研究黄土高原地区侵蚀产沙的时空变化特征及规律及其驱动因素，对黄土高
原水土流失的防治和生态环境的改善具有重要的指导意义。因此，本研究以黄河
中游多沙粗沙区为研究对象，利用归一化植被指数（NDVI）数据，分析对研究
区侵蚀产沙强度影响较大的植被的变化趋势；在此基础上，利用水文站实测资料、
收集到的已出版或发表的有关黄土高原地区流域侵蚀产沙的资料，运用
Mann-Kendall 检验分析方法，研究黄河中游多沙粗沙区侵蚀产沙的演变特征；根
据研究区植被、地形地貌以及土壤侵蚀类型特征，将研究区划分为不同的植被分
区、高程分区以及土壤侵蚀类型分区，分析不同分区的侵蚀产沙情况；选取合适
的地形地貌、气候、土壤、土地覆盖等指标，利用偏最小二乘回归，排除变量间
的共线性问题，定量识别影响黄河中游多沙粗沙区不同侵蚀类型分区产沙的主控
因子。本研究的主要结论如下：
（1）通过分析 1982-2013 年黄河中游多沙粗沙区 NDVI 的时空分布发现，
四季 NDVI 值分别是，0.186（春季），0.306（夏季），0.275（秋季），0.123（冬
季）。研究区生长季和年平均 NDVI 均为 0.313，另外研究区南部和东部 NDVI
值要高于研究区西部 NDVI 值。从研究区 NDVI 值变化趋势来看，四季 NDVI
年增加速度由快到慢依次为夏季（0.0055）＞秋季（0.0053）＞春季（0.0040）
＞冬季（0.0004），生长季 NDVI 和年 NDVI 年平均增长速度分别为 0.0046 和
0.0052。通过 Mann-Kendall 方法检验分析发现，春季和秋季 NDVI 突变年份为
2002 年，冬季的突变年份为 2008 年；夏季、生长季和全年 NDVI 的突变年份均
有两个，分别是 1998 至 1999 年之间和 2002 年。1982-2013 年研究区气候年变化
呈现降雨和温度增加的“暖湿化”趋势。利用偏相关分析发现，研究区 NDVI
均与降雨量呈正相关关系；冬季研究区 NDVI 的变化与温度呈负相关关系，而其
它各研究时段内 NDVI 的变化与温度呈正相关关系；并且，植被生长对温度的响应存在一个月的滞后期，而降雨无滞后效应。
（2）通过分析黄河中游多沙粗沙区 21 条主要支流的平均侵蚀产沙强度发现，
未治理期（1955-1969 年）的研究区平均侵蚀产沙强度为 9949.7 t/km 2 ∙a，治理期
（1970-2007 年）的平均侵蚀产沙强度明显小于未治理期，平均侵蚀产沙强度仅
为 4710.5 t/km 2 ∙a，较未治理期减少 53.8%。其中，先治理期（1970-1989 年）和
后治理期（1990-2007年）研究区平均侵蚀产沙强度分别为6316.7 t/km 2 ∙a和2925.8
t/km 2 ∙a，较未治理期分别减少 38.1%和 71.2%。未治理期研究区侵蚀产沙强度≥
5000 t/km 2 ∙a 的总面积是 51752.5 km 2 ，先治理期研究区侵蚀产沙强度≥5000
t/km 2 ∙a 的总面积是 36222.2 km 2 ，较未治理期减幅为 30%。利用研究区 8 个水文
站（偏关站、皇甫站、韩家峁站、横山站、青阳岔站、子长站、甘谷驿站和吉县
站）1960-1989 年的侵蚀产沙强度，通过 Mann-Kendall 方法检验分析发现，8 个
水文站年侵蚀产沙强度均呈下降趋势，突变年份大多在 70 年代和 80 年代后期。
（3）利用黄河中游多沙粗沙区 44 个水文站 1955-1989 年和 2006-2011 年的
水文资料，并且将黄河中游多沙粗沙区划分为不同的植被分区、高程分区和侵蚀
类型分区， 通过统计不同分区的侵蚀产沙情况发现，各植被分区、高程分区和
侵蚀类型分区的侵蚀产沙强度随着时间的变化均呈现出降低的趋势。从不同植被
分区来看，在各时间阶段（1970 年前、1970-1979 年、1980-1989 年和 2006-2011
年）侵蚀产沙强度较高的植被分区是温带森林草原亚地带；从不同流域高程分区
来看，在各时间阶段（1970 年前、1970-1979 年、1980-1989 年和 2006-2011 年）
侵蚀产沙强度均最小的高程分区为人类活动较少的高程＞1400 m 的流域；而侵
蚀产沙强度较大的高程分区是人类活动较强烈的高程＜1200 m 的流域；从不同
侵蚀类型分区来看，在各时间阶段（1970 年前、1970-1979 年、1980-1989 年和
2006-2011 年）侵蚀产沙强度均最小的侵蚀类型区是森林黄土丘陵沟壑区；而侵
蚀产沙强度在各阶段均较大的侵蚀类型区是黄土平岗丘陵沟壑区、黄土峁状丘陵
沟壑区和黄土梁状丘陵沟壑区。
（4）选取降雨、径流、土壤、地形地貌、土地利用和景观格局指数共 28
个指标，利用偏最小二乘回归分析方法，对研究区七个侵蚀类型分区侵蚀产沙强
度的主控因子进行分析和辨别。研究发现，不同侵蚀类型区侵蚀产沙强度的主控
因子有所不同。但整体而言，各侵蚀类型区侵蚀产沙强度的偏最小二乘回归模型第一和第二成分主要是由降雨、径流、平面曲率、土壤黏粒含量和砂粒含量、草
地和林地百分比、最大斑块指数、蔓延度、香农多样性指数和辛普森多样性指数
主导；通过自变量的变量投影重要性指标（VIP 值）可以看出，降雨、径流、林
地百分比、周长面积分维数和聚集度指数对不同侵蚀类型区侵蚀产沙强度具有较
大影响。从自变量的回归系数来看，不同侵蚀类型区侵蚀产沙强度随降雨和径流
的增加而增加；风沙黄土丘陵沟壑区、黄土平岗丘陵沟壑区、黄土峁状丘陵沟壑
区和森林黄土丘陵沟壑区侵蚀产沙强度随林地百分比的增加而减少；风沙黄土丘
陵沟壑区、黄土梁状丘陵沟壑区、黄土峁状丘陵沟壑区和森林黄土丘陵沟壑区侵
蚀产沙强度与周长面积分维数呈负相关关系；风沙黄土丘陵沟壑区、黄土梁状丘
陵沟壑区和黄土峁状丘陵沟壑区侵蚀产沙强度与聚集度指数呈正相关关系。
关键词：土壤侵蚀；植被分区；高程分区；侵蚀类型分区；归一化植被指数；偏
最小二乘回归