近幾十年來，我國北方干旱半干旱區(qū)植被正發(fā)生著顯著變化。這種變化是氣溫、降水和人類活動多因素綜合影響的結(jié)果?？傮w而言，相比于氣溫而言，該區(qū)域內(nèi)的植被與降水呈正相關(guān)的面積更大。此外，在我國干旱半干旱區(qū)植被動態(tài)變化的歸因分析中，大量研究指出，人類活動已成為不可忽略的影響因子之一。

干旱半干旱區(qū)是我國生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)之一。伴隨著氣候變化和人類活動影響的加劇，近幾十年來，該區(qū)域植被正發(fā)生著顯著變化。

通過分析研究1982—2017年中國干旱半干旱區(qū)植被的時空變化特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：第一，干旱半干旱區(qū)植被覆蓋顯著改善，僅局部地區(qū)有所退化，且植被改善在夏季最為明顯；第二，在植被變化中，長期趨勢變化和年際變化的影響因子不同，前者受氣候變暖影響，而后者則主要與降水的波動密切相關(guān)；第三，春、夏季氣溫和夏季降水對干旱半干旱區(qū)植被生長的同季節(jié)影響顯著，而在新疆北部和內(nèi)蒙古中部地區(qū)，植被對氣候因子有季節(jié)尺度的滯后響應(yīng)；第四，植被變化受到人類活動和氣候變化的共同作用，不同地區(qū)植被變化的主導(dǎo)因子不同；第五，在植被改善地區(qū)，氣候因子的貢獻率約為59%，人類活動的貢獻率約為41%，而植被退化地區(qū)，氣候因子的貢獻率約為-51%，人類活動貢獻率約為-49%。

植被改善之于干旱半干旱地區(qū)生態(tài)變化關(guān)系密切

近幾十年來，我國北方干旱半干旱區(qū)植被已發(fā)生了顯著變化。這種變化是氣溫、降水和人類活動多因素綜合影響的結(jié)果。

植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是土壤和大氣之間能量和水分交換的橋梁，控制著地球多圈層間的物質(zhì)循環(huán)和能量輸送過程。地球上種類豐富的植被不僅能美化環(huán)境、提供人類生產(chǎn)生活的必需品，更有不可替代的生態(tài)調(diào)節(jié)功能。例如，植被的物理及生物生理特性會對局地氣候起到調(diào)節(jié)作用。

另外，植被顯著的固碳能力能起到減緩氣候變化的作用。在氣候變化背景下，全球及區(qū)域植被覆蓋范圍的擴大與縮小、物候變化、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)等問題都備受關(guān)注。其中，基于遙感資料分析植被的動態(tài)變化已成為全球變化領(lǐng)域的重要研究方向。

常見的表征植被變化的數(shù)據(jù)源有歸一化植被指數(shù)（Nor? mal ized Dif f erence Vegetation Index，NDVI）、葉面積指數(shù)（Leaf Area Index，LAI）、增強型植被指數(shù)（Enhanced Vege? tation Index，EVI）、凈初級生產(chǎn)力（Net Pr imar y Pr oduc? tion，NPP）等。

20世紀(jì)80年代以來，全球植被指數(shù)顯著增加，植被活動有明顯“增強”現(xiàn)象，北半球的植被改善尤為明顯。歐亞大陸溫帶和寒帶地區(qū)的NDVI雖然在1997年出現(xiàn)了下降趨勢，但是1982—2006年的長期趨勢仍呈現(xiàn)明顯增加。與此同時，中國植被覆蓋總體也呈現(xiàn)上升趨勢，其中春季LAI增速最快，且20世紀(jì)90年代后期以來，我國植被覆蓋顯著改善的區(qū)域大幅增加，這種變化在近年來更為劇烈。

我國干旱半干旱區(qū)地處歐亞大陸腹地，地形地貌復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，降水量少，是受全球氣候變化影響較大的地區(qū)。與青藏高原、西南喀斯特地區(qū)等氣候敏感區(qū)相類似，我國西部及北部地區(qū)植被自20世紀(jì)80年代以來整體呈現(xiàn)增加趨勢。針對西北六省區(qū)的植被研究顯示，黃土高原地區(qū)85%以上區(qū)域植被呈現(xiàn)增加趨勢，顯著增加地區(qū)主要位于陜西北部、山西等退耕還林核心區(qū)。

