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生态脆弱区生态系统服务时空变异及影响因素: 以黄土高原和青藏高原为例

文献类型:学位论文

作者刘源鑫
答辩日期2019-08
文献子类博士后
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师吕一河
关键词生态系统服务 生态脆弱区 invest 模型 综合指标法 冗余分析
学位名称理学
学位专业生态学
其他题名Spatio-temporal Variations of Ecosystem Service and Influencing Factors in Ecologically Fragile Areas: Case Study of the Loess Plateau and Qinghai-Tibetan Plateau
英文摘要

      生态系统服务连接了自然系统和社会系统,是生态学研究的重要领域,也是人地耦合研究的关键内容。生态脆弱区面临严峻的生态保护和社会发展压力,因此,探讨生态脆弱区生态系统服务的空间格局、时间变化及其影响因素,有助于明晰区域生态系统服务时空 变异 机制,为区域可持续发展和生态管理决策提供支持。黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一,大部分属于半干旱区 ,人类
活动频繁,大规模植被恢复工程显著改变了区域土地利用及生态环境 ;青藏高原是世界上海拔最高的高原,又称“地球第三极”、“世界屋脊”,人类活动干扰少,但易于受气候变化影响,沙漠化、冰川消融等问题威胁着区域乃至亚洲生态安全。
      本研究选择黄土高原和青藏高原两大高原生态脆弱区,以生态系统服务为核心,综合应用遥感技术、地理信息技术、模型模拟、野外调查等手段, 基于生态系统服务簇分析和综合指标分析等方法,定量评估了典 型生态系统服务的 时空变异 规律,识别出生态系统服务 变化 的主控因子。主要研究结论如下:
      (1)黄土高原生态系统服务空间格局和时间变化规律

       基于30m精度的黄土高原土地利用图,解译绘制了 黄土高原 2015年植被 现状图。植被分类按照两级体系,其中 植被型组分为阔叶林、栽培植被、草原、草甸、草丛等 9类,植被型分为温带落叶阔叶林、温带禾草 -杂类草草甸草原、温带丛生禾草典型草原等 18类。 结合中国 1:100万植被图,明确了 植被制图及其更新对于区域生态系统服务 研究和植被区划的 重要 性 。 基于植被覆盖度的分析表明, 2000-2015年 ,黄土高原的 60.75%的地区植被覆盖显著增加 ,固原、榆林、吕梁和延安是植被覆盖变化最显著的城市。 生态系统服务分析表明,黄土高原生态服务 具有时间变化特征 ,其变化程度和方向均受 退耕还林(草)工程 的影响;两种服务之间的关系也 随时间而变化 ,且在农业技术发展和科技进步支持下,调节服务和供给服务能够达到协同提升的局面。根据区域内生态系统服务的关系,借助簇分析的思想,可将黄土高原40 个市级行政区划分为四类生态系统服务类型区;各区的范围和数量都随时间而变化,1985-2000 年为生态系统服务较弱时期,而2000-2015 为生态系统服务增强期;不同服务类型区应根据生态服务状况采取相应生态管理措施,以便针对性的提升区域生态系统服务。
      (2)青藏高原生态系统服务空间格局和时间变化规律

      在2000-2015 年,青藏高原五分之四以上的地区植被覆盖增加;生态系统服务综合指数表征了区域生态功能,生态系统服务中高和极高类型区占青藏高原面积的38.37%,而低值和极低类型区占39.89%,东部的甘南、陇南,东南部的怒江傈傈族自治州、凉山彝族自治州和丽江市具有较强的生态系统服务;青藏高原55.24%的地区生态系统服务显著增加,只有4.49%的地区显著减少,生态功能整体上有明显提升。结合土地利用分析,所有土地利用类型下的生态系统服务综合指数均有不同程度的增长,其中草地始终是指数最高的地类,且在2000-2015年生态服务增长值最高。
       (3)黄土高原生态系统服务分异的关键影响因素

       大规模植被恢复工程通过改变土地利用,显著影响了黄土高原生态系统服务的时间变化速度或方向;年均降水、地形粗糙指数和人口密度是生态系统服务空间分异的重要影响因子。年均降水是调节服务(固碳、产水和土壤保持)的关键影响因子,人口密度对供给服务(粮食生产和肉类供给)和美学服务(公共绿地)影响更多;年均降水在三个研究期均能解释超过21%的生态服务分异,人口密度的解释率均高于12%。
      (4)青藏高原生态系统服务分异的关键影响因素

      生态系统服务变化影响因素分析表明,生态系统服务随着年均降水增加而提升,随着年均气温的增加而削弱,但降水因子的影响更显著;综合土地利用动态度的增加能够显著提升生态系统服务,但人工用地变化影响较小。国家级自然保护区内的生态系统服务提升要优于非保护区和整个青藏高原,但提升作用并不显著。生态系统服务空间分异影响因素分析表明,植被覆盖能够解释77.7%生态系统服务空间分异,是关键影响因子;年均气温的解释率为6%,而年均降水和综合土地利用动态度的解释率相对较低,即土地利用变化对青藏高原生态系统服务空间分异影响较小。

语种中文
页码119
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/42259]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
通讯作者刘源鑫
推荐引用方式
GB/T 7714
刘源鑫. 生态脆弱区生态系统服务时空变异及影响因素: 以黄土高原和青藏高原为例[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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