Page 112 - 水利学报2021年第52卷第2期

因子在不同类型植被间的差异较大，水田和林地的主要影响因子为 NDVI，而 ET 对旱地和草地的耗
0
水影响程度更高。其中，NDVI 对其它林地和灌木林的耗水贡献度占近 70%，ET 对中、低覆盖度草
0
地耗水贡献度超过 70%。

2
表 4 BRT 在运行 5 次交叉验证下决定系数 R 的均值
植被类型 训练集 验证集 植被类型 训练集 验证集 植被类型 训练集 验证集
水田 0.946 0.945 灌木林地 0.939 0.938 高覆盖度草 0.959 0.958
旱地 0.945 0.945 疏林地 0.951 0.952 中覆盖度草 0.925 0.925
有林地 0.954 0.953 其它林地 0.943 0.941 低覆盖度草 0.911 0.911

3.3 scPDSI 与耗水量的最大相关性及相应滞时 植被耗水量同时考虑了气象、土壤水分及植被要

素，scPDSI 通过综合多种气象要素表征气象干旱强度。分析 scPDSI 与植被耗水的相关性（图 8（a）），
能够反映干旱对植被的综合影响，对应滞时（图 8（b））可以反映植被对干旱的敏感程度，滞时越短响
应越敏感 ［12］ 。研究区 85.4%的格点达到 0.05（ R > 0.3）显著性水平，其中正相关格点占 59.9%，即干旱
程度越大，耗水量越小，主要集中在果洛那曲丘状高原 HⅠB1、青南高原宽谷 HⅠC1、青东祁连山
地 HⅡC1 及陕北甘东高原丘陵ⅢC1。但有 40.1%的格点表现出负相关，主要原因为：（1）部分地区如
阿尔金山脉ⅡD4、伊犁盆地ⅡD5 等干旱区的最大相关系数发生在植被生长初期（3—5 月），植被生长
主要依赖于冰雪融化补给的土壤水分，因此温度对植被的影响比降水更为显著，使干旱期间耗水量
增加；（2）地处湿润区的汉中盆地ⅣA2、半湿润区的关中盆地ⅢB4 的最大相关系数对应植被生长中
期（6—9 月），此时 scPDSI 虽呈降低趋势，但依然有充足的水资源供给植被生长，提高植被耗水量。
这与 Fang 等 ［21］ 和 Gou 等 ［31］ 的研究结果一致。此外，15.6%的格点相关性较低，达不到显著性水平，主
要集中在降水稀少的西北地区中部，长期缺水导致这些地区植被根系较深，并具有较好的贮水能
力，因此对气象干旱的响应关系较差。不同于 NDVI 与干旱指数的时滞性研究 ［12，20-21］ ，植被耗水量对
干旱的响应存在 0 滞时的格点，主要分布在温度相对较高的亚热带、暖温带地区，占研究区格点数的
30.3%（图 8（b）），表明这些地区植被耗水量与干旱指数同步变化。

相关系数 滞时（月）
0.83
12
48°N 0.65 48°N
0.47
45°N 45°N 9
0.28
42°N 0.1 42°N
6
39°N -0.08 39°N
-0.26
36°N 36°N 3
-0.45
33°N -0.63 33°N
0
-0.81
72°E 78°E 84°E 90°E 96°E 102°E 108°E 72°E 78°E 84°E 90°E 96°E 102°E 108°E
（a）最大相关系数 （b） 最大相关性滞时
图 8 植被耗水量与 scPDSI 的最大相关系数和最大相关性滞时空间分布
依据不同的植被类型，对最大相关系数和最大相关性滞时取均值，结果见表 5。由于耕地（水田
和旱地）受灌溉影响大，而疏林地、其它林地及低覆盖度草地分布较稀疏，其耗水量与 scPDSI 的相关
度较低，其余植被类型均达到 0.05 显著性水平。此外，林地耗水量与 scPDSI 表现为负相关，草地为
正相关，草地耗水量对干旱的平均滞时低于林地，对干旱更加敏感。

表 5 不同植被耗水与 scPDSI 之间的平均最大相关性和平均滞时
植被类型 平均相关性 平均滞时（月） 植被类型 平均相关性 平均滞时（月） 植被类型 平均相关性 平均滞时（月）
水田 0.28 3.3 灌木林地 -0.34 4.4 高覆盖度草 0.38 3.8
旱地 0.18 4.1 疏林地 -0.17 3.3 中覆盖度草 0.42 3.5
有林地 -0.32 4.5 其它林地 -0.18 4.2 低覆盖度草 0.25 3.0

— 236 —