黄河源区土地沙漠化及其对土壤碳库的影响研究

沙漠化过程不仅影响着区域社会经济稳定、可持续发展,而且对地球表层物质循环和能量转换过程产生重要的影响。因此,沙漠化对草地生态系统土壤碳库汇效应有重要的影响。结合黄河源区沙漠化过程的定量研究,探讨土地沙漠化过程对高寒草甸生态系统土壤碳库的影响。研究结果表明,从1990—2000年黄河源区沙漠化不仅表现为面积的扩展,而且表现为沙漠化程度的加重,沙漠化扩展和程度加重面积达1 067.69 km²。根据野外实测土壤剖面样品的理化分析测试确定的不同沙漠化土地的土壤有机碳密度,结合沙漠化土地的变化,获得从1990—2000年黄河源区沙漠化导致土壤有机碳流失量达4.11×10⁶ t,每年从土壤中流失的有机碳平均为0.41×10⁶ t。认为自然与人为因素导致的青藏高原高寒草甸生态系统的退化,不仅影响了高原区域可持续发展,而且将由碳汇转变为碳源并对全球气候的变化产生重大的影响。     

黄河源区土地利用/覆盖生态服务功能价值评价及时空预测

利用黄河源区1977-2006年土地覆盖数据集,分析了土地利用覆盖变化格局。根据高寒草地生态系统的特点,改进了生态功能服务价值系数计算方法,把土地利用的生态效益转化为简单易懂的货币形式,为决策者提供直观的生态信息。同时利用基于案例推理的CA模型模拟黄河源区2018年的土地覆盖情景,并得到其生态服务价值。研究表明:1977-2006年生态系统服务价值由460亿元降至418亿元,其中林地、高覆盖草地与湿地的生态服务价值分别减少10亿元、30亿元和20亿元,中、低覆盖草地生态服务价值提高20亿元,水体与沙(裸)地等变化不大。2006-2018年草地覆盖度将逐步上升,高、中覆盖度草地面积逐渐扩大,低覆盖度草地面积减小,生态服务价值得到较大幅度提升。     

长江、黄河源区高寒湿地动态变化研究

长江、黄河源区是中国湿地分布面积最大的地区之一,近年来湿地面积减少、功能退化引起了严重的区域生态环境问题。为了定量分析湿地退化过程,利用1986年的TM和2000年的ETM 卫星遥感数据,在GIS软件支持下,用景观格局指数对长江、黄河源区15a来湿地的分布和变化进行了研究。结果表明,15a间,长江、黄河源区湿地面积减少了2744.77km2,平均减少率为1.2%/a。长江源湿地的退化比黄河源明显。湿地主要是由高寒沼泽草甸湿地向高寒草甸湿地、裸岩裸土地和高寒草原演变,以及由水域向滩地转变。各湿地景观类型斑块数增加,破碎度和分维数提高,优势度降低,湿地景观空间结构趋于复杂,景观异质性增加。15a间研究区湿地生态服务价值降低了37.86×108元。气候干暖化是造成源区湿地变化的主要因素,人类活动加剧了这一进程。     

青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估

基于Constaza等提出的方法,在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据其生物量订正的基础上,逐项估算了各种草地类型的各项生态服务价值,得出青藏高原天然草地生态系统每年提供的生态服务价值为2571 78×108元,占全国草地生态系统每年服务价值的17 68%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,高寒草甸、山地草甸、高寒草原对草地生态系统总服务价值的贡献率分别为62 52%、14 14%、12 92%。根据高寒草地的地域分异特征分亚区进行的生态价值估算结果表明,亚区生态服务价值具有沿东南向西北迅速减小的趋势,这与青藏高原气候条件自东南向西北由温暖湿润转向寒冷干旱是一致的。说明生态系统的地域分布条件对生态服务价值的大小有直接的影响。对毁草种田所产生的生态价值损失估算表明,仅青海和西藏两省区的生态损失每年高达2 29×108元,占两省区GDP总值的0 9%。     

