湯永康，郭春燕，孫小龍，王 佳，韓旭日，劉 洋

（1.內(nèi)蒙古氣象科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.阿拉善盟氣象局，內(nèi)蒙古 阿拉善 750300；3.內(nèi)蒙古氣象服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；4.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；5.內(nèi)蒙古氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

胡楊（Populus euphratica）屬楊柳科楊屬植物，是第三紀(jì)以來(lái)形成的古地中海成分植物種，中亞荒漠區(qū)分布最廣的喬木樹(shù)種之一，是我國(guó)首批確定的388 種珍稀瀕危植物中的漸危種之一[1]。因胡楊特殊的生理特性，使其對(duì)干旱、鹽堿、高溫等具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，是能在干旱荒漠區(qū)形成大面積森林的主要喬木樹(shù)種[2-4]。根據(jù)記載，1996 年全球胡楊林總面積約64.8 萬(wàn)hm2，其中2/3 分布在中國(guó)[5-6]。額濟(jì)納旗分布的胡楊林為世界三大原始胡楊林之一，也是中國(guó)第二大荒漠地區(qū)胡楊林分布區(qū)。作為阿拉善荒漠河岸森林群系的優(yōu)勢(shì)種，胡楊林對(duì)于本地區(qū)生物多樣性維持、水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙、氣候調(diào)節(jié)等生態(tài)功能具有重要意義[7-8]。

由于黑河流域人口壓力不斷增加，過(guò)度放牧和濫砍濫伐現(xiàn)象頻繁，以及黑河上游興修水利工程、攔壩截留，使得下泄水量銳減。21 世紀(jì)前，東居延海時(shí)干時(shí)續(xù)，自1961 年來(lái)出現(xiàn)干涸9 次（1961、1962、1963、1973、1980、1986、1990、1991、1992 年），成為間歇性湖泊，形成下游額濟(jì)納綠洲面積急劇萎縮的負(fù)面生態(tài)效應(yīng)。據(jù)記載，20 世紀(jì)50 年代額濟(jì)納旗東、西居延海存有胡楊林5.0 萬(wàn)hm2，至1990 年僅殘存一半，而病腐木面積占據(jù)胡楊林總面積的60%，綠洲面積從69.4 萬(wàn)hm2銳減至33.3 萬(wàn)hm2，草本植物減少了100 余種[9]。額濟(jì)納荒漠綠洲防風(fēng)固沙功能衰退，致使額濟(jì)納地區(qū)成為主要的沙塵源，最終在1993—1995 年接連發(fā)生三次特大沙塵暴，給沿途的阿拉善、河套平原等地造成巨大的損失[7-8]。

2001 年以后，國(guó)務(wù)院對(duì)黑河水源統(tǒng)一調(diào)度，內(nèi)蒙古自治區(qū)也出臺(tái)了額濟(jì)納胡楊林相關(guān)保護(hù)條例[10]。至2020 年，東居延海已連續(xù)16 a 不干涸，較2010 年，黑河沿岸綠洲面積增加2.0 萬(wàn)hm2[9]以上。

胡楊作為額濟(jì)納綠洲的優(yōu)勢(shì)植物，在平衡綠洲生態(tài)健康中，發(fā)揮著重要作用[11]。王心源等[12]利用Landsat TM 遙感圖像和GIS 技術(shù)監(jiān)測(cè)了額濟(jì)納綠洲1986、1992、2000 年生態(tài)環(huán)境變化，發(fā)現(xiàn)15 a 來(lái)，綠洲面積減少了61.5%。張武文等[13]分析認(rèn)為減少黑河給水會(huì)引發(fā)額濟(jì)納平原主要淺層地下水及地表生態(tài)效應(yīng)的惡性循環(huán)。高潤(rùn)宏等[14]通過(guò)對(duì)額濟(jì)納旗胡楊林和生物多樣性調(diào)查，得出胡楊林發(fā)育過(guò)程中表現(xiàn)出種間自疏和異種排斥的結(jié)論。李軍等[15]發(fā)現(xiàn)胡楊種群中，大樹(shù)、成年樹(shù)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，不利于種群的延續(xù)。

