張哲清（黑山縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站 遼寧 錦州 121400）

瀾滄江—湄公河流域植被生態(tài)因子的適宜性評(píng)價(jià)

張哲清（黑山縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站 遼寧 錦州 121400）

基于2000-2014年瀾滄江—湄公河流域年累積NPP數(shù)據(jù)，研究并評(píng)估其生態(tài)因子狀況，為生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)提供數(shù)據(jù)支撐。植被生態(tài)因子按照穩(wěn)定性分為氣候因子和非氣候因子，利用概率論思想和方法消除氣候因子的不確定因素，并采用植被生態(tài)位理論評(píng)估流域內(nèi)植被生態(tài)因子的適宜性。根據(jù)植被生態(tài)因子的適宜性評(píng)價(jià)，把瀾滄江—湄公河流域分為4個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)區(qū)域、Ⅱ級(jí)區(qū)域、Ⅲ級(jí)區(qū)域，Ⅳ級(jí)區(qū)域。

植被生態(tài)因子；NPP；適宜性評(píng)價(jià)

生態(tài)系統(tǒng)是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，而植被是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。植被構(gòu)成了生物圈的基礎(chǔ)，是維持生態(tài)平衡的重要杠桿。植被對(duì)其生長環(huán)境中的生態(tài)因子反應(yīng)十分敏感，因此對(duì)植被生態(tài)因子適宜性的研究，可以從新的視角，觀測(cè)生態(tài)系統(tǒng)的狀況，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)提供一定的幫助。

自然界中，能直接或間接影響植被生長能力的環(huán)境要素統(tǒng)稱為生態(tài)因子，包括降水、溫度、海拔、坡度、坡向、土地利用類型和人為干擾活動(dòng)等。植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（net primary productivity，NPP）代表植被固定碳的效率，不僅代表生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量，還是評(píng)價(jià)陸地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要因子，更是能反應(yīng)植被的生長狀況，反應(yīng)了植被所處環(huán)境的適應(yīng)性。但是NPP水平不僅受到土壤、生物、人為、植被類型等穩(wěn)定的生態(tài)因子的影響，還受到降水、溫度等活躍的氣候因子影響。本文以瀾滄江—湄公河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，結(jié)合DEM、NPP和植被類型數(shù)據(jù)，消除生態(tài)因子不確定因素，研究并評(píng)估流域內(nèi)植被生態(tài)因子的適宜性。

1 研究區(qū)概述

如圖1所示，瀾滄江－湄公河流域平均海拔979m，地勢(shì)北高南低，地貌類型復(fù)雜多樣。根據(jù)流域的地貌特征，瀾滄江流域可分為瀾滄江上游、瀾滄江中游和瀾滄江下游三部分，湄公河流域劃分為5部分：北部高原、安南山脈、南部高地、呵叻高原和湄公河平原。瀾滄江—湄公河流域環(huán)境格局多樣，植被的類型相當(dāng)豐富，如圖2所示，分為常綠針葉林、常綠闊葉林、落葉針葉林、落葉闊葉林、混交林、郁閉灌叢、開放灌叢、草原、永久濕地、農(nóng)用地等14類。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

圖1 研究區(qū)域的范圍

圖2 研究區(qū)內(nèi)植被類

凈初級(jí)生產(chǎn)力反映植被在自然環(huán)境下活動(dòng)的生產(chǎn)能力，并受到生態(tài)因子的影響。在植物學(xué)中，環(huán)境因子分為氣候因子、地理因子、土壤因子、生物因子和人為因子5類。其中，氣候因子包括光照、溫度、降水等，比較活躍，幾乎時(shí)刻變化著；地理因子包括海拔、坡度、坡向等，是中間因子，通過影響土壤和氣候來影響植被NPP，是最穩(wěn)定的因子；土壤因子包括土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力等，較為穩(wěn)定；生物因素包括與植被相關(guān)的動(dòng)植物以及微生物，未遭遇特大災(zāi)害（如火災(zāi)）時(shí)保持平衡；人為因素是一種目的明確的特殊因子，對(duì)于其它因子具有無限的支配能量。

