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我国西南喀斯特地区是生态系统退化比较严重的典型生态脆弱区,受地质背景制约,喀斯特地区植被变化呈现出复杂性与多变性的特征,正确认识区域尺度植被变化规律及其驱动机制是喀斯特地区生态恢复与重建的重要基础。然而,已有研究主要分析喀斯特植被变化趋势及其对气候和生态工程的响应,较少考虑喀斯特地质地貌背景对植被变化的制约作用,这在一定程度上影响了喀斯特植被变化规律及驱动机制认识的客观性。因此,本研究基于2001-2013年MODIS NDVI数据及两期Landsat TM5遥感数据以及岩性等专题数据,利用3S平台,运用线性趋势分析、空间分析以及景观格局分析方法,探讨黔桂喀斯特区域生态工程大范围实施以来植被NDVI变化趋势及不同地质地貌条件下植被变化趋势差异,并深入分析不同碳酸盐岩对植被变化速率和方向以及景观格局变化过程的影响。主要的研究结论如下: (1)2001-2013年期间,黔桂喀斯特区植被年NDVI总体呈增加趋势,但局部地区由于自然和人为因素的影响,植被出现退化,植被恢复程度存在空间差异,广西地区植被显著增加的比例达14.3%,贵州地区比例为12.5%,近13年黔桂喀斯特区植被变化趋势受气候变化的影响较小,喀斯特地质背景对植被恢复有显著的制约作用。 (2)不同地质地貌背景下,黔桂喀斯特区NDVI变化存在显著差异。碎屑岩上植被覆盖状况总体最好,其次为不纯碳酸盐岩,纯碳酸盐岩上植被覆盖状况相对较差,3种岩性上植被恢复速率差异极其显著(P=0.004);峰丛洼地区植被年NDVI最大,植被覆盖状况整体相对较好,喀斯特峡谷区植被覆盖总体状况较差,但NDVI显著增加的比例最大(31.3%)。 (3)黔桂喀斯特区不同土壤类型与地形梯度上,植被变化存在显著差异,由碳酸盐岩风化而成的石灰土上植被覆盖较差,植被恢复速率相对缓慢,从地形梯度上看,研究区植被恢复趋势随地形梯度呈现出‘V’字型特征,海拔低且坡度缓的区域植被易于恢复,而海拔低、坡度陡或海拔高、坡度缓的区域植被恢复趋势较难,海拔高且坡度陡的区域因人类干扰减弱,植被又呈现一定恢复优势。 4)基于中高分辨率遥感影像的区域验证分析进一步表明,不同岩性上(白云岩、石灰岩)植被类型分布格局及其演替速率与方向存在显著差异,1990-2011年茂兰和木论自然保护区内白云岩上乔木林的面积比例大于石灰岩上的比例,而草灌和草丛小于石灰岩上的比例,两种岩性上草丛、草灌、灌丛和乔灌均以正向演替为主,白云岩较石灰岩更有利于草丛、草灌的自然恢复。 5)景观格局分析表明,近20年茂兰和木论自然保护区的白云岩与石灰岩上斑块数量和斑块密度均减少,而平均斑块面积和聚集度指数均增加,植被斑块连接性均增强、破碎程度均降低,但白云岩上植被斑块的破碎化程度和多样性指数较石灰岩上低,内部连接性强,近20年来植被在逐渐恢复。 研究结果表明,不同喀斯特岩性、土壤、地貌与地形上黔桂喀斯特区植被变化存在显著时空差异,必须进一步加强高程低、坡度大或者高程高、坡度小的地区的生态环境保护。岩性所引起的水土资源配置和养分地球化学循环过程差异制约和影响着植被变化速率与方向以及景观格局。