諸多學(xué)者對(duì)額濟(jì)納綠洲以及胡楊群落的更新等方面做了大量研究，但是聚焦生態(tài)供水、使用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)黑河水源調(diào)配前后綠洲面積、植被以及胡楊林種群時(shí)空變化卻鮮有報(bào)道。因此，基于額濟(jì)納綠洲長(zhǎng)時(shí)間序列動(dòng)態(tài)變化，分析氣候變化和人為生態(tài)調(diào)水對(duì)綠洲的影響反饋，對(duì)于進(jìn)一步明確制約綠洲生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素，加強(qiáng)綠洲保護(hù)具有重要的科學(xué)意義。

1 材料與方法

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部荒漠（100°55′～101°19′E，41°47′～42°20′N(xiāo)），黑河流域下游，屬溫帶大陸性氣候（圖1）。平均海拔在900 m 左右，地勢(shì)平坦，高差較小。綠洲北部為阿爾泰山脈，東南部緊鄰巴丹吉林沙漠。額濟(jì)納地區(qū)極度干旱，年均降雨量36.0 mm（1977—2020 年），蒸發(fā)量為3 248.7 mm，年均氣溫為9.5 ℃，最高氣溫為42.2 ℃，最低氣溫為-36.4 ℃，年均風(fēng)速為4.2 m/s。土壤類(lèi)型主要有沿河階地和封閉洼地的林灌草甸土、潮土，以及戈壁和居延海湖盆中的灰棕漠土、鹽堿土。額濟(jì)納綠洲景觀樹(shù)種以胡楊（Populus euphratica）和沙棗（Elaeagnus angustifolia）疏林為主。胡楊林主要分布在東河達(dá)來(lái)呼布鎮(zhèn)和蘇泊淖爾蘇木，其林下有紅柳（Tamarix ramosissima）、鹽穗木（Halostachys caspica）、白刺（Nitraria tangutorum）等灌叢，以及苦豆子（Sophora alopecuroides）、芨芨草（Achnatherum splendens）、堿蓬（Suaeda glauca）、賴(lài)草（Leymus secalinus）等草本植物，鑲嵌構(gòu)成了額濟(jì)納綠洲景觀[2]。

圖1 研究區(qū)范圍

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)

通過(guò)地理空間數(shù)據(jù)云（https：//www.gscloud.cn）以及美國(guó)國(guó)家航空航天數(shù)據(jù)中心（https：//earthexplorer.usgs.gov）收集研究區(qū)1977、1986、1990、1991—2010、2015、2020 年5—10 月的Landsat 系列遙感數(shù)據(jù)集，去掉研究區(qū)云層覆蓋的遙感影像，保留晴空的Landsat 衛(wèi)星MSS、TM、OLI 數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)采用額濟(jì)納國(guó)家基準(zhǔn)氣候站（1959 年建站）同期的平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)的月值數(shù)據(jù)。水文資料采用1990—2010 年黑河生態(tài)調(diào)水前后正義峽的年徑流量和額濟(jì)納綠洲地下水深度資料，綜合研究氣溫、降水、日照、生態(tài)調(diào)水4 個(gè)環(huán)境因素對(duì)額濟(jì)納綠洲的影響。

2.2 研究方法

2.2.1 胡楊林面積提取與精度驗(yàn)證

Landsat 是多光譜陸地衛(wèi)星，不同波段組合反應(yīng)的地物信息不同。為使波段組合反應(yīng)的目標(biāo)信息量最多，采用最佳指數(shù)因子（OIF）分析法來(lái)實(shí)現(xiàn)目視解譯胡楊林的波段組合進(jìn)行最優(yōu)評(píng)價(jià)[16]。該方法通過(guò)計(jì)算影像各波段的標(biāo)準(zhǔn)差和相關(guān)系數(shù)確定組合。相關(guān)系數(shù)越小，方差越大，說(shuō)明波段組合后反映的信息越多。

