乌审召盆地植被、蒸散与地下水的相互关系研究

• 作 者: 张高强
• 出 处: 中国地质大学(北京)
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 乌审召盆地 地下水埋深 植被指数 蒸散量 统计分析

地下水对陆地植被生态格局的影响是生态水文地质学的主要研究内容。地处我国西北干旱、半干旱区的乌审召盆地,地下水是控制植被生长发育的重要因素,因此研究植被与地下水、陆面蒸散的相互关系,对该区生态保护有着重要意义。本文用统计模型的方法对地下水埋深和遥感植被指数、陆面蒸散模型数据的相互关系开展研究,确定了乌审召盆地植被指数对地下水埋深的依赖程度。根据2017年5月统测的研究区296个井孔资料,以及收集整理以往图幅钻孔资料,利用克里金插值得到整个研究区地下水埋深栅格图,分辨率为250 m,研究区地下水埋深范围较大,小到地下水溢出形成湖泊,大到埋深超过50 m。选用2000-2017年8月中下旬MODIS增强型植被指数EVI来计算得到植被盖度,分辨率为250 m。结果表明,研究区天然植被空间分布上具有分带性和斑块性,还具有一定的随机性。选用2000-2014年月尺度MOD16蒸散数据,分辨率1 km,用水均衡的方法校正得到研究区生长季蒸散空间分布呈东高西低的态势。建立植被指数与地下水埋深的统计模型,发现数据散点在地下水浅埋区分散性较强。以地下水埋深间隔0.5 m统计了EVI 50%和90%特征值来代替EVI的均值和较大值。结果表明,在地下水埋深10 m内,随地下水埋深的增大,植被盖度呈先增大,再减小的特征;在地下水埋深大于10 m时,植被指数随地下水埋深的增大基本不变。认为显著影响植被盖度的地下水临界埋深为10 m。分别建立了陆面蒸散与植被盖度、地下水埋深的统计模型。结果表明,随植被盖度的增大,陆面蒸散呈近似线性的增大趋势。以地下水埋深间隔1 m统计了ET 50%和90%特征值来代替ET的均值和较大值。结果表明,随地下水埋深的增大,平均蒸散量呈现分段变化特征:地下水埋深在0~1.5 m时,蒸散量以近似线性形式减小;地下水埋深在1.5~3.5 m时,蒸散量以线性形式增大;地下水埋深在3.5~7.5 m时,蒸散量以指数形式减小;地下水埋深大于7.5 m时,蒸散量基本不变。从统计的特征初步认为影响陆面蒸散的临界地下水埋深为7.5 m。论文的研究结果对乌审召盆地地下水为主要控制因素作用下植被生态格局的认识提供了新的认识。