徐 勇, 黃雯婷, 盧夢(mèng)緣, 歐昱賢, 張占奕, 李明杰, 郭振東, 馬瑞雪

(1.桂林理工大學(xué) 廣西空間信息與測繪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 桂林 541006 2.桂林理工大學(xué) 測繪地理信息學(xué)院, 廣西 桂林 541006)

喀斯特地貌區(qū)作為中國四大生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)之一，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地貌類型多變，加上受區(qū)域氣候和人類活動(dòng)的雙重作用，部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化，石質(zhì)荒漠化已經(jīng)成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要因素[1-3]。因此，在喀斯特地貌區(qū)開展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)推動(dòng)喀斯特地貌區(qū)的生態(tài)恢復(fù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。植被作為生物圈的重要組成部分，可以有效地反映區(qū)域的生態(tài)狀況，對(duì)生態(tài)環(huán)境變化具有良好的指示作用[4-9]。傳統(tǒng)的植被生長監(jiān)測主要為地面實(shí)測法，但該方法通常需要大量的人力物力，且易受時(shí)間空間限制，難以進(jìn)行大尺度植被生長監(jiān)測。20世紀(jì)以來，得益于遙感產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，海量的遙感數(shù)據(jù)為大面積植被生長監(jiān)測提供了多源數(shù)據(jù)支持，遙感監(jiān)測成為全球和地區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重要技術(shù)手段之一[10-12]。歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)常被用來反演植被的覆蓋程度，能在不同的時(shí)間和空間尺度上反映植被狀況，因而被廣泛應(yīng)用于植被覆蓋格局時(shí)空演變特征研究及植被生長監(jiān)測中[13-18]。

近年來，已有許多國內(nèi)外學(xué)者使用遙感技術(shù)在不同時(shí)空尺度上對(duì)植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化及影響因素方面進(jìn)行了研究，氣候變化作為影響植被生長和空間分異的驅(qū)動(dòng)力受到廣泛關(guān)注[19-25]。隨著學(xué)者對(duì)植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)力研究的不斷深入，針對(duì)西南喀斯特地貌區(qū)植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)力方面的研究也取得了一系列成果，肖建勇等[26]研究表明喀斯特地區(qū)植被空間分異受氣候變化和人類活動(dòng)的影響強(qiáng)于非喀斯特地區(qū)，丁文榮等[27]研究發(fā)現(xiàn)滇東南喀斯特地貌區(qū)植被改善受氣候變化和人類活動(dòng)的雙重作用，且表現(xiàn)出較強(qiáng)的地域分布差異。張凱選等[28]，呂妍等[29]，也對(duì)西南喀斯特地貌區(qū)植被覆蓋變化及其成因進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)除了氣候變化外，植被覆蓋還受非氣候因子的影響。

