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覆盖增加对土壤侵蚀的控制也有助于降低生态系统碳流失,增强碳固定服务。
植被覆盖与碳固定服务的相关性在草地区和林地草地区表现较为明显。
等通过样地调查证实草地生态系统的固碳作用,并强调质量。
黄土高原是退耕还林工程的重点区和示范区。
多项研究显示,黄土高原的植被覆盖已得到明显改善,多项生态系统服务相应提升,。
然而也有学者持不同意见,质疑造林活动对生态系统的长期影响。
另方面,黄土高原的造林活动需要以大量人力物力投入为前提,需要对恢复目标和进程进行科学规划。
因此,有必要评估黄土高原植被变化对生态系统服务的影响,定量分析植被变化影响的阈值,为区域生态管理提供支撑。
讨论本文通过模型模拟计算黄土高原土壤保持产水和碳固定类生态系统服务,并将其整合得到综合指数。
基于此,分析植被覆盖对生态系统服务的影响,并对影响阈值进行定量识别。
研究方法的局限性主要有两点仅选择种服务类型可能难以效利用,降低水资源过度消耗等潜在风险。
阈值效应是生态系统服务非线性变化的重要特征。
阈值状态下,影响因素的小幅变化可能引发生态系统服务出现明显改变。
明确阈值存在与否并进步进行识别是科学研究和管理实践的共同需求。
目前,学术界已围绕该问题进行探索。
等以马德里为研究区,分析绿色屋顶覆盖度对城市生态系统服务的影响,并强调该影响的非线性特征和阈值效应。
等整合土壤保持等类生态系统服务获取总体生态系统服务,分析城市化因素对生态系统服务的影响,定量识别人口城市化和经济城市化的影响阈值。
此外,等提出应当统筹考虑生态阈值和经济阈值等所构建的压力脉冲动力学框架等探讨黄土高原植被覆盖变化阈值分析及其对生态系统服务的作用自然地理学论文外,植被还在降低坡面流输沙能力改善土壤结构等方面促进土壤保持服务,。
就产水服务而言,在区域尺度,其与植被覆盖的关系并不显著。
但是有研究认为植被增加会导致黄土高原产水降低。
考虑到水资源对于黄土高原的重要影响以及区域气候暖干化趋势,有必要对产水服务继续予以关注。
碳固定服务呈增长趋势且与植被覆盖高度相关。
等在研究中也发现了碳固定服务的显著提升,指出黄土高原生态系统已由碳源转变为碳汇,并明确植被恢复因素的主导作用。
此外,植被覆盖增加对土壤侵蚀的控制也有助于降低生态系统碳流失,增强碳固定服务。
植被覆盖与碳固定服务的相关性在草地区和林地草地区表现较为明显。
等通过样地调查证实草地生但促进作用存在阈值。
阈值出现的条件在不同生物气候区存在差异,在林地区林地草地区草地区和草地沙漠区分别为植被覆盖度和。
植被覆盖超过阈值后,其对生态系统服务的促进作用趋于弱化。
张琨,吕河,傅伯杰,尹礼唱,于丹丹黄土高原植被覆盖变化对生态系统服务影响及其阈值地理学报,基金国家重点研发计划中国科学院战略性先导科技专项。
探讨黄土高原植被覆盖变化阈值分析及其对生态系统服务的作用自然地理学论文。
讨论本文通过模型模拟计算黄土高原土壤保持产水和碳固定类生态系统服务,并将其整合得到综合指数。
基于此,分析植被覆盖对生态系统服务的影响,并对影响阈值进行定量识别。
研究方法的局限性主要有两点析综合指数与植被覆盖度的弹性系数对植被覆盖影响的阈值进行识别。
弹性系数指植被覆盖度每增加单位带来的综合指数变化,表征植被覆盖影响的强度和效率。
弹性系数通过对植被覆盖度与综合指数的拟合函数进行求导获取。
设为综合指数和植被覆盖度之间的表达函数,弹性系数为结果分析植被覆盖与生态系统服务时空变化年黄土高原植被覆盖显著恢复图。
结果显示,黄土高原植被未发生显著变化的区域比例为,主要位于沙漠区和草地沙漠区的中部及西部植被显著退化区域约占的区域植被呈现显著恢复态势,草地区和林地草地区是植被覆盖度增加最明显的区域。
总体来看,黄土高原植被表现为明显的净增加态势。
结论本文分析了年由于产水服务的分析在年尺度上开展,所以将蒸散定义为各月份实际蒸散量之和。
各月份蒸散的计算是通过等提出的经验模型来实现,如下所示式中因子为植物水利用系数,无量纲,该因子取值在林地为,在灌木为,在草地为,在耕地为,在建设用地和未利用地均为因子为潜在蒸散,基于等设计的模型来计算获取,。
碳固定服务选取植被净初级生产力为表征碳固定服务指标。
计算基于模型实现,该模型可以表示为式中为像元于时刻的净初级生产力,单位为为光合有效辐射,单位为,通过太阳总辐射量光合有效辐射吸收比例估算获取ε为光合有效主要的植被指标。
该指标能够有效降低无植被区域光谱特征带来的不确定性,提升分析精度,并得到广泛应用,。
是采用像元分法对数据进行处理所得,方法如下式中为数据产品经滤波处理后结果和分别为纯裸土和纯植被对应的值,由土地利用数据结合野外实测数据确定。
变化趋势分析线性回归是广为认可的趋势变化分析方法,。
