青藏高原东北边缘生态环境退化研究

论文摘要

本文利用历史统计资料（水文、气象、植被）和野外调查的数据，应用高寒草甸系统作为区域生态环境退化的指示剂，来反映气候变化和人类活动对生态环境的影响，对青藏高原东北边缘的水资源变化（地表水系的变化和水资源量的变化）和植被变化（高山草甸退化、草地退化、森林减少）进行研究。并结合ERDAS、MAPINFO、ARCINFO等遥感、GIS软件，通过1982年和2001年2景卫星影像的解译，验证两期湿地变化量。利用遥感图像进行土地利用动态监测，用分类后比较法（Post-Classification Comparison Change Detection）对研究区不同时相（1980，1990，2006年）的图像分别进行分类，然后比较分类结果，找出从某土地利用类型到另一种土地利用类型的信息，获得青藏高原东北边缘土地利用变化信息。采用综合评价方法与分类评价方法相结合的评价方法，建立相应的指标体系和指标权重，利用公式求得青藏高原东北边缘生态环境脆弱度，并作出定性评价。研究结论如下：（1）近40 a来，在强烈的人类活动和区域气候变化的驱动下，青藏高原东北边缘生态环境发生了很大变化。主要体现在生态环境退化、土地利用／土地覆盖发生很大的变化和生态环境脆弱度呈现加剧趋势。（2）通过分析青藏高原东北边缘1956～2004近40 a水文数据，其结果表明，四个不同的汇水区域（玛曲集水区、玛曲——龙羊峡集水区、大夏河集水区和洮河集水区）多年地表水量变化趋势基本一致，最大地表水量出现在上个世纪60年代中期和末期，然后呈下降趋势。从上个世纪90年代初始到2004年，青藏高原东北边缘为严重的兼水年，与20世纪60年代相比，水资源总量减少了29．03％，40多年内，年水资源总量平均减少了14．69％。（3）从上个世纪70年代到80年代总计10年间，青藏高原东北边缘的高山草地、高寒草地和湿地草地面积分别减少了2．26％、3．73％和24．53％。而在80年代至90年代，三类草地面积分别减少了6．64％、24．21％和34．45％，面积减少速度大大提高。同期，高寒草地的覆盖度和河流峡谷平坦地段的灌木草地盖度下降到50～70％，局部地方植被覆盖度不足30％。（4）在研究区，分布有236．10×104ha的天然草场，退化草场面积竟占可利用草场面积的83．20％，其中重度和中度草场退化面积分别有81．40×104ha和137．00×104ha。现有荒漠化草地5．33×104ha，盐渍化草地0．55×104ha。退化草地产草量下降42％和70％。（5）从上个世纪50年代开始，青藏高原东北边缘林地面积显著持续减少增加。（6）受全球气候变暖的影响，过去40年内，青藏高原东北边缘的呈现出暖化趋势，气温升高了0．70℃，平均每10年上升0．275℃。（7）上世纪80年代同70年代相比，研究区的降雨量变化不明显，90年代比80年代有所减少，90年代与2004年相比变化不明显，总体上各地年降水量有减少趋势。（8）在青藏高原东北边缘，由于冻土层的退化，湖水面积和湖泊河流水量都减少了。湖泊水域面积在1970s～1980s减少了0．54％，而在1980s～1990s减少了9．25％。（9）目前，青藏高原东北边缘的草地处于过畜过牧状态，每羊可利用草地面积仅介于0．45-0．50 ha。（10）根据1980～1990年和1990～2005年两期的土地利用类型转移矩阵研究，表明青藏高原东北边缘的土地利用变化形式发生了很大的变化。（11）1987～2006年间，青藏高原东北边缘生态环境脆弱度指数呈单峰曲线变化，其脆弱度为0．59，属强脆弱区。（12）分析脆弱生态环境脆弱度与各因子的关联度，得到各因子与环境脆弱度的关联序为：产草力>降水量>森林覆盖率>≥10℃的积温>农民人均纯收入>牧业产值占农业总产值的比例>干燥度>成灾面积与受灾面积比>相对1986年降水变化率>人均工业产值>乡镇企业占研究区国内生产总值的比例>人均粮食占有量>非农业人口比例>人口自然增长率>恩格尔系数>非文盲率。（13）综合三类因子的相对贡献率，得到自然因素对环境脆弱度变化影响所占的比重为64．36％，经济因素所占的比重为28．57％，社会因素所占的比重为6．09％。鉴于青藏高原东北边缘生态环境退化，土地利用／土地覆盖的变化以及生态环境脆弱度评价结果，分别提出了青藏高原东北边缘生态环境保护对策、土地资源开发利用建议和脆弱生态环境的保护、整治和修复策略。这些研究结论对于青藏高原东北边缘生态环境的重建、修复和保护具有较大借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 生态环境退化研究
