我校李建龙教授实验室在生态植被遥感评估研究中取得重要成果

由于三江源地区是我国重要的生态功能区,在近几十年来,该地区的气候条件和人为活动都发生着明显的变化,为了科学揭示近31年间三江源生态系统净初级生产力的时空变化格局,把握植被的退化的动态驱势,并定量分析各种气候因子及人类活动对NPP的贡献,本文利用1982-2012年的多源遥感数据、气候数据,结合遥感生产力模型(生态气候遥感综合模型)估算三江源生态系统的NPP
,准确反应了近31年NPP时空演变动态,并在此基础上定量核算了三江源不同时期中各气候因子及人类活动对NPP年际变化的影响。研究结果表明:1982-2012年三江源植被NPP均值为187.37
gCm-2yr-1,总量为59.43
TgCyr-1,空间分布呈现由东南向西北递减的特征;1982-2012年间三江源植被NPP均值呈现显著上升趋势,增长速度为1.31
gCm-2yr-2,全区62.87%的地区NPP显著增长,而21世纪后,全区NPP呈现下降趋势,53.36%的地区NPP显著下降;整个研究时间段内,温度、降水和辐射对NPP年际变化的贡献分别占总气候贡献的41.43%、6.43%和52.14%,辐射是对NPP年际变化影响最大气候因子。三种气候因子在1982-2000年间均对NPP呈现正面影响,而在2001-2012年间均呈现出负面影响;整个研究时间段内,气候和人类活动对NPP年际变化的贡献率均值分别为1.40
gCm-2yr-2和-0.08
gCm-2yr-2,气候对NPP增长的贡献大于人类活动。在1982-2000年间,气候主导植被恢复,人类活动主导植被退化,而在2001-2012年间,气候主导植被退化,人类活动主导植被恢复;辐射和气温是造成三江源气候条件从有利于植被生长转变为不利于植被生长的主要原因等。

目前业已有不少研究探索了在区域中尺度上定量区分人为影响和气候影响的方法,依然存在一些明显不足,如基于气候因子模拟出的潜在生产力在不同的气候模型的结果中会出现明显的差异,且不易验证,存在较大的不确定性;不同的气候因子带来的影响无法被量化区分,而本文提出研究方法与系统可以在一定程度上规避模拟气候生产力带来的不确定性,并解决了定量区别不同气候因子和人类活动贡献这一技术难题,实现了对由该植被大气遥感综合定量评估系统估测中尺度植被生态系统生产力和三江源区生态植被质量与生态退化现状及其驱动力和影响变化结果,找出了影响我国三江源区生态植被质量变化与生态退化的主导因子,气候变化和人类活动致成份额及提出了保护我国三江源区生态环境的相应科学对策。

该研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国际APN重点项目(ARCP2014-06CMY-Li)和澳大利亚政府基金项目(PSLP
by LI )等资助。

生命科学院李建龙教授实验室经多年攻关在我国三江源区生态植被质量与生态退化遥感综合评估研究中取得系列重要成果,该团队利用自主研发不同时空生态植被气候遥感综合定量评估系统,创造性地对现有中尺度陆地生态系统过程进行了仿真、模拟和定量评价分析,从而对由该植被大气遥感综合定量评估系统估测中尺度植被生态系统生产力和三江源区生态植被质量与生态退化现状及其驱动力和影响变化成因,找出了影响我国三江源区生态植被质量变化与生态退化的主导因子,气候变化和人类活动致成份额及提出了保护我国三江源区生态环境对策,利用该生态植被气候遥感综合定量评估系统比传统模型和其他方法大大提高了估算三江源区生态植被质量与生态退化现状及其驱动力的效能,以及定量评价的精度。该成果以“Vegetation
dynamics and its driving forces from climate change and human activities
in the Three-River Source Region, China from 1982 to 2012”
(
of the Total
Environment》发表,第一作者为张颖博士,通讯作者为李建龙教授。

三江源是东亚三条重要河流(长江、黄河和澜沧江)的发源地,然而随着全球气候变暖和人类无限度的生产经营活动,生态环境变得越来越脆弱,特别是天然草地大规模退化与沙化,使该地区草地生产力和对土地的生态保护功能下降,并已直接威胁到了长江、黄河和澜沧江流域、乃至东南亚诸国的生态安全和生态质量。为了保护三江源生态环境质量,防止该地区生态环境进一步恶化,中国政府从2001年起,成立了我国面积最大的自然保护区“三江源自然保护区”,
随后投巨资建立了一系列三江源自然保护项目和生态保护工程。为了配合国家生态保护项目实施和科学评估国家生态保护项目实施后的作用,定量评估人类活动和气候变化对三江源地区的生态质量影响,为决策者选择不同的对策来顺应气候条件的变化或者抵消气候恶化的影响提供理论依据,对生态管理政策措施的制定和实施效果评价巨有重要现实意义。

(生命科学院 科学技术处)

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