2005-2009年三江源自然保护区生态保护和建设工程生态成效综合评估

本文评价了三江源自然保护区生态系统宏观结构及涵养水源、保持水土、保护生物多样等主要生态服务功能,分析了自然保护区生态保护与建设工程的生态成效及其原因。结果显示,工程实施后,各自然保护区的土地覆被转类指数明显增加,生态系统宏观状况好转;保护区内草地生产力皆呈增加趋势,水域面积增加,食物供给能力提高,栖息地生境好转。森林类保护区的森林面积减少趋势得到遏制;湿地类保护区的湿地面积多呈增加趋势;草地类保护区的草地减少趋势缓解,荒漠化明显遏制,草地植被覆盖度有所增加;冰川类保护区多条冰川出现明显退缩导致冰川融水增多,有利于雪线以下草地净初级生产力的增加。     

三江源地区2000-2015年土壤侵蚀变化及生态恢复潜在影响研究（英文）

土壤侵蚀对于生态环境的保护恢复以及人与自然的和谐发展产生了巨大威胁。本文采用修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE模型)对三江源区2000–2015年的土壤侵蚀进行定量模拟,通过对研究区土壤侵蚀强度的时空变化特征进行分析,比较了不同生态系统土壤侵蚀的差异,探讨了气候变化对研究区土壤侵蚀的影响作用,评价了该区域生态保护和恢复工程对土壤保持的作用效果。模型模拟结果可以通过地面观测站点验证,对模拟数据和验证数据的相关分析结果显示,模型的拟合效果良好,其复相关系数达到0.62。2010–2015年的土壤侵蚀模数比2000–2005年增加了6.2%,比2005–2010年下降了1.2%。基于叠加分析,影响土壤侵蚀的主要驱动因素是气候(约64%),特别是降水的作用明显,其次是植被覆盖度(约34%)。虽然模型和数据存在一些不确定性,但本研究量化了全球气候变化下生态恢复工程的相对贡献,同时也认识到了生态恢复工程是一项复杂、艰巨、长期的任务。在未来,持续的地面观测、进一步的参数化以及获取更高质量的输入数据是减少模拟结果不确定性的必要方式。     

生态系统服务权衡量化方法综述及未来模型发展（英文）

生态系统服务具有空间异质性和时间变异性,这导致服务功能间的权衡、协同和中立。权衡是生态系统管理及最优化决策研究中的关键问题之一。本文综述生态系统服务间权衡识别方法,并对未来生态系统服务模型发展提出建议。主要结论:(1)生态系统服务评估基于定量化指标及其模型模拟;(2)生态系统服务权衡分析多以相关性为主,情景分析、多目标分析、生产可能性边界成为生态系统服务权衡决策的有效手段;(3)未来研究需加强生态系统服务供需流、辅助决策的生态系统制图等。最后,应该集成模型以模拟和诊断情景,优化土地和生态系统管理不同措施,实现区域可持续发展。     

1982-2014年青藏高原地表蒸散量时空分布及其变化影响因子分析（英文）

蒸散是地球水循环的关键驱动因子,是地表水平衡和能量平衡的重要分量,因而也体现生态系统水文调节局地热调节功能;青藏高原是长江和黄河等重要河流的发源地,该区域水量平衡对区域生态安全具有重要意义。本文对全球尺度发展的遥感蒸散双源模型ARTS,利用涡度相关观测数据进行验证和评价,以空间插值的气象数据,卫星遥感的FPAR和LAI等驱动模型,估测1982-2014年间青藏高原实际蒸散ET,分析其年际和季节动态变化特征,并采用敏感性分析法和多元线性回归分析计算各气象因子变化对蒸散量变化的贡献率,探讨影响青藏高原蒸散量变化的主导因素。结果表明:(1)估测值能解释观测值季节变化的80%以上(复相关系数R~2=0.80,显著性水平P 0.001),表明模型具有较高的估算准确度。(2)近30多年全年、春、夏和秋季影响蒸散年际变化呈显著增加趋势;但变化趋势存在显著的区域分异,全年或夏季藏南河谷地区呈显著降低趋势(每10年降低20 mm以上),而阿里、拉萨河谷、青海海北地区则为增加趋势(每10年增加10 mm以上)。(3)敏感性分析和多元线性回归分析均表明,年际变化趋势的主导因素是气候变暖,其次是降水的不显著增加;但植被变化的影响也较大,与气候因子共同能够解释蒸散趋势的56%(多元线性回归方程R~2=0.56,P0.001);低覆盖草地多年蒸散分别是高、中覆盖度草地的26.9%和21.1%。青藏高原在显著变暖、不显著变湿的气候变化背景下,地表蒸散的增加必以冰川融水为代价而威胁区域生态环境安全,如何保护生态,维持区域社会可持续发展是难题和巨大挑战。     

