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灌草地上生物量是反映植被生长状况的重要指标,是评价区域植被恢复情况的重要手段,植被恢复又是区域生态恢复状况的直观体现,以灌草地上生物量为基础评价区域生态恢复情况是可行的。本文以位于黄土丘陵沟壑区第二副区的彭阳县不同生态分区8个典型小流域为研究区,以2005年、2014年两期高分辨率遥感影像为数据,基于RS、GIS技术,在R软件支持下,应用GAM模型、空间分析等方法,利用灌草地上生物量评价小流域生态恢复情况。首先,通过目视解译2005年和2014年高分辨率遥感影像,获取小流域两年的土地利用一级分类现状数据,在ArcGIS平台下,分析不同生态分区中小流域土地利用变化。其次,在ENVI软件支持下,提取各小流域植被指数,将实地调研数据与归一化植被指数(NDVI)进行回归分析,建立灌草地上生物量估测模型,估算小流域灌草地上生物量,分析在土地利用变化下灌草地上生物量变化情况,得到不同生态分区中各小流域灌草地上生物量变化情况。最后,根据小流域自身地貌特征,利用ArcGIS软件地形分析,提取各小流域海拔、坡度、坡向等地形因子,在R软件支持下,将地形因子与2014年实地调研得到灌草地上生物量构建GAM模型,分析灌草地上生物量与地形之间的关系。利用ENVI软件,制作灌草地上生物量空间分布图,分析各小流域灌草地上生物量空间分布异同,并根据各小流域不同的生态恢复措施、水土保持治理方式,分析灌草地上生物量与生态恢复措施、土地利用类型间的关系。研究从土地利用变化角度入手,分析小流域植被覆盖变化情况,利用NDVI估算小流域灌草地上生物量,显示其空间分布状况,最后通过研究灌草地上生物量与地形因子、生态恢复措施之间的关系,评价小流域生态恢复状况,为小流域植被恢复、水土保持治理、生态恢复提供支持。研究主要结论如下:(1)小流域土地利用变化方面,彭阳县8个典型小流域土地利用变化明显,耕地面积显著减少,草地、林地面积增加。对于处在不同生态分区的小流域土地利用变化各有特点:位于北部丘陵沟壑水土流失治理区的安家川流域,沟道纵横,传统耕作模式不仅效率低下,且易造成水土流失,通过实施退耕还林、坡改梯等生态恢复工程,耕地明显减少,林地增幅最大。位于中西部台地旱作农业保护区中的王洼沟、高建堡、李家沟流域,此区域地势相对平缓,草地面积增加的同时,根据区域特色,区域内园地面积有所增加;李家沟流域治理更多采用灌草混交的模式,林地面积转化为草地。位于南部河谷残塬农业耕作区罗堡子沟、后沟、茹河流域,受生态移民安置等方面影响,城镇村及工矿用地面积有所增加,未利用地等其他土地面积显著减少。位于西南部森林水源涵养区的红河流域,属六盘山山区,水源充足,土壤含水量较高,更宜乔木等大型树木生长,林地面积增加明显。(2)小流域灌草地上生物量变化方面,彭阳县8个典型小流域灌草地上生物量显著增加。其中,高建堡流域、王洼沟流域、罗堡子沟流域灌草地上生物量增加较为突出,增幅分别为48.87%、38.35%、28.19%;红河流域、后沟流域灌草地上生物量增长幅度最小,增幅分别为7.49%、8.92%。说明10年间彭阳县植被恢复整体较好,4个生态分区植被覆盖度均有增加。其中植被恢复程度最好的为中西部台地旱作农业保护区,在实施“88542”、水平阶等整地措施下,植被生境得到有效保护;北部丘陵沟壑水土流失治理区因其自然环境相对恶劣,在生态恢复措施实施下,灌草地上生物量也有增长;南部河谷残塬农业耕作区、西南部森林水源涵养区灌草地上生物量增幅较小,但其土壤水分条件相对较好,植被覆盖基础较好,在生态恢复措施的实施下,植被生境得到进一步保护,灌草地上生物量同样有所增加。(3)应用高分辨率遥感影像,分别提取2005年、2014年4个不同生态分区的8个小流域提取归一化植被指数(NDVI)。对两期影像NDVI值通过建立回归模型,探寻其函数关系,建立转换方程SPOTNDvI = 0.8983 ZY-3NDVI +0.0598(R2 = 0.805),减小不同传感器遥感影像由于定标参数不同产生的差异,为估算各小流域灌草地上生物量提供可靠数据。(4)小流域灌草地上生物量与地形因子相关性明显,地形因子影响灌草地上生物量分布大小依次为坡向、海拔、坡度。海拔在1470～1620m、1750～1840m之间正东坡区域植被生物量分布较多,植被生长情况较好:海拔在1620～1750m之间的正南、正北坡,灌草地上生物量分布较少,植被生长状况相对较差。这同时也反映出随地形变化,植被生长所需的光、水、热等要素也随之变化,进一步影响植被生长。(5)各小流域2014年灌草地上生物量均高于2005年,灌草地上生物量空间分布特点与小流域土地利用状况联系密切,土地利用方式决定区域灌草地上生物量分布情况,林地地上生物量最高,其次为草地,耕地。各小流域土地利用方式得到有效利用,林地、草地面积增加,植被覆盖度增加明显,流域生态环境得到较大改善,实施生态恢复措施对小流域生态恢复作用显著。