摘要：生物土壤结皮（简称结皮）影响干旱沙区生态系统归一化植被指数（NDVI）。该文基于空间代时间的方法,利用地物光谱仪采集腾格里沙漠不同始植年代（1956、1964和1973年）固沙植被区发育的5种优势结皮的NDVI数据,分析了固沙植被演替过程中结皮NDVI的变化特征及其对降水和温度变化的响应规律,并通过与固沙区主要地物进行比较,评估了结皮NDVI在该沙区生态系统NDVI中的作用。结果表明：1）随着固沙植被演替,结皮NDVI逐渐增加。不同种类结皮NDVI相比较,土生对齿藓（Didymodon vinealis）结皮〉真藓（Bryum argenteum）结皮〉混生结皮〉地衣结皮〉藻结皮。2）结皮NDVI受降水量、气温及二者间的交互作用影响显著,且具有明显的季节差异。结皮NDVI与降水量及其覆盖土壤浅层含水量均呈显著线性正相关关系,并且结皮NDVI对水分的敏感性随固沙植被演替而逐渐增加。结皮NDVI总体与日平均气温呈显著线性负相关关系,而与结皮表面温度呈显著指数负相关关系,并且结皮NDVI对温度的敏感性随固沙植被演替逐渐增加。结皮NDVI对温度变化的敏感性春季高于夏季,对水分变化的敏感性夏季高于春季。3）春季降水后,藓类结皮NDVI显著高于油蒿（Artemisia ordosica）、花棒（Hedysarum scoparium）、柠条（Caragana korshinskii）等灌木及裸沙;夏季降水后,结皮NDVI显著低于灌木。若考虑结皮较高的盖度,春、夏季结皮NDVI对固沙区系统NDVI的贡献率分别为90.01%和82.53%,均超过灌木（春季9.99%和夏季17.47%）,并且结皮对固沙区系统NDVI的贡献率随着固沙植被演替而逐渐增加,而灌木的贡献率逐渐降低。该研究证明了在区域尺度上利用结皮NDVI并结合气象资料区分结皮演替阶段的可行性,并为干旱沙区在区域尺度上地表生态参量遥感估算的误差分析及结皮遥感监测的时相选择提供了数据基础。

关键词：归一化植被指数 生物土壤结皮 植被演替 降水 温度 

单位：中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站; 兰州730000; 中国科学院大学; 北京100049