气候变化与人类活动对若尔盖湿地景观格局影响的时空定量辨识

It is one of the difficulties and hotspots in quantitative identification about the effects of climate changes and human activities on wetland landscape pattern in the research of global change. The techniques and methods have not been established universally about quantitative identification at home and abroad. In the current study, experts generally analyze the factors with the same period of wetlands, which ignores the delayed response of wetland landscape pattern to impact factors and the spatiotemporal heterogeneity of effect results. Taking interannual and interdecadal variations of climate changes and the human activities as the main lines, through the analysis of the interannual and interdecadal landscape patterns of Zoige wetland in the near 40a, this project tends to establish the impact factor index system of climate changes and human activities which affect the Zoige wetland, to research the delayed response characteristics of Zoige wetland system to climate changes and human activities, and to achieve the spatiotemporal quantitative identification of the effects of climate changes and human activities on Zoige wetland landscape pattern considering the delayed response. Finally, from qualitative to quantitative, time to space and appearance to mechanism, this project aims to evaluate the temporal and spatial response characteristics of Zoige wetland landscape pattern to impact factors, reveal the scientific connotation and mechanism of different driving factors, and develop the techniques and methods of monitoring and evaluation of wetlands.

气候变化耦合人类活动对湿地系统影响的定量研究是目前全球变化研究的难点与热点之一，国内外尚未建立广泛应用的定量辨别气候变化和人类活动对湿地景观影响的技术方法。当前相关研究中，一般采用与湿地同时段的影响因子开展分析，忽视了湿地景观对影响因子的时滞效应和影响结果的时空异质性。本项目拟气候因子年际、年代际变化特征和主要人类活动为主线，通过对近40a若尔盖湿地景观年际、年代际景观格局分析研究，建立影响若尔盖湿地变化的主要气候因子和人类活动因子指标体系，探讨若尔盖湿地主要景观变化对各气候因子、各人类活动因子响应的时滞效应特征，实现考虑时滞效应的气候变化与人类活动对若尔盖湿地景观影响的时间尺度和空间尺度定量分离。从定性与定量，时间与空间、表象与机理，多思维、多角度评价湿地景观对各影响因子的时空响应特征，揭示不同驱动因子所蕴含的科学内涵，丰富湿地监测与评价的技术方法。

位于青藏高原东麓的若尔盖湿地是我国三大湿地之一，既是世界上面积最大的高原泥炭沼泽湿地，更是具有国家和全球意义的重要湿地类型。同时，若尔盖湿地是黄河上游重要的水源涵养地，也是我国最大的碳库。自20世纪60年代开始，受气候变化和人类活动等因素的影响，若尔盖沼泽和草原开始出现明显的退化现象，作为我国西部重要的生态屏障，若尔盖湿地生态环境退化将直接影响国家生态安全。项目研究基于卫星遥感解译和信息提取结合野外实地考察，以若尔盖湿地景观为主要研究内容，建立了若尔盖地区中分辨率、多光谱遥感湿地分类体系和提取方法；以各年代主要人类活动为主线，探讨了若尔盖湿地年际和年代际景观格局变化特征与趋势；定量化探讨了气候变化与人类活动对若尔盖湿地景观的影响。近40年来，若尔盖湿地退化明显，西北部湿地退化以沙化为主，东南部以草甸化为主；湿地水体退缩以小斑块水体消失和较大斑块水体的破碎化为主要特征，小斑块湿地水体对环境变化响应敏感。遥感监测表明，上个世纪90年代以来，若尔盖地区荒漠化面积亦呈增加趋势。近40年来，若尔盖地区气候呈暖干化趋势，玛曲水文站记录的径流量整体呈减少趋势，水量减少是该区湿地退化的直接驱动力。20世纪50年代开始一直到90年代，挖沟排水使得若尔盖大面积斑块和空间连续的湿地趋于破碎化，这一高强度的人类活动是造成此后湿地变化趋势无法逆转的根本原因。21世纪以来，人口增加、超载放牧、旅游业兴起和城镇化建设引发主要涵养水源土地利用类型减少，导致湿地水源涵养能力进一步降低。2000年以来，气候变化对湿地退化的影响约为32%，而人类活动对湿地退化的影响超过气候变化对湿地退化影响的2倍。南水北调西线工程若将黑河上游区域设为受水区，配合若尔盖湿地退牧还湿、填沟保湿等生态修复与工程治理措施，或能从根本上解决若尔盖湿地退化问题，实现经济效益、社会效益和生态效应的统一。