Control of vegetation distribution: climate, geological substrate, and geomorphic factors. A case study of grassland in Ordos, Inner Mongolia, China

Abstract

Many studies have dealt with the relationship between climate factors and vegetation, and some works confirmed the underlying substrate as an important factor in vegetation complexity and diversity in semiarid regions of northern China. However, the leading factor in vegetation distribution may vary with spatial or temporal scales. The objective of this study was to analyze the dominant factors in vegetation distribution and dynamics at large (regional) scales of space or time and at small (local) spatial scales. The results showed that temperature and precipitation were positively correlated with normalized difference vegetation index (NDVI) during a 20 year period (1980–2000) in the Ordos region. Both NDVI and average annual precipitation had the same trends, i.e., decreasing from east and southeast to west and northwest, which indicates the leading role of precipitation in vegetation distribution. At some locations, geologic faults with a well-developed clastic rock pervious layer are important effects on the distribution of vegetation cover in northern Ordos, near the border with the Kubuqi Desert. The lithology of bedrock greatly affects vegetation cover and distribution in the Mu Us Sandy Land area. There, a high percentage farmlands and grasslands with large NDVI values are mainly on low-permeability strata, such as the Quaternary Lake and alluvial deposits.

De nombreuses recherches ont traité de la relation entre les facteurs climatiques et la végétation et certains travaux ont confirmé que le substrat sous-jacent pouvait être considéré comme un facteur important dans la complexité et la diversité de la végétation dans les régions semi-arides du nord de la Chine. Cependant, le facteur dominant dans la répartition de la végétation peut varier en fonction de l'échelle spatiale ou temporelle. L'objectif de cette étude est d'analyser les facteurs dominants dans la répartition et la dynamique de la végétation à de grandes échelles (régionale) spatiales ou temporelles de même qu' à des échelles spatiales réduites (locale). Les résultats donnent les résultats suivants. La température et les précipitations étaient corrélées positivement avec l'indice NDVI au cours d'une période de 20 ans (1980–2000) dans la région d'Ordos. Le NDVI et le taux annuel moyen de précipitations affichaient la même tendance, c.-à-d. décroissant de l'est et du sud-est vers l'ouest et le nord-ouest, ce qui témoigne du rôle dominant des précipitations dans la répartition de la végétation. à certains endroits, des failles géologiques avec une couche perméable de roches clastiques bien développée ont un effet important sur la répartition du couvert végétal au nord d'Ordos, près de la frontière avec le désert de Kubuqi. La lithologie du substratum rocheux affecte considérablement le couvert de végétation ainsi que sa répartition dans la zone des terres sableuses de Mu Us. Dans cette zone, on trouve un fort pourcentage de terres agricoles et de prairies ayant des valeurs élevées de NDVI situées surtout sur des strates à faible perméabilité comme le lac quaternaire et les dépôts alluviaux.

[Trduit par la Rédaction]

Acknowledgements

This work was supported by the National Basic Research Program of China, funded by MOST China (2010CB951302) and the National Natural Science Foundation of China (30700107).