黄河源区植被覆盖变化对水源涵养能力的影响研究

在气候变化和人类活动的共同作用下，黄河源区高寒生态系统退化严重，生态系统服务功能受到了一定的影响。关注黄河源区气候变化、人为因素造成的植被覆盖变化如何影响水源涵养功能及其相互作用关系的研究相对较少。本项目拟以黄河源区为例，以NDVI来表征植被覆盖状况，研究近30年来在气候变化和人为因素的影响下，NDVI和水源涵养能力之间的耦合关系。首先，在前人研究基础上，通过分析黄河源区气候、NDVI、水源涵养能力的变化趋势，总结提出其动态演化特征；然后探讨水源涵养能力的内涵，定量化表征水源涵养能力；分析气候变化、人类活动、NDVI和水源涵养能力相互之间的动态变化过程，提出各个指标之间的相互关系，从而探讨气候变化、人类活动、植被覆盖和水源涵养功能之间的作用机制，建立相应的耦合模型。最后，对黄河源区植被覆盖动态、水源涵养能力的变化成因进行分析，提出具有针对性的对策

系统研究了黄河源区气候、植被、蒸散发的时空变化，分析其对水文过程的影响，建立了定量化的水源涵养功能评估方法，探讨了水源涵养功能的变化及其成因，完成了项目申请所列工作和考核指标。.1）深入分析了气候要素的变化趋势、过程，建立了干湿气候分区。.近50年来气温显著增加；降水量呈不显著的减少趋势，但主要产流区降水量显著减少。气温在90年代中后期发生突变，变暖趋势更加显著，降水量变化较为平稳。以泽库-玛沁一线为界，南部为半湿润地区，北部为半干旱地区，干湿分界线与450mm降水等值线基本一致。.2）系统研究了植被覆盖、生产力对气候变化的响应。.半湿润地区植被生长呈显著增加趋势，其他地区以减少为主。气温升高促进了半湿润地区植被生长的提高。植被对气温和降水变化的响应具有东南-西北空间分异特征，西北部对降水量敏感性更强，东南部对气温敏感性更强。降水利用效率与NDVI的集成应用可以作为判定植被退化的有效方法。.3）评估了潜在蒸散量变化趋势及其对气候因子的敏感性。.通过14种模型的适用性评估优选得到区域最为适用的潜在蒸散发计算方法。潜在蒸散量具有显著海拔依赖性，随海拔升高而减小，且高海拔地区与低海拔地区的变化趋势、过程也不相同。潜在蒸散量受日照时数、相对湿度和气温变化影响；潜在蒸散发对气温变化的敏感性显著增强，低海拔地区对相对湿度的敏感性有所减弱。.4）建立了区域尺度水源涵养功能的定量化表征方法，分析其时空变化特征。.以水量平衡方法计算水源涵养功能的“量”，以水源涵养能力来表征水源涵养功能的“质”。水源涵养量和水源涵养能力的空间分布呈从东南向西部递减的趋势；东南部的水源涵养量呈减少趋势，其他地区则以增加趋势为主；东南部呈先增加后减少的趋势，而玛多等地则呈先减少后增加趋势。区域东南部是黄河最重要的产流区，水源涵养量和水源涵养能力的显著降低，是近年来黄河源区出水量减少的主要原因。.5）实验发现，植被退化对土壤水源涵养功能具有显著影响。.在不同退化程度的高寒草甸内布设32个样地，采集植被和土壤样品，测定相关指标。结果表明，随着退化程度加剧，土壤蓄水能力明显下降。中度退化草甸土壤蓄水能力比未退化草甸降低9%-10%，而严重退化草甸则下降18%-28%。土壤水源涵养量与地上生物量显著相关。该结论为探索利用遥感技术定量化评价不同退化程度草地的水源涵养提供了新的思路和参考依据。.