三江源區(qū)嵩草草甸適生性分布機制及其響應(yīng)研究.pdf

1、三江源區(qū)處于青藏高原腹地，考慮到三江源區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)對于中國西南地區(qū)乃至全國畜牧業(yè)發(fā)展的重要性，以及三江源區(qū)對全球氣候變化的敏感性。研究三江源區(qū)主要草地類型嵩草草甸在氣候變化下的適生性分布對于該地區(qū)制定相關(guān)的生態(tài)保護(hù)政策和保障該地區(qū)畜牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。作為三江源區(qū)高寒草甸草地的主體嵩草草甸，不僅是該地區(qū)天然草地的主要建群種和優(yōu)勢種，同時是三江源區(qū)放牧牲畜的主要營養(yǎng)保障。近年來，在全球氣候變化的大背景下，三江源區(qū)90％的天然草

2、地開始大面積退化，“黑土灘”型退化草地日益嚴(yán)重，而嵩草草甸的群落結(jié)構(gòu)變化、草皮破壞正是造成大片“黑土灘”型裸地出現(xiàn)的主要原因。因此，本研究基于最大熵模型（MaxEnt）和地理信息系統(tǒng)（ArcGIS）的空間分析技術(shù)，通過野外調(diào)查和搜集整理的三江源區(qū)嵩草草甸的實際地理分布信息和環(huán)境變量數(shù)據(jù)，研究了影響三江源區(qū)嵩草草甸的地理分布的主導(dǎo)環(huán)境變量，揭示了三江源區(qū)嵩草草甸的適生性分布特征，了解三江源區(qū)嵩草草甸分布變化對于該地區(qū)生態(tài)規(guī)劃政策實施的響應(yīng)

3、。同時，結(jié)合IPCC未來氣候數(shù)據(jù)，在4個不同RCPs氣候情景下，分析了解該地區(qū)嵩草草甸適生性分布的年代際變化。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）基于MaxEnt模型，結(jié)合嵩草草甸的地理分布數(shù)據(jù)和環(huán)境變量數(shù)據(jù)構(gòu)建模型模擬三江源區(qū)嵩草草甸適生性分布，AUC值達(dá)到0.8以上，說明模擬精度非常高。根據(jù)一定的分級標(biāo)準(zhǔn)，將三江源嵩草草甸的適生性分布模擬結(jié)果劃分為非適生區(qū)、低適生區(qū)、中適生區(qū)和高適生區(qū)，并分析了影響其分布的主導(dǎo)環(huán)境變量特征。影響三江

4、源區(qū)嵩草草甸適生分布的環(huán)境變量主要有43個，通過MaxEnt模型的刀切圖（Jackknife）顯示海拔、降水量變異系數(shù)、3月份降水量、4月份降水量、4月份最低溫、5月份最低溫6個環(huán)境變量為主導(dǎo)環(huán)境變量，海拔對模型的貢獻(xiàn)率達(dá)到了39%，對嵩草草甸的分布起了決定性作用。對這6個環(huán)境變量進(jìn)行閾值分析得到，三江源區(qū)嵩草草甸在海拔為3500-4400m，降水量變異系數(shù)處于86-100，3、4月份降水量適宜，4、5月份最低溫適宜的生態(tài)環(huán)境下最適宜于

5、其生長分布。
　?。?）根據(jù)適生區(qū)劃分，模擬出2005-2014年三江源區(qū)嵩草草甸的適生分布區(qū)。從三江源總體來看，呈現(xiàn)由東到西適生性逐漸下降的趨勢，東部適生區(qū)范圍較大，西部地區(qū)非適生區(qū)范圍較大，這與三江源區(qū)地勢由東向西逐漸升高相一致，也進(jìn)一步說明了海拔是影響嵩草草甸適生分布的最主要因素；同時高適生區(qū)分布位置與三江源區(qū)三大河流的主要流域相吻合。
　　（3）提取1988-2014年的數(shù)據(jù)，以2005年為分界年，劃分為1988-2

6、004年和2005-2014年兩個時期，進(jìn)行《三江源保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)工程規(guī)劃》實施前后的嵩草草甸分布比較。結(jié)果顯示，在生態(tài)保護(hù)工程實施以后，嵩草草甸中、高適生區(qū)面積都有了顯著的增加，增加幅度為0.1×104km2，這說明東部人口密集地區(qū)生態(tài)保護(hù)政策的實施有效的改善了三江源東部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，但是西部非適生區(qū)面積也有所增加，幅度為0.46×104km2也從另外一個方面說明，三江源生態(tài)保護(hù)工作的疏漏，對西部無人區(qū)生態(tài)環(huán)境疏于管理，生態(tài)環(huán)境更加

7、趨于惡化。
　　（4）對三江源區(qū)未來4個氣候情景下2041-2060年（2050s）和2061-2080年（2070s）年兩個時期嵩草草甸適生分布區(qū)的模擬結(jié)果顯示，整體分布與當(dāng)前分布格局一致，仍然呈現(xiàn)東部適生區(qū)面積大于西部適生區(qū)面積的空間分布格局。隨著RCP值增大，中、高適生區(qū)面積也呈現(xiàn)增大趨勢，在RCP8.5情景下，中、高適生區(qū)面積顯著增大。從2050s-2070s未來氣候變化下，嵩草草甸對氣候變化響應(yīng)分布的總體變化趨勢表現(xiàn)出，

8、低適生區(qū)范圍減少，非適生區(qū)范圍與中高適生區(qū)范圍增加的趨勢，這說明三江源東部地區(qū)氣候環(huán)境變化有利于嵩草草甸生長，但西部地區(qū)依然不適宜嵩草草甸的生長分布。因此，需要及時調(diào)整三江源保護(hù)區(qū)的生態(tài)保護(hù)策略，在保證西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境顯著改善的前提下，應(yīng)加強對東部地區(qū)生態(tài)保護(hù)工作的力度。
　?。?）本文對嵩草草甸適生區(qū)重心轉(zhuǎn)移進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明，三江源嵩草草甸分布區(qū)的重心向西北高海拔地區(qū)大幅度轉(zhuǎn)移，符合全球氣溫變暖造成物種分布遷移的規(guī)律。未來