在瀾滄江—湄公河流域影響植被的生態(tài)因子中，空間因子由于人為因素具有明確的目的性，其目的是運(yùn)用人工干預(yù)的方式維持植被生長環(huán)境處于合適范圍內(nèi)，在流域內(nèi)的植被類型中，農(nóng)用地和農(nóng)用地與自然的植被類型受到明顯大規(guī)模的人工干預(yù)，而其它植被類型的人為因子影響輕微，可認(rèn)為人為因子只作用于農(nóng)用地和農(nóng)用地與自然；土壤因子和生物因子在生態(tài)系統(tǒng)中，能保持長期的穩(wěn)定性，且具有地理分布的特性，它們的影響可直接反映在地理因子中；地理因子最穩(wěn)定，自然狀態(tài)下輕微的改變可能需要長時(shí)間的演變；氣候因子時(shí)刻在變化，變化波動(dòng)大但具有周期性。依據(jù)因子的穩(wěn)定性，地理因子、人為因子、土壤因子和生物因子可以歸納為一類，被稱為非氣候因子。本文為了實(shí)現(xiàn)研究目的，在研究瀾滄江—湄公河流域植被與環(huán)境因子關(guān)系時(shí)，步驟：①消除活躍的氣候因子的不確定性；②非氣候因子，運(yùn)用植被生態(tài)位理論，構(gòu)建NPP非氣候因子的生態(tài)位適宜性評(píng)價(jià)模型。

2.1 植被NPP生態(tài)位適宜性模型

瀾滄江—湄公河流域的NPP適宜性模型反映流域內(nèi)的植被NPP在非氣候因子中的滿足植被生長需要的程度；適宜度的取值范圍為：0-1，當(dāng)值為1時(shí)，表示植被NPP的完全滿足植被生長需要；當(dāng)值為0時(shí)，表示非氣候因子完全不滿足植被NPP生長需要。假設(shè)在流域中考慮了個(gè)影響因子，并且將個(gè)影響因子的無量綱化數(shù)據(jù)分別記作，編號(hào)為像元的現(xiàn)實(shí)生態(tài)位可記作，屬于維空間的點(diǎn)；在各因子中，第j個(gè)因子的最適值記作xaj（j=1,2,3…n），所有因子的xaj組成向量Xa=（xa1,xa2,xa3,…,xan），被稱為流域內(nèi)NPP最適生態(tài)位。流域NPP適宜度使用Fi表示，表示現(xiàn)實(shí)生態(tài)位與最適生態(tài)位的貼近程度，其數(shù)學(xué)形式表示為：

考慮到非氣候因子對(duì)植被生長影響的“木桶效應(yīng)”，即植被生長狀況取決于其最低非氣候因子水平，采用如下的植被NPP生態(tài)位適宜度模型。

式中，F(xiàn)表示植被NPP生態(tài)位適宜度值，xi表示第i評(píng)價(jià)因子的植被NPP生態(tài)位適宜度值。

2.2 地形起伏度

地形起伏度（Relief degree of land surface，RDLS），又稱地表起伏度，是區(qū)域海拔高度和地表切割程度的綜合表征。計(jì)算公式可采用封志明提出的計(jì)算方法，該方法綜合考慮地面切割程度、平地比例和相對(duì)高差，適合計(jì)算大尺度范圍的地形地貌特征。計(jì)算公式如下：

公式中，RDLS為地形起伏度，hmax和hmin分別是區(qū)域內(nèi)最大和最小高程，Ap是區(qū)域內(nèi)的平地面積，A為區(qū)域總面積，h0=500。

2.3 數(shù)據(jù)來源

NPP遙感數(shù)據(jù)來自美國國家航空航天局的Terra/MODIS數(shù)據(jù)，選擇2000-2014年的MOD17A3H產(chǎn)品數(shù)據(jù)，它提供NPP年累積量數(shù)據(jù)，空間分辨率為500×500m；DEM數(shù)據(jù)下載于SRTM官方網(wǎng)站，分辨率為90m；植被類型數(shù)據(jù)采用的遙感數(shù)據(jù)是LandsatTM/ETM數(shù)據(jù)，信息提取在eCongnition分類軟件中完成。

