气候变化与人类活动对青藏高原湿地的影响研究进展

青藏高原是中国湿地分布最多的区域,其独特的高寒湿地对区域生态环境安全有着不可或缺的作用。梳理了青藏高原湿地变化的时空特征,基于此,重点分析了气候变化与人类活动对不同类型湿地的影响和作用机制。研究发现：(1)主导不同类型湿地变化的气候因素有差异,影响存在区域异质性。湖泊湿地主要受降水量影响,湖泊湿地在北部扩张、南部缩小的趋势与降水量的空间差异存在较强的一致性;沼泽湿地主要受气温影响,气温升高导致水分蒸发、植被群落演替,沼泽湿地向草地转化,江河源区和若尔盖高原等主要分布区域呈现退化趋势;河流湿地主要受气温影响,气温升高加速河源冰川消融、同时也增大河流蒸散发量,共同作用下河流湿地呈现北部减少、南部增加的趋势。(2)过度放牧、泥炭开采、水利建设等是影响湿地变化的主要人类活动。若尔盖高原同时存在过度放牧、泥炭开采和沟渠建设多重人类活动影响,当地沼泽湿地退化明显;柴达木盆地的人工湿地由于盐业开采迅速扩张。(3)当前研究存在数据可对比性不足、大区域尺度和野外定点持续监测数据缺乏等问题,导致对气候变化与人类活动影响机制研究不够深入。未来应加强高寒湿地定期监测与风险评估,完善高寒湿地生态系统与环境变化和...     

基于过程模型的青藏高原湿地甲烷排放格局评估

甲烷(CH_4)是大气中最丰富的碳氢化合物,是仅次于二氧化碳(CO_2)的温室气体。湿地是甲烷的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用,其排放的甲烷占所有天然甲烷排放源的70%,占全球甲烷排放总量的24.8%。青藏高原平均海拔4000 m以上,占有中国约三分之一的湿地。近几十年来,由于全球气候变暖和降水增加,该地区甲烷排放率和湿地面积都发生着巨大变化,因此,青藏高原湿地CH_4排放的长期变化在很大程度上仍存在较大的不确定性。利用TRIPLEX-GHG模型模拟了青藏高原湿地1978—2008年CH_4排放的动态特征,研究结果表明:(1)1978—2008年青藏高原湿地CH_4排放速率呈逐渐增加趋势。(2)青藏高原大多数湿地区域CH_4排放速率为0—6.13 g CH_4 m~(-2 )a~(-1);东北部分湿地区域CH_4排放速率为6.14—20.19 g CH_4 m~(-2 )a~(-1);较高的CH_4排放速率分布于青藏高原南部湿地区域,为56.14—74.97 g CH_4 m~(-2 )a~(-1)。(3)青藏高原湿地CH_4排放量在1978、1990、2000年和2008年分别为0.21、0.23、0.27和0.32 Tg CH_4 a~(-1)。在1978—1990年,尽管CH_4排放速率增加,但湿地面积减少,因此这一时期青藏高原湿地CH_4排放量并未发生明显变化。随后由于降水增加和冰川融化,使得湿地面积逐渐增加,青藏高原湿地CH_4排放量也呈现增加趋势。     

中国内陆湿地生态系统服务价值评估——以71个湿地案例点为数据源

湿地生态系统为人类生存和发展提供了多种服务功能,不仅包括水资源、水产品等直接输出功能,还包括调蓄洪水、净化水质、调节大气成分等调节服务功能和文化服务功能。通过对已经发表湿地生态系统服务功能价值评价相关的文献进行搜集和整理,得到全国71个湿地案例点的价值评价数据,在此基础上对湿地生态系统各项服务功能在全国各区域的生态系统价值量进行对比分析。全国湿地价值评价结果显示,按照各项服务功能按照价值量高低排序依次为调节气候调蓄洪水涵养水源净化水质保持土壤产品输出固碳释氧生物栖息地旅游休闲科研教育。在对全国湿地进行分区分析得知,东北平原及山区、东部地区和青藏高原地区在各项调节、供给服务功能方面发挥着显著的积极作用,这3个区域同时也是我国湿地的密集分布区。结合不同地理分区下的湿地生态系统服务功能价值量特点,可以实现区域发展与湿地生态环境研究的协同发展,并能够为湿地的保护和建设起到科学、合理的参考方案。     

