藏北地区平均海拔4500 m以上,被称为“世界屋脊上的屋脊”,同时也是青藏高原生态安全屏障的主体,但在全球气候变化和人类活动的双重影响下,藏北高寒草地生态系统变化明显,部分区域出现退化趋势。2009年我国开始实施了《西藏生态安全屏障保护与建设工程》(以下简称工程),旨在恢复和保育高原的生态系统及其服务功能。而水源涵养是藏北高寒草地生态系统最为重要的服务功能之一,工程实施以来,藏北草地的水源涵养功能如何变化、生态工程的效益如何?本文基于InVEST模型评估了2000–2020年生态工程前后藏北草地水源涵养功能的变化,量化了气候变化和人类活动在其中的贡献率。结果表明:(1)藏北各类型草地的水源涵养能力虽然差异较大,但工程实施后水源涵养的功能均出现了明显的变化,产水量比工程实施前增加10.07%,水源涵养服务上升8.86%。其中高寒草甸区的水源涵养变化速率增长最大,由工程前的–1.84 mm yr^(–1)转变为工程后的2.24 mm yr^(–1);其次是高寒荒漠草原和高寒草原,在工程的影响下水源涵养功能下降的速率明显减缓。(2)气候变化仍是藏北草地水源涵养功能的主要影响因素,但生态工程对藏北各类高寒草地水源涵养功能变化的作用明显,在高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠草原区分别达到了13.99%、8.75%、3.71%,有效地促进了藏北草地的水源涵养功能的改善。
水分利用效率(WUE)是衡量地表生态系统碳水耦合的重要指标。青藏高原是我国重要的生态屏障,其生态系统对全球变化响应敏感,开展青藏高原WUE研究有利于深入理解高寒生态系统碳水循环的过程和机制,对指导植被生态建设具有重要意义。该研究基于GLASS遥感数据、气象数据和植被类型数据,对1982-2018年期间青藏高原WUE的时空变化格局及其对温度、降水量、太阳辐射、饱和水汽压差、CO_(2)浓度以及叶面积指数的响应进行了分析,并进一步揭示了植被类型间的差异。结果表明:(1)青藏高原WUE总体呈现由东南向西北递减的空间分布格局,多年平均值约为1.64 g C·kg^(-1)。WUE在不同植被类型间差异明显,森林最高,高寒荒漠最低,高寒草甸高于高寒草原。(2)青藏高原WUE主要呈现增加趋势,除森林和栽培植被外,其他植被类型WUE均显著增加,总初级生产力主导了研究区77.84%面积的WUE变化。(3)叶面积指数和CO_(2)浓度主导了青藏高原WUE的变化,且均为正向效应。而饱和水汽压差的升高对高寒草原、高山植被、栽培植被以及高寒荒漠的WUE有抑制作用。
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