【摘 要】
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生态系统服务是人类从生态系统中获得的惠益,与人类福祉密切相关。青藏高原是生态系统服务的热点区域,也是气候变化的敏感区域。近年来受气候和土地利用变化影响,青藏高原生态系统功能退化,生态系统服务减少。本研究的主要目的是明确生态系统服务的驱动因子,阐明生态系统服务的相互关系,以期回答通过何种措施能提高生态系统服务,最终为实现高寒地区生态系统服务可持续发展提供依据。本研究以青藏高原东北缘的海南、海北州为研
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生态系统服务是人类从生态系统中获得的惠益,与人类福祉密切相关。青藏高原是生态系统服务的热点区域,也是气候变化的敏感区域。近年来受气候和土地利用变化影响,青藏高原生态系统功能退化,生态系统服务减少。本研究的主要目的是明确生态系统服务的驱动因子,阐明生态系统服务的相互关系,以期回答通过何种措施能提高生态系统服务,最终为实现高寒地区生态系统服务可持续发展提供依据。本研究以青藏高原东北缘的海南、海北州为研究区域,基于土地利用、土壤、气候等数据,通过生态系统服务模型量化了2000、2005、2010、2015年该地区的食物供给、氮保留、磷保留、土壤保持、水源供给和水源涵养服务的时空格局,在此基础上量化了生态系统多服务性的时空格局,揭示了气候和土地利用变化对2000-2015年生态系统服务及多服务性变化的影响,分析了生态系统服务的权衡与协同关系。最后基于高寒草地植物群落调查数据,分析了牧草供给服务和植物群落多样性的关系。主要结果如下:(1)2000、2005、2010、2015年海南、海北州食物供给、氮保留服务的总量增加,磷保留、土壤保持、水源供给和水源涵养服务的总量在年际间波动变化。2000年生态系统多服务性的热点区域主要集中在门源县和青海湖北部;2005、2010、2015年的热点区域主要集中在青海湖北部及海南州南缘。(2)2000-2015年生态系统服务及生态系统多服务性绝对值的变化在空间上存在差异。温度和降水变化对食物供给、氮保留、磷保留、水源供给、水源涵养及生态系统多服务性变化的影响随土地利用的变化而变化。同时降水变化对土壤保持变化的影响也随土地利用的变化而变化。(3)生态系统服务的权衡与协同关系存在年际差异。海南、海北州生态系统服务的权衡关系发生在2005、2010年土壤保持和氮保留、土壤保持和磷保留之间,2015年土壤保持和氮保留之间。草地生态系统中各服务的权衡关系发生在2000年水源涵养和土壤保持之间,2005、2010、2015年土壤保持和氮保留、土壤保持和磷保留、水源涵养和土壤保持、水源涵养和食物供给之间。(4)与2015年相比,退坡耕地还草的土地利用情景中食物供给、氮保留和磷保留服务分别减少了5.5%、0.4%和0.9%,土壤保持、水源供给和水源涵养服务分别增加了0.03%、0.2%和0.1%。与2015年相比,退坡耕地还草同时促进草地恢复的土地利用情景中食物供给服务减少了3.2%,氮保留、磷保留、土壤保持、水源供给和水源涵养分别增加了6.1%、6.1%、0.8%、3.2%和8.5%。(5)高寒草地牧草产量随着物种丰富度和香农多样性的增加而增加。牧草产量、物种丰富度和香农多样性均随土壤粉粒含量的增加而增加。牧草产量空间周转和S(?)rensen相异性指数(rho=0.3)、物种替换(rho=0.1)、丰富度差异(rho=0.15)呈正相关关系。在控制地理距离、气候差异和土壤差异等非生物因素时,牧草产量空间周转和S(?)rensen相异性指数的相关系数取值范围为0.25-0.29。在地理距离、气候差异和土壤差异中,物种替换和地理距离的相关性最强(rho=0.28),而丰富度差异仅与土壤差异相关(rho=0.29)。综上所述,青海海南、海北州2000-2015年生态系统服务及多服务性存在时空差异,气候变化对其变化的影响随土地利用的变化而变化。生态系统服务权衡与协同关系在不同时间和研究对象间存在差异。退坡耕地促进草地恢复有助于实现多种生态系统服务协同增长。高寒草地牧草供给服务与植物群落多样性为协同关系,改善土壤条件将有助于提高高寒草地的生态系统服务。
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