珠峰自然保护区高寒湿地景观格局过程建模与模拟

研究典型地区高寒湿地景观格局的建模与模拟方法，对回答全球变化背景下，青藏高原湿地景观的形成、演变以及驱动机制、保护对策等科学问题具有示范意义。本项目基于多源多期遥感影像，提取珠峰自然保护区不同类型的湿地景观格局变化特征；基于多种空间分析方法和数理统计方法组合，建立湿地景观变化异质性与水热条件的空间配置模型、湿地景观格局对气候变化响应的时空过程模型、湿地景观格局变化与植被群落变化耦合关系模型、湿地景观变化与人类活动干扰度的空间评价模型。开发高寒湿地景观"格局-过程"模拟系统，集成"景观过程的驱动机制复合模型"和"群落尺度上的干扰因子复合模型"；建立"物种－群落－生态系统－景观"多尺度时空框架，应用系统定量解析高寒湿地景观动态演变规律，解决不同约束条件和干扰因子作用下的景观趋势预测，不同尺度下的景观动态演变规律，景观空间格局对群落和物种多样性的维持能力等高寒湿地研究的关键问题。

项目调查了珠峰自然保护区高寒湿地植被类型及湿地环境，研究了湿地植被群落演替过程。发现湖泊湿地群落演替序列为：细叶西伯利亚蓼群落（A）→青藏苔草+细叶西伯利亚蓼群落（B）→青藏苔草群落（C）→藏北嵩草+青藏苔草群落（D）→藏北嵩草群落（E），湿地水分、土壤含盐量和土壤养分的变化是驱动该区域湖泊湿地群落发生演替主要因素。河流湿地群落演替序列为：杉叶藻群落（A）→青藏苔草群落（B）→藏北嵩草群落（C）。演替过程中，湿地植物由水生逐步向湿生植物转变。沼泽湿地群落演替序列为：睡莲群落（A）→浮叶眼子菜群落（B）→杉叶藻群落（C）→青藏苔草群落（D）→藏北嵩草群落（E）。水位变化是河流和沼泽湿地植物群落演替的主要驱动因子。利用景观结构变化转移矩阵判断1990-2005年研究区湿地景观结构变化特点，结果表明：1990-2005年间，非湿地、河流湿地与中覆盖度草甸的面积留存比例在81%以上，比较稳定，而低覆盖度草甸与高覆盖度草甸不稳定，其中以低覆盖度草甸最不稳定。河流湿地主要向非湿地和中覆盖度草甸转化，高覆盖度草甸和中覆盖度草甸成为河流湿地的主要转入来源；湖泊湿地主要转化为非湿地及低覆盖度草甸，其转入来源主要是低覆盖度草甸和中覆盖度草甸。通过模型及相关性分析方法，发现温度、降水及蒸发量是影响高寒湿地景观格局的主要因子。湿地结构变化的像元数量与温度、降水在大部分地区均呈显著相关，各湿地类型的景观格局变化与气候变化的灰色关联度是温度>温雨系数>降水量。景观指数分析表明，斑块数量对气候变化最敏感的是河流湿地与湖泊湿地，而沼泽化草甸的聚集度指数敏感度最强。保护区中部人类活动对湿地景观格局影响度增加最大，加剧区域沿保护区中部横向贯穿且呈条带状分布；在条带的南北两侧，人类活动影响度的变化多呈减小趋势，在保护区的西部人类活动影响度减小的范围更多，程度更大。项目研究结果、基础数据和专题数据，以及过程模拟纳入地理信息系统统一管理，建立了可视化呈现和动态演示的软件，最后从人为活动、盐渍化、沙化三个方面分析了湿地环境的影响因素，并提出了湿地植物资源保护对策。