1962—2009年天山北部湿润指数变化的区域差异

湿润指数揭示了地表干湿变化趋势,与降水变化相比,它更能客观地诠释在全球增暖背景下区域干湿演变特征及变化趋势。本文运用消除趋势波动分析、样条函数法和最小二乘法等方法,对天山以北5个不同区域1962—2009年的地表湿润指数的时空变化趋势和降水、气温变化趋势的空间分布进行统计,以分析各分区的不同年份、季节气候干湿变化特征。结果表明:各分区分季节湿润指数序列在48年的时间尺度上具有微弱的Hurst效应,即具有较弱的长期持续性和较强的随机性,并且各分区不同季节差异较明显;近48年来天山北部荒漠绿洲区降水整体呈现统计意义上的增加趋势,但地表湿润指数变化趋势差异较大;干化趋势最显著的地区与增暖最强烈的地区对应,干化趋势最显著的地区在伊犁谷地及其周围地区,准噶尔西部山地和东部边缘地区干化趋势次之;干湿变化表现出明显的季节差异,干化趋势最显著的季节为冬季和秋季,春季次之,夏季全区表现为明显的变湿趋势。     

基于Meta分析的中国湖沼湿地生态系统服务价值转移研究

Meta分析价值转移方法作为资源价值评估的一种有效方法,在国外已经有大量的实证研究出现,但是在国内相应的实证研究非常稀少,有关该方法在湖沼湿地生态系统服务价值评估的应用研究还尚未见报道。通过收集有关中国湖沼湿地生态系统服务价值评估的实证研究文献的价值评估结果,建立价值转移数据库,应用Meta分析和多元回归分析方法构建中国湖沼湿地生态系统服务的Meta分析价值转移模型,并对该模型用于样本外价值转移的有效性做出评估,探讨Meta分析价值转移方法在中国湖沼湿地生态系统服务价值评估领域的可应用性及发展前景。研究结果表明:(1)在样本文献中,通常洪水调蓄和水源涵养服务是湖沼湿地提供的经济价值最高的生态系统服务,而水质净化服务的经济价值最低;(2)湖沼湿地面积、生态系统服务受益人口数量、不同生态系统服务之间的价值差异以及不同价值评估方法的使用会影响湖沼湿地生态系统服务价值的变化;(3)Meta分析价值转移模型用于样本外价值转移的有效性检验结果显示,样本外价值转移的转移误差范围在0.09%—234.61%之间,平均转移误差为19.99%,在自然资源价值转移的可接受误差范围内,因此Meta分析价值转移方法是评估湿地生态系统服务价值的一种可行且快速的方法。     

未来气候变化情景下中国自然湿地CH4排放的时空变化

应用TRIPLEX GHG模型,模拟未来气候变化背景下2006—2100年中国自然湿地生态系统CH₄排放的时空变化.结果表明： 保持中国现有自然湿地分布不变,在3种相对浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）情境下,21世纪末,中国自然湿地CH₄排放量与当前水平相比将分别增长32.0%、55.3%和90.8%.中国大陆南方自然湿地CH₄排放高于中部和北方,且自西向东呈现上升趋势.CH₄高通量排放区域主要集中在长江中下游湿地、东北湿地和珠江沿岸湿地.RCP4.5和RCP8.5情境下全国大部分自然湿地CH₄排放通量增加,而RCP2.6情境下21世纪中后期CH₄排放上升趋势得到控制并开始下降,到世纪末部分地区（尤其是青藏高原地区）CH₄排放通量与当前水平相比有所降低.     

未来气候变化情景下中国自然湿地CH4排放的时空变化

应用TRIPLEX GHG模型,模拟未来气候变化背景下2006—2100年中国自然湿地生态系统CH₄排放的时空变化.结果表明： 保持中国现有自然湿地分布不变,在3种相对浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）情境下,21世纪末,中国自然湿地CH₄排放量与当前水平相比将分别增长32.0%、55.3%和90.8%.中国大陆南方自然湿地CH₄排放高于中部和北方,且自西向东呈现上升趋势.CH₄高通量排放区域主要集中在长江中下游湿地、东北湿地和珠江沿岸湿地.RCP4.5和RCP8.5情境下全国大部分自然湿地CH₄排放通量增加,而RCP2.6情境下21世纪中后期CH₄排放上升趋势得到控制并开始下降,到世纪末部分地区（尤其是青藏高原地区）CH₄排放通量与当前水平相比有所降低.     