3 植被NPP的生態(tài)因子的生態(tài)位適宜性評(píng)估

3.1 NPP數(shù)據(jù)處理

在氣候因子和非氣候因子共同作用下，2000-2014年瀾滄江—湄公河流域的年NPP變化波動(dòng)大。在此之間，非氣候因子變化可認(rèn)為保持穩(wěn)定；氣候因子沿著穩(wěn)定的氣候平均值發(fā)生著大幅度、周期性的波動(dòng)變化，且同一時(shí)刻不同地區(qū)的氣候條件各不相同。隨著天氣條件在波幅范圍不斷變化，氣候因子隨機(jī)營造了大量各種類型的氣候因子空間，決定了流域內(nèi)植被NPP值的大??；從概率論角度看，同一地區(qū)的最大NPP值，能夠代表該區(qū)植被在流域最適氣候因子空間下的植被生態(tài)因子的適宜程度。因此，利用最大合成法處理2000-2014年流域NPP數(shù)據(jù)（見圖5），表示流域植被在其最佳氣候因子下的NPP狀況，從而消除了同時(shí)間內(nèi)不同區(qū)域流域氣候的差異。

根據(jù)CASA模型，NPP值不僅與受生態(tài)因子影響，還與植被類型有關(guān)，即最適生態(tài)因子空間下不同植被的NPP值也不相同，為了消除植被類型的區(qū)別，需要對(duì)最適氣候因子子空間下NPP進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其過程是：獲取各植被類型的NPP最大值，各個(gè)像元的NPP與所在植被類型的NPP最大值之比即是符合要求的NPP無量綱化數(shù)據(jù)（也稱無量綱化NPP），其結(jié)果如圖6所示。

圖5 2000-2014年流域的最大NPP分布

圖6 無量綱化NPP分布

3.2 非氣候因子生態(tài)位適宜性模型的構(gòu)建

由數(shù)學(xué)模式可知，計(jì)算像元適宜度評(píng)估值前，首先選擇非氣候因子適宜度的表現(xiàn)形式，確定其最適值。然而，影響流域植被生長的非氣候因子較多，數(shù)據(jù)獲取困難，考慮到數(shù)據(jù)量以及可行性等因素，選取能代表非氣候因子影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建植被NPP的非氣候因子生態(tài)位適宜性。在瀾滄江—湄公河流域研究中，發(fā)現(xiàn)能代表非氣候因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括坡度、高程、坡向和地形起伏度。

3.2.1 坡度

瀾滄江—湄公河流域的坡度是在GIS軟件支持下從DEM獲取，像元大小與NPP數(shù)據(jù)一致。由于NPP的像元較大（為927），計(jì)算出的坡度值普遍偏小，其值范圍是0-37°，然而，坡度值僅作為分類依據(jù)，對(duì)研究目的研究很小。鑒于到坡度值個(gè)數(shù)多以及各坡度樣本數(shù)量要求，需要對(duì)坡度數(shù)據(jù)重分類。把原坡度分成0-1、1-2，2-3、…、36-37以1°步長的37類，并分別賦予新值1、2、3、…、37。利用重分類后的柵格數(shù)據(jù)對(duì)NPP無量綱化數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)計(jì)，各類坡度的無量綱化NPP的最大值和平均值如圖1所示。

圖7 各坡度類別的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

按照上文中的概率論思想，圖7中各坡度類別的最大值代表坡度在各坡度范圍內(nèi)的最適值分布，平均值代表包括坡度在內(nèi)的非氣候因子在各坡度范圍內(nèi)的適宜程度。從最大值的曲線發(fā)現(xiàn)：在27類以后的坡度范圍（即0-54°）內(nèi)是坡度因子的最適值；隨著坡度的繼續(xù)增大，坡度開始成為NPP的障礙因子；從最大值將接近平均值的趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，坡度的障礙程度隨著坡度值增大而加重。從平均值的曲線發(fā)現(xiàn)，非氣候因子在坡度范圍內(nèi)表現(xiàn)為適度因子。非氣候因子于坡度方面表現(xiàn)的最適值在第5類（即4-5°）中，流域內(nèi)坡度超過5°后，適宜度呈顯著性線性（斜率為-0.0135，）下降；小于最適值的坡度內(nèi)，第1類坡度的無量綱化NPP值明顯異常于臨近類，且數(shù)值與第21類幾乎相同，可直接歸納到第21類坡度中；剩余的未超過5°的坡度呈高度線性（斜率為0.0118，）增加。

