2000—2020年祁连山生态系统服务时空分异研究北大核心CSCD

祁连山是我国西北重要的生态屏障,明确其生态系统服务时空分异及演变机制对区域生态保护修复和可持续发展具有重要意义。本文基于InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)与CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型对2000—2020年间祁连山地区产水量、碳储存、土壤保持、水质净化、碳固定和生境质量六项生态系统服务进行计算,分析其在不同尺度上的时空变化及分布特征,识别其生态系统服务热点区域。研究发现:2000年以来,祁连山地区六项生态系统服务在区域整体以及不同土地覆盖类型供给量均呈增加趋势,山区是增量的高值区,热点分析中的Ⅲ类和Ⅳ类热点区面积呈增加趋势;在空间上,祁连山地区六项生态系统服务表现为“东高西低”的分异特征,林地与草地单位面积供给量值较高,不同地形梯度生态系统服务供给能力差异较大,多在海拔3100 m以上达到峰值,热点分析中的Ⅴ类热点区主要分布在东部山区。研究成果识别了祁连山地区六项生态系统服务时空分异特征以及探讨了影响其时空变化的自然和人类活动因素,可为祁连山地区制订针对性的生态保护战略以及高质量可持续发展的政策提供依据和建议。     

基于土地利用情景模拟的喀斯特关键带生态系统服务权衡与协同分析——以蒙自喀斯特断陷盆地为例

以蒙自喀斯特断陷盆地为例,利用CLUE-S模型设置自然演化、微度、适度、强力生态治理情景并探究2030年不同情景对生态系统服务的影响及权衡与协同特征。结果表明：（1）2018年蒙自喀斯特断陷盆地植被净初级生产力（NPP）、产水量、覆盖型喀斯特区土壤保持量、裸露型喀斯特区土壤保持量、食物供给量分别增加了13.98%、38.97%、23.04%、25%、105.43%,且各种服务变化存在一定的空间差异性;（2）随着生态治理力度加大,2030年NPP和土壤保持量不断增加,产水量不断减少,食物供给量在强力生态治理情景下减少,在其他三种情景下增加;（3）NPP与产水量、食物供给量为权衡关系,与土壤保持量为协同关系;产水量与土壤保持量为权衡关系,与食物供给量为协同关系;土壤保持量与食物供给量为权衡关系;（4）相较于2018年,适度生态治理情景下四种生态系统服务之间的协调性最好,是较为合理的生态治理模式。     

祁连山北麓牧区社会-生态系统脆弱性诊断——以甘肃肃南裕固族自治县为例

基于人与自然耦合视角,辨识社会-生态系统脆弱性是区域可持续发展研究的核心议题和前沿领域。依据社会-生态系统和脆弱性经典范式VSD模型(Vulnerability Scoping Diagram),利用显式空间脆弱性指数和致脆因子诊断模型分析了2004—2016年肃南县社会-生态系统脆弱性的变化趋势及其致脆因子。结果表明:该县社会-生态系统的暴露度指数介于0.374～0.725,整体呈先降,再升,后降的趋势。敏感性指数和适应性指数均呈持续波动上涨趋势,脆弱性指数由2006年的0.327持续上升至2014年的1.081后,又下降至0.440。该县社会-生态系统脆弱性的潜在风险和致脆因子主要来源于系统的暴露度,牲畜密度、人均GDP、植被覆盖度是影响系统暴露度涨落的潜在风险因素,退牧还草工程及财政支出支持力度是社会-生态系统脆弱性提升的关键致脆因素。未来肃南县应放缓经济发展增速,提高第三产业GDP比重、加大财政支出力度、推进落实草原生态保护政策及其可持续治理长效机制,以降低社会-生态系统脆弱性的风险。     

西安市农业生态系统服务间关系及空间分异

农业生态系统是一种人工-自然复合生态系统,人类行为和管理决策干扰生态系统服务的供给和需求,生态系统服务之间的关系也随之发生变化.以西安市农业生态系统为研究对象,测算了农产品供给、固碳、水源涵养、净化环境及文化娱乐5项生态系统服务价值,分析农业生态系统服务总价值的空间差异,并根据景观特点和农业生态系统服务价值将研究区划分为3个区,探索不同分区生态系统服务功能之间的相互关系,并提出了西安市的生态系统管理对策.结果表明：研究区提供的农业生态系统服务总价值为590×10⁸元.从生态系统服务大分类来看,调节服务 > 供给服务 > 文化服务.各区县农业生态系统服务功能价值差别较大.1999-2013年,西安市供给服务上升,调节服务和支持服务下降.西安市农业生态系统服务功能价值大致呈现由市中心向边缘区逐渐加强的趋势.在不同的农业区域生态系统中,生态系统服务内部各功能之间的相关性差异较大.在耕区、园区、林区生态系统中,农产品提供与固碳、水源涵养、净化环境、文化休闲服务之间的相关性差异大,而调节服务与文化服务以及调节服务各功能之间的相关关系均呈现显著正相关.为了维护城市生态系统的稳定,应该调整城市绿地景观格局,构建“绿色斑块、绿色廊道、湿地、农田”镶嵌共存的绿地生态系统;在发展农区、园区生态产业过程中,应当调整农业产业结构,选择经济效益与生态效益兼顾的作物品种和植被类型.     