式中：n 為波段數(shù)，Si為波段i 的標(biāo)準(zhǔn)差，Rij為i 波段和j 波段之間的相關(guān)系數(shù)。

由表1～3 可知，綠色波段、紅波段與近紅外波段組合OIF 值最高，達(dá)696.45，說(shuō)明該波段組合包含信息量最大，因此采用該波段組合方式顯示圖像。

表1 TM 影像各波段標(biāo)準(zhǔn)差

表2 TM 影像各波段相關(guān)系數(shù)

表3 TM 影像各波段組合OIF 值

為提高額濟(jì)納綠洲胡楊林遙感圖像提取的精度，對(duì)圖像中地物的分類(lèi)方法采用監(jiān)督分類(lèi)、野外調(diào)查和文獻(xiàn)資料查閱三者結(jié)合。首先，挑選8 月下旬—9 月下旬胡楊林生長(zhǎng)最旺盛時(shí)期且無(wú)云霧遮擋的圖像，按照農(nóng)田、胡楊林、城市、水體、未利用土地（沙漠、戈壁）5 種類(lèi)型，從相應(yīng)地物類(lèi)型的純像元中分別繪制20～45 個(gè)訓(xùn)練區(qū)，使用支持向量機(jī)算法進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi)運(yùn)算（圖2）。根據(jù)2020 年實(shí)地調(diào)查建立的農(nóng)田、胡楊林、水體等解譯標(biāo)志及圖像特征，把現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的對(duì)象作為真實(shí)信息，通過(guò)混淆矩陣檢驗(yàn)監(jiān)督分類(lèi)結(jié)果準(zhǔn)確性，得到的Kappa 系數(shù)為0.845，解譯精度滿(mǎn)足本文需求。根據(jù)前人調(diào)查結(jié)果和資料記載，對(duì)1977、1986、1990、1995、2000、2005、2010、2015、2020 年圖像中提取的胡楊林面積進(jìn)行復(fù)核（表4）。

表4 胡楊林面積遙感提取與文獻(xiàn)記載對(duì)比

圖2 解譯標(biāo)志（a 為農(nóng)田，邊界清晰，圖像灰度值均勻；b 為胡楊，分布成片，圖像灰度值不均，忽亮忽暗；c 為城鎮(zhèn)，聚集，邊界清晰，城鎮(zhèn)道路規(guī)則；d 為水體，紋理呈網(wǎng)狀，色調(diào)藍(lán)黑，光譜特征明顯；e 為未利用土地，植被稀疏，紋理不規(guī)則）

2.2.2 植被指數(shù)

采用歸一化植被指數(shù)（NDVI）進(jìn)行額濟(jì)納綠洲植被變化特征分析[21-22]。計(jì)算公式為：

式中：RNIR為近紅外波段，RRed為紅光波段。

分 別 計(jì) 算 研 究 區(qū)1977、1986、1990、1991—2010、2015、2020 年5—10 月各月和各年NDVI 值。Landsat 時(shí)間分辨率為16 d，將月內(nèi)收集的2 期影像的 NDVI 通過(guò)最大值合成（Maximum value Composites）形成逐月NDVI 值，來(lái)消除月內(nèi)云覆蓋對(duì)研究區(qū)噪聲的影響。如月內(nèi)僅有1 期影像可用，可將此影像的NDVI 值作為該月NDVI 值處理。若月內(nèi)影像計(jì)算出的NDVI 值，因云、霧、沙塵暴等干擾而異常時(shí)，則將該月NDVI 值作為空值對(duì)待。年NDVI 值由月NDVI 值通過(guò)算數(shù)平均法求得。由于額濟(jì)納綠洲周邊植被稀疏，本文將NDVI≥0.1 的像元作為植被區(qū)，而將NDVI<0.1 的區(qū)域視為裸地[23-24]。

