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高寒草地生态系统植被退化评价研究

文献类型:学位论文

作者韩王亚
答辩日期2020-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师刘国华
关键词高寒草地退化,多尺度关联,驱动 因素,管理对策 Alpine Grassland Degradation, Multi-scale Correlation, Driving Factors, Management Strategy
学位名称理学博士
学位专业生态学
其他题名Evaluation of vegetation degradation for alpine grassland ecosystem
英文摘要

    在全球气候变暖及人类活动日益频繁的背景下,全球将近一半的草地生态系统发生退化,草地退化成为较严重的全球性环境问题之一。在我国各类草地类型中占比最大的高寒草地主要分布在青藏高原地区,青藏高原 高寒缺氧,地质条件不稳定,生 态环境脆弱,高寒草地生态系统 敏感,生态系统易受到破坏。由于高寒地区地表风化强烈,土层薄,气候寒冷,植物生长期短,生态系统的调节能力较弱,生态系统退化后难以恢复,加上青藏高原气候变暖及不合理的人类活动,如过度放牧、草地资源利用方式落后等,高寒草地的退化问题解决起来难度更大。尽管针对高寒草地退化的恢复及治理提出了不少项目和措施,但高寒草地的退化问题日趋严重,高寒草地退化的评价与机制分析及更具针对性的方针建议需要更进一步的研究。
    本研究以高寒草甸生态系统为研究对象,以2018年的野外 调查数据为样地数据基础, 建立 了高 寒草地退化评价指标体系,从群落尺度 -局地尺度 -区域尺度分别探讨高寒草地退化的评价指数模型,得到整个区域上高寒草地退化评价的方法;反演计算得到 2000~2015年的高寒草地退化格局分布,分析高寒草地退化的时空变异规律,探究影响草地退化的驱动因素,揭示高寒草地退化特征及成因机理;基于不同情景下草地退化演变的模拟预测结果,提出更具针对性的 研究区高寒草地管理对策及建议,对高寒草地的科学管理及生态建设具有重要意义 。主要结论如下:
    (1) 基于构建评价指标的综合性、代表性、系统性、可操作性 原则 建立了高寒草地退化评价 指标体系, 包括草地植物生长形态类、草地植物群落结构类及草地植物群落功能类三大类别五种指标(生长形态类:草地植物植株高度;群落结构类:草地植被覆盖度、草地植物物种丰富度、草地植物物种香农指数;群落功能类指标:草地可食用植物占比)。
    (2)从群落尺度、局地尺度和区域尺度构建了高寒草地退化指数,将野外样地调查草地生态系统群落数据以无人机可见光植被指数为媒介,与遥感生态参量相结合,利用统计分析和模型运算建立多尺度间参数的关系,完成区域尺度上高寒草地退化评价。区域上的草地退化指数大小介于 0.218~0.538之间,总体均值0.316,大部分区域 分布在 0.2~0.28之间,占研究区高寒草甸总面积的 48%。通过构建多尺度草地退化指数将基于野外调查数据的评价结果上推至区域层面上,对于区域评价高寒草地退化研究具有重要意义。
    (3)基于高寒草地退化的时空变异规律分析及驱动因素分析,探讨 研究区高寒草地的退化特征。 2000~2018年研究区草地退化指数整体上呈缓慢下降趋势,明显下降的区域集中在西藏自治区的那曲县、当雄县及四川省的石渠县,草地退化指数波动较大的区域主要分布在西藏自治区的安多县、那曲县、察隅县 、墨脱县及青海省的曲麻莱县。 驱动因素包括平均海拔、平均坡 度、多年平均气温、多年平均降水、人口密度、距道路的距离、距居民点的距离,其中多年平均气温和人口密度是影响研究区高寒草地退化的主要原因。
    (4)在设定的 4种情景模式下模拟高寒草地的退化,预测未来在气温及人口增长率的变化情况下高寒草地状况的发展趋势,情景Ⅰ、情景Ⅱ、情景Ⅲ和情景Ⅳ四种情景下高寒草地的退化指数均呈下降趋势,相对 2018年的草地退化指数分别下降了 22.9%、 23.5%、 19.1%和 20.7%,其中情景Ⅱ下高寒草地退化程度最为严重,表明人口密度对 草地退化的影响比气温的影响更 大。高寒地区退化草地的恢复进 程缓慢,需要长期有效的恢复策略。
    综上所述,本研究利用多尺度关联的方法构建了高寒草地退化评价指数,对整个区域上的高寒草地进行退化评价,利用退化评价模型反演了 2000~2015年的高寒草地退化分布格局,分析 2000~2018年高寒草地退化的 时空演变过程及变化趋势,探究影响高寒草地退化的主要驱动因素,基于驱动模型在设计的 4种不同情景下进行未来草地退化的模拟及预测,为高寒草地的管理及退化草地的恢复提供理论依据,提出更具针对性有效性的对策及建议。

页码122
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43576]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
韩王亚. 高寒草地生态系统植被退化评价研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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