CO2浓度变化对青藏高原草地生态系统质量的影响研究

扫码查看

原文链接

NETL

中文摘要：气候变化对生态系统的影响已经成为全球性环境问题。工业革命以来，对化石燃料的过度使用引发了全球大气CO2浓度的快速上升，导致的气候变化已对全球生态系统造成显著的负面影响。青藏高原是我国重要的生态安全屏障和水源涵养战略区，青藏高原众多生态系统类型中面积占比最大的草地生态系统及其稳定性长期受到气候变化与人类活动的影响。科学客观地评估分析青藏高原地区CO2浓度与草地生态系统质量的时空分布与变化，探究CO2浓度变化对青藏高原草地生态系统质量的影响，有助于认识区域生态系统状况变化的时空格局和青藏高原对气候变化的响应，对生态文明建设以及实现“双碳”目标也具有重要的参考意义。本文以青藏高原草地生态系统为研究对象，利用经验贝叶斯克里金法对GOSAT卫星数据进行插值，对青藏高原大气CO2浓度数据空间分布和时空变化进行分析；基于国家最新发布的生态系统质量评估方法，结合2010-2019年的遥感生态参数（LAI、FVC、GPP）对草地生态系统质量进行评估，计算出表征生态系统质量的EQI值并根据EQI进行分级；利用地理探测器模型重点分析了CO2浓度变化对青藏高原草地生态系统质量的影响，以及影响青藏高原草地生态系统质量空间分布的驱动因子。主要结论如下：（1）青藏高原地区大气CO2浓度存在较显著的时间变化和空间差异。从时间上看，青藏高原的CO2浓度随时间呈波动性增长，从2010年的386.6ppm增加到2019年的410.4ppm，年平均增长率为2.4ppmyr-1，高于全球平均增长率，与全国平均增长率基本持平，且具有春冬高、夏秋低的季节变化特征；从空间上看，呈现东、西部高，南、北、中部低的空间分布，由青海省海西州、海南州、玉树州、果洛州构成的中部及北部地区及西藏自治区阿里地区、那曲市、日喀则市构成的南部地区CO2浓度明显低于四川省甘孜州和阿坝州构成的东部地区和新疆自治区喀什地区、和田市构成的西部地区。（2）青藏高原草地生态系统质量呈“整体稳定，局部呈散点状微小变化”的特点。从时间上看，青藏高原草地EQI由2010年的36.37增长至2019年的36.47，年平均增长率为0.01，EQI整体保持稳定；从空间上看，草地生态系统质量整体呈现“西北差、东南优”的空间分布格局，自甘肃省张掖市向西南至西藏自治区日喀则市形成生态系统质量等级分界带，分界带以东，大部分地区的草地生态系统质量为中等以上；分界带以西，大部分地区的草地生态系统质量为中等以下；分界带内的草地生态系统质量则以中等为主。从EQI等级变化来看，研究时段内EQI等级的降低变化类型以“由低变差”、“由中变低”为主，主要发生在青藏高原西部和中部；升高变化类型则以“由差变低”、“由中变良”为主，主要发生在青藏高原中部；EQI等级为优的区域较为稳定，在研究时段内的变化比例最低。（3）大气CO2浓度和年降水量是影响青藏高原草地生态系统质量空间分布的主要驱动因子，年降水量和大气CO2浓度具有较强的解释力，分别超过了58%和45%。同时，青藏高原草地生态系统质量变化也与人类活动和近地面相对湿度密切相关，人类足迹和近地面相对湿度对青藏高原草地生态系统质量空间分布的解释力均在30%以上。近地面气压、地形分布、近地面气温对青藏高原草地生态系统质量空间分布的解释力均未超过30%，影响力较低，属次要驱动因子。近地面风速对青藏高原草地生态系统质量的空间分布解释力尚不足20%，对青藏高原草地生态系统质量的影响相对最弱。驱动因子的交互作用方式表现为协同增强式，以非线性增强和双因子增强为具体表现形式。CO2浓度与年降水量的交互作用的解释力超过66%，与其他驱动因子交互作用均超过50%，展现出较强交互力。大气CO2浓度对与青藏高原高程因子和人类活动足迹因子具有显著性差异，与近地面气压无显著性差异。

作者：

徐若鹏

展开 >

关键词：

青藏高原生态系统草地生态系统生态系统质量 CO2浓度

授予学位：

硕士

学科专业：

电子信息

导师：

何跃君、王凌青

学位年度：

2023

学位授予单位：

北华航天工业学院

语种：

中文

中图分类号：