• 1.1.1 冰川、雪被和冻土的变化
• 1.1.2 水文和水资源的变化
• 1.1.3 陆地生态系统的变化
• 1.1.4 土地利用变化对区域生态环境影响研究
• 1.2 青藏高原生态环境研究综述
• 1.2.1 水环境
• 1.2.2 植被退化
• 1.2.3 土地退化
• 1.3 土地利用/土地覆盖（LUCC）研究
• 1.4 国内外土地利用变化对区域生态环境的影响研究
• 1.4.1 对气候的影响
• 1.4.2 对水环境的影响
• 1.5 生态环境脆弱性国内外研究进展
• 1.5.1 灾害系统研究
• 1.5.2 生态系统研究
• 1.5.3 水资源系统研究
• 1.6 脆弱生态环境定量评价方法的研究综述
• 第二章 研究区自然概况
• 2.1 地理位置及特征
• 2.2 气候
• 2.2.1 气温
• 2.2.2 降水
• 2.2.3 风
• 2.2.4 相对湿度
• 2.2.5 地温
• 2.3 生物气候类型
• 2.4 土壤
• 2.5 植被
• 2.6 水文
• 2.7 地形地貌
• 第三章 研究内容、研究方法及试验设计
• 3.1 研究内容
• 3.1.1 生态环境退化
• 3.1.2 土地利用/土地覆盖变化
• 3.1.3 生态环境脆弱度评价
• 3.2 研究方法
• 3.3 试验设计
• 第四章 青藏高原东北边缘生态环境退化研究
• 4.1 区域水资源的变化
• 4.1.1 地表水系的变化
• 4.1.2 地表水量的变化
• 4.2 区域植被的变化
• 4.2.1 高寒草地的退化
• 4.2.2 草原生态系统的变化
• 4.2.3 高寒草地的退化
• 4.2.4 森林面积的变化
• 4.3 生态环境退化的成因分析
• 4.3.1 气温变化
• 4.3.2 降雨量渐趋减少
• 4.3.3 地表温度的升高
• 4.3.4 冻土退化的影响
• 4.3.5 过渡放牧
• 4.3.6 土地利用/土地覆盖的变化
• 4.4 小结
• 第五章 青藏高原东北边缘土地利用/土地覆盖变化
• 5.1 土地利用/土地覆盖的研究范畴
• 5.1.1 土地利用与土地覆盖的基本概念
• 5.1.2 土地利用、土地覆盖变化的提出
• 5.1.3 LUCC研究的总体目标
• 5.1.4 LUCC科学计划实施要点和驱动机制研究
• 5.2 遥感图像分类
• 5.2.1 资料来源
• 5.2.2 研究区图像时相与合成波段选择
• 5.2.3 土地利用分类过程与结果
• 5.3 土地利用变化
• 5.3.1 土地利用动态监测方法
• 5.3.2 土地利用转移矩阵
• 5.3.3 1980-1990土地利用变化状况
• 5.3.4 1990-2005土地利用变化状况
• 5.4 小结
• 第六章 生态环境脆弱度评价
• 6.1 脆弱环境评价原则
• 6.2 评价因子选取
• 6.2.1 主要成因指标
• 6.2.2 结果表现指标
• 6.3 数据标准化处理和赋指标权重
• 6.3.1 指标权重
• 6.3.2 数据标准化处理
• 6.4 评价模式
• 6.4.1 量化评价
• 6.4.2 生态脆弱度划分等级
• 6.5 评价结果及原因分析
• 6.5.1 评价结果
• 6.5.2 原因分析
• 6.6 脆弱度与评价因子间的关联分析
• 6.7 小结
• 第七章 青藏高原东北边缘生态环境保护对策
• 7.1 森林生态系统的持续利用与保护
• 7.1.1 恢复途径
• 7.1.2 可持续发展对策
• 7.2 草地生态系统的开发与管理
• 7.2.1 开发遵循的原则和基本途径
• 7.2.2 草地系统保护对策
• 7.3 湿地可持续管理策略
• 7.3.1 社区共管策略
• 7.3.2 加强立法和宣传教育
• 7.3.3 加强科学调查与研究
• 7.3.4 人与自然和谐共处策略
• 7.3.5 因时因地制宜策略
• 7.3.6 多渠道筹措保护资金
• 第八章 土地资源开发利用建议
• 8.1 土地资源开发利用原则
• 8.2 土地利用目标
• 8.2.1 土地利用结构调整意见
• 8.2.2 土地利用政策建议
• 第九章 脆弱生态环境的保护、整治和修复策略
• 9.1 整治原则
• 9.2 建立预控和保护的整治体系
• 9.3 青藏高原东北边缘脆弱生态环境治理的修复措施
• 第十章 结论
• 第十一章 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 致谢