生命科學院李建龍教授實驗室經(jīng)多年攻關在我國三江源區(qū)生態(tài)植被質量與生態(tài)退化遙感綜合評估研究中取得系列重要成果,他們利用自主研發(fā)不同時空生態(tài)植被氣候遙感綜合定量評估系統(tǒng),創(chuàng)造性地對現(xiàn)有中尺度陸地生態(tài)系統(tǒng)過程進行了仿真、模擬和定量評價分析,從而對由該植被大氣遙感綜合定量評估系統(tǒng)估測中尺度植被生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和三江源區(qū)生態(tài)植被質量與生態(tài)退化現(xiàn)狀及其驅動力和影響變化成因,找出了影響我國三江源區(qū)生態(tài)植被質量變化與生態(tài)退化的主導因子,氣候變化和人類活動致成份額及提出了保護我國三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境對策,利用該生態(tài)植被氣候遙感綜合定量評估系統(tǒng)比傳統(tǒng)模型和其他方法大大提高了估算三江源區(qū)生態(tài)植被質量與生態(tài)退化現(xiàn)狀及其驅動力的效能,以及定量評價的精度。該成果以“Vegetation?dynamics?and?its?driving?forces?from?climate?change?and?human?activities?in?the?Three-River?Source?Region,?China?from?1982?to?2012”(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716306489)為題在《Science?of?the?Total?Environment》發(fā)表,第一作者為張穎博士,通訊作者為李建龍教授。
三江源是東亞三條重要河流(長江、黃河和瀾滄江)的發(fā)源地,然而隨著全球氣候變暖和人類無限度的生產(chǎn)經(jīng)營活動,生態(tài)環(huán)境變得越來越脆弱,特別是天然草地大規(guī)模退化與沙化,使該地區(qū)草地生產(chǎn)力和對土地的生態(tài)保護功能下降,并已直接威脅到了長江、黃河和瀾滄江流域、乃至東南亞諸國的生態(tài)安全和生態(tài)質量。為了保護三江源生態(tài)環(huán)境質量,防止該地區(qū)生態(tài)環(huán)境進一步惡化,中國政府從2001年起,成立了我國面積最大的自然保護區(qū)“三江源自然保護區(qū)”,?隨后投巨資建立了一系列三江源自然保護項目和生態(tài)保護工程。為了配合國家生態(tài)保護項目實施和科學評估國家生態(tài)保護項目實施后的作用,定量評估人類活動和氣候變化對三江源地區(qū)的生態(tài)質量影響,為決策者選擇不同的對策來順應氣候條件的變化或者抵消氣候惡化的影響提供理論依據(jù),對生態(tài)管理政策措施的制定和實施效果評價巨有重要現(xiàn)實意義。
由于三江源地區(qū)是我國重要的生態(tài)功能區(qū),在近幾十年來,該地區(qū)的氣候條件和人為活動都發(fā)生著明顯的變化,為了科學揭示近31年間三江源生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力(NPP)的時空變化格局,把握植被的退化(恢復)的動態(tài)驅勢,并定量分析各種氣候因子及人類活動對NPP的貢獻,本文利用1982-2012年的多源遙感數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù),結合遙感生產(chǎn)力模型(生態(tài)氣候遙感綜合模型)估算三江源生態(tài)系統(tǒng)的NPP?,準確反應了近31年NPP時空演變動態(tài),并在此基礎上定量核算了三江源不同時期中各氣候因子及人類活動對NPP年際變化的影響。研究結果表明:(1)1982-2012年三江源植被NPP均值為187.37?gCm-2yr-1,總量為59.43?TgCyr-1,空間分布呈現(xiàn)由東南向西北遞減的特征;(2)1982-2012年間三江源植被NPP均值呈現(xiàn)顯著上升趨勢,增長速度為1.31?gCm-2yr-2,全區(qū)62.87%的地區(qū)NPP顯著增長,而21世紀后,全區(qū)NPP呈現(xiàn)下降趨勢,53.36%的地區(qū)NPP顯著下降;(3)整個研究時間段內(nèi),溫度、降水和輻射對NPP年際變化的貢獻分別占總氣候貢獻的41.43%、6.43%和52.14%,輻射是對NPP年際變化影響最大氣候因子。三種氣候因子在1982-2000年間均對NPP呈現(xiàn)正面影響,而在2001-2012年間均呈現(xiàn)出負面影響;(4)整個研究時間段內(nèi),氣候和人類活動對NPP年際變化的貢獻率均值分別為1.40?gCm-2yr-2和-0.08?gCm-2yr-2,氣候對NPP增長的貢獻大于人類活動。在1982-2000年間,氣候主導植被恢復,人類活動主導植被退化,而在2001-2012年間,氣候主導植被退化,人類活動主導植被恢復;(5)輻射和氣溫是造成三江源氣候條件從有利于植被生長轉變?yōu)椴焕谥脖簧L的主要原因等。
目前業(yè)已有不少研究探索了在區(qū)域中尺度上定量區(qū)分人為影響和氣候影響的方法,依然存在一些明顯不足,如基于氣候因子模擬出的潛在生產(chǎn)力在不同的氣候模型的結果中會出現(xiàn)明顯的差異,且不易驗證,存在較大的不確定性;不同的氣候因子帶來的影響無法被量化區(qū)分,而本文提出研究方法與系統(tǒng)可以在一定程度上規(guī)避模擬氣候生產(chǎn)力帶來的不確定性,并解決了定量區(qū)別不同氣候因子和人類活動貢獻這一技術難題,實現(xiàn)了對由該植被大氣遙感綜合定量評估系統(tǒng)估測中尺度植被生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和三江源區(qū)生態(tài)植被質量與生態(tài)退化現(xiàn)狀及其驅動力和影響變化結果,找出了影響我國三江源區(qū)生態(tài)植被質量變化與生態(tài)退化的主導因子,氣候變化和人類活動致成份額及提出了保護我國三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境的相應科學對策。
該研究工作得到國家自然科學基金重點項目(30730069)、國家自然科學基金面上項目(41271361)、國際APN重點項目(ARCP2014-06CMY-Li)和澳大利亞政府基金項目(PSLP?by?LI?)等資助(生命科學院,?科技處)。
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