近30年来青藏高原高寒草地NDVI动态变化对自然及人为因子的响应

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在调节气候、水土保持、防风固沙、保护生物多样性等方面发挥着重要作用。青藏高原是全球海拔最高的独特地域单元,平均海拔超过4000 m,素有"世界第三极"之称,亦是我国重要的生态安全屏障,其对气候变化敏感且易受人类活动的影响,属于气候变化敏感区和生态脆弱带。近年来,由于气候变化和人类活动的不断加剧,青藏高原区域气候和环境发生了重大变化,气候变暖、水污染、草地退化和沙化等问题已严重阻碍了当地社会经济的可持续发展。高寒草地是青藏高原主要的植被类型,在气候变化和人类活动加剧的背景下,青藏高原高寒草地植被的动态变化受到人们的广泛关注。归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)因能有效地反映植被覆盖程度和生长状况而被广泛应用于植被动态的研究中。气温与降水被认为是影响青藏高原植被动态的主要气候因子,放牧强度与人口数量则是主要人为因子。因此,研究高寒草地植被对气候变化和人类活动的响应机制对预测未来草地变化有着重要的意义。基于青藏高原生长季草地的NDVI、气温、降水、放牧强度及人口数量等数据,在县区尺度上,采用趋势分析法探究了1982-2013年青藏高原143个县区生长季草地NDVI动态变化、气候变化及人类活动的变化,同时采用面板数据模型分析了32年来青藏高原143个县区气候、人为因子变化对草地NDVI变化的相对贡献。研究结果显示:(1)青藏高原高寒草地生长季NDVI总体呈增长趋势,草地植被生长状态呈现"整体改善、局部退化"趋势;(2)青藏高原生长季平均气温与降水量整体增加,气候呈现"暖湿化"趋势;(3)在长时间尺度上,气候因子主导了青藏高原高寒草地NDVI的变化,降雨和气温的增加促进草地NDVI的增加,放牧强度的持续增加则导致草地NDVI的减少。

15000年以来若尔盖高原泥炭地发育及其碳动态

高海拔泥炭地是维护高原气候环境稳定的重要生态系统,由于其兼具高海拔和高寒的特点,对气候变化尤为敏感。若尔盖高原泥炭地是中国高海拔泥炭地集中分布区,碳储量丰富,由于方法学差异及数据缺乏,其碳储量估算仍存在一定程度的不确定性,对长时间尺度碳通量的模拟研究还较为匮乏。因此,以若尔盖高原泥炭地为研究对象,基于若尔盖高原泥炭地每千年的面积变化和碳累积速率重新评估若尔盖高原泥炭地碳储量,并利用泥炭分解模型和碳通量重建模型探讨了15000年以来若尔盖高原泥炭地碳通量动态。研究结果表明,若尔盖高原泥炭地约从15000年开始发育,发育高峰期在12000—10000年和7000—5000年,泥炭累积速率范围为0.22—1.31 mm/a,平均值为0.56 mm/a;碳累积速率范围为13.4—77.2 g C m-2a-1,平均碳累积速率为33.5 g C m^(-2)a^(-1),3000年至今碳累积速率最高,7000—6000年是碳累积速率次峰值时期; 15000年以来若尔盖高原泥炭地碳储存量达1.4 Pg(1 Pg=1015g),碳累积输入和碳累积释放分别为5.6 Pg和4.2 Pg;净碳平衡平均值为0.087 Tg (1 Tg=1012g) C/a,峰值出现在11000—10000年为0.295 Pg;在6000—2000年若尔盖泥炭地出现微弱碳源,最大值出现在5000—4000年,约为-0.034 Pg,净碳平衡在15000—11000年和4000年至今呈现上升趋势,而10000—4000年整体呈现下降趋势。总体而言,若尔盖高原泥炭地碳储量丰富,是青藏高原东部重要的陆地生态系统碳库和碳汇,本研究将为我国高海拔泥炭地碳库保育提供一定的理论和数据支撑。

青藏高原高寒草地生态系统变化的归因分析

高寒草地生态系统是青藏高原主要生态系统类型之一,其结构和功能对全球变化敏感.过去几十年,随着气候变化与人类活动加剧,高寒草地生态系统结构和功能发生了巨大变化,然而其变化的自然及人为相对贡献率存在较大争议.本研究基于优化的模型差值法评估了1990~2013年青藏高原高寒草地变化的人为相对贡献率.研究结果表明,这一时期青藏高原高寒草地生产力显著增加,人类活动主导了草地生态系统净初级生产力的变化,人为相对贡献率达到74.0%,人类活动主导草地生产力增加的面积占比大于主导草地生产力减少的面积占比,青藏高原草地可能已由过度利用转变为适度保护,但其特征呈现复杂性. 2000年后人类活动影响急剧增强,表明同期实施的大型生态恢复工程可能增加了高寒草地生产力.空间结果表明,两个时期相比有36.7%的草地生产力变化由气候变化主导转为人类活动主导,其中主导草地生产力减少是增加的两倍以上.随着我国生态文明建设的不断推进,青藏高原高寒草地生态功能总体上开始呈恢复趋势,但人类活动主导草地生产力减少的区域也在增加,该区域可能已趋于人地关系发生转变的临界点.因此,退化草地的恢复与治理仍是青藏高原生态安全屏障建设的重要支点,青藏高原草地适应性管理已刻不容缓.

