基于适应性的喀斯特峰丛洼地生态系统服务级联机制解析
文献类型：学位论文
| 作者 | 姜远 |
| 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 | 吴绍洪 ; 高江波 |
| 关键词 | 适应性 喀斯特地区 生态系统服务 级联机制 福祉耦合 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 生态系统服务级联框架明晰了从生态系统结构与功能到人类福祉过程中的关键组成部分，为生态系统服务评估与应用提供了逻辑联系。在生态系统服务级联框架中，生态过程是基础，生态系统服务影响机制和权衡/协同是核心，耦合与提升人类福祉是目标。目前，生态系统服务级联研究存在链式机制不够深入，社会生态融合尚不全面的问题。本研究围绕生态系统服务级联研究方向，以适应性为切入点，制定“生态过程及环境因子适应-生态系统服务协同适应-生态系统服务与人类福祉耦合适应”的研究路线。首先，基于CoLM 模式、MUSLE 模型模拟典型喀斯特样地径流和产沙量等生态过程，定量辨识自然环境因子对于上述生态过程的综合影响。其次基于高精度无人机影像，将经过样地尺度验证的CoLM 模式和MUSLE 模型应用于峰丛洼地尺度23 个景观聚落，计算喀斯特地区峰丛洼地单元景观聚落生态系统服务变量协同度，定量辨识不同景观聚落生态系统服务变量环境协同适应性。最后通过问卷调研的方式，探究峰丛洼地单元不同景观聚落生态系统服务与福祉的耦合适应性，以此实现基于适应性的喀斯特生态系统服务级联机制解析。结论如下： （1）典型喀斯特样地水土过程对环境因子的敏感性和适应性变化特征及其阈值有所不同。常绿落叶阔叶混交林样地、坡耕地样地和乔灌混交林样地径流过程对于降水表现出较强的敏感性，其敏感程度为：坡耕地>常绿落叶阔叶混交林>乔灌混交林，这与样地的土壤性质和植被结构有关。随着降水的增加，三类样地径流对降水的适应性均呈现出先增加后下降的趋势，最适阈值随着样地的不同而有所不同。常绿落叶阔叶混交林样地、坡耕地样地和乔灌混交林样地产沙量对于降水量的敏感性变化幅度较大，这是因为降水是影响喀斯特地区土壤侵蚀的主要影响因素。 （2）峰丛洼地单元中不同景观聚落产沙量与地表径流的空间关系呈现权衡与协同关系并存的特征。近自然生态景观聚落中的播改村、硐口村、丰林村、煤冲村、平桥村和上寨村产沙量与地表径流的空间关系呈现权衡与协同关系并存的特征，只有水落洞村峰丛洼地内均为协同关系。生态-传统农业景观聚落中9 个峰丛洼地单元产沙量与地表径流空间关系及其程度均各有差异。坪上村产沙量与地表径流协同关系面积所占比例为98.67%，其协同程度最高区域为林地。生态-经济作物与旅游中不同景观聚落产沙量与地表径流权衡与协同程度有所不同，秀水村水土变量空间关系主要表现为协同关系，系数平均值为7.99，以生态旅游为主要发展产业的村子其平均协同适应性较好。 （3）环境因子对不同景观聚落中峰丛洼地单元生态系统服务精细化变量空间关系适应程度有所差异。土地利用是影响生态-传统农业和生态-经济作物与旅游景观聚落的主要环境因子，解释力均超过10%。土地利用类型的分层异质性导致其具有不同的土壤特性和地表覆盖特征，这些特性直接影响了地表径流和侵蚀过程。坡度是影响坪上村水土变量协同关系的主导因子，q 值为0.402，坡度对喀斯特地区峰丛洼地尤为重要，尤其是生态-传统农业景观聚落具有较多面积的坡耕地，坡度的分层异质性较高会增加土壤侵蚀的风险以及加剧地表径流。 （4）环境因子两两交互后会增加对峰丛洼地景观聚落产沙量与地表径流的权衡/协同空间关系的解释力，但增强程度有所不同。对于后山村各环境因子的交互作用，海拔与其他环境因子的叠加增加了水土变量协同关系的解释力，其中海拔与坡度的交互作用可以解释89.77%产沙量与地表径流的空间分布。土地利用与其他环境因子的叠加作用是影响峰丛洼地单元不同景观聚落生态服务空间关系的主要交互因子，其中土地利用与植被覆盖的交互作用尤为重要，在三类景观聚落中的影响作用均排名前三。 （5）普定县近自然生态、生态-传统农业、生态-经济作物及旅游三类景观聚落生态系统服务与居民福祉耦合度均超过0.80，处于高水平耦合阶段，这表明当地生态系统服务和居民福祉呈现相互促进、呈现协同发展的趋势。不同景观聚落生态系统服务与居民福祉协调耦合程度有所差异，三类景观聚落相对发展类型均为初级耦合协调且当地居民福祉衰退，这说明生态系统服务的提升速度低于各景观聚落类型居民福祉的增长速度，可能会对当地生态环境保护产生不利影响。为了促进喀斯特地区的生态系统服务与居民福祉的协调耦合发展，必须重视生态环境的保护与适度开发。 本研究以生态适应性为牵引，通过喀斯特生态过程、服务格局、区域福祉等多尺度、全要素的全链条适应性研究，进一步深化适应性在生态系统结构功能服务的级联关系研究，有助于为喀斯特地区生态文明建设与乡村振兴提供科学依据，为实现喀斯特生态脆弱区可持续发展目标提供理论支撑。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 178 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209314]  |
| 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 | 姜远. 基于适应性的喀斯特峰丛洼地生态系统服务级联机制解析[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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