為了分析人為因子在坡度方面的影響情況，把流域內(nèi)植被類型分為農(nóng)業(yè)和非農(nóng)兩類，農(nóng)業(yè)包括農(nóng)用地和農(nóng)用地與自然，其余的植被類型統(tǒng)稱為非農(nóng)。圖8就是農(nóng)業(yè)和非農(nóng)兩個(gè)類別在坡度類別中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖8 農(nóng)業(yè)與非農(nóng)在坡度類別中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從圖8中農(nóng)業(yè)和非農(nóng)的最大值比較可以發(fā)現(xiàn)，人為因子無法改變坡度因子最適值范圍這一固定屬性，只是隨著坡度增加，樣本個(gè)數(shù)的減少導(dǎo)致最適值出現(xiàn)了波動(dòng)。這一現(xiàn)象從側(cè)面進(jìn)一步證明：概率論思想引用到植被最適生態(tài)位的獲取，能排除相關(guān)因子的干擾。通過平均值的曲線比較發(fā)現(xiàn)，人為因子能夠明顯提高坡度大于6°區(qū)域的植被生長能力，主要表現(xiàn)為：①非氣候因子的最適值及其坡度位置均上調(diào)；②在超過6°坡度區(qū)域內(nèi)，人為因子明顯提高了非氣候因子的適宜度，但是，隨著坡度的繼續(xù)增大，正向影響減弱。這種現(xiàn)象體現(xiàn)了人為因子對(duì)地形的正向改造能力，例如，通過營造梯田、灌溉等人工手段，提高作物的生產(chǎn)能力。同時(shí)，也應(yīng)注意到，在6類坡度之前（即傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)地，占總面積的95.6%），人為因子反而產(chǎn)生了負(fù)向影響，導(dǎo)致NPP適宜度的下降。其原因可能是人類的農(nóng)業(yè)技術(shù)（如漫灌、農(nóng)藥和化肥等）破壞了自然狀態(tài)下的土壤因子和生物因子，導(dǎo)致了非氣候因子的NPP適宜度相較于自然狀態(tài)下出現(xiàn)了下降。由此可知，過度長期的人為因子，能導(dǎo)致植被NPP的非氣候因子適應(yīng)度下降，而對(duì)自然狀態(tài)下的低適應(yīng)度區(qū)域，它具有良好的正向改造能力。

3.2.2 高程

瀾滄江—湄公河流域的高程變化較大，并呈北高南低的特點(diǎn)，因此，它也可能體現(xiàn)非氣候因子的變化情況。該流域的高程數(shù)據(jù)來自于DEM數(shù)據(jù)，范圍為-64～6471m，通過重分類功能把原高程值分為-64～0、0～50、50～100、100～150、…、6400～6450、6450～6471共131個(gè)類別，并分別賦新值1、2、3、…、131，像元大小與NPP數(shù)據(jù)保持相同。利用高程等級(jí)數(shù)據(jù)對(duì)NPP無量綱化數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)計(jì)，各類高程的無量綱化NPP的最大值和平均值如圖9所示。

圖9 各高程類別的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖9中無量綱化NPP最大值曲線表示高程因子在各高程類別中的適宜程度，平均值曲線表示流域非氣候因子在各高程類別中的適宜程度。根據(jù)最大值曲線可知：在流域內(nèi)，高程因子的最適范圍是18-71（即高程900-3500m）高程類別中；在低于高程最適范圍的地區(qū)，隨著高程的降低緯度南移溫度升高，過高的溫度抑制植被生長，導(dǎo)致NPP適宜度的下降，靠近沿海時(shí)，因海洋因素溫度下降，適宜度上升，在沿海區(qū)域，易受海水侵蝕，適宜度下降；在高于高程最適范圍的地區(qū)，隨著高程的上升緯度北移溫度下降，過低的溫度抑制植被生長，乃至常年積雪覆蓋減少植被面積，導(dǎo)致了NPP適宜度的快速下降。根據(jù)平均值曲線可知：非氣候因子在高程類別的最適值是22類（即高程1000-1050m）；在低于最適值的區(qū)域，高程因子占主導(dǎo)，變化趨勢(shì)與最大值曲線相似，在1-4類（即-64～150m）地區(qū)，受海洋影響，非氣候因子適宜度變化無規(guī)律，可歸納到其它高程類別處理，在4-21類（150-1000m）地區(qū)，在地理因子正向作用下，非氣候因子適宜度呈顯著線性（斜率為0.019，R2=0.932）快速上升；在高于最適值的地區(qū)，總體呈下降趨勢(shì)，并可分為四部分，1）23-65類（1050-3200m），高程因子為最適值，受其它因子（如土壤、生物等）影響，非氣候因子的適宜度呈顯著線性（斜率為-0.0064，R2=0.96）平緩下降，2）66-75類（即3200-3700m），高程因子的適宜度開始下降，非氣候因子的適宜度呈顯著線性（斜率為-0.0232，R2=0.99） 快速下降，3）76-116類（即3700-5750m），高程因子適宜度下降較快，其它因子正向影響，非氣候因子的適宜度呈顯著線性（斜率為-0.0051，R2=0.96） 緩慢下降，4）117-131（即5750-6471m）類，高海拔導(dǎo)致常年積雪覆蓋，幾乎不適合植被生長。

