Page 44 - 2023年第54卷第5期

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利用状态转移矩阵分析２０１３—２０１６年土地利用类型变化（图４（ａ）），凌汛和伏汛水引入研究区使得
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沙地、草地面积和分布发生较大变化，沙地面积下降１８．１６ｋｍ，中、低覆盖度草地大幅向高覆盖度草地
转变。另外，结合２０１３—２０１６年土地利用类型变化统计分析（表３），引水初期沙地转变方向为高覆盖度
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草地（２．９４ｋｍ）、中覆盖度草地（１０．９２ｋｍ）、低覆盖度草地（５．４１ｋｍ）、湖泊（１．８７ｋｍ），转化率高达３３％，
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可以看出引水对研究区减沙效应的显著影响；中覆盖度草地（１６．２１ｋｍ）、低覆盖度草地（１．３１ｋｍ）转变方向
主要为高覆盖度草地，转化率分别高达７８．１％、３０．８％，引水对研究区植被覆盖增加起到促进作用。我们还
发现，２０１４年引入黄河凌汛和伏汛水后，临近引水渠道末端且地势低洼的沙地和草地转变方向为湖泊和湿
地。分析认为，在地表微地形作用下，黄河凌汛期和伏汛期水优先汇集低洼处形成湖泊和湿地；同时，受
到引水量和微地形的综合作用，黄河凌汛引水对下游的影响尚未显现，生态格局仍然以沙地为主。
利用状态转移矩阵分析２０１６—２０２０年土地利用类型变化（图４（ｂ）），凌汛和伏汛水持续影响研究
区的生态格局演变，沙地面积持续缩减，水渠变成高覆盖度草地和湖泊，中、高覆盖度草地和湖泊湿
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地面积稳步扩增。结合２０１６—２０２０年土地利用类型分析（表３），２０１６—２０２０年沙地（３６．０３ｋｍ）继续
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向草地、湖泊和湿地等转变，转化率高达７５．４％，近７０％沙地转变成草地；湖泊由初期的３．１８ｋｍ增
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至２４．９８ｋｍ，面积增长近７倍。同时，研究区南高北低的地势条件，加上凌汛和伏汛水引入流量的持
续推进，更多的水沿西南向东北方向持续汇流和侧渗，下游土壤含水率明显增长，沙地开始向中覆盖
度草地与湖泊转变。黄河凌汛和伏汛水对库布其沙漠北缘生态环境的改变效应持续显现。

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表３库布其沙漠２０１３—２０１６年、２０１６—２０２０年土地利用类型变化统计（单位：ｋｍ）
２０１６年
高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地水渠湖泊道路沙地湿地总计
中覆盖度草地１６．２１０．９２０．６００．０４１．２６０．００１．５３０．１９２０．７５
低覆盖度草地１．３１０．６６０．２４０．０００．０５０．００１．９６０．０３４．２５
２０１３年
沙地２．９４１０．９２５．４１０．００１．８７０．４２４４．３００．０９６５．９５
总计２０．４６１２．５０６．２５０．０４３．１８０．４３４７．７９０．３１９０．９５
高覆盖度草地４．８３１．２３０．２７０．０２０．０４０．０１０．９００．００７．３１
中覆盖度草地４．５２６．９１２．０６０．０００．５２０．１７２３．８７０．０７３８．１２
低覆盖度草地０．０１０．０００．０００．０００．０００．００１．４３０．００１．４４

湖泊９．６５２．５３３．５４０．０１０．５６０．１１８．５１０．０６２４．９８
２０２０年
道路０．１６０．１２０．０００．０００．０００．０１０．２８０．０００．５８
沙地０．９４１．０９０．１９０．０１０．３００．１２１１．７６０．００１４．４１
湿地０．３５０．６２０．１９０．００１．７５０．０１１．０４０．１７４．１３
总计２０．４６１２．５０６．２５０．０４３．１８０．４３４７．７９０．３１９０．９５

４生态格局变化对区域耗水时空变化影响

４．１库布其沙漠北缘区域耗水定量表征黄河凌汛水引入库布其沙漠北缘，下垫面沙地持续转成草
地、湖泊，植被生长条件持续向好转变的同时，区域水文循环过程也受到影响，尤其是下垫面耗水过
程。为客观分析不同引水时期区域耗水时空变化，本文根据实测仪器安装时间，选取２０２０年８月—
２０２１年８月不同典型时段，利用ＭＥＴＲＩＣ模型与Ｄａｌｔｏｎ水面蒸发理论叠加计算了区域ＥＴ，并进行了
精度评价（图５）。结果显示；对比小型蒸渗仪观测数据，研究区陆面ＥＴ计算值绝对误差均值ＭＡＥ为
０．０４ｍｍ?ｄ，相对误差均值ＭＲＥ为９．２％；对比小型蒸发皿观测数据，湖泊水面ＥＴ计算值绝对误差均
值ＭＡＥ为８．１２ｍｍ，相对误差均值ＭＲＥ为９．３％。基于ＭＥＴＲＩＣ模型与Ｄａｌｔｏｎ水面蒸发理论叠加计算
的区域耗水结果具有较高的可信度。

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