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《甘肃农业大学》 2017年
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基于土地覆被的黄河源区生态系统服务功能评估及预测

康惠惠  
【摘要】:近年来,随着经济的发展,人类日渐频繁的活动极大的的引起了土地利用/覆被的变化,这不仅损害了自然环境生态系统服务功能,而且影响到人类社会、经济与生态环境的可持续发展。千年生态系统评估报告指出,全球近60%的生态系统服务正在或已经发生着退化,维护生态系统服务功能受到大家的普遍关注,生态系统服务功能评估对于指导区域可持续发展具有重要意义,成为目前研究的热点和前沿。生态系统为人类提供多种多样的产品和服务,是人类社会赖以生存和发展的基础。水源供给及土壤保持功能作为重要的生态系统服务,不仅是土壤形成、植被固着、水源涵养等的重要基础,也是生态安全保障的重要方面。定量评估生态系统服务功能及价值的方法主要是基于GIS的生态系统服务功能价值评估及权衡模型,在国内外均已经有较为成功的应用成果。对生态系统服务功能的定量研究可以让人类对于保护自然生态系统的重要性、实现自然资源持续利用与环境保护和经济的可持续发展有更为清楚的认知,同时也为生态系统综合管理及生态系统功能维持、服务存在价值和生态补偿机制提供理论基础。本文采用CA-Markov模型及InVEST模型,以黄河源区为研究区域,运用气象站点数据、土壤数据、高程数据、遥感解译等数据,首先对InVEST模型中的一系列数据参数、指标等进行了计算处理和校验,分别对研究区1990、2000、2010年水源供给、土壤保持这两大生态系统服务功能进行模拟评估,进而对比分析在不同时期、不同土地覆被状况、不同县域下的生态服务功能的变化。最后,基于CA-Markov模拟出的黄河源区2020年的土地覆被图对研究区的生态系统服务功能进行模拟预测,并讨论了气候因素对生态服务功能的影响,主要结论如下:(1)黄河源区土地覆被状况从1990-2010年经历了先退化后恢复的阶段。在1990-2000年期间,土地覆被变化主要以向低生态级别为主且变化较为剧烈;在2000-2010年期间的恢复过程中,植被覆被类型的面积减少速率均大大降低。研究采用CA-Markov模型模拟预测了黄河源区2020年的土地覆被状况表明研究区土地覆被有所好转,可以看出在研究区实施的退耕还林还草政策及生态工程活动在源区内产生了较好的实施效果。(2)在空间分布上,研究区1990、2000、2010年的水源供给功能分布态势是由东南部的若尔盖、红原等县的高值区向位于西北部的曲麻莱、称多、玛多等县的低值区过渡;而研究区1990、2000、2010年的土壤保持功能的分布状态呈现出由研究区西南及中部的达日、甘德、久治、玛沁、阿坝及兴海等县向位于西北方向的曲麻莱、玛多等县递减的过程。(3)在1990-2010年黄河源区水源供给量一直呈现递增的趋势,从1990年源区水源供给总量为1.51×10~7 t,2000年增加到2.26×10~7 t,到2010年水源供给总量为2.7×10~7t,增加幅度逐渐放缓;1990-2010年土壤保持量经历了先减少后增加的趋势,说明黄河源区的生态系统土壤保持功能正在好转。(4)在数量上:黄河源地区不同覆被类型下单位面积水源供给能力依次为灌丛建设用地高覆盖度草地中覆盖度草地裸地林地低覆盖度草地耕地湿地;黄河源地区不同覆被类型下单位面积土壤保持能力依次为林地灌丛高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地建设用地耕地湿地裸地。可见土壤保持功能及水源供给功能的强弱与覆被类型和植被覆盖程度密切相关。(5)黄河源区的生态系统功能处于恢复状态,2020年生态系统土壤保持功能增加,但增加幅度不大,整体呈现出中部高四周低的分布状态;同时源区生态系统水源供给功能稍有增强,呈现出东南高西北低的状态。气候变化与人类活动也是影响着黄河源区生态系统水源供给功能及土壤保持功能时空变化的重要原因。近年来黄河源区地表气温持续上升,气候暖干化是导致源区草场退化、土地荒漠化、水土流失的重要原因之一,人类活动则可直接导致地表覆被的变化进而影响源区的生态系统服务功能。(6)总体看来,土地覆被变化经历了从退化到缓和恢复的过程,黄河源区相应的的生态系统服务功能也随之是在往好的方向发展,这表明基于土地覆被变化的生态系统服务功能研究方法是可行的,因此保护土地覆被、加强研究区生态系统的管理与保护,遏制生态系统服务功能退化十分必要。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X826

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