过去300年青藏地区土地覆被变化重建

Historical land use and land cover change (LUCC) reconstruction is one important component of global environmental change study. The historical LUCC datasets can reveal the cover of past earth surface and also be used to guide the land use activities in future. Compared with the study achievements for the mid-eastern regions of China in this field, the studies related to western China, especially to the Tibetan Plateau are rare because of the lack of data. As the third pole of the earth, the Tibetan Plateau is very important for ecological safety of Asia, even of the world. In this study, on the basis of previous method and data achievements of our team, we will collect historical documents, statistics data, and proxy data as much as possible and reconstruct grassland, forestland, and cropland area for Qinghai province and Tibet Autonomous Region over the past 300 years at provincial level. Then, on the basis of satellite-based land cover patterns and land suitability assessment, we will devise the spatially explicit reconstruction models of historical LUCC. Using these models, we will reconstruct and obtain the historical datasets of grassland, forestland, and cropland with a resolution of 1 × 1 km for the two provinces over the past 300 years. Based on these datasets, we will analyze the characteristics of LUCC for Qinghai province and Tibet Autonomous Region over the past 300 years. The reconstruction results can be used to simulate the climatic and ecological effects of LUCC and the reconstruction method can be seen as reference for reconstruction in other regions, especially for data-deprived remote areas.

历史土地利用/覆被重建是全球变化研究的重要组分，它不仅能揭示过去的地表覆被状况，更可指导当前/未来的土地利用。与我国中东部相比，西部地区，特别是青藏地区，由于历史资料的匮乏，其长时段土地覆被重建研究还十分薄弱。作为地球第三极，青藏高原对亚洲、乃至世界的生态安全都具有重要意义，其长时段土地覆被重建有助于人类适应未来环境变化。基于团队在历史重建方法和青藏数据方面的积累，本项目拟收集近现代调查统计资料，历史文献资料和代用资料，重建青海省和西藏自治区过去300年草地、林地和耕地面积序列；基于遥感土地覆被格局和土地适宜性等，构建历史草地、林地和耕地空间重建模型；重建过去300年青藏地区1 × 1 km的草地、林地和耕地数据集；揭示青藏地区过去300年土地覆被变化的时空特征和规律。重建的数据集可为长时段土地覆被变化的生态效应模拟研究提供基础，构建的模型可为数据匮乏区历史土地覆被的重建提供方法参考。

青藏地区历史时期土地利用/覆被变化（LUCC）重建可以为LUCC的气候/生态效应模拟研究提供基础数据。本项目1）评估了HYDE等全球历史土地利用数据集在青藏地区、其牧草地数据在中国的可靠性，对比分析了全球数据集南亚地区以及代表性的区域尺度南亚历史土地利用重建的异同，并提出了全球数据集完善的方向；2）构建了青藏地区历史土地利用重建模型，进而研制了青藏地区过去100年1 km牲畜数量和牧草地数据集，过去300年10 km耕地/林地数据集；3）还开展了青藏地区人类足迹数据集的研制与应用等工作。.结果显示：1）HYDE等数据集在青藏地区、中国、南亚均存在较大不确定性；其借助人口数量进行土地利用面积估算和基于遥感数据进行空间分配得到的结果只能大致反映大陆/全球尺度历史LUCC的宏观趋势，用于区域尺度下游研究需审慎。2）过去300年青藏地区耕地和林地时空变化特征。青藏地区的少量耕地主要分布在“河湟谷地”和“一江两河”地区。1724-1980年，青藏地区耕地面积和分布范围呈增加和扩张趋势，土地垦殖强度在“河湟谷地”、西藏东南部、“一江两河”地区都呈增强趋势。林地主要分布在西藏东部、东南部，以及青海省东部。过去300年来林地呈面积减少、空间收缩的趋势。18世纪青海省林地面积较大，到19世纪后半叶森林覆盖率显著下降。西藏300年来林地面积和空间分布整体稳定。3）过去100年青藏地区牧草地时空变化特征。1910-1930年呈增加趋势，1950年下降至36.08万km2；1950-1980年快速增加，之后基本稳定，最大值2010年约为81.33万km2。空间分布来看，1910年青藏地区牧草地主要分布在青海湖四周、玉树、拉萨、山南等地区，1910-1950年没有明显变化，1950-1980年分布范围在玉树、果洛、那曲、山南等地区扩张，牧草地利用强度也明显增加，之后基本稳定。4）青藏地区人类活动强度时空特征。西藏人类活动强度总体较小，1990-2010年增加了32.35%，远大于全球同期（1993-2009）的9%。西藏的自然保护区有效减少了人类活动。生物多样性和生态系统服务的保护优先区主要分布在青海省东部、西藏东部/东南部。