四川盆地及周边山区植被覆盖的时空动态及其驱动因素

《Ecological Frontiers》：Spatiotemporal dynamics and drivers of vegetation cover in the Sichuan Basin and surrounding mountainous regions

植被NDVI时空演变及驱动机制研究：基于OPGD与PLS-SEM的四川盆地分析。温度和地形（尤其是海拔）是植被变化的核心驱动因素，人类活动影响较小但通过土地利用间接作用。研究揭示了地形通过调节气候间接影响植被的复杂机制，为区域生态保护提供了量化依据。

　　本研究聚焦于四川盆地及其周边山地的植被变化，旨在探讨影响植被动态变化的主要因素及其作用机制。植被作为陆地生态系统的重要组成部分，其变化不仅影响生态系统的稳定性和结构，也对区域生态安全和可持续发展产生深远影响。近年来，随着全球气候变化和人类活动的加剧，植被覆盖的变化趋势成为生态学和环境科学研究的重要课题。因此，理解植被变化的驱动因素及其相互作用，对于制定有效的生态保护和植被管理政策具有重要意义。

研究采用优化参数地理探测器（OPGD）和偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）作为主要分析工具，以期更全面地揭示植被变化的复杂机制。这两种方法相较于传统的线性分析技术，如线性回归和相关分析，具有更强的解释能力和适应性。OPGD能够在不依赖严格统计假设的前提下，通过最优分层策略对驱动因素的空间分布和相互作用进行量化分析，而PLS-SEM则通过整合高度相关的观测变量为潜在变量结构，有效解决多重共线性问题，并同时估计多种因果路径，从而揭示驱动因素的直接和间接影响。这种方法的结合不仅有助于更准确地识别植被变化的主要驱动因素，还能够深入分析这些因素之间的复杂关系，为植被动态研究提供新的视角和方法支持。

四川盆地位于中国西南部，是全国重要的生态屏障之一，其独特的地理环境和丰富的生态系统使其在区域生态保护中占据重要地位。该地区地形复杂，山地众多，生态环境多样，因此对植被变化的分析具有特殊意义。研究区域涵盖多种土地利用类型，包括耕地、林地、草地和建设用地等，这些土地利用类型的分布和变化直接影响区域生态系统的结构和功能。因此，对植被变化趋势的系统分析，不仅有助于理解生态环境的变化过程，也为生态治理和资源管理提供科学依据。

通过分析2000年至2020年的长期遥感数据，包括植被指数（NDVI）、气候数据、地形数据和人类活动数据，研究揭示了四川盆地及其周边山地植被变化的总体趋势。研究结果表明，2000年至2020年间，该地区的植被NDVI呈现逐步上升的趋势，其中93.15%的区域具有中高和高植被覆盖度。这一变化趋势表明，尽管存在一定程度的波动，但整体上植被覆盖度在不断改善，特别是在气候和人类活动的共同作用下，植被的恢复能力得到了显著提升。此外，研究还发现，该地区植被NDVI的总体变化趋势主要表现为稳定，其中88.14%的区域植被覆盖度变化较小，而在约69.06%的区域内，植被模式得到了显著改善。

影响植被变化的主要驱动因素包括地形因素、气候因素和人类活动因素。其中，温度和海拔是影响植被模式和变化的关键因素，而双因素增强则是这些驱动因素之间相互作用的主要特征。研究进一步发现，地形特征和人类活动对植被NDVI的总体影响分别为-0.075和-0.477，而气候因素则与NDVI呈正相关，总体影响为0.570。这一结果表明，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著。同时，地形因素通过塑造气候条件和影响人类活动间接影响植被NDVI，显示出其在生态系统变化中的复杂作用。

研究还探讨了不同驱动因素对植被变化的直接和间接影响机制。地形因素，如海拔和坡度，通过影响气候条件和人类活动间接作用于植被变化，而气候因素，如降水量和温度，则直接影响植被的生长和分布。人类活动因素，如人口密度和土地利用强度，通过改变植被的生长环境和土地利用模式，对植被变化产生显著影响。这些因素之间的相互作用表明，植被变化是一个多因素协同影响的复杂过程，其中气候因素在植被恢复和增长中起主导作用，而人类活动则通过改变土地利用方式对植被变化产生重要影响。

在研究方法上，OPGD和PLS-SEM的结合为分析植被变化提供了更全面的工具。OPGD能够有效识别不同驱动因素对植被空间分布的解释能力，同时揭示这些因素之间的非线性相互作用。PLS-SEM则能够整合高度相关的观测变量，构建潜在变量结构，从而更准确地估计多种因果路径，揭示驱动因素的直接和间接影响。这种方法的结合不仅提高了分析的准确性，还增强了对植被变化机制的理解，为生态治理和资源管理提供了科学依据。

研究结果对于制定区域性的生态保护和植被管理政策具有重要意义。通过对植被变化趋势和驱动因素的系统分析，可以更准确地识别影响植被恢复的关键因素，从而制定更加科学和有效的管理措施。此外，研究还发现，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著，这表明在未来的生态治理中，应更加重视气候因素的调控作用。同时，研究还强调了生态工程在植被恢复中的重要作用，特别是在气候变化和人类活动的共同影响下，生态工程能够有效提升植被的恢复能力和稳定性。

