青藏高原高寒草地生态承载力研究

发布时间：2020-11-15 06:03

　　 青藏高原是世界上最高的高原,平均海拔超过4000米,有“世界屋脊”、“亚洲水塔”之称,是地球上最独特的生态地理单元。由于独特的位置、较高的海拔,青藏高原对气候变化敏感,被称为气候变化的启动区、“全球变化指示器”。青藏高原气候类型复杂,孕育了多样生态系统类型,其中高寒草地分布最广,面积约占青藏高原总面积的60%,是我国最重要的天然牧场之一。青藏高原高寒草地生态系统脆弱、抗干扰能力差,气候变化以及人类的活动进一步加剧了其脆弱性,主要表现为:草地退化、沙化面积增加,水土流失强度加大等。合理利用草地,减少生态风险、避免环境问题,是青藏高原高寒牧区面临的紧迫问题,需要对高寒草地的生态承载力进行研究,为青藏高原生态保护提供科学指导。传统意义上的生态承载力是指某区域一定时期内资源和环境能够承载的人口数量及相应的经济活动总量的能力,它定量揭示了一个区域的可开发能力。它忽视了生态系统在区域环境维持方面的作用,考虑到生态脆弱区的特殊性,本研究提出了一种基于生态学原理的脆弱区生态承载力评估方法。基于生态学原理,把生态系统资源环境到承载力之间的“黑箱假设”转化为“生态系统机制假设”。根据生态脆弱区生态系统的主要功能,构建生态系统功能模块。青藏高原高寒草地生态系统主要考虑其环境维持功能和自然更新功能。其评估原理就是在生态系统在保障基本的环境维持功能和自然更新功能的基础上,所能承载人类活动的能力。环境维持功能模块包括水土保持功能和防风固沙功能模块,自然更新功能模块主要以草地主体的更新能力为主。利用修正的通用土壤侵蚀方程(Revised universal soil loss equation,RULSE)、修正土壤风蚀方程(Revised wind erosion equation,RWEQ),设定土壤流失和土壤风蚀阈值,得到青藏高原草地生态系统环境维持功能所需要的最小植被盖度,利用植被覆盖度与净初级生产力(net primary production,NPP)的关系,得到生态系统维持水土保持功所需最小植被盖度下的NPP(NPP_(SWC))和维持防风固沙功能所需最小植被盖度下的NPP(NPP_(SF))。生态系统自然更新模块,采用文献总结方法,通过总结经验理论、放牧实验结果、退化趋势得到生态系统自然更新所需的NPP(NPP_(NR)),利用BIOME4模型得到青藏高原潜在NPP(PNPP),减去生态系统用于环境维持和自我更新的NPP的最大值,即为可被人类利用的NPP(UNPP)。最后根据标准干草系数、羊单位日食量等指标,得到青藏高原高寒草地的载蓄量。研究表明:(1)主要考虑防止水土流失和风蚀两方面的环境维持功能,青藏高原生态系统保持水土的有效植被盖度由西北向东南递增,藏南及藏东南地区植被盖度需达到70%以上;从防止土壤风蚀角度出发,青藏高原的有效植被覆盖度应不小于30%,是控制土壤风蚀的重要“阈值”,当植被覆盖度平均值高于此值时,土壤风蚀速度将显著降低。(2)青藏高原高寒草地UNPP水平在50~400 g m~-22 yr~(-1)之间,区域平均值为167.49 g m~-22 yr~(-1)。青藏高原东部地区UNPP高于西部,天然草地本身不足以支持生态系统的环境维持和自然更新功能的区域主要分布于羌塘高原湖盆高寒草原区、藏南高山谷地灌丛草原区。(3)青藏高原高寒草地合理载畜量平均水平为0.5羊单位hm~(-2)yr~(-1),空间上分布差异较大,呈现由西北向东南逐渐增大的趋势,以果洛那曲高原山地高寒灌丛草原区为界,东部及南部载畜量大于平均水平,西部地区载畜量低于平均水平,且需要停止放牧的地区多分布于此。
【学位单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S812
【部分图文】：

图 1.1 HANPP 概念示意[45]）状态空间法空间法原本用于描述系统的状态，起源于欧氏几何空间，由三维状，这些轴由描述系统状态的因素组成[54]。毛汉英[55]运用状态空间法区承载力，将人类活动轴、资源轴和环境轴作为三维轴，这是状态的首次应用。刘海龙[56]将三维轴建立为生态弹性、资源承载力、资总之，状态空间法的三维轴大致为：承压类指标、压力类指标和区类[57]。状态空间法可以较好地描述不同情形下生态承载力之间的差要侧重于“力”的研究，对人类活动的影响关注度不够。）综合评价法评价法是通过构建从资源环境出发到社会经济的层级结构指标，并进行量化，根据指标间的重要程度，对指标参数逐层加权求和从而承载力的方法。权重的确定有德尔菲法、AHP 法、因子分析法和灰

73°19′E～104°47′E[60]，包括青海省和西藏自治区全部，四川省西北部，新疆、甘肃、云南的小部分。（图2.1）青藏高原由一系列大断裂带和山脉所包围，南起喜马拉雅山南翼，北至昆仑山和祁连山，西起帕米尔高原，东至横断山脉。青藏高原广阔的面积、高耸的海拔及中低纬度的位置，决定了其生态环境的独特性。青藏高原内部山脉众多，腹地与边缘环境差异较大，为了更方便的对青藏高原高寒草地生态承载力进行分析，本研究采用郑度的生态地理分区[61]，将青藏高原划分为以下 11 个分区（图 2.1）：果洛那曲高原山地高寒灌丛草甸区，青南高原宽谷高寒草甸草原区，羌塘高原湖盆高寒草原区、昆仑高山高原高寒荒漠区，川西藏东高山深谷针叶林区，祁连青东高山盆地针叶林、草原区，藏南高山谷地灌丛草原区，柴达木盆地荒漠区，昆仑北翼山地荒漠区，阿里山地荒漠区，东喜马拉雅南翼山地季雨林、常绿阔叶林区。该生态分区以温度、水分为基础结合区域植被，能更好的反映各区资源禀赋，从而更好地解释青藏高原高寒草地生态承载力的空间差异。图 2.1 青藏高原地理位置及生态分区

图 2.2 青藏高原海拔(a)及地形起伏度(b)2.3 气候气候是影响植被生长的重要因子[63]，气温，降水直接影响植被发育，从而影响草地生产力。高海拔导致青藏高原气温相对较低，与同纬度其他地区相比，青藏高原是最寒冷的地区，其年均温不超 11°C。整体来看，青藏高原气温呈西北到东南逐渐递增的趋势（图 2.3a）。青藏高原腹地三江源地区气温最低，年平均气
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本文编号：2884426