长江黄河源区生态环境范围的探讨

在江河源区地理学与水文学界定的基础上,在明确界定源区范围四大原则与依据的前提下,文章综合分析了长江黄河源区的地貌特征、气候条件、植被分布以及水文水系特征,并在此基础上综合确定了长江黄河源区生态环境研究的范围。以达日水文站为界,以上区域为黄河流域生态环境研究的源区范围,流域控制面积约4.49×104 km², 源区为高原湖泊沼泽地貌,地形平缓, 高寒半干旱气候, 受水热条件控制植被主要为草原化草甸;长江流域生态环境研究的源区以聂恰曲汇口为界,流域控制面积约12.24×104 km²。长江源区为高平原丘陵地貌,地形变化和缓,气候为高寒干旱半干旱气候,因范围广阔,分布高寒草原和高寒草甸植被。     

三江源地区草地生态系统服务价值评估

三江源地区的草地生态系统对于维持区域生态平衡和保障社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的生态系统服务分类体系, 采用多种方法对三江源草地生态系统的9 项服务价值逐项进行了评估, 得出2000 年三江源草地生态系统服务价值为562.60 亿元, 其中价值最高的两种服务类型依次为气候调节和食物生产, 分别达259.09 亿元和111.68 亿元, 贡献率分别为46.05%、19.85%。按照草地类型划分, 高寒草甸和高寒草原服务价值分别为490.95 亿元、64.68 亿元, 占总服务价值的87.42%和11.52%。虽然沼泽单位面积服务价值最高, 为4230.77 元/hm², 但在草地生态系统面积中所占比例较低, 总价值相对很低。本文关于三江源草地生态系统的评估结果可以为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。     

新疆伊犁河流域草地类型特征及其生态服务价值研究

以新疆伊犁河流域为研究对象,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照谢高地等人的中国草地生态系统服务单位面积价值,分析了伊犁河流域草地类型特征和生态系统服务价值。研究结果表明,新疆伊犁河流域草地资源丰富,草地面积占土地总面积的60.88%以上,草地产草量及载畜能力均处于全疆最好水平,其中山地草甸类草地面积最大,占草地可利用面积的27.91%。草地生态系统每年的服务价值为200.47亿元,山地草甸类草地、温性草甸草原类以及温性草原类草地生态服务价值达145.3亿元,占到全流域草地总生态服务价值的72.48%,是草地生态服务价值的主体部分,流域生态系统服务性功能远大于生产性功能。总体看来,伊犁河流域草地生态服务价值山间盆地、丘陵区较高;而平原区相对较低。草地存在退化现象,1985—2005年间草地生态服务价值有所下降。     

基于RS和GIS的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其经济价值评估——以生长季为例

根据生态系统服务功能理论,利用RS和G IS技术,以土壤含水量为基础因子,对青藏高原区草地生态系统的土壤水分保持功能及其价值的动态变化过程进行有效评价,以直接的货币形式反映出青藏高原主要草地类型的土壤水分保持功能的大小。通过计算和分析发现:(1)由于草地类型分布面积、单位面积保持量的影响,各种类型草地提供的土壤水分保持功能及其价值贡献率有较大差异,按照大小依次为:高寒草原类、高寒草甸类,高寒荒漠类、高寒草甸草原类和温性山地草甸类;(2)草地对土壤水分保持量及其价值呈现出较强的阶段性变化过程;(3)由于各种草地类型所处地理区域不同、草地本身各种自然特点和整体生态功能的不同,青藏高原草地生态系统提供的土壤水分保持功能及其经济价值呈现出明显的地域分布规律:自西北至东南逐渐降低。应该说,由于青藏高原地域、地理和独特气候等原因所致,本文计算得出的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其价值的具体数值不一定十分准确,但是能在一定程度上反映出土壤水分保持功能的强大及其在生长季中随时间变化的动态过程和基本规律(这种规律性结论与前人研究结论一致),这是一种在区域尺度上揭示草地生态系统土壤水分保持功能及其价值动态变化过程的方法尝试,这也是对动态评估生态服务功能的一种有益尝试。     