银川市典型湖泊湿地水体中可培养细菌的时空变化特征

本文分别于春、夏、秋、冬季对银川市阅海湿地13个位点,鸣翠湖湿地14个位点,黄河湿地A区11个位点取水样,采用平板菌落计数法,研究各湿地水体中可培养细菌的时空变化规律。结果显示:三大湿地水体中细菌数量在四季中变化趋势相同,即水体中细菌菌落数均呈现夏﹥秋﹥春﹥冬的总体变化趋势。随着空间位置的变化、水质状态的变化,水体中总可培养细菌菌落均数亦产生相应变化,其空间分布有相似规律但亦具备其各自特点。     

基于遥感的湿地景观格局季相分析

以中国东北地区三江平原北部为研究区域,利用2012年多季相遥感影像作为数据源,结合野外调查数据,应用面向对象的分类方法,根据影像的物候、时相等特征,提取不同月份的湿地信息,进行景观格局季相分析。结果表明:(1)研究区湿地面积、类型格局在同一年不同季节不同月份会有不同幅度的变化,总体呈现缓增骤减的态势。湿地主要分布在低洼地区,主要湿地类型为草本沼泽,其次为河流,其他湿地占总面积比例较小。(2)研究区各阶段湿地都有转化,主要发生在湿地和非湿地之间,多数表现在草本沼泽和草地之间的转化。(3)湿地分布和湿地转化面积主要集中在低海拔区域和低坡度区域,其中海拔100 m和坡度5°以下范围内的湿地分布面积和湿地转化面积占湿地总面积及湿地转化面积的绝大部分。(4)年内季节性湿地转化与降水、温度和湿地植被物候关系密切。     

新疆哈巴河桦木属湿地3600年以来的植被变化和人类活动

湿地是水陆相互作用形成的独特自然综合体,对全球气候变化敏感,尤其是干旱半干旱区分布的湿地对自然环境和人类活动的响应更为显著。基于新疆哈巴河地区桦木林湿地人工开挖130 cm深的地层剖面,结合较高时间分辨率的¹⁴C测年数据和孢粉组合,揭示出该区3600年来曾经历5个时段的植被变化和人类活动的影响。3540—3430 cal a BP期间,该区以蒿属(Artemisia)等旱生植物为主,湿地尚未形成;3430—2640 cal a BP期间,局地小环境较湿润,湿生草本和以沼泽蕨(Thelypteris palustris)为代表的蕨类植物大量生长,落叶阔叶的桦木属(Betula)植物开始出现;至2640—660 cal a BP期间,浅水湿地开始形成,桦木属植物迅速扩张,但在大区域仍分布着由藜科(Chenopodiaceae)和蒿属等为主要组成的荒漠植被;尤其在660—210 cal a BP期间,桦木属成为森林的优势种;值得关注的是,近200年以来,该区以藜科为代表的草本植物增多,而桦木林出现萎缩。通过对选取的典型局域湿地不同历史时期环境变化和人类活动影响的研究,揭...     

中国草地净初级生产力时空格局及其影响因素

基于光能利用效率模型(Carnegie-Ames-Stanford Approach,CASA),结合MODIS系列遥感数据、植被数据和气象数据等,对2000—2015年中国草地的NPP进行估算,运用趋势分析法、变异系数及Hurst指数法对中国草地NPP时空动态、稳定性及持续性进行分析,并对中国草地NPP变化的主影响因素进行探讨。结果表明:(1) 2000—2015年中国草地NPP呈现显著增加的变化趋势,平均变化率为1.53 g C·m~(-2)·a~(-1),NPP变化趋势在2011年之后发生了突变,增加趋势更为明显。(2)空间上,草地NPP呈现西北低而东南高的分布格局,NPP低值区集中分布在青藏高原的大部分地区和内蒙古中部。草地NPP增加的区域占草地总面积的81.21%,主要分布在青藏高原中部地区和黄土高原大部分地区。草地NPP变化稳定的区域主要集中在甘肃省甘南地区和青海省东部的大部分地区,而不稳定区域则主要分布在青藏高原的大部分地区以及内蒙古的中部地区和呼伦贝尔等地。Hurst指数分析表明,新疆北部、黄土高原的大部分地区草地NPP将持续增加或减少,而青海省南部、内蒙古中部和黑龙江省等地的草地NPP未来变化具有反持续性。(3)不同草地类型的NPP均值有很大差异,其中高山亚高山草甸及草甸的平均NPP值较高,分别为578.8和565.31 g C·m~(-2)·a~(-1),而荒漠草地的NPP平均值最低,仅为122.61 g C·m~(-2)·a~(-1)。(4)中国大多数地区草地NPP的增加主要受降水控制,而气温的升高对草地NPP具有一定的抑制。人类活动如过度放牧状况的改善以及退耕还草的实施对于近年来草地NPP的增加具有重要作用。     