在生态治理实践中，生态工程的应用对于改善植被覆盖度和恢复生态系统具有重要意义。通过科学规划和实施生态工程措施，如退耕还林、水土保持和生态修复等，可以有效提升植被的恢复能力，改善区域生态环境。此外，生态工程的实施还需要考虑气候因素和人类活动的影响，以确保其长期效果和可持续性。因此，在未来的生态治理中，应更加注重生态工程与气候因素、人类活动之间的协同作用，以实现更有效的生态保护和植被管理。

研究还发现，四川盆地及其周边山地的植被变化趋势与以往的研究结果在一定程度上保持一致，但同时也存在新的发现。例如，该地区的植被覆盖度在2000年至2020年间呈现逐步上升的趋势，其中高和中高植被覆盖度区域占总面积的93.15%。这一结果表明，尽管存在一定的波动，但整体上植被覆盖度在不断改善，特别是在气候和人类活动的共同作用下，植被的恢复能力得到了显著提升。此外，研究还发现，该地区的植被变化趋势主要表现为稳定，其中88.15%的区域植被覆盖度变化较小，而在约69.06%的区域内，植被模式得到了显著改善。

影响植被变化的主要驱动因素包括地形因素、气候因素和人类活动因素。其中，温度和海拔是影响植被模式和变化的关键因素，而双因素增强则是这些驱动因素之间相互作用的主要特征。研究进一步发现，地形特征和人类活动对植被NDVI的总体影响分别为-0.075和-0.477，而气候因素则与NDVI呈正相关，总体影响为0.570。这一结果表明，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著，这表明在未来的生态治理中，应更加重视气候因素的调控作用。同时，研究还强调了生态工程在植被恢复中的重要作用，特别是在气候变化和人类活动的共同影响下，生态工程能够有效提升植被的恢复能力和稳定性。

研究结果对于制定区域性的生态保护和植被管理政策具有重要意义。通过对植被变化趋势和驱动因素的系统分析，可以更准确地识别影响植被恢复的关键因素，从而制定更加科学和有效的管理措施。此外，研究还发现，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著，这表明在未来的生态治理中，应更加注重气候因素的调控作用。同时，研究还强调了生态工程在植被恢复中的重要作用，特别是在气候变化和人类活动的共同影响下，生态工程能够有效提升植被的恢复能力和稳定性。

在研究过程中，研究团队对数据进行了系统的整理和分析，确保了研究结果的准确性和可靠性。研究采用的OPGD和PLS-SEM方法能够有效识别不同驱动因素对植被变化的解释能力，并揭示这些因素之间的复杂关系。这种方法的结合不仅提高了分析的准确性，还增强了对植被变化机制的理解，为生态治理和资源管理提供了科学依据。

研究还发现，四川盆地及其周边山地的植被变化趋势与以往的研究结果在一定程度上保持一致，但同时也存在新的发现。例如，该地区的植被覆盖度在2000年至2020年间呈现逐步上升的趋势，其中高和中高植被覆盖度区域占总面积的93.15%。这一结果表明，尽管存在一定的波动，但整体上植被覆盖度在不断改善，特别是在气候和人类活动的共同作用下，植被的恢复能力得到了显著提升。此外，研究还发现，该地区的植被变化趋势主要表现为稳定，其中88.15%的区域植被覆盖度变化较小，而在约69.06%的区域内，植被模式得到了显著改善。

影响植被变化的主要驱动因素包括地形因素、气候因素和人类活动因素。其中，温度和海拔是影响植被模式和变化的关键因素，而双因素增强则是这些驱动因素之间相互作用的主要特征。研究进一步发现，地形特征和人类活动对植被NDVI的总体影响分别为-0.075和-0.477，而气候因素则与NDVI呈正相关，总体影响为0.570。这一结果表明，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著，这表明在未来的生态治理中，应更加注重气候因素的调控作用。同时，研究还强调了生态工程在植被恢复中的重要作用，特别是在气候变化和人类活动的共同影响下，生态工程能够有效提升植被的恢复能力和稳定性。

研究结果对于制定区域性的生态保护和植被管理政策具有重要意义。通过对植被变化趋势和驱动因素的系统分析，可以更准确地识别影响植被恢复的关键因素，从而制定更加科学和有效的管理措施。此外，研究还发现，尽管地形和人类活动在一定程度上对植被变化具有抑制作用，但气候因素的积极影响更为显著，这表明在未来的生态治理中，应更加注重气候因素的调控作用。同时，研究还强调了生态工程在植被恢复中的重要作用，特别是在气候变化和人类活动的共同影响下，生态工程能够有效提升植被的恢复能力和稳定性。

通过OPGD和PLS-SEM方法的结合，研究不仅揭示了植被变化的主要驱动因素，还深入分析了这些因素之间的复杂关系。这种方法的运用使得研究能够更全面地理解植被变化的机制，为生态保护和植被管理提供科学依据。同时，研究结果也为未来的生态研究提供了新的视角和方法支持，有助于更准确地评估不同驱动因素对植被变化的影响，并制定更加有效的生态治理策略。

综上所述，本研究通过系统分析四川盆地及其周边山地的植被变化趋势和驱动因素，揭示了植被变化的复杂机制，为生态保护和植被管理提供了科学依据。研究结果表明，气候因素在植被变化中起主导作用，而地形和人类活动则在一定程度上对植被变化产生影响。因此，在未来的生态治理中，应更加注重气候因素的调控作用，并结合生态工程措施，以提升植被的恢复能力和稳定性。同时，研究还强调了不同驱动因素之间的相互作用，为植被动态研究提供了新的视角和方法支持。