泥炭沼泽湿地研究的若干基本问题与研究简史

泥炭沼泽湿地是一种独特的生态系统,因其巨大的碳储量备受关注.关于泥炭沼泽湿地的文献记录可追溯到17世纪末,中国学者对于泥炭沼泽湿地的关注始于20世纪40年代末.随着对泥炭沼泽湿地研究的不断深入,其研究态势和研究范式也随之改变.文章通过对泥炭沼泽研究的专著和文献进行分析,从学科发展的角度出发对沼泽湿地研究历史沿革与态势进行了初步整理,主要概括为三个发展时期:自然资源学导向时期、地学导向时期及生态学导向时期.此外,文章还梳理了泥炭沼泽的定义及界定标准,概述了雨养与矿养泥炭沼泽的区别与演变,分析了泥炭沼泽土壤分类现状,探讨了泥炭沼泽面积估算及其不确定性.发现各国对泥炭沼泽的界定标准由于资源禀赋不同而差异较大,由矿养泥炭向雨养泥炭演替模式正在突破传统的认知;泥炭地土壤分类趋于细化,泥炭土壤分析方法更加专业;现有泥炭沼泽面积的界定过度依赖于土壤有机质含量和泥炭厚度这两个指标.在泥炭沼泽湿地研究进程中,研究范畴更加宽泛,研究方法日新月异,对泥炭地的认知在广度和深度上进一步扩展.

层次分析法在若尔盖湿地退化研究中的应用

若尔盖高原沼泽湿地是我国面积最大的高寒沼泽湿地,在涵养水源、调节气候等方面具有十分重要的生态功能.采用Arcgis版本,分别从1978、1990、2000和2008年的中国湿地分布图中提取出若尔盖高原的湿地分布图,分析4个时期湿地的面积变化.发现若尔盖高原湿地面积由1978年的6 170 km^2下降至2008年的5 379 km^2,整体变化幅度为-12.83%,变化率为-0.43%.通过层次分析法分析若尔盖高原湿地面积减少的驱动因子,发现导致湿地面积减少的主要因子是超载过牧、挖沟排水、降雨变化、鼠虫害、人口增长,其权重值分别为0.380 1、0.157 3、0.138 6、0.075 2、0.073 3.上述结果表明若尔盖高原湿地在过去30年呈退化趋势,而导致湿地退化的原因是自然因素和人类活动的共同作用.

基于VOSviewer的公园城市计量特征、热点与趋势

基于VOSviewer软件和文献计量学方法,以中国知网(CNKI)数据库和WoS核心合集SCI-Expanded数据库为数据源,获取知识图谱并进行可视化分析,探究近40年来公园城市的研究热点与未来发展趋势.结果表明:在文章发布特征方面,1980-2021年国内外学者对于公园城市领域的研究处于日益增长的活跃趋势,美国加州大学系统和中国科学院是该领域具有较高影响力的研究机构,并且各个机构之间的合作关系较为密切;在研究热点方面,建筑科学与工程学科在我国公园城市研究中占主导地位,环境生态科学是国际上的热点.城市公园的住宅价格、景观规划与设计是国内领域的热点主题,而生态环境与社会效益为国际领域的热点区.随着公园城市理念的逐步发展,该领域研究预计将继续维持增长的趋势,未来的研究可关注于生态系统服务尤其是与居民福祉的关联等方面.(图6表3参67)

成都市龙泉山城市森林公园生态系统服务价值评估体系的构建——基于层次分析法

“城市森林公园”作为城市化进程下出现的一类特殊“森林公园”,是改善城市生态环境、推进城市可持续发展的关键要素之一,能够显著提升居民对城市绿地的需求以及改善居住环境.成都市龙泉山城市森林公园是国内外少有的、布局在城市中心的山地型城市森林公园,不仅能提供生态产品、维系生态安全,也能满足人民日益增长的对食物、环境质量以及精神文化的需要.为全面评估龙泉山城市森林公园的生态价值,采用文献类比法和问卷调查法,建立针对该地区的生态系统服务评估体系;进一步结合层次分析法对该指标体系进行检验,最终确定具体的评估体系.在评估体系中共有3项一级指标[生态物质产品(权重为0.412 6)、生态调节(0.327 5)、人居文化(0.259 9)],8项二级指标[产品生产(0.206 3)、资源供给(0.206 3)、生物多样性(0.194 4)等],以及23项三级指标[空气负氧离子(0.154 7)、栖息地质量(0.095 9)、生态健康效益(0.075 5)等].从评估体系的一、二级指标权重可知生态物质产品供给是龙泉山城市森林公园生态系统中的主要服务功能.然而,从三级指标权重发现民众对“城市森林公园”生态系统服务价值的认知与观念逐渐从产品与资源的供给服务转向为文化服务.本研究针对龙泉山城市森林公园构建的生态系统服务价值评估体系具备一定可行性和可推广性,可为国内外其他“城市森林公园”生态价值科学评估及实现机制提供参考.(图3表7参38)