近三十年青藏高原湿地变化及其驱动力研究进展

青藏高原发育着世界上独一无二的大面积的高寒湿地,在气候调节、水源补给等方面发挥着极其重要的作用。因其独特的地理环境,它也成为了全球气候变化的敏感区、预警区,已引起国内外学者的高度关注。本文综述了近30年来青藏高原主要湿地类型在湿地面积、湿地土壤、湿地水文、湿地动植物等要素方面的变化及其驱动因子,并提出青藏高原湿地研究的重点方向。青藏高原气候变化的基本特征是变暖和变湿;湿地面积在1970—2000年总体呈现减少态势; 2000年后,湿地萎缩态势减缓,面积呈现出一定程度的增加;湿地土壤表层湿度降低,碳排放能力增大,植被覆盖呈现退化趋势;气温升高、地表蒸散发量增大、降水量增加、鼠害增加等是导致青藏高原湿地变化的主要驱动力,同时还受牲畜数量增加、资源开采、道路工程建设等人为影响;受青藏高原特殊的地理位置和自然条件限制,高寒湿地研究缺乏基础数据支撑,未来应主要集中在应用遥感技术和长期定位监测手段收集基础数据资料,开展相关机制研究。     

2000—2015年拉萨河流域NPP时空变化及驱动因子

拉萨河流域是西藏政治、经济和文化核心区,具有青藏高原典型的高寒湿地及西藏主要的耕作区,受人类活动及气候变化的影响,流域生态安全及生态健康面临威胁和破坏。植被净初级生产力（NPP）作为衡量生态系统健康的重要指标,能够反映生态系统的可持续发展。利用2000-2015年MODIS-NDVI数据,基于光能利用率模型估算了拉萨河流域的NPP,分析了NPP的时空格局、动态变化特征及NPP与气候因子的相关性,探讨了影响NPP变化的驱动因子并明确了驱动分区。结果表明：近16年拉萨河流域NPP年均值为165.614 gC m^-2 a^-1,总体分布具有明显的空间异质性,与该地区植被类型的分布规律相似,不同植被类型的NPP存在差异。NPP变化在总体上呈下降趋势,平均年变化趋势斜率为-1.804 gC m^-2 a^-1。NPP与气温和降水的相关性具有明显的地域性差异,草本湿地与气温呈显著负相关,灌丛与降水呈显著正相关。NPP变化受气候因子驱动的区域占比20.81%,非气候因子占比79.19%。     

长江中游地区生态系统服务价值的地形梯度效应

采用长江中游地区1995、2005、2014年3期土地利用数据,基于修正后的长江中游地区生态系统服务价值系数表,估算各县域生态系统服务价值,并分析其时空变化特征及地形梯度效应.结果表明:长江中游地区生态系统服务价值在空间上总体呈山区高而平原低的分布格局,地形梯度分布特征明显.县域地形起伏度与生态系统服务价值呈现较为显著的对数关系,二者拟合优度为0.53;地均生态系统服务价值随地形起伏度上升而增加,2014年1~5级地形起伏度区从400.35万元·km^-2增至554.57万元·km^-2;研究期间随着地形起伏度增加,各级别内县域生态价值变化从下降型逐渐向稳定型转变.从不同生态系统服务价值看,受不同地形起伏度上土地利用结构改变及不同地类的主导生态系统服务差异的影响,随着地形起伏度的增加,食物生产、废物处理服务价值有所下降,其他生态系统服务(如原材料生产、气体调节等)的价值总体呈上升趋势.     