青海湖高寒湿地生态系统服务价值动态

以1987、2000、2010年3个时期的TM影像为主要数据源,基于对中国生态系统单位面积服务价值的生物量修订,研究了青海湖湿地生态系统服务价值的动态特征。结果表明：1987-2010年青海湖高寒湿地总生态系统服务价值增加到了232.34亿元,年均增加0.18亿元,其中,湖泊、高寒草甸、高寒沼泽和温性草原生态系统服务价值是其主要构成部分。人类活动行为和气候变化驱动着其生态服务价值动态。研究区生态服务功能以水文调节、废物处理、气候调节、维持生物多样性功能为主,此4种功能的价值占到了总价值的70%以上。近24年里除原材料生产功能外,其他各项生态系统服务功能均在不同程度地增加,生态服务价值波动最大的是水文调节、废物处理和气候调节功能。     

基于图谱的4个时期若尔盖县湿地演变分区

以若尔盖县为研究区,利用2000年、2006年、2010年和2015年的遥感影像数据,采用面向对象分类方法,解译出4个时期的土地利用数据,提取各土地利用类型分布信息;根据合成的若尔盖县土地利用变化图谱,划分出4类湿地演变区;在此基础上,探究其影响因素。研究结果表明,随着时间的推移,4个时期若尔盖县的沼泽在持续退化,4个时期湿地稳定区的面积合计为1 477.97 km~2,湿地变化区面积合计为1 843.75 km~2;若尔盖县的湿地按照"水域→沼泽→沼泽化草甸→高寒草甸"发生退化演变或相反方向的演变,高寒草甸与沼泽化草甸间的互相演变是湿地波动变化区、趋水演变区和退化演变区最常见的湿地演变现象;人类活动是驱动若尔盖县湿地退化的关键因素。     

江河源区的草地资源特征与草地生态变化

通过对江河源区草地生态类型与分布、草地资源特征及其利用现状的研究和生产力的评价，并根据70年代以来3期遥感资料和区域调查结果，分析了江河源区草地生态变化态势，结果表明：现状江河源区草地以高寒草原化草甸为主要草地类型，其分布面积占江河源区总草地面积的53.78%。组成草地牧草的主要植物种类的粗蛋白含量超过10%，粗脂肪含量在2%以上，能值储量在9.34KJ.g^-1以上；自70年代以来，由于区域畜牧业的迅速发展，江河源区冷季草场严重过牧，超载牲畜量达理论载畜量的1-5倍，大部分地区夏季草场亦超载，导致江河源区草地生态严重退化，年退化速度达6.64%-34.35%。合理利用草地资源，保护该区域脆弱生态环境已迫在眉睫。     

Eco-environment range in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers

Based on geographical and hydrological extents delimited, four principles are identified, as the bases for delineating the ranges of the source regions of the Yangtze and Yellow rivers in the paper. According to the comprehensive analysis of topographical characteristics, climate conditions, vegetation distribution and hydrological features, the source region ranges for eco-environmental study are defined. The eastern boundary point is Dari hydrological station in the upper reach of the Yellow River. The watershed above Dari hydrological station is the source region of the Yellow River which drains an area of 4.49×104 km2. Natural environment is characterized by the major topographical types of plateau lakes and marshland, gentle landforms, alpine cold semi-arid climate, and steppe and meadow vegetation in the source region of the Yellow River. The eastern boundary point is the convergent site of the Nieqiaqu and the Tongtian River in the upstream of the Yangtze River. The watershed above the convergent site is the source region of the Yangtze River, with a watershed area of 12.24×104 km2. Hills and alpine plain topography, gentle terrain, alpine cold arid and semi-arid climate, and alpine cold grassland and meadow are natural conditions in the source region of the Yangtze River.     

江河源区生态环境范围的探讨

The Tibetan Plateau, as the origin of the Yangtze and Yellow rivers, is the region of climate variation and is very sensitive to climate change in China (Feng etal., 1998). The runoff in the upper reaches of the Yellow River has been decreasing at a rate of 9.8 m3/s per decade due to rapid climate warming in the Tibetan Plateau since the mid- and late 1980s (Zhang etal., 2000). Eco-environmental change is also extremely substantial in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers. T…     

