林业科学

作者：袁泽雨1,许行1,*,任怡2,许杨1,庞建壮1,吴小云1,张翰遥1,张志强1,*

单位：1. 北京林业大学水土保持学院　北京 1000832. 国家林业和草原局林草调查规划院　北京 100714

关键词："三北"工程,水资源,植被韧性,机器学习,沙普利加性解释

基金：国家重点研发计划项目（2022YFF1302501）；中国科协青年托举工程项目（YESS20230091）；国家自然科学基金项目（32301664）；国家林业与草原局揭榜挂帅项目（202401-07）。

目的: 探讨2001—2021年间“三北”工程区内不同类型植被韧性的分布特征及其主要驱动因素，为在气候变化背景下提升“三北”工程区植被生态服务功能的可持续性提供科学依据。方法: 采用21年（2001—2021年）核归一化植被指数（kNDVI）的滞后1时间自相关系数（AC1）来衡量植被韧性，分析“三北”工程区植被韧性的分布特征。同时，运用可解释的机器学习算法解析生物和环境因素对植被韧性的调控机制。结果: 在“三北”工程区内，森林的韧性最高，其次是灌木，草地韧性最低；从空间分布来看，内蒙古高原地区植被韧性最低，而西北地区则表现出较高的植被韧性。不同植被类型的韧性受到各驱动因素的影响程度存在差异，但总体而言，年平均气温（MAT）和年平均降水量（MAP）等环境因素对植被韧性的影响显著高于生物因素。此外，植被韧性受到植被覆盖度（FVC）与MAP之间交互作用的显著影响。在干旱地区，应特别关注水资源承载力的限制，合理控制森林FVC，以避免因水分竞争导致的韧性下降；而草地FVC与韧性呈正相关关系，FVC的增加有助于提升草地韧性。在半干旱和半湿润地区，森林FVC与韧性呈正相关，高FVC有助于增强森林韧性，植被种植与管理应根据当地水资源可用情况进行调整。结论: “三北”工程区植被韧性的变化主要受环境因素驱动。针对不同类型的植被，应结合区域生态可利用水条件实施差异化的经营管理策略，以增强生态韧性。在全球气候变化的背景下，本研究不仅有助于揭示“三北”工程区植被的韧性，还为未来的造林规划和植被种植管理提供了重要的科学依据和理论指导。

来源：2025年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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