气候变化对三江平原沼泽湿地分布的影响及其风险评估研究

发布时间：2019-10-07 21:04

【摘要】：气候变化已对我国水安全、生态安全等构成严重威胁,也导致沼泽湿地面临水资源短缺、面积萎缩、功能退化等一系列风险,而表征气候变化对湿地影响最明显直接的指标就是湿地分布及面积的变化。论文以我国淡水沼泽湿地分布集中区域——三江平原为研究对象,对其近60年来气候变化特征与沼泽湿地分布的时空变化特征进行研究,利用最大熵模型、结合湿地分布数据及环境变量模拟不同时段的沼泽湿地潜在分布区,定量分析影响湿地潜在分布的气候因素,预测未来气候情景下湿地分布及面积情况,并建立气候变化背景下湿地风险评估的方法,探讨未来湿地面临的风险、划分湿地风险等级,旨在为针对未来湿地可能面临的风险及其相应的适应性管理对策的提出提供理论依据。取得主要成果如下:(1)三江平原气候特征变化及其未来变化趋势全球变暖的气候变化背景下,近60年来三江平原年平均气温与生长季平均气温呈升温趋势,速率分别为0.30℃/10a和0.20℃/10a,明显高于全国的升温趋势;年降水量与生长季降水量均呈现微弱的下降趋势,减少速率分别为10.22mm/10a和11.41 mm/10a;WI与CI均呈线性增加趋势,增加速率分别为1.29℃/10a和2.34℃/10a;HI呈现极其微弱的下降趋势,下降速率为0.35 mm/℃10a,DI呈现微弱的上升趋势,上升速率为0.02 mm/℃10a。RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5四种情景下,三江平原地区年平均气温与生长季平均气温仍呈现线性上升的趋势且高于过去的增温速率,升温幅度较大;年降水量与生长季降水量有微弱的上升趋势,但趋势不明显,降水集中程度有所下降;WI与CI均呈线性增加趋势且高于过去的增加速率;HI呈微弱下降趋势,整体平均值与过去差异不明显,DI变化趋势不明显,平均值低于过去。(2)近60年来三江平原沼泽湿地空间变化近60年(1954-2010年)来,三江平原各土地利用方式的面积比例发生了变化,三江平原沼泽湿地面积下降剧烈,分布趋于破碎化,沼泽湿地丧失率累计达80.35%,所占土地利用类型比例下降25.85%。1954-1986年和1986-2010年间沼泽湿地向其他土地利用类型转变的比例分别为74.82%和18.55%。(3)气候变化对三江平原沼泽湿地分布变化的影响1954-2010年间,三江平原沼泽湿地分布的不适宜区、低适宜区、中适宜区和高适宜区的面积比例分别增长了2.67%、2.53%、-3.80%和-1.42%。气候变化导致沼泽湿地分布的不适宜区和低适宜区面积扩大、中适宜区和高适宜区面积缩小,抑制了沼泽湿地的分布,整体呈负增益,但气候变化对沼泽湿地的影响逐步呈现促进作用。近60年来,影响三江平原沼泽湿地分布的主要气象因子与其贡献排序为:寒冷指数(ci)生长季平均气温(gsat)温暖指数(wi)湿度指数(hi)年平均气温(aat)干旱指数(di)年降水量(ap)生长季降水量(gsp)。三江平原沼泽湿地适宜生境的环境条件为30~350m的海拔,坡度在0~0.3°之间,年平均温度和生长季平均气温在0.5~4.0℃和16.0~18.2℃范围内为宜,年降水量和生长季降水量在525~780mm和425~575mm范围内最佳,温暖指数大于52℃、寒冷指数在-112~-80℃范围内、干旱指数和湿度指数在0.85~1.16mm/℃和4.8~6.9mm/℃范围内为宜。(4)未来气候变化情景下沼泽湿地分布预测及风险评估与2010年相比,2050年rcp2.6和rcp8.5两种情景模式下,三江平原沼泽湿地潜在分布均呈现不适宜区、低适宜区和高适宜面积减少、中适宜区面积增大的现象。rcp4.5和rcp6.0两种情景模式下三江平原沼泽湿地潜在分布则呈现不适宜区减少,低适宜区、中适宜区和高适宜区面积均增大的现象,气候变化促进了沼泽湿地的分布,起正增益作用。rcp2.6、rcp4.5、rcp6.0和rcp8.5情景模式下,2050年三江平原沼泽湿地气候拓展区面积均大于遭受气候变化不利影响的减少区面积,且相对于基准期而言遭受气候变化不利影响的面积低于原地理分布的50%,处于零风险等级,对气候变化表现出中度适应的自适应性特征,表明气候变化影响下湿地分布范围基本没有发生变化,但其存在的概率减小、且大于适宜存在概率的临界值,并不是非常适于气候变化。(5)气候变化背景下湿地适应性管理对策气候变化背景下我国应采取加强湿地保护、降低干扰和加强湿地恢复与优先适应的湿地适应性管理对策。
【图文】：

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式中：ICli为气候变化对湿地生态系统分布的影响，PAb、PAc分别为不同时期湿地生态系统潜在分布区面积，当 PAc大于 PAb时，ICli为正值，即正增益，反之为负值，即负增益。5.气候变化对湿地分布影响的风险评估基于“全球变化研究国家重大科学研究计划”——《全球变化影响下我国主要陆地生态系统的脆弱性与适应性研究》的项目进展总结报告中提出的“植被对气候变化的适应性与脆弱性评估方法”并对其改进，通过选取对气候变化具有较高敏感性的湿地面积作为表征气候变化对湿地生态系统影响的合适指标，，采用最大熵模型研究气候变化对湿地潜在分布的影响，依据湿地分布对气候变化的适应性与脆弱性评估方法，根据不适宜区面积、存在区域的面积与拓展区域面积的关系情况建立湿地风险评估方法，评价流程如图 1-1。100%c bclibPA PAIPA = ×

示意图,三江平原,地理位置,示意图

第二章研究区概况第二章研究区概况第一节自然地理概况究区地理位置江平原位于中国的东北隅，黑龙江省东部，该区北起黑龙江，南抵兴安岭，东至乌苏里江（图 2-1）。地理位置为：43°49′55″～48°2′20″～135°05′10″E，全区总面积为 10.89×104km2，包括 23 个市、的 52 个国有农场和 8 个森林工业局。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P467;X826

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