拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響

盧慧婷,黃瓊中,朱捷緣,,鄭天晨,嚴(yán) 巖,*,吳 鋼

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100049 3 西藏自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,拉薩 850000 4 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所,城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廈門(mén) 361021

土地覆蓋/利用變化是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的重要驅(qū)動(dòng)力,其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響受到越來(lái)越多的關(guān)注[1- 3]。然而在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)加劇的背景下,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響更應(yīng)該引起重視。相比生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化,生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的變化(或土地覆蓋/利用變化)是顯性的,容易引起察覺(jué)和重視；而生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的變化是隱性的、漸進(jìn)的,不易察覺(jué),并且涉及范圍更廣,從而可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生更大影響。此外,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的變化累積到一定程度也可能會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的變化,如科爾沁沙地就是由于幾十年來(lái)不當(dāng)?shù)娜藶榛顒?dòng)由草原生態(tài)系統(tǒng)退化而形成[4-5]。然而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評(píng)估大多是基于土地覆蓋/利用變化進(jìn)行的[6- 8],較少關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。歸一化植被指數(shù)(NDVI)可以有效反映植被生長(zhǎng)狀況,與植被群落的蓋度、生物量的富集程度、生產(chǎn)力等均有較好的相關(guān)性,已被廣泛應(yīng)用于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的評(píng)估中[9- 11]。目前已有研究嘗試將NDVI作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的修正因子來(lái)評(píng)估某些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化[12-13]。

青藏高原作為我國(guó)“兩屏三帶”生態(tài)安全格局中的重要生態(tài)安全屏障,其特有的氣候、地理?xiàng)l件決定了其生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性和敏感性[14]。研究表明,青藏高原是對(duì)氣候變化最為敏感的地區(qū)之一[15],其升溫速度幾乎是全球平均升溫速度的3倍[16- 18],且氣候變化已對(duì)青藏高原的草原生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響[19- 21]。拉薩河流域位于青藏高原東南部雅魯藏布江中游,人口、農(nóng)業(yè)分布較為集中,拉薩市就位于拉薩河流域的下游。1990—2014年拉薩河流域總?cè)丝趶?5.87萬(wàn)增加至109.37萬(wàn),而GDP增長(zhǎng)了近47倍。根據(jù)拉薩河流域及周邊氣象站點(diǎn)近60年的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),流域流域平均每年溫度增加0.047℃,遠(yuǎn)高于青藏高原的平均年升溫速度0.03℃[16- 18]；降雨量呈先增加后減少的趨勢(shì),且具有較大的空間差異性。拉薩河流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不僅與中下游居民的福祉和流域可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)[22],而且對(duì)維持流域及整個(gè)青藏高原的生態(tài)安全具有重要意義。本研究選擇NDVI作為生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化的指示因子,在分析拉薩河流域1990—2015年的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化的基礎(chǔ)上,利用NDVI對(duì)InVEST模型中與植被狀況相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與修正,對(duì)拉薩河流域1990至2015年土壤保持、水源涵養(yǎng)和固碳3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行評(píng)估,進(jìn)而探討生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的影響,以期為拉薩河流域及青藏高原的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

拉薩河為雅魯藏布江中游左岸的一級(jí)支流,是拉薩市、林周縣和當(dāng)雄縣等市(縣)的主要水源地。拉薩河流域西部和北部以念青唐古拉山為界,東南部與雅魯藏布江流域相鄰,流域范圍北緯29°20′—31°15′,東經(jīng)90°05′—93°20′,流域面積約為3.26萬(wàn)km2,包括拉薩市市城關(guān)區(qū)、曲水縣、達(dá)孜縣、堆龍德慶縣、當(dāng)雄縣、林周縣、墨竹工卡縣、嘉黎縣及那曲縣的部分區(qū)域。流域內(nèi)地貌分為河源區(qū)、高山盆地區(qū)和河谷區(qū)3個(gè)地貌分區(qū),海拔在3598—7074 m之間。流域氣候?qū)儆诟咴瓬貛А疁貛О敫珊导撅L(fēng)氣候,年降水量為340—700 mm,年平均氣溫為-7.1—9.2℃,流域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型以高山草甸和高寒草原為主[23]。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型數(shù)據(jù)(30 m)和NDVI數(shù)據(jù)(250 m)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所；氣象數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)氣象局氣象中心；DEM數(shù)據(jù)(30 m)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn/)；土壤數(shù)據(jù)來(lái)自基于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD)中國(guó)土壤數(shù)據(jù)集(http://westdc.westgis.ac.cn)；月參考蒸散發(fā)數(shù)據(jù)來(lái)自CGIAR CSI dataset(http://www.cgiar-csi.org/data)。