黄河流域沙漠化空间格局与成因

黄河流域地势西高东低,自西向东有青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原4个地貌单元,总面积为79.6万km²。黄河流域是中国重要的生态屏障和重要经济带,黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略。沙漠化是中国北方干旱、半干旱以及部分半湿润地区主要的土地退化形式,沙漠化对黄河流域,尤其是流域中、上游地区的影响较大。为了全面掌握黄河流域的沙漠化土地空间分布特征,本研究以Landsat遥感影像为数据源,通过地理信息系统（GIS）技术,获得了黄河流域2010年的沙漠化土地分布数据。结果表明：黄河流域内沙漠化土地面积为128 667 km²,占流域总面积的16.2%;黄河上游的沙漠化土地面积最大,然后依次是黄河中游、黄河源区、黄河下游,沙漠化土地面积分别为89 341、21 426、17 894、7 km²,分别占全流域沙漠化土地总面积的69.4%、16.7%、13.9%、0.01%。黄河流域的沙漠化土地绝大部分分布于内蒙古,其沙漠化土地面积为91 398 km²,占全流域沙漠化土地面积的71.0%;其次是青海,沙漠化土地面积为17 432 km²,占全流域沙漠化土地面积的13.5%;陕西和宁夏的沙漠化土地面积分别占全流域沙漠化土地面积的8.3%和6.5%。黄河流域的沙漠化空间格局主要是降水量与沙源空间耦合的结果,流域92.6%（119 114 km²）的沙漠化土地分布于干旱、半干旱地区。从20世纪70年代以来,黄河流域的沙漠化总体上经历了快速发展—发展放缓—明显逆转的过程,沙漠化大幅度的变化主要受人类活动影响所致,在过去几十年间风速持续减小对沙漠化逆转的积极作用也应引起重视。     

江河源区NDVI时空变化及其与气候因子的关系(英文)

The source regions of the Yangtze and Yellow rivers are important water conservation areas of China. In recent years, ecological deterioration trend of the source regions caused by global climate change and unreasonable resource development increased gradually. In this paper, the spatial distribution and dynamic change of vegetation cover in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers are analyzed in recent 10 years based on 1-km resolution multitemporal SPOTVGT-DN data from 1998 to 2007. Meanwhile, the correlation relationships between air temperature, precipitation, shallow ground temperature and NDVI, which is 3×3 pixel at the center of Wudaoliang, Tuotuohe, Qumalai, Maduo, and Dari meteorological stations were analyzed. The results show that the NDVI values in these two source regions are increasing in recent 10 years. Spatial distribution of NDVI which was consistent with hydrothermal condition decreased from southeast to northwest of the source regions. NDVI with a value over 0.54 was mainly distributed in the southeastern source region of the Yellow River, and most NDVI values in the northwestern source region of the Yangtze River were less than 0.22. Spatial changing trend of NDVI has great difference and most parts in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers witnessed indistinct change. The regions with marked increasing trend were mainly distributed on the south side of the Tongtian River, some part of Keqianqu, Tongtian, Chumaer, and Tuotuo rivers in the source region of the Yangtze River and Xingsuhai, and southern Dari county in the source region of the Yellow River. The regions with very marked increasing tendency were mainly distributed on the south side of Tongtian Rriver and sporadically distributed in hinterland of the source region of the Yangtze River. The north side of Tangula Range in the source region of the Yangtze River and Dari and Maduo counties in the source region of the Yellow River were areas in which NDVI changed with marked decreasing tendency. The NDVI change was980 Journal of Geographical Sciences positively correlated with average temperature, precipitation and shallow ground temperature. Shallow ground temperature had the greatest effect on NDVI change, and the second greatest factor influencing NDVI was average temperature. The correlation between NDVI and shallow ground temperature in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers increased significantly with the depth of soil layer.     

长江黄河源区生态环境脆弱性评价初探

基于综合性原则、主导因子原则和可操作性原则, 确定了长江黄河源区生态环境脆弱性的评价指标。依据县一级行政单位将长江黄河源区分为八大地区, 使用主成分分析法对各地区的生态环境进行综合评价, 基本可把源区的生态环境脆弱度分为五级: 极脆弱型、强脆弱型、中脆弱型、轻脆弱型和微脆弱型。 黄河源区的达日和玛沁县脆弱程度最高, 为极脆弱地区; 称多县为强脆弱地区; 玛多和杂多县脆弱程度中等, 为中脆弱地区; 治多和曲麻莱县属于轻脆弱地区, 长江源区西南部的唐古拉山乡脆弱度最小, 属于微脆弱地区。     