2000–2015年中国城市化进程中耕地质量及其时空变化研究（英文）

加速的城市化进程导致越来越多的耕地被占用,在耕地资源供给不足情况下高质量的农田受到巨大威胁,进而可能对中国粮食安全构成威胁。尽管已对中国耕地质量的空间格局进行了评估,但其随时间变化的情况未见报导。本研究利用MODIS的净初级生产力产品(MOD17)数据,基于发展的累积概率分布法确定耕地质量标准,以2000–2005年、2005–2010年和2010–2015年三期基于Landsat遥感的土地利用变化(LUCC)数据,得到低、中、高质量农田的空间分布,定量分析城市化占用耕地的数量和质量。结果表明,城市化占用耕地面积占耕地减少总面积的比例由2000–2005年的47.29%增加到2010–2015年的77.46%。2000年,中国耕地质量以中低产田为主,分别占全国耕地面积的40.81%和48.74%,高产田仅占10.44%。随着建设用地规模的扩大,城市化占用高产田面积在全国耕地面积中的比例从2000–2005年的9.71%上升到2010–2015年的15.63%,高产田受到严重威胁。从空间上看,该现象已由华东、华南向中西部地区转移,尤其是西北地区,其2010–2015年建设占用耕地面积中,高产田达到52.97%。本研究不仅提供了一种评价耕地质量的方法,同时揭示了城市化进程占用高质量耕地的趋势。未来占用高质量农田的趋势可能会持续,必须构建以振兴乡村为主的新型发展模式,可能是缓解土地资源紧缺情况下城市化和粮食安全矛盾的可选途径,值得土地利用规划和政府决策给予重视。     

中国LULUCF碳核算与决策支持系统设计与开发

为了服务于我国气候公约谈判和陆地生态系统碳循环管理,对我国已建立的观测、数据、模型和方法进行有效集成,实现对全国陆地生态系统碳平衡、LULUCF活动碳汇效应,以及各种履约对策综合影响的动态评估,基于IPCC理念和方法,以.NET和ArcG IS为平台,设计开发了中国LULUCF碳核算与决策支持系统。本文首先介绍了系统原型设计和基本结构,然后,详细叙述中国LULUCF碳核算与决策支持系统的11个主要模块的算法及功能实现,系统数据集成和管理方式,系统决策实现和对比分析。该系统采用C#语言进行开发,采用五层次结构模式,运用关系型数据库存储空间数据,实现了空间数据和属性数据一体化的无缝管理。该系统功能齐备并且具有扩展性,可以接受不同的核定方案,进行多途径、多方案、多情景的比对,能为我国第二次全国温室气体清单编制和LULUCF活动碳汇效应计量提供可靠、高效的方法,为国家参与气候公约谈判和履约提供所需要的基础数据和科学依据。     

晋北地区生态环境脆弱性的GIS综合评价

生态环境脆弱性评估可以为退化系统的综合整治提供策略依据。晋北地区作为我国北方农牧交错带的组成部分,在自然和人为因素的综合作用下,表现出脆弱性的特征。本文利用空间主成分分析和层次分析法,结合遥感数据和地理信息系统技术,评价了晋北地区生态环境的脆弱性。结果表明:在自然和人为因素综合作用下,晋北地区生态环境脆弱性呈现不平衡的空间分布特征,东北部重,西南部轻。极度和重度脆弱区主要分布在东北部,占整个研究区面积的33.1%;微度和中度脆弱区主要分布在西南部,占41.9%;轻度脆弱区在整个研究区几乎均有分布,占24.9%。轻度和中度脆弱区占整个研究区面积的55.5%。总体来看,晋北地区大部分区域处于中度和轻度脆弱性水平。自然因素是晋北地区生态环境脆弱性的主导因素,人为因素是其脆弱性变化的关键外在因素。影响晋北地区生态环境脆弱性的自然因素主要有干旱、NDVI、水土流失比率;人为因素主要有土地利用、第二产业占GDP比重、环保投资指数、水资源量。研究结果为晋北地区合理调控人类活动,保护和治理生态环境提供一定的依据。     

MODIS大气产品的光合有效辐射估算研究

利用气溶胶、水汽、云以及臭氧等MODIS标准大气产品,在简单辐射传输模型基础上估算青藏高原光合有效辐射,经验证估算的光合有效辐射与实测数据存在显著的线性相关,相关系数在0.8—0.9之间,最大误差为13%。经过敏感性分析发现云层厚度、气溶胶含量以及大气压力对光合有效辐射的影响大。臭氧和水汽含量的变化不敏感。云层厚度、Angstrom浑浊度系数和大气压力分别变化30%、25%和15%时,光合有效辐射变化分别为20%、5%和5%。     

青藏高原草地生态系统碳收支研究进展

陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。     

三江源高寒草甸不同退化阶段植被和土壤呼吸特征

通过监测三江源玛沁县高寒草甸2017年度植被特征及土壤呼吸通量, 探讨了不同退化阶段植被群落、 土壤呼吸特征及其协同关系, 并分析了土壤呼吸的温度敏感性。结果表明： 随着高寒草甸退化程度加剧, 禾本科植物重要值降低, 毒杂草显著增加（P<0.05）; 植被盖度、 物种数、 多样性指数显著下降（P<0.05）, 重度退化阶段的地上生物量比轻度、 中度退化阶段降低了25.36%、 22.37%（P<0.05）; 在中度退化条件下, 均匀度指数和地下生物量显著增多（P<0.05）。在各退化阶段, 土壤呼吸年内均呈单峰式变化过程, 表现出生长季高、 非生长季低的特征, 植物生长旺季（7 - 8月）最高, 且与5 cm深度处土壤温度之间呈显著指数关系（P<0.05）; 2017年轻度退化、 中度退化和重度退化阶段的土壤呼吸碳排放总量分别为626.89 gC·m^-2、 386.66 gC·m^-2、 393.81 gC·m^-2; 同时, 土壤呼吸与植被群落演替具有显著的协同性, 随着退化程度加剧土壤呼吸速率下降。轻度退化、 中度退化、 重度退化阶段土壤呼吸的温度敏感性系数（Q₁₀）分别为2.82、 3.54和2.35, 表明中度退化条件下的温度敏感性最强, 重度退化条件下最弱。