會(huì)議強(qiáng)調(diào)，要加快推進(jìn)果菜茶有機(jī)肥替代化肥，提高化肥利用效率。加快推廣綠色防控綜合技術(shù)模式，打造高水平專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治服務(wù)隊(duì)伍。加快研發(fā)和推廣應(yīng)用環(huán)保型農(nóng)藥制劑和高效藥械，提高農(nóng)藥利用率。加快集成綠色高質(zhì)高效技術(shù)模式，推進(jìn)按標(biāo)生產(chǎn)，嚴(yán)格質(zhì)量監(jiān)管，增加綠色優(yōu)質(zhì)果菜茶產(chǎn)品供給。加快打造一批高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)基地，創(chuàng)響一批檔次高、影響力強(qiáng)的知名品牌，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、提升價(jià)值鏈。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法

2.2.1 土壤保持

3.3.2 水源涵養(yǎng)

根據(jù)各植被類(lèi)型生長(zhǎng)季(6—10月)NDVI均值統(tǒng)計(jì)(圖2),1990—2000年間,拉薩河流域森林、灌木、草甸和草原等植被類(lèi)型的NDVI顯著上升,增幅分別為40.20%、17.47%、22.12%、22.75%；2000—2010年間,森林、灌木和草甸NDVI分別降低了10.97%、3.92%、3.52%,而稀疏草原上升了5.67%；2010—2015年間,森林NDVI增加了7.10%,而稀疏草原、草原和草甸分別減少了6.66%、5.16%和4.11%。總的來(lái)看,1990—2000年各植被生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型質(zhì)量顯著上升,平均增幅達(dá)24.69%,而2000年后草甸和草原生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量逐漸降低,呈退化趨勢(shì)。

朝鮮朝中后期，詩(shī)風(fēng)又一次改革，再?gòu)膶W(xué)唐轉(zhuǎn)為學(xué)宋，對(duì)黃詩(shī)的接受又掀起了新高潮。如具崟“取材黃、陳”[9](33輯李熊征《墓碣銘并序》，58P)。著名的四家詩(shī)人中，李德懋的一些詩(shī)歌“酷似山谷”[17](卷一，P41)，李書(shū)九的詩(shī)也“似山谷老人”[17](卷四，P120)，“典而不俗，雅近蘇、黃”[17](卷四，P131-132)。而黃紫泉“鸞漂鳳泊到下界，前身應(yīng)是黃庭堅(jiān)”[2](328輯金允植《黃紫泉壽仙歌》，P288)。可以說(shuō)在朝鮮漢詩(shī)兩次由學(xué)唐向?qū)W宋的詩(shī)風(fēng)改革過(guò)程中，黃庭堅(jiān)都發(fā)揮了重要作用。

2.2.2 水源涵養(yǎng)

水源涵養(yǎng)服務(wù)采用InVEST模型中的Seasonal Water Yield(SWY)模塊計(jì)算。相比于InVEST模型中的Water Yield模塊,SWY模塊將產(chǎn)水量分為了地表快速產(chǎn)流量(Quick flow)和水源涵養(yǎng)量/基流量(Baseflow),并采用月尺度數(shù)據(jù),從而能更準(zhǔn)確的評(píng)估流域的水源涵養(yǎng)能力,尤其是針對(duì)季節(jié)性氣候較強(qiáng)的區(qū)域。模型中主要參數(shù)包括：(1)月均降雨量與月均降雨次數(shù)；(2)月參考蒸散發(fā)量；(3)土壤水文分類(lèi),根據(jù)Harmonized World Soil Database(HWSD)中對(duì)土壤質(zhì)地的分類(lèi),并按照Soil Conservation Service (SCS)模型中的土壤水文分類(lèi)方法進(jìn)行分類(lèi)[30]；(4)各植被類(lèi)型的月作物系數(shù),由葉面積指數(shù)LAI通過(guò)以下公式計(jì)算得到：