結(jié)合儒略日（DOY）計(jì)算年內(nèi)NDVI 最大值出現(xiàn)的時(shí)間。根據(jù)植被生長(zhǎng)規(guī)律，通過(guò)擬合儒略日NDVI的曲線特征求其一階導(dǎo)數(shù)，并令其一階導(dǎo)數(shù)等于零（y′=0），可求得NDVI 在1 年中達(dá)到最大值的儒略日。

2.2.3 1977—2020 年生長(zhǎng)季氣候變化及其與NDVI相關(guān)性檢驗(yàn)

1977—2020年研究區(qū)月氣溫和月降水變化基本一致，高值主要集中于7—9 月。近44 年5—10 月各月氣溫均不同程度升高。增幅最高的是7 月，其次是5 月。5—8 月的月降水量均不同程度減少，9—10 月的降水量略有增加。5、7、9 月日照時(shí)數(shù)也不同程度減少，6、10 月的日照時(shí)數(shù)有所增加。整體上，1977—2020 年生長(zhǎng)季的降水量和日照時(shí)數(shù)呈減小趨勢(shì)（表5）。

表5 1977—2020 年5—10 月氣溫和降水變化趨勢(shì)及分布概率

將1977—2020 年5—10 月的NDVI 值與月降水量、月平均氣溫、月日照時(shí)數(shù)進(jìn)行一階偏相關(guān)分析，分別檢驗(yàn)NDVI 值與氣象要素的相關(guān)性。因數(shù)據(jù)連續(xù)性要求，使用相同的方法檢驗(yàn)1990—2010 年NDVI 值與生長(zhǎng)季降水量、平均氣溫、日照時(shí)數(shù)，以及年降水量、年平均氣溫、年日照時(shí)數(shù)、正義峽徑流量的相關(guān)性。

3 結(jié)果分析

3.1 1977—2020 年額濟(jì)納綠洲胡楊林時(shí)空變化

44 年來(lái)，額濟(jì)納綠洲胡楊林面積大致經(jīng)歷了降低（1977—1990 年）—升高（1990—2020 年）的變化?？傮w上胡楊林景觀得到了有效的恢復(fù)，面積由1977年的1.14 萬(wàn)hm2恢復(fù)至2020 年的2.99 萬(wàn)hm2（表4）。1990 年胡楊林面積為1.03 萬(wàn)hm2，為監(jiān)測(cè)時(shí)段的最低值，而2010 年胡楊林面積為3.41 萬(wàn)hm2，達(dá)到監(jiān)測(cè)時(shí)段峰值。

空間上，達(dá)來(lái)呼布鎮(zhèn)胡楊林集中分布在東西河三角洲及東河?xùn)|岸；蘇泊淖爾蘇木胡楊林面積小于達(dá)來(lái)呼布鎮(zhèn)，也主要分布于此。黑河多次斷流造成西居延海幾近干涸，東居延海面積銳減，干涸的裸露地表變成了鹽堿灘，不適宜胡楊生長(zhǎng)。生態(tài)調(diào)水后，三角洲胡楊林有所恢復(fù)，但河?xùn)|岸恢復(fù)不明顯，多呈零星分布，成片區(qū)域較少（圖3）。

圖3 1977—2020 年額濟(jì)納胡楊林面積（a、b、c、d 分別為1977、1995、2005、2015 年，單位：hm2）

3.2 綠洲NDVI 年際動(dòng)態(tài)特征

1977—2020年額濟(jì)納綠洲NDVI 值呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)（圖4），從最低值0.129 7（1993 年）逐步增長(zhǎng)至0.192 7（2020 年），NDVI 值平均增速為0.012/10 a（R2=0.408 4，P<0.01）。在實(shí)施生態(tài)調(diào)水前（2001 年前），胡楊林NDVI 值波動(dòng)中緩慢增長(zhǎng)，增速為0.000 6/10 a（R2=0.000 9，P=0.766）。 2001 年后實(shí)施生態(tài)調(diào)水，綠洲植被恢復(fù)明顯；NDVI 值增速達(dá)0.027/10 a（R2=0.749 3，P<0.01），是近44 年平均增速的2 倍、生態(tài)調(diào)水前增速的45 倍。

