基于InVEST模型的三江源区生态系统水源供给服务时空变化

三江源是我国最大的水源供给和涵养生态功能区.近年来,受多种驱动因素的影响,三江源区生态系统退化严重,水源供给能力受到一定影响.本文探讨了1981-2010年三江源区降水和径流系数的变化规律,基于InVEST模型定量估算了1980-2005年三江源区生态系统的水源供给量,分析了不同时期水源供给量的时空变化特征及其成因.结果表明:1981-2010年,三江源区的降水量整体呈先降低后增加的趋势,降水径流系数的递减趋势比较显著,表明区域地表产流能力下降;潜在蒸散发有减少趋势,但并不明显,其变化趋势为-0.226mm·a-1.1980-2005年,三江源区水源供给量整体呈下降趋势,且黄河源区的下降趋势最明显.三江源区水源供给量的时空变化是气候变化和土地利用共同作用的结果,气候因子主要通过改变降水和潜在蒸散来影响水源供给量;气候变化和土地利用导致的生态系统退化及下垫面改变可能是三江源区水源供给量下降的主要驱动力.     

21世纪上半叶内蒙古草地植被净初级生产力变化趋势

基于中国气象局国家气候中心新发布的中短期适应气候变化的新情景(RCP4.5)和极端情景(RCP8.5)下的气候预估数据,采用空间化后的CENTURY模型模拟探讨2011－2050年内蒙古草地植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征.结果表明: 区域尺度上,未来气候变化情景下内蒙古草地NPP年下降速率分别为0.57 g C·m^-2·a^-1(RCP4.5)、0.89 g C·m^-2·a^-1(RCP8.5);相对于基准时段,RCP4.5情景下内蒙古草地NPP在2020s、2030s、2040s分别下降11.6%、12.0%、18.0%,而RCP8.5情景下降幅分别为23.8%、21.2%、30.1%.不同气候情景下内蒙古草地NPP时空变化特征差异较大,但即使在RCP4.5下未来40年绝大部分草地NPP也将呈现下降趋势,15.6%的草地减产超过20%.这表明未来气候变化情景下内蒙古草地降水略增的态势不足以补偿因温度升高对草地植被初级生产力所产生的负面作用,草地资源的可持续发展将面临更大挑战.     

滇南地区植被景观时空异质性及其成因

地理要素时空异质性是山地景观的突出特征之一,其研究不仅使复杂地理格局和过程生动形象化,而且促进地理学定量化分析的发展.以2001年EVI(增强植被指数)、日降水和日气温为基础数据,利用ARCGIS栅格计算模块求得植被区域差异;以雨量变化为依据定量化出研究区30气象站点的雨季开始时间.结果显示:(1)无量山-哀牢山组合地形以西地区相对于东部地区EVI数值大、随季节变化和缓;(2)4月底、5月初,东部地区植被盖度先呈现增大态势,而随着时间推移其增强幅度明显弱于西部地区;(3)2001年雨季开始的具体时间方面,无量山-哀牢山组合地形以东地区相对于西部地区提前2～3候进入雨季.总之,由于高大山地对水汽输送的阻隔与截留作用,无量山-哀牢山组合地形成为研究区气候和植被时空分布格局差异的分界带.     

三江源区基于生态系统服务价值的生态补偿额度

以青海三江源区为例,探讨了基于生态系统服务价值的生态补偿额度测算方法。以分析和筛选生态补偿需求下的生态系统服务价值评估指标为前提,估算了生态保护和建设活动实施前(2005年)三江源区草地生态系统服务价值,并采用专家咨询法提出的不同退化程度草地的生态功能系数对其进行修正,得到未退化、轻度退化、中度退化和重度及重度以上退化草地的单位面积生态价值分别为74.70×104、59.76×104、37.35×104元/km2和14.94×104元/km2。根据三江源区草地退化现状和生态恢复的目标,确定该区基于退化草地完全恢复的生态补偿总量为911.62×108元。     

纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局

基于中国1∶100万植被类型数据,采用GIS空间分析方法,分析了纵向岭谷区主要植被景观多样性指数的空间格局及其与环境因子之间的关系.结果表明:研究纵向岭谷区植被景观多样性的理想粒度是2000m;纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局具有明显的区域分异特征,表现为南北方向延伸、东西方向分异的"通道-阻隔"空间格局;植被景观多样性与环境因子的相关性较好,环境因子在空间上的分异格局是影响植被景观多样性指数在空间格局上变化的主要因素.纵向岭谷特殊地形的"通道-阻隔"作用对该区的水热空间分布进行了再分配,是该区植被景观多样性的特殊空间格局的主要成因.     