式中,各植被類(lèi)型的葉面積指數(shù)LAI參考孫鵬森等[31]在岷江上游的研究結(jié)果,由各植被類(lèi)型的NDVI計(jì)算得到。非植被生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的作物系數(shù)參考InVEST模型說(shuō)明手冊(cè)以及相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行賦值[32]；(5)徑流曲線(xiàn)數(shù)CN值,參考InVEST模型說(shuō)明手冊(cè)和相關(guān)文獻(xiàn)[33],對(duì)不同土壤類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的CN值賦值,然后以1990年各植被類(lèi)型的CN值為基準(zhǔn),根據(jù)植被覆蓋度對(duì)其他年份各植被類(lèi)型的CN值進(jìn)行修正[34]。

拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)土壤保持服務(wù)主要分布在中下游河谷兩側(cè),1990—2015年間其空間分布格局未發(fā)生顯著變化(圖3)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖4),1990—2015年拉薩河流域土壤保持總量增加了3.97%；其中1990—2000年間增加了4.63%,2000—2015年略有下降。從各植被類(lèi)型單位面積土壤保持量(圖4)來(lái)看,由于NDVI上升,1990—2000年灌木、草甸、草原、稀疏草原等的單位面積土壤保持量也明顯增加；2000—2015年,灌木和森林的單位面積土壤保持量繼續(xù)增加,而草甸和草原分別降低了4.13%和1.00%。森林的單位面積土壤保持量較低是因?yàn)樯侄辔挥谄露容^高的地方,且植被覆蓋度較低,導(dǎo)致其土壤較易流失。

雅斯貝爾斯曾說(shuō)：“教育本身就意味著：一棵樹(shù)搖動(dòng)另一棵樹(shù)，一朵云推動(dòng)另一朵云，一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂。”教師在一字一句的品讀中洋溢出來(lái)的激情，在一筆一畫(huà)的書(shū)寫(xiě)中表現(xiàn)出的專(zhuān)注，在細(xì)致入微的講解中透露出的執(zhí)著，都對(duì)孩子起到了潛移默化的作用。

根據(jù)青藏高原相關(guān)研究[38- 40]并拉薩河流域?qū)嶋H情況,將拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型劃分為森林、灌木、草甸、草原、稀疏草原、農(nóng)田、裸地、人工表面、濕地和冰川/積雪共10類(lèi)。通過(guò)ArcGIS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到1990—2015年拉薩河流域不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積變化圖(圖1)。從變化面積和結(jié)構(gòu)來(lái)看,減少最多的是稀疏草原和冰川/積雪,面積分別減少了249.63 km2和86.31 km2,占流域總面積的0.75%和0.26%；增加最多的是草甸和草原,分別增加了120.09 km2和88.43 km2,占流域總面積的0.36%和0.27%,其他生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化較小；且變化主要發(fā)生在2010—2015年。從變化速度來(lái)看,1990—2015年人工表面、濕地和森林面積增長(zhǎng)較快,增幅分別為82.65%、32.40%、9.45%,冰川/積雪、農(nóng)田和稀疏草原面積縮減較快,減幅分別為10.15%、4.75%、2.99%,其他生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化較小。從土地類(lèi)型轉(zhuǎn)化方向來(lái)看,主要變化為稀疏草原轉(zhuǎn)化為草甸和草原、農(nóng)田轉(zhuǎn)化為人工表面、草原和稀疏草原轉(zhuǎn)化為濕地、冰川/積雪轉(zhuǎn)化為稀疏草原和裸地等。

