黄土高原植被恢复中归一化植被指数（NDVI）对降水（PRE）与饱和水汽压差（VPD）的响应机制研究

本研究系统探讨了黄土高原植被恢复过程中归一化植被指数（NDVI）对降水（PRE）、温度（TEM）、饱和水汽压差（VPD）及土壤水分（SM）的多尺度响应。结果表明，降水是促进植被生长的主要因子（路径系数0.67），而VPD是主要限制因子（路径系数0.21）。该研究为干旱与半干旱地区生态修复及水资源管理提供了重要理论依据。

　　

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Study area

黄土高原（33°41′–41°16′N, 100°52′–114°33′E）位于中国中北部，是世界上最大的黄土覆盖高原之一，面积约640,000 km2。地势自西北向东南倾斜，平均海拔1500米。该区域属暖温带，受季风气候影响，降水分布极不均匀，夏季降水占全年70%，导致严重水土流失和生态脆弱性。

Spatiotemporal changes in vegetation recovery during the growing season on the Loess Plateau

生长季期间黄土高原的NDVI呈现明显的时空分异：西北低、东南高。随着“退耕还林”政策推进，植被绿度逐渐向西北扩展。5月至10月间，NDVI值在东南区逐步升高，7–8月增长最显著（0.006–0.007 yr?1），NDVI＜0.3的区域从28.2%缩减至6.2%，而NDVI＞0.6的区域从14.4%扩至62.8%，反映出生态恢复的显著成效。

Drivers of NDVI variation

“退耕还林”工程显著提升了黄土高原植被覆盖。研究发现，生长季NDVI以0.005–0.007 yr?1的速率增长，高植被覆盖区（NDVI＞0.6）面积平均扩大23%。气候因子中，降水是主导促进因子；温度在生长季早期促进生长，后期则转为抑制；VPD是植被生长的主要限制因子。中部恢复区植被与降水、土壤水分呈2–3个月滞后的正相关，与温度（滞后3个月）和VPD（无滞后）负相关；而植被茂密的南部仅与温度正相关，与其他因子均为负相关。

Conclusion

“退耕还林”政策实施后，黄土高原生长季植被恢复呈现由东南向西北推进的趋势。NDVI年增长率为0.065，高植被覆盖区比例大幅提升，生态状况持续改善。相关与滞后分析显示，植被对降水和土壤水分响应滞后，而对温度和VPD响应更为敏感。结构方程模型进一步揭示，降水是主导正面因子，VPD则是核心限制因子。本研究为干旱半干旱区植被恢复与水资源协调管理提供了关键科学依据。