生态阈值研究进展

生态阈值是指生态系统从一种状态快速转变为另一种状态的某个点或一段区间，推动这种转变的动力来自某个或多个关键生态因子微弱的附加改变。生态阈值现象普遍存在于自然生态系统中。主要有两种类型：生态阈值点（ecological threshold point）和生态阈值带（ecological threshold zone）。在生态阈值点前后，生态系统的特性、功能或过程发生迅速的改变。生态阈值带暗含了生态系统从一种稳定状态到另一稳定状态逐渐转换的过程，而不像点型阈值那样发生突然的转变。后者在自然界中可能更为普遍。在自然资源保护和生态系统可持续管理中，生态阈值研究有着重要的理论和实践意义，受到生态学和相关学科的密切关注。其研究已经在森林、草原、湖泊、海洋等生态系统，从不同角度，针对不同生态因子广泛开展。由于生态因子相互作用的复杂性，有关生态阈值的性质及其在不同空间尺度上的联系仍然存在很大的不确定性。在未来的研究中必须加强综合和定量化研究，进一步提高应用生态阈值的能力。在全球变化和生态响应研究领域，生态阈值研究将会有更大的发展空间。     

长白山不同海拔树木生长对气候变化的响应差异

以长白落叶松和红松为例,探讨了长白山地区不同海拔树木生长对气候变化的响应。利用长白山北坡不同海拔4个长白落叶松样点和6个红松样点的树轮宽度资料建立差值年表,通过聚类分析、相关分析和响应分析等方法,研究树木生长特征及其气候响应。结果表明:两个树种年表的平均敏感度、树轮宽度指数的年际变率、信噪比等特征值较高,反映年表含有较强的环境信息。随海拔升高,长白落叶松年表特征值呈先下降后增加的趋势,红松年表特征值则呈先增加后下降的趋势。聚类分析将长白落叶松年表分成高、低海拔两类,红松年表分成高、中、低海拔三类。树木生长对气候响应存在海拔差异。高海拔长白落叶松生长受当年气温影响;低海拔长白落叶松生长对气候存在"滞后响应"。高海拔红松不仅受降水限制,且对气温有"滞后响应";中海拔红松不仅受气温限制,且对降水有"滞后响应";低海拔红松生长主要受气温限制。     

云南亚热带南部孢粉空间组合特征及其与环境分异的关系

以云南亚热带南部野外调研孢粉资料为基础,分析了7个样地的35个表土样品以及28个剖面样品孢粉组合的空间分异特征.结果发现:(1)表土孢粉无论是在科属种类、数量及优势科属还是在科属植物区系上,哀牢山山脉东西两侧的样地均具有较大的差异.孢粉科属种类和数量方面,哀牢山西侧样地要较东部丰富;优势科属方面,哀牢山山脉西侧植物群落的优势科属不明显,且较东部要复杂,而东部地区植物群落的优势科属则较为集中和突出;植物区系分布方面,世界广布、泛热带、热带亚洲至热带非洲以及北温带分布等4个植物区系,其数量和所占比例东西差异都很大.(2)剖面孢粉的分析结果显示,其空间变化趋势与表土孢粉基本一致,同样反映了孢粉组合的东西空间差异.(3)孢粉组合的空间组合与区域的地形、气候分异特征有关.纵向排列的山系对大气环流的"阻隔"作用,以及哀牢山东西侧不同的季风环流系统导致的水热组合条件的差异是造成孢粉组合空间分异格局的主要原因.云南亚热带南部孢粉空间组合反映了区内自然环境的区域差异.     

云南哀牢山主峰两侧沉积物孢粉区系成分对比分析

哀牢山作为滇东高原与横断山系南段滇西南山地的分界线,其高大山脉造就了山体两侧气候、植被差异显著。本研究以沉积物孢粉为媒介,对山脉主峰两侧的植物物种区系成分进行对比分析。结果显示,哀牢山西坡样地受印度夏季风影响程度高于东坡样地,沉积物孢粉中热带成分大于东坡,分别为6.8%和4.7%;哀牢山东坡样地则受北来东亚冬季风影响显著,造成东坡样地孢粉中北温带成分远大于西坡样地,分别为26.4%和13.4%。哀牢山成为印度夏季风与东亚冬季风的重要分界之一。