长江黄河源区高寒植被变化的NDVI记录

使用8 km分辨率Pathdfinder NOAA-AVHRR/NDVI时间序列数据, 对青藏高原长江、黄河源区1982~2001年地表植被覆盖的空间分布和时间序列变化进行了分析, 并在典型区NDVI与气温、降水量和浅层地温单相关关系分析的基础上, 在不考虑地温作用和考虑地温作用两种条件下, 构建了NDVI与气温、降水量和浅层地温的统计模型。结果表明：近20年来江河源区的植被覆盖总体上保持原状,　局部继续退化。黄河源区的扎陵湖、鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区、长江源区的曲麻莱和治多一带、托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、格拉丹冬局部地区年NDVI减少显著,　幅度在0%~20%之间,　植被退化严重。江河源区年NDVI的变化, 即植被覆盖状况的好坏主要受温度, 尤其是40 cm附近地温的影响, NDVI对40 cm的地温变化极为敏感。在江河源多年冻土区, 冻土冻融过程不仅与地温变化息息相关, 而且影响土壤含水量的多少, 冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。     

长江源区沙漠化土地遥感调查及分析

利用2000年的ETM+影像,在遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术的支持下,对长江源区的沙漠化现状进行了调查。调查结果显示,长江源区沙漠化土地面积为28 982 km2,占整个源区面积的20.43％,其中,极重度沙漠化土地面积为4 241.12 km2,重度沙漠化土地面积为3 996.75 km2,中度沙漠化土地面积为12 716.66 km2,轻度沙漠化土地面积为8 027.16 km2,潜在沙漠化土地面积为92.46 km2。通过坡度分析发现,0°～2°的平地是长江源区的主要坡度类型,也是沙漠化土地主要的分布区域。     

三江源地区植被指数下降趋势的空间特征 及其地理背景

利用8km分辨率的Pathfinder NOAA/AVHRR-NDVI数据,结合1km分辨率的DEM,1 ∶ 250000道路、居民点、水系数据以及野外调查数据,分析了植被指数变化总体态势、植被指数变化与海拔及与距道路、水源和居民点距离之间的关系,探讨了三江源区1981~2001年间植被指数变化趋势和空间分异特征。结果表明:①三江源地区植被指数变化以下降趋势为主,下降区域占源区总面积的18.92%,增加区域占13.99%;②不同植被和冻土类型下的植被指数下降特征:灌丛区和森林区下降率最高,下降率与各类型区的居民点密度、生计方式有关;植被指数下降程度与冻土类型关系不明显;③植被指数下降的区域差异明显:下降率各区域分别为长江源区13.56%、黄河源区32.51%和澜沧江源区18.1%;④植被指数下降率随着距道路、河流的距离增加而逐渐减小;下降率在距居民点18~24km的缓冲带上达到最高后随着距离增大而下降;植被指数下降率随着海拔高程的升高呈"低－高－低－高"态势,下降率与居民点的分布高度相关。     

黄河源区1975—2005年沙漠化时空演变及其成因分析

结合遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术,对黄河源区1975年和2005年沙漠化状况进行了监测。研究发现,黄河源区有大面积的沙漠化土地分布,且比较集中,主要集中在源区西部、北部和东部。30 a间,沙漠化土地面积明显增加,沙漠化土地面积从1975年的19 297.34 km2增加到2005年的22 042.32 km2,增加了2 744.97 km2,即从占整个源区面积的14.68％增加到16.77％。各类沙漠化土地面积均呈增加趋势,极重度、重度、中度、轻度和潜在沙漠化土地面积分别增加了233.27 km2、987.93 km2、336.28 km2、544.8 km2和642.7 km2。在2005年,黄河源区有3 075.57 km2的沙漠化土地是由1975年的非沙漠化土地转化而来的,占沙漠化发展面积的57.28％,另外42.72％的沙漠化发展土地是由1975年较低沙漠化程度向较高程度发展所致。气候变化和不合理的人类活动共同作用导致了黄河源区沙漠化的快速发展,其中,气温升高是自然因素中的主要因素,过度放牧是人为因素中的主要因素。