由圖10可知，農(nóng)業(yè)和非農(nóng)的高程因子適宜度和非氣候因子在高程方面的適宜度變化基本一致，兩者最大值和平均值曲線最終相同，是由樣本數(shù)為1造成。比較農(nóng)業(yè)和非農(nóng)的最大值曲線，兩者代表的高程因子的適宜程度在基本相同，但是，隨著高程增加，農(nóng)業(yè)用地急劇減少，導(dǎo)致樣本數(shù)目不足，農(nóng)業(yè)最大值波動(dòng)較大。比較兩者的平均值曲線發(fā)現(xiàn)，在1類高程區(qū)域，人為因子能降低海水侵蝕的影響，其它高程類別中，人為因子普遍表現(xiàn)出負(fù)向影響，但在63-66高程類別區(qū)域，部分表現(xiàn)出正向影響，可能由于該區(qū)域轉(zhuǎn)為農(nóng)用地時(shí)間較短，土壤還未明顯下降。

3.2.3 坡向

坡向能影響植被生長環(huán)境的光照條件，進(jìn)而影響植被NPP。瀾滄江—湄公河流域的坡向數(shù)據(jù)是利用GIS軟件從DEM中計(jì)算出來，像元大小與NPP柵格數(shù)據(jù)保持一致。通過重分類功能把坡度范圍分為平面、北、東北、東、東南、南、西南、西和西北9類，并對(duì)無量綱化NPP按照9類坡度進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)計(jì)，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖11所示。

圖10 農(nóng)業(yè)與非農(nóng)在高程類別中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖11 各坡度類別的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從坡度類別的最大值直方圖發(fā)現(xiàn)，除平面外，坡度因子的最適值范圍包括各個(gè)方位，由此可知，瀾滄江—湄公河流域的光照十分充足，滿足了各坡向植被的生長需要；由于坡度像元過大，湖泊、河流、谷底等地貌類型歸納到平面類型，導(dǎo)致NPP適宜度降低。坡度類別的平均值直方圖與最大值的一致，非氣候因子在平面的NPP適宜度遠(yuǎn)低于各坡向，各坡向的平均NPP值差異很小。

3.2.4 地形起伏度

地形起伏度是地面高程與地表切割程度的綜合表征，是評(píng)價(jià)土壤、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的重要指標(biāo)，因此，地形起伏度也可以作為NPP非氣候因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)。瀾滄江—湄公河流域的地形起伏度的計(jì)算方法，采用封志明等提出的計(jì)算公式。其中，最大高程差不大于30m即人為平地，統(tǒng)計(jì)單元設(shè)為25×25像元，地形起伏度的統(tǒng)計(jì)單元設(shè)為50×50像元。計(jì)算出的地形起伏度范圍為0-6.8，并利用GIS的重分類把起伏度值分為0-1、1-2、…、6-6.8共7類，并分別賦值1、2、…、7。然后，利用地形起伏度類別對(duì)無量綱化NPP進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖12所示。

