珠穆朗玛峰北坡高寒半干旱灌丛及其生境变化研究

作为珠峰保护区重要生态系统类型之一的灌丛，在局部地区不断被砍伐，加剧了土地沙化。为维护珠峰保护区独一无二的高山生态系统和高原自然景观，迫切需要查清灌丛及其生境特征与变化、人为因素扰动的强度和范围。同时，遥感方法自动高效提取灌丛及其生境属性一直是期待解决的难题。因此，本研究拟采用野外综合调查和高光谱遥感方法，利用同步获取的野外实测数据和卫星高光谱数据，建立珠峰地区典型灌丛光谱库，定量的提取典型区灌丛及其生境特征，实现对典型区灌丛变化过程的监测，辨析人为因素对灌丛及其生境的扰动，揭示高寒灌丛叶片、冠层和遥感像元尺度耦合的关系。本研究可为高海拔山地灌丛参数的遥感定量提取奠定基础，并为珠峰保护区生态恢复、可持续发展及青藏高原生态安全屏障建设提供参考。

灌丛是青藏高原重要生态系统类型之一，灌丛在局部地区不断退化，丧失了其固有的生态服务功能，甚至加剧了土地退化，如沙化。为维护青藏高原及珠峰保护区独一无二的高山生态系统和高原自然景观，迫切需要系统的查清灌丛及其生境特征与变化、人为因素扰动的程度和范围。本项目利用野外调查数据、高光谱实测数据、无人机高分影像、气候观测资料等数据，系统的分析了研究区灌丛及其生境特征，辨析了人为因素对灌丛的扰动强度。主要研究成果包括：（1）设计并完善了高光谱野外测量方法，获取了60个典型样地的光谱测量和样方调查，总共获得了710组，共计2000多次光谱测量数据，建立了高海拔山地灌丛光谱数据库，揭示了不同类型灌丛及其生境的光谱特性。（2）首次获取了高海拔典型灌丛区无人机影像，构建了无人机影像处理方法，获得了高精度的0.2m的正射影像和DSM，完成了精细尺度灌丛信息的提取。（3）在区域尺度，利用时序NDVI数据分析了过去27年植被变化，明确了珠峰地区植被变化的总体趋势和特征及灌丛NDVI变化的幅度和空间分布特征，明确了退化灌丛的分布区，建议采取有效的措施，保护灌丛并解决当地薪材需求和放牧压力。（4）野外调查和高分影像实证局部地区存在严重的灌丛砍伐现象，甚至灌丛迹地被开垦为耕地，砍伐和高强度放牧活动致使部分灌丛群落消失或变稀疏，灌丛的生态服务功能在下降或丧失；研究区气候变化和土壤侵蚀等自然因素对灌丛生长发展起着显著的负面影响，建议对关键灌丛区提供有效的保护措施。高分无人机技术可以为青藏高原生态环境监测提供了一种新的有效手段。（5）提出了长时序遥感监测珠峰地区湖泊变化的方法，揭示了过去40年湖泊时空变化过程，流域尺度分析湖泊-冰川-气候变化的响应关系，发现退缩湖泊的湖滨灌丛出现了不同程度的退化。（6）冰湖溃决洪水是珠峰地区严重的山地灾害之一，冰川退缩导致冰湖溃决洪水爆发的风险增加。空间分辨率一致的遥感数据揭示了过去20年（4期）冰湖快速扩张，现有的大冰湖是扩张的主要贡献者，筛选出高危冰湖作为今后重点监测冰湖，研究提升了对中喜马拉雅山冰湖分布和变化的认识，成果可以为当地的防灾减灾工作提供科学依据