模拟多情景下白洋淀流域土地利用变化及生态系统服务价值的空间响应

模拟多情景下白洋淀流域土地利用变化引起的生态系统服务价值改变,对保障流域生态安全和提升区域生态系统服务价值能力具有重要意义。选取白洋淀流域上下游所涉及的河北省相关县级行政区为研究区,以1990、2000、2010、2020年4期遥感影像及统计年鉴为基础数据,分析和测算30年间白洋淀流域的土地利用与生态系统服务价值变化,在此基础上利用CA-Markov模型模拟2035年趋势延续、均衡发展和统筹发展等3种情景下研究区土地利用变化情况,估算各情景下生态系统服务价值,利用网格工具可视化表达3种情景下生态系统服务价值的空间分布状况以及集聚程度。研究结果表明：①1990-2020年白洋淀流域土地利用变化最明显的特征是耕地面积锐减,建设用地迅速扩张,30年间耕地面积减少了122776.99hm²,建设用地增加了167369.74hm²。②1990-2020年研究区生态系统服务价值分别为852.59亿元、788.26亿元、796.95亿元和784.68亿元,总体呈波动下降的趋势。③在趋势延续、均衡发展和统筹发展等3种模拟情景下,生态系统服务价值依次为785.36亿元、807.26亿元、812.46亿元。研究区生态系统服务价值整体呈现西北高东南低的空间分布特征。④ESV值的热点和冷点分布范围较大且集聚性较强,热点区域主要集中在西北部山地区域,冷点区域主要分布在研究区东南部平原地区以及研究区西北部的部分区域。模拟白洋淀流域未来土地利用变化趋势,探寻不同情境下生态系统服务价值的响应有利于构建流域国土空间开发保护新格局,为今后全面推进白洋淀流域的可持续发展提供科学基础和决策参考。     

广西滨海区域景观格局分析及土地利用变化预测

研究滨海湿地景观动态及其发展趋势对于维持沿海地区可持续发展具有重要意义。利用移动窗口法分析广西滨海湿地景观格局时空变化,同时提取珍珠湾、茅尾海和丹兜海典型区进一步分析景观变化趋势,最后采用土地利用变化模型(Land Change Modeler,LCM)预测区域未来的景观演化趋势。结果表明,2000—2014年间,草地、乔木园地和常绿阔叶灌木林面积减少,而工业用地面积明显增加。研究区总体的景观异质性变化不大,破碎化趋势不明显。比较景观格局指数发现,边缘密度和多样性指数的空间分布特征相似,多样性指数较大的区域,边缘密度也大,并且多集中于珍珠湾、茅尾海和研究区的中东部。3个典型区的格局变化趋势相似,景观多样性指数降低而均匀度增加,其中,湿地斑块数目减少且所占面积比也减少。LCM模型结果表明,至2020年,草本湿地与森林灌丛湿地面积进一步降低,而工业用地和居民区则持续增长;其中,3个典型区土地利用变化均受到了工业发展的影响,以珍珠湾土地利用动态度最高,茅尾海其次,而丹兜海最小。当前,区域景观的变化明显降低了湿地植被的质量,加强湿地植被保护,限制工业区域的无序发展是维持区域生境完整和安全的有效途径。     

青藏高原土地利用变化对生态系统服务价值影响的多情景模拟

青藏高原具有突出的生态服务价值,但气候多变、环境脆弱的基底,使其易受人类活动的干扰。本文基于土地利用数据和改进当量因子法,定量分析1992—2015年青藏高原土地利用变化对生态系统服务价值时空分布影响,并结合CA-Markov模型模拟探讨自然发展和生态保护情景下土地利用与生态系统服务价值的相互关系。结果表明:1992—2015年青藏高原土地利用结构稳定,以草地为主,林地、裸地为辅,生态系统服务价值总体呈增长趋势,草地、水体和林地是青藏高原生态价值的稳定供应者;青藏高原生态系统服务价值的空间分布极不均衡,不同气候区分布具有空间异质性,冷点区集中分布在青藏高原西北部干旱气候区和东南部湿润气候区,热点区集中于中部湿润和半湿润气候区;6000 m海拔是青藏高原生态系统服务价值的趋势变化节点;生态保护情景下的土地利用变化比自然发展情景下的更加均衡,生态系统服务价值总体增加,生态环境向优发展。     

