中国西北地区不同干旱梯度气候与植被变化对产水量的影响

　　 摘要:

产水量通常被定义为降水和实际蒸散发之差，是表征区域水资源可用性的重要指标。全球气候与植被变化背景下，西北地区作为我国典型干旱区和重要生态屏障，产水过程受到复杂扰动。然而，目前对西北地区气候与植被变化对产水量作用的定量分离及其空间分异特征的认识仍不充分。基于干旱指数将西北地区划分为5个干旱梯度，本研究采用1982—2020年多源遥感与气象数据分析产水量和气候、植被的时空演变，采用随机森林模型定量分离气候与植被变化对产水量的相对贡献，结合结构方程模型和地理探测器探究气候与植被因子对产水量的调控作用。结果表明：（1）1982—2020年间中国西北地区呈现显著变暖和绿化趋势，产水量整体以-0.460 mm/a的趋势波动下降，且随湿润程度变化幅度增大；（2）气候变化在研究区整体的贡献更大，相对贡献率为60.53%，而植被对产水量的贡献在湿润区凸显，相对贡献率达到63.78%；二者驱动的产水量趋势均值分别为-0.242 mm/a和-0.205 mm/a；（3）产水量对气候和植被因子的响应存在非线性和区域适应性特征：短波辐射和露点温度是调控产水量的关键气候因子；植被因子在不同干旱梯度下对产水量始终具有负效应；气温和土壤湿度的调控作用方向分别在干旱区和湿润区发生逆转；各因子对产水量空间分异的解释能力均随湿润程度增加。本研究探究了中国西北地区气候与植被变化对产水量的耦合影响及不同干旱梯度下的差异，可为区域生态恢复及水资源管理提供科学依据。