圖4 1977—2020 年研究區(qū)NDVI 值變化

3.3 綠洲NDVI 值年內(nèi)變化特征

將1977—2020 年各儒略日（DOY）NDVI 值做散點(diǎn)圖并進(jìn)行曲線擬合（圖5），顯示研究區(qū)NDVI值存在極顯著的單峰型季節(jié)變化特征（P<0.01），R2為0.342，在DOY 為209 d（7 月28 日前后）時(shí)達(dá)到最大。

圖5 額濟(jì)納綠洲平均NDVI 值季節(jié)變化特征

3.4 額濟(jì)納綠洲NDVI 動(dòng)態(tài)特征及其影響因子分析

3.4.1 氣候因子對(duì)額濟(jì)納綠洲NDVI 的影響

額濟(jì)納胡楊林植被和NDVI 的季節(jié)變化特征主要受當(dāng)?shù)丨h(huán)境因子的影響。116 個(gè)有效值中（圖6），有16 個(gè)分布在月平均氣溫0～15 ℃，占總數(shù)的13.8%；15～25 ℃的占50.9%，＞25 ℃的不足35.3%。雖然NDVI 值與月平均氣溫極顯著正相關(guān)，一階偏相關(guān)系數(shù)為0.463（P<0.001），但由于在生長(zhǎng)季初期即達(dá)到較高的溫度（5 月平均氣溫為19.6 ℃，不能說(shuō)明氣溫是影響額濟(jì)納綠洲植被變化的決定性因素。有88 個(gè)NDVI 觀測(cè)值分布在0～10 mm 月降水量范圍，占遙感圖像總數(shù)的75.9%?？此蒲芯繀^(qū)植被適應(yīng)了干旱少雨的生存環(huán)境，但月降水量與月NDVI 值的一階偏相關(guān)系數(shù)僅為0.064，未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（P=0.498）。月NDVI 與月日照時(shí)數(shù)呈隨機(jī)分布，且相關(guān)系數(shù)為-0.192（P=0.061）。說(shuō)明降水量和日照時(shí)數(shù)均不是制約額濟(jì)納綠洲發(fā)展的因素。

圖6 1977—2020 年月NDVI和月均溫（a）、月降水量（b）、月日照時(shí)數(shù)（c）散點(diǎn)

3.4.2 生態(tài)調(diào)水對(duì)額濟(jì)納綠洲生態(tài)功能的影響

對(duì)比1990—2010 年黑河生態(tài)調(diào)水前后額濟(jì)納綠洲裸地面積、植被覆蓋度、地下水深度變化，結(jié)果顯示：2001 年以前未統(tǒng)一實(shí)施生態(tài)調(diào)水，正義峽年徑流量年際波動(dòng)較大。受綠洲人為擾動(dòng)（放牧、灌溉農(nóng)田）影響，其地下水水位明顯下降、NDVI 值減小，裸地面積增加。1990—2000 年正義峽年均徑流量為7.37 億m3，研究區(qū)地下水深度平均在2.69 m，NDVI平均值為0.146，平均裸地面積為12.63 萬(wàn)hm2。在2001 年實(shí)施生態(tài)調(diào)水后，正義峽年徑流量增加，年均徑流量為10.41 億m3。綠洲地下水水位抬升至2.31 m，NDVI 值增加至0.157，裸地面積減小至12.46 萬(wàn)hm2[25-26]。偏相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，年NDVI 值與正義峽徑流量相關(guān)系數(shù)為0.437（P=0.040），呈顯著正相關(guān)；而年NDVI 值與生長(zhǎng)季降水量、平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、年降水量、年平均氣溫、年日照時(shí)數(shù)的相關(guān)性均不顯著（偏相關(guān)系數(shù)分別為0.334，-0.043，0.275，-0.342，0.123，0.134；顯著性檢驗(yàn)系數(shù)P＞0.05）。