本文采用线性回归方法对变化情况进行逐像元定量分析,具体方法如下式中为像元对应为线性趋势系数为时间序列为截距ε为随机误差。
当时,表明植被覆盖度呈恢复趋势反之,则表土壤保持服务土壤保持服务用土壤保持量作为指标。
土壤保持量为土地在没有植被覆盖和人类管理条件下的潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量之差。
土壤保持量基于模型计算式中和分别表示土壤保持量潜在土壤侵蚀和实际土壤侵蚀表示降水侵蚀因子表示土壤侵蚀因子表示坡长因子表示坡度因子表示植被覆盖因子表示管理因子。
涉及土地利用数据时,年采用年数据,年采用年数据,以此类推。
各因子的计算方法详见参考文献。
产水服务产水服务采用以下模型计算式中为产水为降水为蒸散。
结果显示,与呈显著正相关的区域占黄土高原总面积的。
者显著相关区域总体沿东北覆盖度与综合指数的拟合函数进行求导获取。
设为综合指数和植被覆盖度之间的表达函数,弹性系数为结果分析植被覆盖与生态系统服务时空变化年黄土高原植被覆盖显著恢复图。
结果显示,黄土高原植被未发生显著变化的区域比例为,主要位于沙漠区和草地沙漠区的中部及西部植被显著退化区域约占的区域植被呈现显著恢复态势,草地区和林地草地区是植被覆盖度增加最明显的区域。
总体来看,黄土高原植被表现为明显的净增加态势。
图黄土高原区域概况及生物气候区分区分析方法植被覆盖变化分析评价指标采用植被覆盖度作为主要的植被指标。
该指标能够有效降低无植被区域光谱特征带来的不确定性,提升分析精度,并得到广泛用系数,无量纲,该因子取值在林地为,在灌木为,在草地为,在耕地为,在建设用地和未利用地均为因子为潜在蒸散,基于等设计的模型来计算获取,。
碳固定服务选取植被净初级生产力为表征碳固定服务指标。
计算基于模型实现,该模型可以表示为式中为像元于时刻的净初级生产力,单位为为光合有效辐射,单位为,通过太阳总辐射量光合有效辐射吸收比例估算获取ε为光合有效辐射转化为有机碳的效率,单位为,通过最大光能利用率ε,本文取温度胁迫ε以及水分胁迫ε估算获取。
生态系统服务综合指数对土壤保持服务产水服务和探讨黄土高原植被覆盖变化阈值分析及其对生态系统服务的作用自然地理学论文其呈退化趋势。
显著性检验置信度为。
该方法亦用于生态系统服务变化趋势分析。
生态系统服务变化分析土壤保持服务土壤保持服务用土壤保持量作为指标。
土壤保持量为土地在没有植被覆盖和人类管理条件下的潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量之差。
土壤保持量基于模型计算式中和分别表示土壤保持量潜在土壤侵蚀和实际土壤侵蚀表示降水侵蚀因子表示土壤侵蚀因子表示坡长因子表示坡度因子表示植被覆盖因子表示管理因子。
涉及土地利用数据时,年采用年数据,年采用年数据,以此类推。
各因子的计算方法详见参考文献。
产水服务产水服务采用以下模型计算式中为产水为降水为蒸散是黄土高原植被覆盖水平最高的区域,与综合指数的关系如图所示。
随着的升高,综合指数相应增加,最大值为为,但增速趋于减缓。
分析弹性系数可以发现,此过程中弹性系数表现为条为先升高后降低的曲线。
在条件下,弹性系数呈增长态势,升高带动综合指数的持续加速提升在达到的阈值时,弹性系数达到最大值,对生态系统服务的影响达到最大强度超过阈值,的影响强度降低,植被改善对生态系统服务的提升趋于减弱。
探讨黄土高原植被覆盖变化阈值分析及其对生态系统服务的作用自然地理学论文。
图黄土高原区域概况及生物气候区分区分析方法植被覆盖变化分析评价指标采用植被覆盖度作耗等潜在风险。
结论本文分析了年黄土高原植被覆盖以及主要生态系统服务的时空变化,分析植被覆盖变化对生态系统服务的影响,并对植被覆盖影响阈值进行定量识别。
研究的主要结论包括年黄土高原植被净增加。
生态系统服务变化差异明显,土壤保持服务总体提升,的区域出现土壤保持量显著增加产水服务总体较为稳定碳固定服务明显增强,显著增加区域比例达到。
植被覆盖恢复与生态系统服务变化密切相关,但是与不同生态系统服务的关联程度存在差异。
在变化过程中,植被覆盖与土壤保持服务显著相关的比例为,与产水服务显著相关的比例为,与碳固定服务显著相关的比例达到。
草地区是植被覆盖变化对生态系统服务影响最明显的区域。
植被南方向分布,主要位于黄土高原西南部中部北部以及东北部,其范围内植被变化趋势以显著恢复为主。
分析结果表明,植被覆盖与碳固定服务存在广泛且紧密的联系,植被覆盖度的增加能够明显促进碳固定服务的提升。
结合前两组分析结果发现,植被与碳固定服务的关联强度远超出与其他服务类型的关系。
在各生物气候区中,植被覆盖度与碳固定服务关系在草地区最为显著,同时在林地草地区以及林地区表现得也较为明显。
图黄土高原植被覆盖与生态系统服务关系植被覆盖对生态系统服务的影响整合土壤保持产