上海市土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,建设生态文明是当前改善生态环境的迫切需要。研究土地利用变化对地区生态系统服务价值的影响,能够为土地资源的可持续利用与生态环境保护建设提供科学依据。本文以上海市（陆域）为研究对象,基于2010—2020年土地利用变更数据,采用当量因子法和GIS空间分析技术,分析上海市2010、2020年两期的土地利用变化特征与生态系统服务价值时空变化的关系。结果表明：（1）2010—2020年,上海市土地利用格局变化明显,除草地和林地的面积增长外,其他各类用地面积均有不同程度的减少,其中水域面积减少最多,林地面积增加最多。（2）2010—2020年间上海市生态系统服务价值减少52.65亿元,主要是因为水域面积减少所致。（3）在500 m×500 m格网尺度下,上海市生态系统服务价值在空间上总体表现为高高、低低集聚,局部呈现高低、低高集聚的特点,人类活动是其主要驱动因素。     

敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植被与土壤水分空间异质性研究

基于敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植被与土壤特性调查, 采用地统计学方法, 研究了敦煌西湖荒漠-湿地生态系统的土壤水分和植被的空间变异特征. 结果表明: 研究区植被盖度、高度和多度的平均值分别为36.14%、80.42 cm和0.66株·m², 变异系数依次为117.52%、124.63%和36.50%, 植被盖度和高度均为高度变异, 植被多度为中等变异; 0~200 cm土层各层土壤湿度平均值为14.873%, 介于6.681%~ 23.004%, 变异系数介于39.28%~88.65%. 200 cm土层水分贮量平均值为163.598 mm, 变异系数为36.51%, 0~200 cm土层各层土壤湿度和2 m土层水分贮量均为中等变异. 植被特征与土壤特性各要素的基台值(C₀+C)介于0.112~0.549, 结构比介于76.6%~97.6%, 各变量具有较强的空间自相关性. 研究区植被型组由盐池湾向南呈沼泽→盐沼→草甸→阔叶林→荒漠演变过程, 植被特征与土壤特性在样带空间分布上具有明显的规律性, 且存在较强的空间自相关性和格局.     

国际社会对生态系统服务研究误区的研讨综述

生态系统服务是20世纪90年代以来生态保护科学的研究热点议题,但从其诞生之初直到现在,该议题在国际研究界一直广受质疑,众多生态经济领域的学者指出,生态系统服务研究及其成果应用实践皆存在重大盲区,而我国国内对此却鲜有提及.通过系统分析国外生态系统服务批评的相关重要研究论著,对质疑生态系统服务概念的观点、生态系统服务评估技术方法体系存在的问题、生态系统服务研究成果实践应用误区给予了系统、全面的分类总结和详细阐释.旨在扩大我国国内生态系统服务研究视野、规避常见研究错漏、指引创新性研究突破方向,为健全国内生态保护科学研究体系提供借鉴.     

基于GIS空间分析模型的祁连山多年冻土研究

依据祁连山和青藏高原气温、地温、冻土厚度与经纬度以及海拔的经验公式, 通过ArcGIS空间分析, 获得了祁连山地区年均气温、年均地温和冻土厚度的空间分布规律。祁连山多年冻土区年均气温和年均地温分别为-12~-6 ℃和-4~-2 ℃, 多年冻土厚度变化于90~140 m之间。其中, 哈拉湖地区海拔4300 m以上的高山区温度最低、冻土最厚, 年均气温和年均地温分别低于-10 ℃和-4 ℃, 多年冻土厚度大于140 m。结合祁连山烃源岩区域分布特征和木里天然气水合物钻孔的冻土厚度资料, 认为中祁连盆-山构造地貌发育区为天然气水合物成藏最有利区域。      