吳建華等認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)的交互性特點(diǎn)要求其語(yǔ)言具有簡(jiǎn)潔性﹑明快性。網(wǎng)絡(luò)熱詞因能回避屏蔽﹑通俗形象﹑瑯瑯上口﹑寓意深刻﹑形象快捷等特點(diǎn)而倍受網(wǎng)民青睞，在網(wǎng)絡(luò)信息傳播和輿論形成中扮演了重要的角色[6]。根據(jù)辯證唯物主義的觀點(diǎn)，內(nèi)容和形式是辯證統(tǒng)一的對(duì)立體，“形式和內(nèi)容密不可分：形式是內(nèi)容的外在體現(xiàn)，內(nèi)容只有借助形式才能存在”[7]67。形形色色的網(wǎng)絡(luò)熱詞，其特征可以從內(nèi)容和形式兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行概括。在內(nèi)容上網(wǎng)絡(luò)熱詞具有時(shí)代性﹑互動(dòng)性和豐富性等特征；形式上具有新穎性﹑多樣性﹑簡(jiǎn)明性和風(fēng)趣性等特征。

采用InVEST模型中的Carbon Storage and Sequestration(CSS)模塊計(jì)算。模型以生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型為評(píng)估單元,將生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量劃分為4個(gè)基本碳庫(kù)：地上生物碳、地下生物碳、土壤碳以及死亡有機(jī)碳。其中,地上生物碳密度根據(jù)各植被類(lèi)型的NDVI計(jì)算出生物量,然后乘以碳含量系數(shù)得到[35]：

BIOMASS=113.0·NDVI-17.4 (R2=0.648,P<0.001)

式中,BIOMASS為生物量(t/hm2)。地下生物量根據(jù)文獻(xiàn)中的根莖比進(jìn)行折算然后再乘以碳含量系數(shù)得到[35-36]；土壤碳密度和死亡有機(jī)碳密度由于相對(duì)穩(wěn)定,各年份均采用文獻(xiàn)中西藏地區(qū)的參數(shù)[35,37]。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化

2.2.3 固碳

3.2 生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化

本研究采用InVEST(Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs)模型 3.3.0版本進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估。土壤保持服務(wù)采用InVEST模型中的Sediment Delivery Ratio(SDR)模塊計(jì)算。模型中主要參數(shù)包括：(1)土壤可蝕性因子K,由基于土壤粒徑組成與土壤有機(jī)碳含量的EPIC模型計(jì)算得到,并根據(jù)相關(guān)研究進(jìn)行校正[24]；(2)降雨侵蝕力因子R,采用Wischmeier和Smith提出的月尺度公式計(jì)算[25]；(3)水土保持措施因子P,結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況并參考相關(guān)文獻(xiàn)得到[26- 28]；(4)植被覆蓋和經(jīng)營(yíng)管理因子C,非植被生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的C值由查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到[26,29],各植被類(lèi)型的C值根據(jù)其當(dāng)年的植被覆蓋度f(wàn)計(jì)算[23],f由各植被類(lèi)型當(dāng)年的生長(zhǎng)季NDVI均值計(jì)算得到。

圖1 1990—2015年各生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積Fig.1 Area of different ecosystems from 1990 to 2015

圖2 1990—2015年各植被類(lèi)型生長(zhǎng)季NDVI變化 Fig.2 Growing season NDVI of different vegetation from 1990 to 2015

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化

3.3.1 土壤保持

表4、表5和表6結(jié)果表明，降低語(yǔ)速可以促進(jìn)較高中等聽(tīng)力水平班級(jí)受試的聽(tīng)力理解。但是，降低語(yǔ)速對(duì)于聽(tīng)力理解的促進(jìn)作用只在長(zhǎng)對(duì)話(huà)和短文兩種測(cè)試題型下具有顯著性，而在短對(duì)話(huà)測(cè)試題型下，受試的聽(tīng)力理解分?jǐn)?shù)并沒(méi)有出現(xiàn)顯著提高。

瀘州，號(hào)稱(chēng)“中國(guó)酒城”，地處四川省東南部，位于川滇黔渝四省市交界處，這里長(zhǎng)江奔騰，沱江蜿蜒，是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的疊合部。

