印度河流域上游1990-2020年森林动态变化及生态系统服务功能评估
文献类型：学位论文
| 作者 | 严欣荣 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 王卷乐 |
| 关键词 | 森林变化 驱动力分析 生态系统服务 印度河流域上游 中巴经济走廊 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 中巴经济走廊是“一带一路”建设的先行先试区、重中之重和旗舰项目，区域内河流安全是保障相关项目及下游发展安全的前提。值的关注的是，印度河流域上游地区作为南亚次大陆最重要且脆弱的水塔，为流域内2.3亿人口提供了水源供应的同时也面临着诸多生态和灾害风险。上游森林生态系统的不稳定威胁到流域中下游水、粮食和生态环境安全。针对这一现实需求，本研究融合地理信息、遥感和生态系统服务功能评估技术，利用长时序Landsat影像、多源遥感产品、气象再分析等数据集，结合时相-光谱分割算法、决策树分类模型、InVEST评估模型和GIS统计分析手段，开展了该区域1990-2020年森林动态变化监测及生态系统服务功能评估。主要结论如下： （1）长时间序列森林扰动和恢复变化信息提取。利用1990-2020年共计8203景时间序列Landsat、Google Earth影像等多源数据，结合LandTrendr算法获得了本区域长时序森林变化的时空信息。结果表明：1）本方法有效地还原了森林的连续变化过程，结果的总体精度为86.01%，Kappa系数为0.73；2）1990-2020年恢复比扰动面积多1.01%，其中70%的扰动发生在1990-2001年，60%的恢复发生在1999-2012年；3）尽管扰动和恢复的总体趋势是平衡的，但不同地区存在明显差异。尼泊尔森林稳定性最高，印度扰动面积最多，巴基斯坦和中国恢复面积最多；4）印度Himachal Pradesh和Jammu & Kashmir是扰动面积最多的区域，主要是放牧、火灾和商业树种植造成的。巴基斯坦North-West Frontier、Azad Kashmir和中国西藏阿里是恢复的主要贡献地区，受植树造林政策所驱动。 （2）森林变化驱动力类型定量化分析。基于森林扰动与恢复数据，结合历史火灾、地形和土地利用数据构建决策树模型开展9类驱动力类型分类研究，获得不同驱动力类型时空分布。结果表明：1）森林退化是主要的扰动驱动力类型，占扰动面积的69%；农业转移是次要驱动力类型，占比为21.6%；商业种植和砍伐驱动力类型占比约4%左右，火灾、人类活动和自然灾害驱动力类型占比均小于1%；2）自然恢复是森林恢复的主要驱动力类型，占恢复面积的60.1%，人工恢复是次要驱动力类型，占恢复面积的39.9%。 （3）流域多种生态系统服务功能评估。基于多源遥感观测、气象再分析、土壤等数据，结合InVEST模型和GIS平台开展了2000年、2010年、2020年固碳、产水量、土壤保持、生境质量、防风固沙功能评估。结果表明：1）在空间分布上5种功能的高值出现在喜马拉雅山脉西部和兴都库什山脉东部，喀喇昆仑山脉调节服务功能相对较弱，供给服务功能相对较高；2）在服务功能的权衡/协同关系中，固碳、土壤保持、生境质量、防风固沙两两之间以协同作用为主，4种功能与产水量之间以权衡作用为主；3）在时间尺度上，固碳、产水量功能在2000-2010年、2010-2020年的变化较稳定，土壤保持、防风固沙在两个时期呈现先减后增的趋势，产水量受季风的影响，在两个时期变化不稳定。 （4）扰动与恢复区域服务功能的变化特征分析。利用森林变化数据、变化驱动力类型数据、生态系统服务功能评估数据，结合GIS的分区统计方法，定量分析了扰动与恢复区域生态系统服务功能的变化特征。研究结果表明：1）5种生态系统服务功能在森林稳定、扰动和恢复区域增减存在一定差异，森林稳定和恢复区域的增加明显高于扰动区域，两个区域的平均增长率分别达到了9.48%和8.1%，扰动、扰动+恢复（扰动、恢复都有发生）区域的增长率较低，分别为1.62%和0.98%；2）5种扰动驱动力类型区域的固碳、防风固沙、生境质量服务功能均有所下降，21年间3种服务功能在扰动区域分别平均减少了11.8%、5.95%和14.56%，产水量与土壤保持有一定增加，主要是季风降雨影响。人工和自然恢复区域的固碳、土壤保持和生境质量服务功能均有所增加，3种功能的平均增长率分别为2%、32.2%和2.43%。在此认识基础上，针对研究区的森林状况提出了相应的治理优先项。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 129 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199883]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 严欣荣. 印度河流域上游1990-2020年森林动态变化及生态系统服务功能评估[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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