基于历史生物多样性与湿地景观结构的三江平原湿地恢复优先性研究

三江平原是我国最大的淡水沼泽分布区,建国后大规模的农业开发活动导致湿地面积锐减,湿地生态系统服务功能退化,产生一系列的生态环境问题,有必要进行湿地恢复。生物多样性的历史分布和湿地景观结构特征对湿地恢复具有重要指导意义。在分析三江平原湿地景观格局变化的基础上,结合三江平原历史生物多样性保护价值(即湿地恢复价值)以及各县市内湿地景观结构(现有湿地分布比例)对湿地恢复进行了优先性分析,确定了不同县市内不同空间位置上湿地恢复优先等级。景观格局变化分析结果表明,三江平原在20年间,湿地面积大幅减少,且破碎化现象严重,70%以上的退化或消失湿地被耕地侵占;基于历史生物多样性保护价值的湿地恢复价值评估表明,目前已经退化或消失的湿地有57.56%具有相对较高的恢复价值,而且还有22.02%的区域处于中等恢复价值水平,恢复潜力较大;结合现有湿地分布比例的结果表明,在三江平原的19个受湿地影响的市县中,有2个一级恢复区,6个二级恢复区,9个三级恢复区和2个四级恢复区。研究为今后三江平原湿地恢复行动的时空顺序确定提供了参考,同时为缺少生物多样性历史监测数据的区域提供了快速的湿地恢复评估方法。     

中国地貌区划系统——以自然保护区体系建设为目标

地貌类型是重要的自然地理特征,是影响区域生物多样性空间格局变化的重要因子。地貌研究能使人们深入认识地理环境特点,有利于完善对区域自然环境和地域分异规律的认识,同时对生物地理区划和区域自然保护研究也具有很好的参考价值。采用"自上而下"的区域分割和"自下而上"的区域合并的区划方式,以中国地形DEM作为基础,使用GIS10.0对其进行高程重分类、坡度分析等量化分析,并结合现有气候区划、自然地理区划和地貌类型等资料,对中国地貌格局进行了分析。在考虑生物多样性保护过程中以地貌为主体的地理单元差异性基础上,根据分析结果,提出了以区域自然保护区体系构建为目标的中国地貌区划系统,该地貌区划系统包括了东部季风淋蚀地貌大区、西北干燥风蚀地貌大区、青藏高原高寒冻蚀地貌大区、南海诸岛地貌大区等4个地貌大区,大兴安岭、小兴安岭和内蒙古高原等40个地貌地区,完达山、老爷岭和张广才岭等127个地貌亚地区,以及473个地貌区。其地貌区划方案科学构建了区划等级系统,体现了中国地貌类型的基本特征和分布格局,其中地貌大区基本反映了中国大的地貌格局,地貌地区基本反映了高原、山地、平原等地貌特征的水平分异,地貌亚地区和地貌区基本反映了区域地貌特征。中国地貌区划系统为自然保护区体系构建提供了参考和依据,而且区划界线准确,便于使用。     

中国不同地区滨海湿地植物区系的性质及类似关系

滨海湿地是地球上脆弱的自然生态系统和重要的生物景观成分。采用植物区系谱、相关性分析、主坐标分析及聚类分析等方法,研究了中国不同地区滨海湿地植物区系性质及属分布区类型组成的类似关系。结果表明：中国不同地区滨海湿地植物属级分布类型所占的比例随着纬度降低,温带分布型呈递减趋势,热带分布型呈递增的特点,这与不同区系成分的生态特性和纬度梯度上的能量格局分布是一致的;不同滨海湿地植物区系Shannon-Weiner指数具显著差异（1.430-2.154）,而Simpson指数无明显变化（0.662-0.842）,区系间相关系数为0.369-0.989;通过聚类分析和主坐标分析获得的聚类树状图和最小生成树,可将9个滨海湿地划分为5个集合组,较为一致地揭示了植物区系的类似性和分布格局。多种分析方法对比结合能客观地反映植物区系中属分布区类型关系的类似性,可为多个滨海湿地区系地理分布类似性的比较提供有效依据和参考。