埃塞俄比亚复兴大坝与绿色遗产倡议的协同路径：阿拜盆地水文胁迫与地表温度的重塑机制

本研究针对埃塞俄比亚阿拜盆地土地覆盖变化与水资源压力加剧的突出问题，通过多时相遥感技术系统评估了复兴大坝（GERD）建设与绿色遗产倡议（GLI）实施对地表温度（LST）和蒸发胁迫指数（ESI）的协同影响。研究揭示2018–2025年间林地与水体面积分别增长156.48%和1150.29%，同时农业用地减少12.61%，表明GLI的植被恢复与GERD的水文调节显著提升了区域生态韧性。关键发现包括最大ESI上升254.25%、最小LST降低1.3°C，且光谱指数（NDVI、NDWI、NDMI、SAVI）与LST呈显著负相关，证实生态工程对缓解气候胁迫的积极效应。该成果为干旱区大型工程生态效应评估提供了遥感方法范式，对实现联合国可持续发展目标（SDG 6）具有重要实践意义。

　　

在撒哈拉以南非洲地区，快速的人口增长与农业扩张正引发剧烈的土地利用覆盖变化（LULC），导致植被退化、水源短缺和土壤侵蚀问题日益严峻。埃塞俄比亚的阿拜盆地（又称上青尼罗河盆地）作为该国重要的水文与农业核心区，近年来同时推进了两项巨型工程：以发电为首要目标的复兴大坝（GERD），以及旨在通过植树造林修复生态的绿色遗产倡议（GLI）。尽管已有研究分别探讨了GERD的水文影响或GLI的植被恢复效果，但二者如何协同调控地表温度（LST）和蒸发胁迫（ESI）这一关键科学问题仍未被揭示。为此，研究团队在《Trees, Forests and People》发表论文，通过多时相遥感分析首次量化了GERD与GLI对阿拜盆地热环境与水分平衡的联合效应。

研究主要依托Landsat系列卫星影像（2018、2022、2025年2月数据），采用监督分类与最大似然法进行LULC划分，并利用ArcGIS平台计算归一化植被指数（NDVI）、归一化水体指数（NDWI）、归一化湿度指数（NDMI）、土壤调整植被指数（SAVI）及蒸发胁迫指数（ESI）。地表温度（LST）通过单窗算法反演，并基于网格单元进行光谱指数与LST的线性回归分析，以揭示植被覆盖与热环境的内在关联。

3.1 土地利用覆盖变化分析

2018至2025年间，阿拜盆地LULC发生显著转型：农业用地占比从82.9%降至72.4%，裸地减少94.29%，而林地、草地和水体分别增长156.48%、202.04%和1150.29%。这种转变直接归因于GERD水库蓄水淹没农业区，以及GLI推动的大规模造林。空间分布图显示，水体扩张集中于河道北部，植被恢复区则分布於盆地周边，表明工程干预主导了景观格局重组。

3.2 光谱指数动态

NDVI值从2018年的-0.14–0.51提升至2025年的-0.19–0.54，反映出植被密度整体增加；NDWI范围由-0.45–0.16扩至-0.49–0.19，证实水库蓄水规模持续扩大。值得注意的是，NDMI（湿度指数）与SAVI（土壤调整植被指数）的同步上升，说明植被恢复不仅增加生物量，还提升了土壤保水能力。ESI最小值从0升至0.289，最大值增长254.25%，表明GLI的蒸腾冷却效应有效缓解了区域水分胁迫。

3.3 地表温度响应

LST变化呈现“最低温升高、最高温降低”的双向特征：最低温从20.99°C升至21.71°C（2018–2022），后降至19.69°C（2025）；最高温则从39.73°C降至33.93°C。这种降温效应在水库周边和植被密集区尤为显著，验证了水体蒸发与植物蒸腾对地表热环境的调节作用。

3.4 耦合关系验证

回归分析表明，所有光谱指数（NDVI、NDWI、NDMI、SAVI、ESI）均与LST呈负相关（R²为0.9132–0.9959），其中NDVI和SAVI对LST的解释力最强（R²>0.99）。同时，ESI与NDVI正相关（R²=0.9667），说明植被覆盖度直接决定区域水分平衡状态，二者共同构成缓解热胁迫的关键通路。

本研究通过遥感技术揭示了GERD与GLI的协同生态效益：水库蓄水与造林工程通过增加水体面积和植被覆盖，显著降低地表温度并改善水分利用效率。这一发现为大型水利–生态联动项目提供了评估范式，强调在应对气候变化时需统筹基础设施与生态修复。然而，农业用地萎缩和居民搬迁等社会成本也警示，未来政策需平衡生态收益与生计保障。研究结果对非洲干旱区落实可持续发展目标（如SDG 6清洁饮水、SDG 13气候行动）具有重要参考价值，也为全球类似区域的生态工程规划提供了实证依据。