天山北坡森林植被对积雪分配和融雪速率影响的多尺度研究

在干旱半干旱地区，山地积雪融雪作为内陆盆地尤其是绿洲生存与发展的水源保障，与森林植被有着十分紧密的关系。探讨森林植被对积雪分配和融雪速率的影响是进一步深化山地植被生态功能和积雪水文过程研究的关键。本项目以新疆天山北坡天池流域为对象，通过样地调查、实验观测、遥感反演和模型模拟等手段，获取植被格局、林分结构、积雪深、融雪速率及其相关环境参数等信息，从样地、坡面和流域等尺度开展植被特征、积雪、融雪及其相互关系研究，重点分析植被覆被与林分结构对积雪分配和融雪速率的影响。通过综合地形、气象和植被特征等要素，从而阐明积雪融雪空间变异机制，揭示能有效调控积雪分配和消融过程变异的森林植被。项目的研究成果有助于揭示森林植被格局对积雪融雪过程调控的景观生态和水文学意义，可以为干旱半干旱地区植被定向恢复、森林经营、水土保持和流域综合治理提供科学依据。

以植被NDVI、雪盖指数、气象观测记录和实测资料为基础，运用趋势、相关分析等方法，分析了研究区植被NDVI、雪盖和最大雪深的时空变化，综合地形、植被垂直带谱等因素，探讨了森林植被与雪盖、积雪深度之间的相互关系。结果表明：（1）1982～2002年北疆NDVI平均值变化呈现周期波动，NDVI增幅不明显；1998～2010年，NDVI平均值先降低后增加，2002年是明显转折期；1982～2006年，伊犁河谷、天山北坡和阿尔泰山的南部、天山北坡尤其是伊犁河谷地区植被改善明显；随着“天保”、“退耕还林还草”等林业工程相聚实施，北疆大部分区域植被改善效果明显，但仍有局部地区植被不断退化；北疆多数植被类型植被状况趋于改善，植被呈现改善的面积远大于呈现退化的面积。（2）基于25km×25km分辨率的雪深数据分析发现，北疆61.72%的区域积雪深度趋于增加；昭苏盆地-特克斯谷底、准噶尔盆地和北疆东部荒漠区内积雪深度增加明显，玛纳斯、乌鲁木齐、昌吉等区域积雪深度增加达到显著性水平；天山北坡西段和中段、积雪深度呈明显下降；除局部地带积雪深度增加与植被改善格局呈现一定程度相似外，北疆大部分地区积雪深度与NDVI变化不存在明显一致性；基于0.5km×0.5km分辨率的雪盖、雪深数据发现在天山北坡多年平均最大雪盖指数空间差异较大；建立最大积雪深度预测模型，拟合方程为y = 3.3127x0.42；天山天池流域积雪深度在年内呈先增大后减小得周期性波动，而在年际水平上最大积雪深度呈明显增加趋势。年最大雪深空间变化格局与最大雪盖指数基本相似，但在变化程度上略小于雪盖指数，天池流域所处的博格达峰北侧、伊犁河谷地区大部均属于积雪深度较大的区域；雪深对植被的影响要高于雪盖；（3）伊犁河谷、博格达峰、天山中部的依连哈比尔尕山植被和积雪深度空间变异程度较大；雪深高度变异区域基本与植被NDVI高度变异区域相重合；森林植被景观所在海拔越高，植被NDVI与最大雪深在垂直空间上负相关面积比重就越大，森林植被对积雪量空间变异的影响就越大，而在低海拔地区植被NDVI对积雪深度影响较小，主要表现为依赖作用。

内容获取失败，请点击重试