在已有研究中，對(duì)氣候變化的影響研究較多，且主要集中于降水和氣溫兩種氣象要素對(duì)植被生長的驅(qū)動(dòng)，沒有考慮日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度等氣象因子對(duì)區(qū)域植被生長狀況的影響，在一定程度上降低了研究結(jié)果的精度；對(duì)人類活動(dòng)和植被生長之間的響應(yīng)機(jī)制的研究大都停留在定性描述層面，人類活動(dòng)對(duì)喀斯特地貌區(qū)植被NDVI變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制尚不明確，且并未定量厘定各驅(qū)動(dòng)力對(duì)植被覆蓋變化的影響。因此，本文基于2001—2019年MODIS NDVI時(shí)間序列、SRTM DEM數(shù)據(jù)、降水、氣溫、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)時(shí)間序列，通過建立Theil-Sen Median斜率估計(jì)模型、Mann-Kendall顯著性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?、殘差分析模型和相?duì)作用分析模型等，厘清氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI變化的影響，進(jìn)一步明晰西南喀斯特地貌區(qū)植被覆蓋在氣候變化和人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)下的時(shí)空演變機(jī)制，研究結(jié)果對(duì)喀斯特地貌區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)估和保護(hù)、資源的合理開發(fā)和利用以及石漠化研究和防治具有重要的現(xiàn)實(shí)和科學(xué)意義。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于中國西南部，區(qū)域范圍在20°54′—34°19′N,97°21′—112°04′E。在行政區(qū)劃上，包含“西南三省一區(qū)一市”，即四川省、云南省、貴州省、廣西壯族自治區(qū)以及重慶市，總面積為137.63萬km2。研究區(qū)內(nèi)最高海拔為6 304 m，最低海拔為-20 m，地勢(shì)起伏較大(圖1)。研究區(qū)內(nèi)地貌類型復(fù)雜，從西部青藏高原向東部丘陵平原地區(qū)過渡，喀斯特地貌分布廣泛。氣候類型主要包括熱帶季風(fēng)和亞熱帶季風(fēng)氣候，大部分地區(qū)冬暖夏熱，年平均氣溫在-3～24℃，年日照時(shí)數(shù)在752.6～3 504.9 h；年均降水量在340～2 300 mm，自東南向西北遞減，雨熱同季期，降水充沛，為植被的生長提供了有利條件。此外，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢，是“西部大開發(fā)戰(zhàn)略”的重要發(fā)展區(qū)域之一。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究采用的NDVI時(shí)間序列來自美國國家航空航天局發(fā)布的MOD13A C6產(chǎn)品數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率和空間分辨率分別為1月和1km，本研究采用2001年1月至2019年12月逐月MODIS NDVI時(shí)間序列，數(shù)據(jù)集不需要進(jìn)行大氣校正等預(yù)處理，發(fā)布的產(chǎn)品數(shù)據(jù)集已經(jīng)消除了水、云、重氣溶膠和云影等對(duì)數(shù)據(jù)帶來的偏差。

氣象數(shù)據(jù)共選取了研究區(qū)及其周圍155個(gè)氣象站點(diǎn)的逐日氣象數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn)，數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格的精度控制，質(zhì)量良好。為了減少地理位置信息對(duì)氣象數(shù)據(jù)插值精度的影響，選用ANUSPLIN插值軟件引入DEM作為協(xié)變量對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行空間內(nèi)插， DEM數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)的空間分辨率為1km，投影系統(tǒng)與氣象因子數(shù)據(jù)集一致。

1.3 研究方法

1.3.1 Theil-Sen Median斜率估計(jì)和Mann-Kendall顯著性檢驗(yàn) Theil-Sen Median斜率估計(jì)常用來探究某長時(shí)間序列變量隨時(shí)間的變化態(tài)勢(shì)。本文采用Theil-Sen Median斜率估計(jì)[30]探究研究時(shí)段內(nèi)西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI的變化趨勢(shì)，揭示其在時(shí)間尺度上的變化特征。

Theil-Sen Median趨勢(shì)分析計(jì)算公式如下：

(1)

式中：i和j代表年份；NDVIi代表在第i年的植被NDVI值；NDVIj代表在第j年的植被NDVI值；βNDVI代表研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI的變化斜率；當(dāng)βNDVI>0時(shí)，說明研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI呈上升趨勢(shì)，植被覆蓋有所改善，當(dāng)βNDVI=0時(shí)，說明研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI保持不變，植被覆蓋較為穩(wěn)定，當(dāng)βNDVI<0時(shí)，說明研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI呈下降趨勢(shì)，植被覆蓋有所退化。

為定性區(qū)分研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI變化趨勢(shì)，使用Mann-Kendall顯著性檢驗(yàn)法進(jìn)行判別[27,30]。對(duì)于給定顯著性水平α，當(dāng)|Z|>Z1-α/2，代表植被NDVI時(shí)間序列在給定顯著性水平α上變化顯著，反之，則認(rèn)為其在給定顯著性水平α上變化不顯著。本文定義變化斜率在給定顯著性水平α=0.05下顯著時(shí)，為顯著變化；在α=0.01下顯著時(shí)，為極顯著變化。

