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Guo-You Zhang1, Ji-Sheng Xia1,*, Ying-Ying Pan2,*, Fu-Yan Zou3, Xiao-Na Gu4 and Sun-Jie Ma1
摘要: 陆地植被生产力是生态系统功能的关键指标,包括但不限于碳储存、食物供应、土壤保持以及维持生物多样性。喀斯特地区受地下岩石基质限制,植被生产力容易发生剧烈且突然的非线性变化。研究植被动态变化及其驱动因素对制定生态恢复和可持续管理策略具有重要意义。在本研究中,我们采用多模型轨迹诊断算法,对2002年至2022年间中国南方喀斯特地区的kNDVI变化轨迹进行区分,包括趋势类型(正趋势、负趋势和无趋势)和轨迹形态(线性、曲线型和突变),并探讨森林动态如何影响这些轨迹。此外,我们运用XGBoost-SHAP模型,分析了解释变量对kNDVI突变的非线性效应及其潜在机制。结果显示:(1)研究区植被生产力呈现八种不同类型的变化,其中74.12%的区域表现为正向变化, 3.44%的区域表现为负向变化;(2)植被生产力的突变在该地区普遍存在,尤其是负向突变(占负向变化的59.5%);(3)森林恢复和保护促进了植被生产力的正向线性变化,而森林干扰促进了负向的突然变化;(4)气候、人类活动、地形和土壤因素共同驱动了植被生产力的突变。 XGBoost-SHAP模型结果强调了阈值设定在识别显著影响植被变化因素中的重要性。本研究凸显了植被变化轨迹多样性的重要意义,并为生态恢复提供了科学依据。