從地形起伏度的最大值直方圖發(fā)現(xiàn)，地形起伏度小于等于4是該因子的最適值，大于4時(shí)，較大的地形起伏度將降低植被NPP的適宜程度。從平均值直方圖發(fā)現(xiàn)，非氣候因子在地形起伏度指標(biāo)中的最適值的起伏度范圍是1-2，地形起伏度高于2的區(qū)域，隨著地形起伏度增大，導(dǎo)致土壤等因素的下降，致使植被NPP適宜度呈顯著線性（斜率為-0.092，R2=0.99）下降；低于1的區(qū)域，大部分是傳統(tǒng)農(nóng)耕地，農(nóng)藥、化肥等對(duì)土壤有害的農(nóng)業(yè)用品過度使用，導(dǎo)致非氣候因子的植被NPP適宜度下降。

由圖13可知，農(nóng)業(yè)和非農(nóng)的地形起伏度因子適宜度和非氣候因子在地形起伏度指標(biāo)上的適宜度變化基本一致，最大合成法基本消除了人為因子在適宜度分析中的干擾。比較農(nóng)業(yè)和非農(nóng)的最大值直方圖發(fā)現(xiàn)，人為因子的負(fù)向作用在地形起伏度0-1區(qū)域表現(xiàn)十分明顯；在1-2區(qū)域，人為因子的正負(fù)向作用相互抵消，植被NPP適宜度與非農(nóng)持平；在地形起伏度大于2的區(qū)域，認(rèn)為因子的正向作用越來越明顯，可能由于該區(qū)域轉(zhuǎn)為農(nóng)用地時(shí)間較短，土壤損害程度不明顯。

圖12 各地形起伏度類別的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖13 農(nóng)業(yè)與非農(nóng)在地形起伏度類別中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.3 植被NPP生態(tài)位適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

在四個(gè)非氣候因子評(píng)價(jià)指標(biāo)中，各像元的植被NPP適宜度值均采用無量綱化NPP，為了消除各指標(biāo)間的差異，需要對(duì)適宜度值進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的公式如下：

式中，xij表示流域內(nèi)i像元在j（j=1、2、3、4）指標(biāo)上的適宜性標(biāo)準(zhǔn)化值，NPPij表示i像元在j指標(biāo)上的無量綱化NPP值，NPPaj表示非氣候因子在j指標(biāo)上最適無量綱化NPP值。

各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，根據(jù)生態(tài)位適宜度模型，計(jì)算出流域各像元的適宜度綜合值。并參考耕地適宜性劃分方式，把流域分為4個(gè)等級(jí)：（1）適宜度綜合值范圍0.85-1，為Ⅰ級(jí)區(qū)域；（2）適宜度綜合值范圍0.75-0.85，為Ⅱ級(jí)區(qū)域；（3）適宜度綜合值范圍0.5-0.75，為Ⅲ級(jí)區(qū)域；（4）適宜度綜合值范圍0-0.5，為Ⅳ級(jí)區(qū)域。

為了分析流域各區(qū)域內(nèi)限制植被NPP適宜性的主要障礙指標(biāo)，引入障礙因子診斷模型，定量地確定各區(qū)域的主要障礙指標(biāo)，模型計(jì)算公式如下：

式中，Si表示流域內(nèi)像元的主要障礙指標(biāo)，xij表示流域內(nèi)i像元在j（j=1、2、3、4）指標(biāo)上的適宜性標(biāo)準(zhǔn)化值。

把坡度、高程、坡向和地形起伏度4個(gè)非氣候因子的指標(biāo)代入障礙因子診斷模型，計(jì)算流域內(nèi)各區(qū)域的植被NPP主要障礙指標(biāo)。如圖14表示瀾滄江—湄公河流域的植被NPP非氣候因子的適宜性等級(jí)以及主要障礙指標(biāo)分布，各適宜性等級(jí)區(qū)域的具體情況如下：

（1）Ⅰ級(jí)區(qū)域。該區(qū)域的非氣候因子適宜植被NPP的發(fā)展，基本滿足植被生長所需的資源，面積為310963km2，占流域總面積的39%，主要集中在瀾滄江下游、北部高原和安南山脈。該地區(qū)的地貌以山地為主，地形復(fù)雜，河谷發(fā)育；植被類型以常綠闊葉林為主，農(nóng)用地較少，人為因子的影響最小。坡向和復(fù)雜的地形起伏度是該區(qū)域的主要制約因子，在不損害該區(qū)生態(tài)的前提下，對(duì)較大的地形起伏度區(qū)域進(jìn)行有限度的開發(fā)，可進(jìn)一步提高植被NPP的適宜性。

圖14 植被NPP適宜性等級(jí)及主要障礙指標(biāo)