1.3.2 多元線性回歸分析和殘差分析 植被群落的時(shí)空演變受區(qū)域氣候條件和人類活動(dòng)強(qiáng)度的共同影響，本研究通過構(gòu)建多元回歸分析模型和殘差分析模型，定量厘定氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被NDVI變化的影響[11,31]。首先，基于研究時(shí)段內(nèi)植被NDVI觀測值(NDVIObs，下同)、降水、氣溫、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)時(shí)間序列，構(gòu)建多元一次線性回歸模型，獲得單獨(dú)氣候變化影響的植被NDVI預(yù)測值(NDVIPre，下同)時(shí)間序列；然后，基于植被NDVIObs與植被NDVIPre時(shí)間序列，構(gòu)建殘差分析模型，獲得單獨(dú)人類活動(dòng)影響的植被NDVI殘差值(NDVIRes，下同)時(shí)間序列；當(dāng)NDVIPre>0時(shí)，說明氣候變化對(duì)植被NDVI的上升起到了積極的作用；當(dāng)NDVIPre=0，說明氣候變化對(duì)植被NDVI影響甚微；當(dāng)NDVIPre<0時(shí)，說明氣候變化對(duì)植被NDVI的上升起到了抑制作用。同理，可得出人類活動(dòng)對(duì)植被NDVI變化的影響。

1.3.3 相對(duì)作用分析法 本文使用相對(duì)作用分析法來定量區(qū)分氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被NDVI變化的相對(duì)作用[32]。主要思路為：首先，基于植被NDVIObs時(shí)間序列，獲得2001—2019年植被NDVIObs的變化斜率，即βNDVIObs。定義βNDVIObs大于0的區(qū)域?yàn)橹脖桓纳茀^(qū)，βNDVIObs小于0的區(qū)域?yàn)橹脖煌嘶瘏^(qū)；接下來，計(jì)算植被NDVIPre和NDVIRes的時(shí)間序列的變化斜率即βNDVPre和βNDVIRes；最后，基于βNDVIPre和βNDVIRes的取值區(qū)間，構(gòu)建氣候變化和人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)下植被NDVI變化的6種情境。具體如表1所示。

1.3.4 相關(guān)分析 基于相關(guān)分析法，得到研究區(qū)植被生長與氣溫、降水、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)的相關(guān)性，探究植被NDVI對(duì)各氣象因子變化的響應(yīng)程度。具體公式如下[11]：

(7)

表1 不同情景下氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被NDVI變化作用大小的定量分離方法

式中:ΔNDVIPre是t+1時(shí)刻氣候變化所造成的NDVIPre與t時(shí)刻N(yùn)DVIPre的差值;ΔNDVIRes是t+1時(shí)刻人類活動(dòng)所造成的NDVIRes與t時(shí)刻N(yùn)DVIRes的差值。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被NDVI時(shí)空演變特征

由圖2可知，研究時(shí)段內(nèi)研究區(qū)植被NDVI年平均值在0.757～0.802之間，最大值出現(xiàn)在2018年，最小值出現(xiàn)在2001年。研究區(qū)植被NDVI整體呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，上升速率為0.002 5/a。由上可知，近19 a來，西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI整體得到改善。但在2011年、2014年、2016年植被NDVI值出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，其中以2011年的下降趨勢(shì)最為顯著。研究區(qū)在2010年、2013年、2015年均遭受了大范圍且程度嚴(yán)重的自然災(zāi)害，其中2010年西南地區(qū)出現(xiàn)了近50 a來最嚴(yán)重的干旱[33-34]，極端天氣等自然災(zāi)害的發(fā)生，會(huì)對(duì)植被活動(dòng)產(chǎn)生負(fù)面影響，是導(dǎo)致西南喀斯特地貌區(qū)部分年份植被NDVI下降的主要原因。

圖2 2001-2019年西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI時(shí)間變化特征

盡管西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI狀況總體趨于好轉(zhuǎn)且植被NDVI年際差異較小，但植被NDVI變化存在明顯的空間異質(zhì)性。由圖3看出，研究時(shí)段區(qū)域內(nèi)植被NDVI呈上升態(tài)勢(shì)的區(qū)域面積大于呈下降態(tài)勢(shì)的面積，分別占研究區(qū)總面積的86.25%和13.75%，其中，極顯著上升(p<0.01)的區(qū)域約占研究區(qū)總面積的35.33%，主要分布在橫斷山脈以東地區(qū)，包括四川東北部、重慶東部、貴州西部和廣西中西部等。極顯著下降(p<0.01)和顯著下降(p<0.05)的區(qū)域僅占研究區(qū)總面積的1.82%，零星分布在城市中心區(qū)和旅游業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在城市擴(kuò)張、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)化發(fā)展和旅游資源開發(fā)的綜合作用下，以上城市及其周邊地區(qū)以及各旅游開發(fā)區(qū)植被覆蓋呈下降趨勢(shì)[26]。