4 討論

4.1 影響胡楊林植被變化的因素

額濟(jì)納胡楊林月NDVI 值與月平均氣溫呈顯著正相關(guān)，與降水相關(guān)性不顯著。這與Liang 等[27]和何金蘋(píng)等[28]的研究結(jié)果相一致：認(rèn)為在氣候干旱的河流流域一帶，充沛的河流水域補(bǔ)給使NDVI 對(duì)溫度的響應(yīng)較為敏感。但是與王瑋等[29]研究結(jié)果顯示阿拉善北部植被稀疏，NDVI 與氣溫呈負(fù)相關(guān)結(jié)論不一致。這主要是因?yàn)檠芯繀^(qū)處較高寒地區(qū)，實(shí)際氣溫與最適溫度相近，氣溫對(duì)胡楊林植被生長(zhǎng)的限制作用十分微弱[30]。同時(shí)，西北干旱地區(qū)氣候趨于暖濕化，可能觸發(fā)了氣候與生態(tài)系統(tǒng)之間的耦合機(jī)制，造成氣溫與NDVI 之間產(chǎn)生了偽關(guān)系。在干旱地區(qū)，植被從土壤中吸收的水分主要源于降水，而植被對(duì)降水的響應(yīng)具有滯后性。額濟(jì)納旗年平均降水量?jī)H為36 mm，不足地下水補(bǔ)給的1/6[31]?？墒悄暾舭l(fā)量卻超過(guò)3 000 mm，綠洲植被對(duì)降水的依賴(lài)性十分有限。此外，額濟(jì)納綠洲由于黑河水源補(bǔ)給，解除了植被生長(zhǎng)中水分的限制。本文中，綠洲年NDVI 值與正義峽年徑流量顯著正相關(guān)，與其他氣候因子相關(guān)性不顯著，與紀(jì)樹(shù)志[32]得出極旱荒漠區(qū)濕地植被主要依賴(lài)于上游河流補(bǔ)給的結(jié)論相同。因此，氣候因素不是胡楊林植被生長(zhǎng)的主要限制性因子，生態(tài)調(diào)水卻使額濟(jì)納胡楊林植被生長(zhǎng)得到顯著改善。

本文分析了2001 年實(shí)施黑河生態(tài)調(diào)水工程前、后2 個(gè)時(shí)段NDVI 的變化趨勢(shì)，研究區(qū)裸地面積、地下水深度、上游來(lái)水量情況，以及NDVI 與幾個(gè)環(huán)境因素的相關(guān)性。結(jié)果表明：2001 年以前，為大力發(fā)展種植業(yè)，上中游河段采取新建蓄水設(shè)施及人工開(kāi)采抽取地下水的方式灌溉農(nóng)田，導(dǎo)致黑河下游水泄量減少和地下水系統(tǒng)儲(chǔ)量減少、地下水下沉，致使額濟(jì)納綠洲生態(tài)系統(tǒng)衰退。2001 年后，黑河水源被統(tǒng)一調(diào)配，保障下游水源供給，額濟(jì)納綠洲植被得以恢復(fù)。研究區(qū)NDVI 不斷升高，裸地面積不斷減少。在這20 年，NDVI 值與正義峽徑流量顯著正相關(guān)，而與其他氣候因素相關(guān)性不顯著，證明黑河生態(tài)調(diào)水是研究區(qū)植被繁茂的主要因素，這與白福等的研究結(jié)論[31，33-35]一致。此外，胡楊是沙漠河岸防護(hù)林，也是沙漠綠洲的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，胡楊具有傍水而生的特性，因此形成了增加的胡楊主要分布在靠近黑河河道和原胡楊林片區(qū)邊緣的時(shí)空變化格局[12，27，36]。

有一些研究發(fā)現(xiàn)，額濟(jì)納綠洲植被并沒(méi)有出現(xiàn)隨著水資源補(bǔ)給而自然恢復(fù)好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)[37]。水雖然是額濟(jì)納綠洲植被存活的關(guān)鍵因素之一，但恢復(fù)胡楊林生態(tài)還要充分考慮其生態(tài)演替以及恢復(fù)過(guò)程中的繁殖特性[38]。