2個(gè)一級(jí)指標(biāo)“資源保護(hù)”與“活化利用”的比重是四六開(kāi)，說(shuō)明專(zhuān)家們認(rèn)為保護(hù)與利用并重，且利用村鎮(zhèn)歷史文化資源，注入新的活力比單純的保護(hù)具有更重要的意義。歷史文化資源與具體生活場(chǎng)景的融合，才能使場(chǎng)所煥發(fā)新生。保護(hù)是為了利用，利用是為了發(fā)展。筆者在村鎮(zhèn)調(diào)研走訪(fǎng)過(guò)程中，也曾見(jiàn)到修繕一新的傳統(tǒng)建筑大量空置的現(xiàn)象，村民不愿意搬入其中居住生活，這種現(xiàn)象是保護(hù)做得很好，而缺乏活化利用，造成了人力物力的浪費(fèi)。保護(hù)與利用相得益彰的案例也有許多，有的村鎮(zhèn)將老祠堂修繕后，用作村民平時(shí)各種公共活動(dòng)的場(chǎng)所，傳統(tǒng)建筑和現(xiàn)代生活渾然一體。

圖3 1990—2015年拉薩河流域各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布Fig.3 Spatial distribution of ecosystem services in Lhasa River Basin from 1990 to 2015

拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)主要分布在流域中上游以及念青唐古拉山地區(qū)(圖3)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖4),1990年到2015年拉薩河流域水源涵養(yǎng)總量下降了23.04%；其中,1990—2000年下降幅度較大,2000—2015年變化相對(duì)較小。各植被覆蓋類(lèi)型單位面積水源涵養(yǎng)量變化如圖4所示。由于拉薩河流域氣候干燥、日照強(qiáng)烈,因此模型計(jì)算出的各生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的單位面積水源涵養(yǎng)量也與其蒸散能力密切相關(guān)。由于NDVI上升,1990—2000年灌木、草原、稀疏草原等的水源涵養(yǎng)能力明顯降低；而2000—2015年變化相對(duì)較小。另外,裸地的單位面積水源涵養(yǎng)量最高,原因是其蒸散系數(shù)偏小,且位于降雨量偏多的上游地區(qū)；森林的單位面積水源涵養(yǎng)量最低,原因是其蒸散系數(shù)較大,又位于降雨量較少的下游地區(qū),且植被覆蓋度較低。

3.3.3 固碳

拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)固碳服務(wù)主要分布在流域東南部以及上游和念青唐古拉山南部的河谷地區(qū)(圖3)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖4),1990—2015年拉薩河流域固碳總量增加了9.12%；其中1990—2000年增加了12.05%,2000—2015年變化相對(duì)較小。各植被覆蓋類(lèi)型單位面積固碳量變化如圖4所示,1990—2000年各植被類(lèi)型的單位面積固碳量均顯著增加,而2000—2015年草甸和草原的單位面積固碳量明顯下降,分別降低了4.24%、3.45%。由于草甸和草原是拉薩河流域的主要生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型,2015年其固碳量之和占流域總固碳量的71.10%,表明以草甸和草原為主的草地生態(tài)系統(tǒng)是拉薩河流域的主要碳匯,因此其固碳能力的降低對(duì)流域的總固碳量具有較大影響。

圖4 1990—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量及各植被類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力變化Fig.4 Ecosystem services changes of total quantity and of different vegetation from 1990 to 2015

3.4 生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響分析

1990—2000年,流域生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化較小,而生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化相對(duì)較大,因此各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的變化主要是由于生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的變化導(dǎo)致；2000—2015年,生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量都發(fā)生了較顯著的變化,對(duì)流域總體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生了復(fù)雜交錯(cuò)的影響。為具體闡明生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化各自對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,根據(jù)流域生態(tài)系統(tǒng)變化的階段性特征,在1990—2000年和2000—2015年兩個(gè)時(shí)段內(nèi),分別假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量不變而只改變生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型不變而只改變生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量?jī)煞N情景,將模型計(jì)算得到的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)變化量與實(shí)際變化量對(duì)比分析,得到生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化各自對(duì)實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的貢獻(xiàn)率(表1)。

從結(jié)果可以看出,1990—2000年,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)土壤保持和固碳量變化的貢獻(xiàn)率分別為100.22%和99.99%,表明生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化是其增加的主要原因；1990—2000年,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)水源涵養(yǎng)變化的貢獻(xiàn)率為-99.78%,表明生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化是其降低的主要原因。2000—2015年,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)土壤保持和固碳量變化的貢獻(xiàn)率分別為-89.28%和-126.12%,而生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化對(duì)其的貢獻(xiàn)率分別為-10.94%和27.44%,表明生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化是土壤保持和固碳量降低的主要原因,而生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的變化本應(yīng)導(dǎo)致固碳量增加；2000—2015年,生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化對(duì)水源涵養(yǎng)變化的貢獻(xiàn)率為-140.26%,而生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)其的貢獻(xiàn)率為40.21%,表明生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化是其降低的主要原因,而生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的變化本應(yīng)導(dǎo)致其增加。