圖3 2001-2019年西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI變化趨勢(shì)

2.2 植被改善區(qū)氣候變化和人類活動(dòng)的相對(duì)作用大小

本文中提到的植被改善區(qū)是指βNDVIObs>0的區(qū)域，人類活動(dòng)對(duì)研究區(qū)植被改善區(qū)的相對(duì)作用略大于氣候變化，人類活動(dòng)對(duì)植被改善區(qū)的相對(duì)作用平均值為55.13%，氣候變化對(duì)植被改善區(qū)相對(duì)作用平均值為44.87%(圖4)。2001—2019年人類活動(dòng)是研究區(qū)植被改善的主要驅(qū)動(dòng)力。

以人類活動(dòng)為主(相對(duì)作用大于50%)導(dǎo)致植被改善的區(qū)域面積占總改善面積的54.97%，主要分布于四川東南部、重慶南部、貴州北部和中部、廣西北部和西南部以及云南東南部和西部；而以氣候變化為主導(dǎo)致植被改善的區(qū)域占總改善區(qū)域的45.03%，主要分布在云貴川三地接壤處、廣西南部、重慶大部分地區(qū)以及四川北部。從空間分布格局來看，氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)研究區(qū)植被改善區(qū)的相對(duì)作用在空間上呈交錯(cuò)格局。植被覆蓋呈極顯著上升的地區(qū)同樣受人類活動(dòng)的主導(dǎo)。

圖4 2001-2019年西南喀斯特地貌區(qū)氣候變化和人類活動(dòng)在植被改善區(qū)域的相對(duì)作用

2.3 植被退化區(qū)氣候變化和人類活動(dòng)的相對(duì)作用大小

氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)西南喀斯特地貌區(qū)大部分地區(qū)植被生長具有促進(jìn)作用，但也導(dǎo)致局部植被活力呈下降趨勢(shì)。與植被改善區(qū)相對(duì)應(yīng)，植被退化區(qū)是指βNDVIObs<0的區(qū)域。2001—2019年人類活動(dòng)和氣候變化對(duì)西南喀斯特地貌植被退化區(qū)的相對(duì)作用分別為54.57%和45.43%(圖5)，由此可知，人類活動(dòng)是引起研究區(qū)植被退化的重要驅(qū)動(dòng)力。

氣候變化和人類活動(dòng)共同導(dǎo)致研究區(qū)局部地區(qū)的植被呈退化趨勢(shì)，但兩者相對(duì)作用大小存在較大空間差異。以氣候變化為主導(dǎo)致植被退化的區(qū)域面積占總退化面積的42.96%，主要分布于重慶與四川交匯地區(qū)、云南中部、廣西東部和中部；以人類活動(dòng)為主導(dǎo)致植被退化的區(qū)域面積占總退化面積的57.04%，主要分布在四川中西部、四川和重慶交界處以及貴州中部和云南中部。以人類活動(dòng)為主導(dǎo)致研究區(qū)植被呈退化的面積占極顯著下降與顯著下降面積的50%以上。

3 討 論

3.1 氣候變化影響下植被NDVI時(shí)空演變特征

在區(qū)域和全球尺度上，植被生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空演變特征及空間分布格局很大程度上受到氣候變化的影響。通過多元線性回歸法，得到研究區(qū)植被NDVIPre時(shí)間序列，對(duì)西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVIPre變化趨勢(shì)作進(jìn)一步分析，獲得氣候變化影響下植被NDVI空間演變特征，結(jié)果見圖6。氣候變化影響下，植被NDVI呈退化態(tài)勢(shì)的面積遠(yuǎn)小于植被呈改善態(tài)勢(shì)的面積，植被呈改善態(tài)勢(shì)的區(qū)域占81.06%，其中呈顯著上升和極顯著上升的區(qū)域占31.90%，主要分布在云貴川三地接壤處、廣西中部和南部以及四川和重慶北部。顯著下降和極顯著下降的區(qū)域僅占2.91%，零散分布于云貴川三省和重慶。