4.2 胡楊林植被信息提取的不足及改進(jìn)方法

使用監(jiān)督分類(lèi)法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)而提取胡楊林面積，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和查閱資料對(duì)提取結(jié)果精度進(jìn)行驗(yàn)證。Kappa 系數(shù)以及表4 中1986、1990、2020 年提取面積與文獻(xiàn)記載較小的出入，證明了結(jié)果的可信度，但也存在將成片灌叢誤判成胡楊林訓(xùn)練樣本并進(jìn)行計(jì)算的可能。干旱區(qū)植被進(jìn)化形成了與環(huán)境相適應(yīng)的生存策略，如葉片角質(zhì)層泛白、被毛等減少?gòu)?qiáng)光照射。遙感影像上的荒漠植被波譜往往不具備濕潤(rùn)區(qū)健康綠色植被明顯的吸收波谷和反射峰的數(shù)據(jù)，使得圖像信息提取的精度受到影響。此外，2000、2010 年提取結(jié)果與真實(shí)結(jié)果存在較大的差異，是由于資料文獻(xiàn)中將額濟(jì)納旗黑河下游三角洲中心的東、西兩河流域及其19 條干支流的河漫灘的胡楊林面積全部納入統(tǒng)計(jì)。所以描述的研究范圍不同，勢(shì)必造成結(jié)果上較大的差異[19-20]。

今后在開(kāi)展類(lèi)似工作時(shí)，可以通過(guò)地面調(diào)查、高分辨率影像和優(yōu)化分類(lèi)算法相結(jié)合的方式，提高分類(lèi)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

（1）到2020 年，額濟(jì)納旗居延海胡楊林面積為2.99 萬(wàn)hm2，主要分布于東西河三角洲和東河?xùn)|岸上。1977—2020 年胡楊林面積和NDVI 值均有升高趨勢(shì)，其中胡楊林面積呈先降低后升高的變化趨勢(shì)（拐點(diǎn)為1990 年），NDVI 呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)（0.012/10 a，R2=0.408 4，P<0.01）。尤其是2001 年實(shí)施生態(tài)調(diào)水后，正義峽年均徑流量由補(bǔ)水前（1990—2000 年）的7.37 億m3增加至補(bǔ)水后（2001—2010年）的10.41 億m3，地下水深度由2.69 m 升至2.31 m，胡楊林景觀總體上得到了有效的恢復(fù)，NDVI 均值由1990—2000 年的0.146 增加至2001—2010 年的0.157，裸地平均面積由12.63 萬(wàn)hm2減少至12.46萬(wàn)hm2。因此，在后續(xù)對(duì)胡楊林保護(hù)的過(guò)程中，需重點(diǎn)關(guān)注水源補(bǔ)給。

（2）額濟(jì)納居延海胡楊林植被生長(zhǎng)主要依賴(lài)的是黑河給水。實(shí)施黑河生態(tài)調(diào)水與胡楊林景觀生態(tài)功能得到改善的時(shí)間點(diǎn)同步，并且綠洲NDVI 與正義峽徑流量顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.437（P=0.040）。此外，雖然月平均氣溫與月NDVI 顯著相關(guān)（偏相關(guān)系數(shù)為0.463，P<0.01），降水、日照時(shí)數(shù)與NDVI 相關(guān)性不強(qiáng)（偏相關(guān)系數(shù)為0.146，P＞0.05），但年NDVI 與生長(zhǎng)季和年際平均氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)均無(wú)顯著相關(guān)性，也說(shuō)明額濟(jì)納旗生長(zhǎng)季高溫、少雨，少降水和強(qiáng)蒸發(fā)造成了植被水分吸收和流失的極端不平衡性。此外，本文未開(kāi)展物候?qū)嶒?yàn)，尚缺乏足夠證據(jù)，證明究竟是NDVI 對(duì)氣溫存在正反饋效應(yīng)，亦或是植被生長(zhǎng)的實(shí)際溫度和適宜溫度接近，引發(fā)它們之間出現(xiàn)了假相關(guān)。