然而，植被變化與區(qū)域和時段的選擇有很大關(guān)系，不同時空尺度的研究所得到的結(jié)論往往會有所不同，甚至相反。有研究表明，隨著研究時段的延長，植被趨勢發(fā)生轉(zhuǎn)變的頻率明顯增加。此外，20世紀(jì)90年代以后，我國西北部分地區(qū)植被有增長停滯或是退化的現(xiàn)象?？傮w來說，自20世紀(jì)80年代以來，我國北方干旱半干旱區(qū)植被整體以增長趨勢為主，但在時間上存在波動變化，在空間上亦具有異質(zhì)性。

氣候變化和人類活動擾動是植被變化的重要影響因素

對1998—2011年中國北方地區(qū)植被變化的歸因分析發(fā)現(xiàn)，氣候變化和人類活動影響的相對作用分別約為30%和70%，且在植被增加地區(qū)二者貢獻率分別為14.85%和85.15%。

對絲綢之路經(jīng)濟帶的研究表明，約有65%的研究區(qū)域植被增加主要受到人類活動的影響，且人類活動貢獻率大于75%。在塔里木河流域，人類活動所主導(dǎo)的植被改善面積比例超過70%，而在北方農(nóng)牧交錯帶，年降水量的增加等氣候變化驅(qū)動了該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化。

可以認(rèn)為，盡管目前很多學(xué)者對中國各區(qū)域植被變化開展了相關(guān)的歸因研究，但有關(guān)植被變化的主要驅(qū)動力究竟是氣候還是人類活動還存在很多爭議，尤其是兩者在植被變化過程中的相對作用。

近幾十年來，我國北方干旱半干旱區(qū)植被狀況是否出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)，以及這種“轉(zhuǎn)好”與近些年來該地區(qū)氣候變化和人類活動之間的關(guān)系怎樣，至今還沒有明確結(jié)論。

鑒于以上問題，通過分析我國干旱半干旱區(qū)近30余年來植被覆蓋時空變化及其與氣候要素在年、季節(jié)尺度的相關(guān)性，并進一步分離氣候變化和人類活動對植被變化的貢獻，有助于深入了解我國干旱半干旱區(qū)植被變化的事實及成因。

我國北方干旱半干旱區(qū)地形地貌多樣，植被空間分布的差異性很大。新疆地區(qū)有著“三山夾兩盆”的地形特征，植被多分布在山區(qū)和盆地周圍的綠洲上。內(nèi)蒙古高原地勢西高東低，植被呈由西向東地帶性遞增，由荒漠逐漸過渡為荒漠草原、草甸草原和典型草原。

在全球變暖的背景下，1982—2017年，中國干旱半干旱區(qū)氣溫呈顯著上升趨勢，植被與降水呈正相關(guān)的面積占植被覆蓋總面積約93%，其中顯著正相關(guān)的面積占約45%。

二者均增加的地區(qū)占比約28%，分布在新疆北部伊犁河谷、塔城盆地、鄂爾多斯高原以及寧夏中部等地區(qū)。二者均減少的地區(qū)占比約17%，主要分布在內(nèi)蒙古呼倫貝爾、錫林郭勒草原區(qū)。

可見，當(dāng)?shù)夭菰脖粚邓臏p少具有高度敏感性。在黃土高原北部、河套平原、新疆綠洲地區(qū)等農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強烈依賴于灌溉，植被生長狀況與降水的正相關(guān)性并不顯著。

總體來看，相比于氣溫，植被與降水呈正相關(guān)的面積更大。在我國北方干旱半干旱區(qū)，水分是植被生長的制約因子，而氣溫的影響更為復(fù)雜。在水分較為充足的地區(qū)（如降水顯著增加或有人工灌溉的地區(qū)），氣溫的升高可以加快植被光合作用、延長生長季，從而促進植被生長。而在水分匱乏的地區(qū)，氣溫的升高會使得空氣濕度降低、土壤干旱加劇，不利于植被生長。在降水較少的年份，極端高溫頻發(fā)會顯著降低植物生產(chǎn)力，甚至使生態(tài)系統(tǒng)由碳匯轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚础?/div>