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植被对土壤侵蚀、水土保持产生深远影响,土壤又是人类赖以生存的条件。地形作为自然环境的一个重要因素,对植被和土壤养分空间分异的有一定影响。本文基于1987年,1995年,2007年和2014年的Landsat TM 30m影像数据,以像元二分法估算北洛河流域及其上游不同时期植被覆盖度,结合地形高程数据(DEM)提取的地形特征,分析植被覆盖度地形分异及动态变化特征。同时对吴起县枣庄沟小流域的植被生长状况和表层土壤养分空间分布进行野外采样分析,探究植被群落和土壤养分在地形上的空间变异,分析植被与土壤养分以及与地形间的关系,以期对黄土高原生态建设和效益评价提供科学依据。主要结论如下:(1)北洛河流域中9/10的面积为地形破碎的丘陵沟壑区和高塬沟壑区,2/3面积为8°~25°的斜坡地和陡坡地,各坡向面积相差不大。基于影像分析结果,流域平均植被覆盖度从1987年的41.1%,1995年45.4%,增至2007年的63.4%。(2)北洛河上游1995年、2007年、2014年平均植被覆盖度从20.21%、41.64%增加到51.22%。三时期中,随着坡度越大,高程越低,越向阴坡,植被覆盖表现出改善程度越大趋势。1995年植被覆盖度较低,其中低覆盖度(平均植被覆盖度<20%)区面积最大,占比为54.04%;2007年植被覆盖度总体迅猛增加,其中中覆盖(40~60%)区面积增长显著,增长率为41.34%;2014年植被覆盖状况较2007年又有较大程度地改善,其中高(>80%)、中高(60~80%)覆盖度区面积显著增加,中(40~60%)、中低(20~40%)覆盖度区面积减少比较明显。(3)枣庄沟小流域面积为1.59km2,主要土地利用类型为草地、灌木林地、梯田、有林地和坝地等,其中草地最大,占比达81.13%,其次是沙棘灌木林地,面积比例为12.58%,然后是梯田面积,比例为3.77%,坝地为1.89%,有林地面积最小,为0.63%。平坡地(<5°)、缓坡地(5~8°)、斜坡地(8~15°)、陡坡地(15~25°)、急坡地(25~35°)和险坡地(>35°)占比例分别为2.23%、1.29%、7.38%、23.03%、35.52%和30.65%。按坡向统计,面积占比大小依次为半阴坡(38.27%)>半阳坡(26.58%)>阳坡(25.11%)>阴坡(9.39%)。该流域是以草地植被(81.13%)、>25°坡地(66.17%)和半阴‐半阳坡‐阳坡(89.86%)为主的植被地貌类型。(4)对枣庄沟流域进行植被群落调查,数据完整的71个草地样方植被状况结果表明,其主要物种有29种,隶属于10科16属。不同坡位上,多样性Simpson指数由坡顶到坡下部位呈增加趋势,在坡下位置形成一个峰值,达到0.760,然后在沟坡部位减小到0.689,类似的,Shannon-Wiener指数、Margalef指数、Pielou指数及生物量均有同样的趋势。在坡度带上,植物群落多样性、均匀性、丰富度以及生物量等指数,显示出波动中缓慢增加趋势,约在5-8°和15-25°上形成两个峰值。不同坡向上,植被群落多样性指数、均匀度指数与丰富度指数在半阴坡和半阳坡上明显大于阳坡和阴坡,而生物量阴坡最大。(5)在林地、灌木林地、草地、梯田和坝地这五种土地利用类型中,有机质、全氮、全磷的平均含量差异较为明显。由于沙棘的固氮作用,有机质含量最高的是沙棘灌木林地,达到16.32g/kg,显著大于其它土地利用类型,其次是草地、林地、梯田,分别为12.56、10.58、9.40g/kg,含量最低的是坝地,为5.02g/kg。全氮和全磷含量最高的是坝地,明显高于其它土地利用类型,可能与人为施肥有关。(6)以94个草地样方为主,分析土壤养分在地形上的分布特征。在地形部位上,土壤有机质含量最高的部位是坡下,为15.02g/kg,其次为坡中、坡上、坡顶,分别为13.46、11.49、11.14g/kg,最低的是沟坡,为9.38g/kg。全氮含量在坡位上的变化趋势与有机质基本一致;全磷含量的分布有变异,坡下含量最高,为0.87g/kg,其次为沟坡、坡上、坡顶,分别为0.71、0.62、0.61g/kg,最低的部位是坡中,为0.52g/kg。阴坡草地有机质含量为17.25g/kg,远远大于半阴坡、半阳坡和阳坡,而后者三个部位无明显差别,从11.3~12.46g/kg;全氮的含量在各个坡向上相差很小从1.70~1.78 g/kg。全磷的含量在各个坡向上差异较大,由大到小依次为半阳坡(0.94g/kg)>半阴坡(0.69g/kg)>阳坡(0.36g/kg)>阴坡(0.32g/kg)。有机质含量在各坡度段上的分布表现出从缓坡到陡坡波动中增加趋势,峰值出现在25-35°坡度段。全氮、全磷含量则表现出从缓到陡波动中减少趋势,坡顶缓坡为最大峰值。