典型冰冻圈地区植被变化对人类活动的响应研究 ——以祁连山为例

在全球气候变化、种植业结构调整等背景下,亟需对祁连山区的植被展开长期有效的监测和持续研究。基于2000-2017年分辨率为250 m的MODIS数据,采用Mann-Kendall时间序列非参数估计模型、相关分析等方法,分析了祁连山区生长季NDVI与植被盖度的时空变化特征及其与气候因子的相关性,并从正反两方面就人类活动对对植被的影响做了讨论,得出结论如下：（1）从东向西祁连山年平均NDVI整体上逐渐减小,NDVI随海拔升高呈先增大后减小的特征,NDVI最大的区域分布在海拔2 700~2 900 m的范围内;（2）祁连山区域内NDVI显著减小的区域占祁连山总面积的0.6%,而显著增加的区域占总面积的33.6%,植被呈现出整体向好,局部退化的趋势;（3）2000-2017年,林地、草地和其他土地利用区的植被盖度分别以0.0029、0.0026和0.0004的速率增加,工矿用地的覆盖度以0.0112的速率在减少,反映出工矿业开发活动是造成植被盖度下降的主要因子;（4）植树造林区植被NDVI以0.0455的速度增加,而工程实施和矿产开发区NDVI以0.0125速度降低,表明人类活动是导致植被群落变化的主要因素之一。     

1980—2017年祁连山水源涵养量时空变化特征

祁连山是中国西北地区十分重要的生态安全屏障,也是当地极为关键的水源涵养区。基于InVEST模型中的产水量模块,对祁连山水源涵养量和时空变化进行了分析并探讨其影响因素。结果表明：祁连山多年平均产水总量和水源涵养总量约为93.03×10⁸ m³和57.83×10⁸ m³。从时间变化来看,水源涵养量呈上升趋势,上升速率约为0.196 mm·a^-1;在空间上呈“东多西少”的分布格局,与年降水量的空间分布大致相同。不同土地利用类型下的水源涵养总量依次为：草地（31.87×10⁸ m³）>林地（16.71×10⁸ m³）>耕地（4.92×10⁸ m³）>其他用地（2.29×10⁸ m³）>建设用地（0.63×10⁸ m³）。降水量与水源涵养量在所有研究时段内均存在显著正相关性。不同时期土地利用类型的变化也会对水源涵养量产生重要影响,研究区草地面积变化对水源涵养量影响较大。根据建立的经验公式并参考已有研究成果,估算得出研究区多年冻土地下冰储量在550 km³以上,在全球气候变暖的背景下,消融趋势明显。研究可为祁连山水资源合理配置和生态系统保护提供参考。     

Research on Temporal and Spatial Variation Characteristics of Vegetation Cover in Qilian Mountains from 1982 to 2006

Based on GIMMS NDVI data of Qilian Mountains region during 1982-2006, using the maximum synthesis, mean method, slope analysis and correlation analysis, the spatial and temporal changes of vegetation cover and its correlations with climatic factors were studied in Qilian Mountains. The results showed that: ①Vegetation NDVI of Qilian Mountains increases from west to east in general, showing the distribution pattern of much more vegetation in east regions than in west regions; ②Vegetation NDVI of Qilian Mountains has generally increased in the past twenty five years, but there are obvious spatial differences, especially vegetation NDVI of middle and east regions increase obviously; ③There have been obvious differences on spatial variation of seasonal NDVI in the past twenty five years in Qilian Mountains, and the increased area of vegetation NDVI is the largest in summer, followed by autumn, spring, but the most reduced area of vegetation NDVI is in winter. The regions of increased vegetation NDVI concentrate on southern mountain of Qinghai Province and in Buha River Basin, while the regions of reduced vegetation NDVI concentrate on Wushaoling, Lenglongling and Daban mountain in each season; ④The correlations between monthly average vegetation NDVI and temperature and precipitation are very significant, which indicates that temperature and precipitation are the main factors affecting the change of vegetation NDVI in Qilian Mountains, but intensive human activities are also important factors affecting the change of vegetation NDVI in some areas.     