表1 生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和質(zhì)量變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻(xiàn)率/%

“-”表示其貢獻(xiàn)為負(fù)向,即其變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力降低；由于模型計(jì)算原理較復(fù)雜且存在統(tǒng)計(jì)誤差,因此生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型與生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化貢獻(xiàn)率之和并不完全等于100%

4 討論與結(jié)論

生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型(或土地覆蓋/利用變化)及氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響已得到廣泛關(guān)注,如Pan等[38]研究了土地利用變化和氣候變化分別對(duì)黃河源區(qū)產(chǎn)水量變化的貢獻(xiàn)率,Su等[7]研究了土地利用變化和氣候變化與黃土高原三項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的相關(guān)性。然而目前大多數(shù)研究只考慮了氣候變化中的降雨和溫度變化,并沒(méi)有考慮氣候變化所引起的植被質(zhì)量的變化[20,41]對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。在氣候變化和過(guò)度放牧等人類(lèi)活動(dòng)的干擾下,1990—2015年拉薩河流域不僅生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的的面積和分布格局發(fā)生了變化,其生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量更是發(fā)生了顯著的改變。生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積和分布格局的變化對(duì)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響是直接的、顯而易見(jiàn)的,而質(zhì)量變化對(duì)其的影響與各項(xiàng)復(fù)雜的生態(tài)過(guò)程緊密相關(guān)。生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的變化主要體現(xiàn)在植被狀況的變化上,植被通過(guò)光合、呼吸、蒸散等作用聯(lián)結(jié)著大氣、水和土壤等不同圈層,對(duì)區(qū)域的物質(zhì)和能量循環(huán)具有重要影響[42]。本研究選擇NDVI作為生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化的指示因子,通過(guò)植被覆蓋和經(jīng)營(yíng)管理因子、作物系數(shù)、徑流曲線(xiàn)數(shù)、碳密度等參數(shù),間接地建立了NDVI與各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并通過(guò)情景分析方法,闡明了生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要影響。

研究結(jié)果表明,1990—2000年拉薩河流域生態(tài)服務(wù)變化顯著,主要由生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化導(dǎo)致,即NDVI的上升導(dǎo)致其土壤保持和固碳服務(wù)顯著增加,水源涵養(yǎng)服務(wù)顯著降低；2000—2015年拉薩河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化相對(duì)較小,但是生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的貢獻(xiàn)有所加大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和氣候變化加劇,拉薩河流域所面臨的生態(tài)環(huán)境壓力也將繼續(xù)增加。根據(jù)本研究結(jié)果,針對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與管理提出以下建議：關(guān)注流域氣候和生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化,加強(qiáng)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的遙感和定位監(jiān)測(cè)以及野外調(diào)查,尤其是加強(qiáng)對(duì)冰川與濕地動(dòng)態(tài)變化的監(jiān)測(cè),并深入開(kāi)展相關(guān)研究；加強(qiáng)對(duì)草甸和草原的保護(hù)與管理,對(duì)退化嚴(yán)重的地區(qū),開(kāi)展退化機(jī)制和原因的研究,采取針對(duì)性措施加強(qiáng)草甸和草原的保護(hù)和恢復(fù)；拉薩河流域氣候干燥,植被蒸散量較大,在進(jìn)行植被恢復(fù)與保護(hù)時(shí)應(yīng)合理選擇植被類(lèi)型和植物種類(lèi),權(quán)衡水源涵養(yǎng)和其他各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系；合理規(guī)劃布局城鎮(zhèn)建設(shè)用地,協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展如礦產(chǎn)資源開(kāi)采、放牧、旅游業(yè)等與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,最大限度減輕人類(lèi)活動(dòng)對(duì)高原生態(tài)系統(tǒng)的干擾。