基于水量平衡原理的黄土高原林草植被覆盖度恢复潜力评估

为了科学评价黄土高原林草措施的可持续性，基于林草生态系统蒸散发（ET）与降雨补给之间的水量平衡动态关系，开展林草植被覆盖度恢复潜力研究具有一定的现实意义。利用实测水文气象要素数据和PML_V2 ET、GRACE和MOD13 A1 EVI等遥感产品，阐明了增强型植被指数（EVI）与ET的时空变化特征，构建了ET和EVI的定量响应关系，定量估算了不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度恢复阈值与恢复潜力。研究结果表明：（1） PML产品基于通量站点观测值与水量平衡公式验证的误差分别为4.5 mm/8d、34.3 mm/a，产品精度优于MOD16 A2 GF。黄土高原2000-2018年多年平均ET为445.36 mm，多年平均EVI为0.17；黄土高原林草植被ET和EVI的增长速率分别为5.08 mm/a和0.0026/a。（2）利用多元逐步回归方法逐像元构建了ET与气象要素和EVI的最优响应关系模型，平均均方根误差（RMSE）为44.5 mm。（3）丰水年、平水年、枯水年不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度平均恢复阈值为（71.5±37.3）%、（55.6±35.9）%和（22.4±26.0）%；平均恢复潜力为（9.4±30.4）%、（-6.4±23.8）%和（-39.7±26.2）%，平均RMSE为5.7%。（4）林草植被覆盖度恢复潜力存在空间异质性。不同历史降雨情景对干旱指数2.5-4区间的林草植被恢复潜力影响最为剧烈。若未来黄土高原经历长时期平水或枯水年时段，林草植被将会存在不同程度的退化风险。