圖5 2001-2019年西南喀斯特地貌區(qū)氣候變化和人類活動(dòng)在植被退化區(qū)域的相對(duì)作用

3.2 植被NDVI對(duì)氣候變化的響應(yīng)關(guān)系

氣候變化通過多種氣象因子的動(dòng)態(tài)變化和相互作用影響植被的生長。本文通過分析植被NDVI與前0—3月降水、氣溫、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)的相關(guān)系數(shù)，然后利用絕對(duì)值最大值合成法得到兩者之間的最大相關(guān)系數(shù)，以此得到植被NDVI對(duì)各氣象因子變化的最大響應(yīng)，揭示各氣象因子對(duì)植被NDVI變化的驅(qū)動(dòng)?？傮w上，降水、氣溫和相對(duì)濕度對(duì)研究區(qū)植被生長具有正向促進(jìn)作用，而日照時(shí)數(shù)對(duì)研究區(qū)植被生長具有負(fù)向抑制作用。其中，植被NDVI與氣溫、降水和相對(duì)濕度的平均最大相關(guān)系數(shù)依次降低，分別為0.174，0.171和0.081，與日照時(shí)數(shù)的平均最大相關(guān)系數(shù)為-0.046。綜上可知，氣溫、降水和相對(duì)濕度能夠促進(jìn)研究區(qū)植被的生長，而日照時(shí)數(shù)抑制了研究區(qū)植被的生長。

植被NDVI與各氣象因子的相關(guān)性呈現(xiàn)明顯的地域差異。研究區(qū)大部分地區(qū)植被生長受降水、氣溫和相對(duì)濕度的正向影響，與之相反，研究區(qū)大部分地區(qū)植被生長受日照時(shí)數(shù)的負(fù)向影響。超過78%的區(qū)域植被NDVI與降水呈正相關(guān)關(guān)系，其中，通過p<0.05顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域占10.51%，如圖7A所示，主要分布在重慶北部以及四川東北部。超過76%的區(qū)域植被NDVI與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系，其中，通過p<0.05顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域占13.23%，如圖7B所示，主要分布在四川北部、重慶北部、云南西南部以及云南、四川、貴州三省交界處。超過60%的區(qū)域植被NDVI與相對(duì)濕度呈正相關(guān)關(guān)系，其中，通過p<0.05顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域占9.10%，如圖7C所示，主要分布在重慶南部、四川南部、云南南部、貴州北部和廣西中南部。超過58%的區(qū)域植被NDVI與日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖7D)，其中，通過p<0.05顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域占3.37%，主要分布在重慶以及四川、重慶、貴州三省交界處，抑制作用自西向東呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。

由相關(guān)分析結(jié)果可知， 2001—2019年西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI與降水、氣溫以及相對(duì)濕度整體呈正相關(guān)，且與氣溫的相關(guān)性最強(qiáng)，而西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI與日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)。由上可知，西南喀斯特地區(qū)氣候變化對(duì)植被生長既有正向促進(jìn)作用，又有負(fù)向抑制作用，且影響程度呈明顯的空間分異特征。

圖7 西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI與氣象因子相關(guān)顯著性

3.3 人類活動(dòng)影響下植被NDVI時(shí)空演變特征

植被生長與氣候變化和人類活動(dòng)有著密不可分的聯(lián)系。本文利用殘差分析得到西南喀斯特地貌區(qū)研究時(shí)段植被NDVIRes，并根據(jù)時(shí)間序列計(jì)算得到其變化趨勢(shì)，得到人類活動(dòng)影響下的植被變化趨勢(shì)的空間差異，如圖8所示。2001—2019年西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVIRes的變化趨勢(shì)表現(xiàn)出明顯的空間分異性，呈現(xiàn)出“東南高，西北低”的分布特征。植被NDVIRes呈上升趨勢(shì)和下降趨勢(shì)的面積分別占82.86%和17.14%。綜上所述，區(qū)域植被生長受到人類活動(dòng)正向促進(jìn)和負(fù)向抑制的雙重影響，整體上對(duì)區(qū)域植被生長的正向促進(jìn)作用占主要地位。

