张承地区地下水依赖型植被的识别及其对地下水埋深响应研究OA

张家口—承德(张承)地区作为京津冀地区重要的生态屏障与水源涵养区,其地下水依赖型生态系统(groundwaterdependent ecosystems,GDEs)对区域的生态稳定和用水安全意义重大。地下水依赖型植被(groundwater-dependent vegetation,GDV)是GDEs的核心,但张承地区对二者分布识别的研究和维持GDV生存的地下水埋深阈值研究相对较少。基于2018—2024年多源遥感、气象及地下水监测数据,以2023年(干旱年)作为识别年份,通过表面能量平衡模型和卫星降水数据计算可利用降水量,结合土地利用、地下水埋深数据划定潜在GDEs范围;采用Z分数对潜在GDEs范围内的NDVI与地下水埋深进行标准化,将标准化后2种数据线性回归呈显著负相关的区域作为GDV范围,并通过分位数统计法确定植被发生退化时的地下水埋深阈值。研究表明:(1)张承地区GDV主要分布在承德东北和西南部等区域,占全区总面积的1.5%,坝上GDV以草甸为主,坝下以草甸、灌木灌丛和白桦为主;(2)坝上、坝下以及张承全区的植被,在地下水埋深大于当地均值0.78个标准差时植被发生衰退的可能性较大,区域上发生退化时所对应的地下水埋深风险阈值分别为5.71,8.00,7.41 m,该风险阈值与植被出现不健康状态时的实际阈值相符;(3)草甸发生衰退时所对应的实际地下水埋深阈值最浅,为5.48 m,山杨发生退化时所对应的实际地下水埋深阈值最深,为16.60 m。张承地区GDV生态阈值呈现明显的空间分异性,且典型植被不同健康状态的实际地下水埋深阈值与其根深相匹配。该研究提供了一种简便的方法来划定GDV分布,证实了张承地区地下水依赖型植被其根深与地下水水位埋深之间的关联,为张承地区地下水资源管理以及生态修复提供了定量依据。