東北地理所在生態系統服務研究方面取得進展
陸地生態系統為人類生存和發展提供了環境基礎,它所提供的供給、調節、支持、文娛等服務是生態環境與社會經濟協同發展的重要保障。近年來,氣候變化和人類活動導致生態系統服務的退化甚至喪失。生態系統服務及權衡與協同關系多尺度過程的復雜影響,具有尺度效應、多樣性和空間異質性等。目前生態系統服務對全球變化的響應研究多集中于模擬氣候變化或土地利用/覆蓋影響下的生態系統服務物質量變化,而綜合考慮多尺度過程,對生態系統服務形成和相互作用關系的變化特征、影響機制及尺度效應置的研究較少。
針對以上科學問題,中國科學院東北地理與農業生態研究所景觀生態過程團隊基于氣候、水文、植被、野外調查和觀測、統計年檢鑒等數據,結合生態系統服務與權衡綜合評價模型(InVEST)、生態系統服務權衡度模型(ESTD)、結構方程模型(SEM)等,評估了近30年東北地區和未來30年長白山區與水資源管理相關的生態系統服務(產水與土壤保持)及權衡與協同關系,揭示了氣候變化與由生態恢復政策和保護工程驅動的土地利用/覆蓋(LUCC)等多過程對生態系統服務及相互作用關系的影響及機制,并解析了其多尺度效應。
研究發現,近30年來,東北地區產水量減少了9.78%、土壤保持量增加了30.51%,暖干性氣候變化是影響產水量變化的主要因素,而LUCC及其與氣候變化交互作用是驅動土壤保持量變化的主要因素(圖1)。未來30年,長白山區產水量將減少2.80%,氣候變化仍然是其主要的影響因素,而土壤保持量將增加了6.14%,LUCC與氣候變化的交互作用是其主要影響因素; 長白山區生態系統服務間呈整體協同關系,局部權衡關系(圖2)。
該研究強調了受人類活動干擾強烈的溫帶高山地區,土地利用決策及其與氣候變化的交互作用對生態系統服務形成及相互作用機制的重要性,為長白山區資源合理利用與配置提供科學依據,也為提升東北地區生態安全屏障功能提供理論基礎。
相關研究成果發表在國際期刊Journal of Environmental Management和Frontiers in Ecology and Evolution上,中國科學院東北地理與農業生態研究所王赫彬博士研究生為第一作者,王文娟研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研究計劃項目(2019YFC0409102)、國家自然科學基金項目(U19A2023, 41871045, 41801081)、中國科學院人才計劃項目(Y7H7031001)的資助。

圖1. 東北地區產水量和土壤保持量變化及其影響機制

圖2. 長白山地區產水量和土壤保持量變化和氣候變化與LUCC對其交互作用
論文信息如下:
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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