东北地理所在生态系统服务研究方面取得进展
陆地生态系统为人类生存和发展提供了环境基础,它所提供的供给、调节、支持、文娱等服务是生态环境与社会经济协同发展的重要保障。近年来,气候变化和人类活动导致生态系统服务的退化甚至丧失。生态系统服务及权衡与协同关系多尺度过程的复杂影响,具有尺度效应、多样性和空间异质性等。目前生态系统服务对全球变化的响应研究多集中于模拟气候变化或土地利用/覆盖影响下的生态系统服务物质量变化,而综合考虑多尺度过程,对生态系统服务形成和相互作用关系的变化特征、影响机制及尺度效应置的研究较少。
针对以上科学问题,中国科学院东北地理与农业生态研究所景观生态过程团队基于气候、水文、植被、野外调查和观测、统计年检鉴等数据,结合生态系统服务与权衡综合评价模型(InVEST)、生态系统服务权衡度模型(ESTD)、结构方程模型(SEM)等,评估了近30年东北地区和未来30年长白山区与水资源管理相关的生态系统服务(产水与土壤保持)及权衡与协同关系,揭示了气候变化与由生态恢复政策和保护工程驱动的土地利用/覆盖(LUCC)等多过程对生态系统服务及相互作用关系的影响及机制,并解析了其多尺度效应。
研究发现,近30年来,东北地区产水量减少了9.78%、土壤保持量增加了30.51%,暖干性气候变化是影响产水量变化的主要因素,而LUCC及其与气候变化交互作用是驱动土壤保持量变化的主要因素(图1)。未来30年,长白山区产水量将减少2.80%,气候变化仍然是其主要的影响因素,而土壤保持量将增加了6.14%,LUCC与气候变化的交互作用是其主要影响因素; 长白山区生态系统服务间呈整体协同关系,局部权衡关系(图2)。
该研究强调了受人类活动干扰强烈的温带高山地区,土地利用决策及其与气候变化的交互作用对生态系统服务形成及相互作用机制的重要性,为长白山区资源合理利用与配置提供科学依据,也为提升东北地区生态安全屏障功能提供理论基础。
相关研究成果发表在国际期刊Journal of Environmental Management和Frontiers in Ecology and Evolution上,中国科学院东北地理与农业生态研究所王赫彬博士研究生为第一作者,王文娟研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研究计划项目(2019YFC0409102)、国家自然科学基金项目(U19A2023, 41871045, 41801081)、中国科学院人才计划项目(Y7H7031001)的资助。
图1. 东北地区产水量和土壤保持量变化及其影响机制
图2. 长白山地区产水量和土壤保持量变化和气候变化与LUCC对其交互作用
论文信息如下:
Wang HB, Wang WJ*, Liu ZH, Wang L, Zhang WG, Zou YC, Jiang M. Combined effects of multi-land use decisions and climate change on water-related ecosystem services in Northeast China. Journal of Environmental Management, 2022, 315: 115131. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115131.
Wang HB, Wang WJ*, Wang L, Ma S, Liu ZH, Zhang WG, Zou YC, Jiang M. Impacts of future climate and land use/cover changes on water-related ecosystem services in Changbai mountains, Northeast China. Frontiers in Ecology and Evolution, 2022, 14:854497. https://doi.org/10.3389/fevo.2022.854497.
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