青藏高原生态系统变化及驱动因素量化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王欠鑫 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 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 | 董金玮 ; 曹巍 |
| 关键词 | 青藏高原 生态系统变化 时空格局 随机森林 气候变化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 近年来，随着全球环境变化和人类活动对生态系统影响的日益加深，全球范围内资源耗竭与环境恶化问题逐渐显现，生态系统结构、功能和质量发生强烈变化。在这一背景下，迫切需要全面了解生态系统结构、功能以及质量与全球环境变化的关系。作为地球第三极的青藏高原是我国重要的生态屏障区，也是全球气候变化的生态敏感区，日益加剧的气候变化和人类活动对其生态系统结构、质量、功能及稳定性也构成了重大挑战。然而，如何准确的量化气候变化和人类活动对生态系统变化的影响仍是目前研究的难题。 本研究以青藏高原作为研究区，结合生态系统动态度、最小二乘法、BFAST01等方法，从生态系统的结构、功能、质量三个方面来评估青藏高原2000~2020年生态系统的变化，利用RDA冗余分析量化了自然因子和人类因子对生态系统功能的影响，并且考虑气候对生态系统植被影响的时滞和累积效应，基于随机森林回归（RFR）模型预测了气候作用下青藏高原的植被状况变化，从而量化气候变化和人类活动对生态系统质量变化的影响。该研究结果能够为青藏高原生态保护和修复提供合理的建议与参考，为政府制定生物多样性保护和可持续利用战略与行动计划提供可靠的科学依据。最终得出以下结论： （1）青藏高原生态系统以草地生态系统为主，其面积占比超过50%。2000~2020年以来，青藏高原生态系统以森林、草地以及荒漠之间的转换为主，其中草地→荒漠、荒漠→草地的转移量最大，转移面积分别为57802.1 km2和63984.0 km2。青藏高原森林和湿地生态系统面积不断增加，而草地和农田面积呈现明显的持续减少，因此还需进一步加强青藏高原草原的退化修复和荒漠化治理。 （2）2000~2020年，青藏高原年均单位面积水源涵养量、土壤保持量以及防风固沙量分别为459.38 m3/hm2、49.60 t/hm2、8.29 t/hm2。整体上，青藏高原水源涵养和防风固沙的能力稳步提升，特别是森林水源涵养功能和草地防风固沙功能显著增强；而土壤保持能力却呈明显的下降趋势，其中草地土壤保持功能量呈下降趋势。生态系统服务功能变化关系在青藏高原地区表现出明显的空间异质性，水源涵养（WY）与防风固沙（WS）以及土壤保持（SC）与防风固沙（WS）功能的关系主要以协同为主，且在低海拔和中海拔地区这些功能的协同效应强于高海拔地区，有利于生态环境的可持续管理；但水源涵养与土壤保持功能之间仅有少部分区域表现为协同关系，今后青藏高原水源涵养与土壤保持功能的权衡关系是需要重点关注的方向。 （3）RDA分析的结果表明青藏高原生态系统功能的变化受到自然因素和人类活动的共同作用，自然因素是高原生态系统功能变化主要驱动因素，其中降水的影响最大，降水主导了青藏高原生态系统功能的变化，相对重要性超过70%，而人类活动因子中，农田面积占比影响较大，而人口密度与经济发展水平的影响则相对较弱。 （4）2000~2020年，青藏高原生长季植被NDVI整体上呈增加趋势，生长季NDVI多年平均值为0.598，平均趋势率为0.00065 a-1。高原植被NDVI大部分区域植被覆盖较低，整体上呈现“东南高，西北低”的空间格局，高原全区植被状况呈现整体改善、局部退化的特征，植被显著变绿区域主要位于青藏高原东北部，其中青海湖周围植被绿度增加最显著。NDVI均值随海拔的上升而呈逐渐下降的趋势，海拔2000m以下区域植被覆盖状况最好。NDVI均值随着坡度的增加不断上升，坡度大于35°NDVI均值最高。 （5）在量化生态系统质量变化的驱动因素上，研究结果表明修正的残差趋势法比传统的残差趋势法更为准确，植被生长对降水的响应相比气温和日照具有更明显的滞后效应，而气温的累积效应较降水和日照更明显。气候变化和人类活动对青藏高原NDVI表征的植被变化的影响具有明显的空间差异性，其中气候变化贡献率大于80%的区域主要集中在青藏高原三江源地区，而人类活动贡献率超过80%的区域主要在西藏的拉萨市。整体上，气候变化和人类活动对青藏高原生长季植被NDVI变化的相对贡献率分别为71.2%和28.8%。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 99 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208103]  |
| 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 | 王欠鑫. 青藏高原生态系统变化及驱动因素量化研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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