（2）Ⅱ級(jí)區(qū)域。該區(qū)域的非氣候因子不完全適宜植被NPP的發(fā)展，在滿足植被生長所需資源方面存在短板，面積為209160km2，占流域總面積的26%，主要集中在柬埔寨以及呵叻高原邊緣。該區(qū)域的地貌以高原—平原或山脈—平原過渡類型為主，地勢(shì)變化幅度大，地形以陡坡為主；植被類型以落葉闊葉林和農(nóng)用地與自然鑲嵌為主，人為因子的影響開始增大。坡度過大是該區(qū)域的主要制約因子，可通過人工改造陡坡的生長環(huán)境（如梯田等），以滿足植被NPP所需的資源。

（3）Ⅲ級(jí)區(qū)域。其區(qū)域的非氣候因子部分適宜植被NPP的發(fā)展，能滿足植被生長所需的部分資源，面積為257684，占流域總面積的33%，主要集中在瀾滄江上游、呵叻高原和湄公河平原。瀾滄江上游地處青藏高原，地貌以高山冰川為主，植被類型以草區(qū)為主，高海拔導(dǎo)致的低溫是瀾滄江上游植被NPP適宜度的主要制約因子；呵叻高原的地貌以山間盆地為主，植被類型以農(nóng)用地與自然鑲嵌為主，人為因子的影響較大；湄公河平原是由一連串的平原組成，植被類型以農(nóng)用地和農(nóng)用地與自然鑲嵌為主，人為因子的影響最強(qiáng)。該區(qū)域的制約因子均是高程，對(duì)于呵叻高原和湄公河平原區(qū)域，應(yīng)以減少人為因子的負(fù)向影響為主，可通過發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，減少花肥、農(nóng)藥等對(duì)土壤的破壞。

（4）Ⅳ級(jí)區(qū)域。其區(qū)域的非氣候因子不適宜植被NPP的發(fā)展，不能滿足植被生長所需的資源，面積為14102km2，占流域總面積的2%，主要集中在瀾滄江中上游的部分區(qū)域。該區(qū)域地貌以高山冰川和峽谷為主，高山冰川常年積雪，無植被生長，峽谷陡峭，植被稀少。高程和坡度是主要的制約因子，因不適宜植被NPP的發(fā)展，且生態(tài)脆弱，應(yīng)加以保護(hù)，避免人為因子影響。

5 結(jié)論

本文利用2000-2014年瀾滄江—湄公河流域年累NPP數(shù)據(jù)、DEN數(shù)據(jù)和植被類型數(shù)據(jù)，利用概率論思想和方法，消除活躍氣候因子的不確定性，采用植被生態(tài)位理論評(píng)估流域內(nèi)植被生態(tài)因子的適宜性。最終，把植被的生態(tài)因子按照坡度、高程、坡向和地形起伏度四個(gè)指標(biāo)構(gòu)建了植被NPP生態(tài)位適宜性模型，計(jì)算出流域NPP適宜性的4個(gè)區(qū)域：Ⅰ級(jí)區(qū)域、Ⅱ級(jí)區(qū)域、Ⅲ級(jí)區(qū)域，Ⅳ級(jí)區(qū)域，分別占流域總面積的39%、26%、33%、2%。其結(jié)果能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)提供一定的信息幫助。

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Evaluation on the Suitability of Vegetation Ecological Factors in Lancanjiang-Mekong River Basin

ZhangZheqing（Environmental Protection Monitoring Station of HeiShan County JinZhou LiaoNing 121400）

Based on the annual accumulated NPP data of Lancanjiang-Mekong river basin from 2000 to 2014，this paper evaluates the ecological factors and provides data support for ecological protection and restoration.First，the vegetation ecological factors are divided into climatic factors and non-climatic factors according to its stability.The paper uses the probability theory and method to reduce the impact of climate.Finally，the paper evaluates the suitability of vegetation ecological factors in the river basin with vegetation ecological theory.From the results of suitability evaluation of vegetation ecological factors，Lancanjiang-Mekong river basin can be divided into 4 classes：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，andⅣ

Vegetation ecological factors NPP Evaluation of the suitability

X171

A

1674-263X（2017）01-0078-08

2017-03-17

張哲清（1968-），男，本科，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理工作。