北祁连山古海底火山作用与成矿

概要介绍了北祁连山造山造山之前的构造火山夺浆演化历史,成矿类型和成矿背景条件。文章指出：在北祁连山早古生代洋盆开合过程中,相伴发生的大规模海相火山同作用和受海底热液循环体系制约的块状硫化物成矿作用,是该造山带地质历史发展中两个最鲜明的特色,也是该区地质研究中两个最为关键且互相关联的应当给以特别关注的领域。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)夜间树干液流特征及影响因素

利用SF-300树干液流仪对祁连山中段青海云杉(Picea crassifolia)2011年生长季树干液流进行监测, 研究了在典型天气条件下青海云杉的夜间树干液流特征, 以及气象因子和树形特征对其夜间液流变化的影响. 结果表明:典型晴天、阴天, 夜间树干液流速率分别在(2.78±0.64)~(5.02±1.06) g·cm^-2·h^-1、(2.31±0.62)~(3.94±1.22) g·cm^-2·h^-1之间波动, 其平均值分别为(3.55±0.28) g·cm^-2·h^-1、(3.06±0.24) g·cm^-2·h^-1; 夜间树干液流量分别占当日总液流量的(34.51±6.20)%、(46.06±11.20)%. 夜间树干液流速率与饱和水汽压差、气温呈显著相关关系, 与风速相关性不显著; 夜间树干液流与胸径、树高、边材面积、胸径平方与树高之积呈显著线性相关, 与冠幅相关性不显著. 青海云杉夜间树干液流的变化是其生理特征与环境因素综合作用的结果, 夜间树干液流可能用于夜间蒸腾和植物体内部的水分补充.     

基于MODIS的祁连山区积雪时空变化特征

利用2000-2003年日资料经8 d合成的500 m分辨率MODIS卫星反演积雪资料和数字高程模型, 借助于GIS空间分析技术, 以积雪频率和积雪盖度为监测指标, 研究分析了祁连山区整体的积雪空间分布状况及其年内变化特征, 地形对积雪的分布和季节变化的影响. 结果表明: 祁连山区的积雪分布极不均匀, 积雪主要沿山系走向成条带状分布, 呈现西段多, 东段次之, 中部和南部少, 山脊多, 山谷少的特征, 且海拔越高、 山势越陡、阴坡积雪的范围越大、持续时间越久. 累积降雪时间, 就全区而言为9月至翌年5月, 但不同高度、坡度和坡向带有所差别. 海拔4 000 m以上区域存在春、秋季两个时段的积雪补给, 而海拔4 000 m以下仅有中秋至中冬一个时段的积雪补给;坡度较平缓的区域冬季和春季为主要积雪补给期, 而坡度较陡的区域则为秋季和春季;平地和南坡积雪补给主要发生在冬季和春季, 而其它坡向为春季和秋季.     

祁连山七一冰川物质平衡及其对气候变化的敏感性研究

依据2010年6月30日-9月5日考察期间获得的七一冰川物质平衡和气温降水等气象资料,运用度日物质平衡模型模拟了七一冰川的物质平衡变化状况.结果表明：七一冰川考察期间物质平衡为-856.2mm w.e..受气温、降水等气候因素的强烈影响,物质平衡过程明显分为＂微弱积累-强烈消融-微弱消融＂3个阶段.度日物质平衡模型模拟...     

祁连山东部不同树龄油松径向生长对气候的响应

利用采自祁连山东部同一坡面油松树轮样芯,对不同年龄组油松树轮宽度年表指数与气候要素的相关分析,研究了不同年龄组油松径向生长对气候要素的响应.结果表明:不同年龄组油松树轮宽度指数对气候变化的响应不完全一致,即在该区域油松树木的径向生长对气候变化的响应与年龄有关.因此,使用该区域的油松树轮宽度指数年表重建过去气候变化时需要...     

祁连山不同海拔氮磷循环细菌数量变化特征

祁连山植被的水源涵养作用对于维持黑河的流量至关重要,地下微生物参与生态系统的物质和能量循环,维持了地上植被的稳定,因而具有重要的生态作用. 研究分析了祁连山冰沟流域不同海拔梯度上硝化细菌、反硝化细菌、固氮细菌、解磷细菌和植酸矿化细菌的数量随土壤深度的变化规律. 结果表明：随土壤深度的增加,氮磷循环细菌的数量下降;随海拔升高,硝化细菌相对减少,而反硝化细菌和固氮细菌呈增多的趋势. 典范对应分析（CCA）显示,硝化细菌的数量变化主要受地下生物量和土壤pH值的影响,而反硝化细菌、固氮细菌、解磷细菌和植酸矿化细菌主要受植被盖度、地上生物量和土壤含水量的影响. 聚类分析表明,低海拔（E1-2 905 m和E2-3 128 m）浅层土壤（0~40 cm）聚类,而其深层土壤（60 cm）与高海拔（E3-4 130 m）土壤聚类,说明高海拔处土壤发育与低海拔处深层土壤的早期发育相类似. 研究表明,高山地区氮磷循环细菌数量的变化受到海拔主导下植被和土壤理化因子的共同作用.