接和重要原因。相反，温度对研究区
植被生长产生了显著的抑制作用，两者相关系数达到－０．５８。在月际尺度上，４月草地植被变化受气温变化影响
较明显；５－８月与前一月降水变化关系密切，说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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