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草地生态系统与森林、农田一起是三个最重要的绿色光合作用物质的来源。藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。然而,严重的草地退化已经影响了西藏人民的畜牧业发展和牧民生活,同时区域生态安全受到严重威胁。加强对草地退化状况的动态监测,认真评估藏北高原草地退化带来的生态系统服务功能价值损失,提高人们生态保护意识,研究建立有效的草地生态补偿机制与生态保护措施对于有效遏制草地退化,保护草地的生态服务功能,实现人口、资源与社会经济的协调发展具有重要的意义。
本研究基于遥感、生态经济学原理、系统论与可持续发展理论,以藏北高原草地生态系统为研究对象,利用1989、1998、2008年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,以人口密度较高,经济相对发达,具有较强代表性的申扎县为例,建立了基于遥感和GIS技术的高寒草地退化动态监测、生态系统服务功能价值评估的体系和方法,定量评估了过去20年申扎县草地退化状况,计算了20年间不同退化程度草地的生态服务价值及其损益水平,针对该地区草地生态系统的特点以及造成退化的自然和社会经济驱动因素,提出了遏制藏北高原草地退出的法律措施、技术措施、人文措施和政策建议。
论文取得的的主要研究成果及创新包括以下方面:
1)基于光谱学和遥感基本原理,可见光波段能够反映植被的覆盖程度,近红外波段能够分析植被的垂直结构特征,以遥感技术为手段,结合野外实地考察,定量统计和分析了申扎县1989、1998、2008跨度20年间草地退化面积增加了43.70万hm2,其中以轻度退化和中度退化增加为主,分别增加了22.70万hm2、16.19万hm2。
2)运用生态系统服务功能的相关理论,定量评估了过去20年藏北地区草地生态系统服务价值的变化:在提供生物量价值方面:从1998年到2008年这20年草地生物量价值从4.23×108元降到了3.97×108元,降低了0.26×108元;在碳蓄积和氧释放价值方面,20年间CO2固定量减少了4.54×108kg,经济价值减少了0.19×108元,O2释放量减少了0.78×108kg,经济价值减少了0.30×108元;营养物质循环价值减少了6.67×108元;土壤侵蚀控制功能价值下降了0.43×106元:防风固沙效益的价值20年间下降了3.21×108元;总体草地价值减少了6.88×108元,说明草地生态价值随着草地不断退化而降低。严重的草地退化带来了巨大的生态经济价值损失。过去20年来,申扎县由于草地退化,生态系统服务功能价值损失高达6.88×108元,几乎是申扎县2008年GDP的3倍。藏北高原草地面积是申扎县的20倍,照此标准推算,过去20年整个藏北高原草地退化的经济损失高达137.60×108元。
3)草地退化驱动力系统是一个由自然驱动力和人文驱动力共同作用组成的复杂巨系统。藏北地区草地退化的自然驱动力系统包括气候、土壤、生物和自然灾害;人文驱动系统则主要是不合理的人类活动,包括超载放牧、滥采滥伐、工程破坏等。本文阐明了自然和人文驱动力的共同作用下草地生态系统严重退化的形成机制,但其中人文因素(政府和牧民在生态可持续发展与经济发展之间的博弈失衡)属于可变更因素,是导致草地生态系统服务功能下降的主要原因。通过分析内外驱动力的形成机制,为下一步草地生态恢复与治理提供依据。
4)针对藏北地区草地退化状况与草地退化驱动力及草地退化防护现状措施,在传统的草地退化治理措施(法律措施、技术支持)的基础上,提出了“实施生态补偿、加强人文关怀”的政策建议,构建了藏北草地生态系统可持续发展框架,提出了治理藏北草地退化防止措施:在政府主导,牧民参与基础上,建立草原生态补偿机制的措施;完善草原生态补偿法律、落实草原家庭承包、建立长效生态补偿机制;加强草原监测监理,强化草原技术支撑,大力推广草原植被恢复综合技术;给予更多的人文关怀,将牧区人民生活水平的提高作为草地退化防护措施的检验标准,构建和谐发展的牧业才是最终追求的目标。
本研究基于遥感、生态经济学原理、系统论与可持续发展理论,以藏北高原草地生态系统为研究对象,利用1989、1998、2008年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,以人口密度较高,经济相对发达,具有较强代表性的申扎县为例,建立了基于遥感和GIS技术的高寒草地退化动态监测、生态系统服务功能价值评估的体系和方法,定量评估了过去20年申扎县草地退化状况,计算了20年间不同退化程度草地的生态服务价值及其损益水平,针对该地区草地生态系统的特点以及造成退化的自然和社会经济驱动因素,提出了遏制藏北高原草地退出的法律措施、技术措施、人文措施和政策建议。
论文取得的的主要研究成果及创新包括以下方面:
1)基于光谱学和遥感基本原理,可见光波段能够反映植被的覆盖程度,近红外波段能够分析植被的垂直结构特征,以遥感技术为手段,结合野外实地考察,定量统计和分析了申扎县1989、1998、2008跨度20年间草地退化面积增加了43.70万hm2,其中以轻度退化和中度退化增加为主,分别增加了22.70万hm2、16.19万hm2。
2)运用生态系统服务功能的相关理论,定量评估了过去20年藏北地区草地生态系统服务价值的变化:在提供生物量价值方面:从1998年到2008年这20年草地生物量价值从4.23×108元降到了3.97×108元,降低了0.26×108元;在碳蓄积和氧释放价值方面,20年间CO2固定量减少了4.54×108kg,经济价值减少了0.19×108元,O2释放量减少了0.78×108kg,经济价值减少了0.30×108元;营养物质循环价值减少了6.67×108元;土壤侵蚀控制功能价值下降了0.43×106元:防风固沙效益的价值20年间下降了3.21×108元;总体草地价值减少了6.88×108元,说明草地生态价值随着草地不断退化而降低。严重的草地退化带来了巨大的生态经济价值损失。过去20年来,申扎县由于草地退化,生态系统服务功能价值损失高达6.88×108元,几乎是申扎县2008年GDP的3倍。藏北高原草地面积是申扎县的20倍,照此标准推算,过去20年整个藏北高原草地退化的经济损失高达137.60×108元。
3)草地退化驱动力系统是一个由自然驱动力和人文驱动力共同作用组成的复杂巨系统。藏北地区草地退化的自然驱动力系统包括气候、土壤、生物和自然灾害;人文驱动系统则主要是不合理的人类活动,包括超载放牧、滥采滥伐、工程破坏等。本文阐明了自然和人文驱动力的共同作用下草地生态系统严重退化的形成机制,但其中人文因素(政府和牧民在生态可持续发展与经济发展之间的博弈失衡)属于可变更因素,是导致草地生态系统服务功能下降的主要原因。通过分析内外驱动力的形成机制,为下一步草地生态恢复与治理提供依据。
4)针对藏北地区草地退化状况与草地退化驱动力及草地退化防护现状措施,在传统的草地退化治理措施(法律措施、技术支持)的基础上,提出了“实施生态补偿、加强人文关怀”的政策建议,构建了藏北草地生态系统可持续发展框架,提出了治理藏北草地退化防止措施:在政府主导,牧民参与基础上,建立草原生态补偿机制的措施;完善草原生态补偿法律、落实草原家庭承包、建立长效生态补偿机制;加强草原监测监理,强化草原技术支撑,大力推广草原植被恢复综合技术;给予更多的人文关怀,将牧区人民生活水平的提高作为草地退化防护措施的检验标准,构建和谐发展的牧业才是最终追求的目标。