受人類活動(dòng)的影響，12.45%的地區(qū)植被NDVI呈極顯著上升，分布在云南東南部、重慶東南部、廣西北部以及貴州大部分地區(qū)，這一定程度上得益于當(dāng)?shù)厣直Ｗo(hù)工程的實(shí)施以及自然環(huán)境的科學(xué)保護(hù)[35-37]。在研究區(qū)內(nèi)，零散的分布著植被NDVI殘差變化趨勢(shì)小于0的區(qū)域，有約0.73%的區(qū)域呈現(xiàn)顯著下降和極顯著下降，大多數(shù)分布在城市中心地區(qū)以及其周邊鄰近地區(qū)。

3.4 植被NDVI對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng)關(guān)系

近19 a來，隨著西南喀斯特地貌區(qū)生態(tài)保護(hù)的推進(jìn)，西南喀斯特地貌區(qū)各省區(qū)植被覆蓋度都有不同程度的增加，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，國家高度重視西南石漠化的防治，把西南喀斯特地貌區(qū)的石漠化治理提升到了國家目標(biāo)高度[38]，一系列生態(tài)工程的實(shí)施對(duì)植被恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。廣西的林業(yè)工程和云南的退耕還林工程，不僅改善了區(qū)域植被覆蓋，同時(shí)還大大改善了區(qū)域生物群落生存環(huán)境[35,39]；西南地區(qū)生態(tài)林業(yè)工程的實(shí)施，如天然林資源保護(hù)工程和退耕還林工程，在一定程度上增強(qiáng)了土地抵御災(zāi)害的能力，有效地降低了區(qū)域石漠化程度，提升了區(qū)域植被覆蓋[40]。

圖8 2001-2019年西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI殘差值變化趨勢(shì)

與生態(tài)工程的正向促進(jìn)作用相對(duì)，人類社會(huì)在快速發(fā)展中對(duì)資源的不合理利用也是影響區(qū)域植被整體覆蓋狀況的重要原因。例如，四川省西北部畜牧業(yè)的快速發(fā)展對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，致使部分地區(qū)植被嚴(yán)重減少[41]，同時(shí)，人口密度的不斷增長和城市化進(jìn)程的不斷加快，也一定程度上抑制了植被群落的繁衍進(jìn)程；2002—2019年，云南省人口比重增長超過20%，經(jīng)濟(jì)增長和城鎮(zhèn)人口的不斷攀升致使城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致部分地區(qū)植被覆蓋呈下降趨勢(shì)。綜上可知，生態(tài)林業(yè)工程的實(shí)施使得植被覆蓋整體呈上升態(tài)勢(shì)，但人類在發(fā)展經(jīng)濟(jì)中的不合理開發(fā)對(duì)部分地區(qū)植被生長的抑制作用同樣不可忽略。

4 結(jié) 論

(1) 研究時(shí)段內(nèi)西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI整體呈上升態(tài)勢(shì)，且上升態(tài)勢(shì)呈“東南高西北低”的分布格局。植被NDVI呈上升趨勢(shì)的面積遠(yuǎn)大于呈下降趨勢(shì)的面積，呈上升趨勢(shì)的區(qū)域主要分布在研究區(qū)東南部。

(2) 西南喀斯特地貌區(qū)植被改善區(qū)和植被退化區(qū)受人類活動(dòng)作用均強(qiáng)于氣候變化，其中，人類活動(dòng)對(duì)研究區(qū)植被改善和植被退化的相對(duì)作用分別為55.13%和54.57%。因此，人類活動(dòng)被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)西南喀斯特地貌區(qū)植被NDVI變化的主導(dǎo)因素。

(3) 植被NDVI和氣象因子相關(guān)性呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性。氣候變化對(duì)研究區(qū)植被NDVI變化具有雙重影響，研究區(qū)植被NDVI與降水、氣溫和相對(duì)濕度整體上呈正相關(guān)關(guān)系，而與日照時(shí)數(shù)整體上呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。