青藏高原水资源总量丰富,但由于水资源量与用水量在空间上分布不均衡,部分人口、城镇密集地区水资源短缺严重。本研究在多源数据的基础上,通过空间分析、降尺度处理等,建立了青藏高原省区、市域、县域空间尺度的水资源与用水量数据集。通过比较5、10、20、30年重现期多空间尺度的水资源短缺程度,分析水资源短缺在青藏高原的尺度效应,揭示青藏高原水资源短缺格局与特征,识别面临水资源短缺的人口与面积。结果表明,青藏高原在省区尺度无水资源短缺;在15个市域单元中,有3个市域出现水资源短缺;在115个县域单元中,有29个县域呈现出不同程度的水资源短缺,水资源短缺县域主要集中在青海省的河湟谷地、柴达木盆地与西藏自治区的一江两河流域等人口、城镇密集区域。总体而言,由于较大空间尺度地理单元内部各县域用水强度差异,在县域尺度面临水资源短缺的人口与面积大于市域与省区尺度面临水资源短缺的人口与面积。以县域为基本单元,发现青海省与西藏自治区30年重现期面临水资源短缺的人口占总人口的56.4%,出现水资源短缺的面积占总面积的10.4%。县域之间水资源短缺指数秩相关系数计算结果显示,省区内部各县域同时出现水资源短缺的可能性较大,而省区之间各县域同时出现水资源短缺的可能性相对随机。研究结果为制定青藏高原水资源短缺管理对策、促进区域城镇化与资源环境协调发展提供科学依据。

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。

城镇体系的形成和发育对区域城镇化进程及社会经济发展起着至关重要的作用,并对生态环境产生重要影响。青藏高原特殊的地理环境与相对落后的社会经济基础,导致城镇体系不甚健全。目前国内外相关研究薄弱,不利于国家生态安全屏障建设及青藏高原可持续发展。为此,本文以建制镇以上的镇区和城市市区为研究对象,结合统计数据与遥感数据,借助GIS空间分析方法对青藏高原1990-2015年城镇体系的空间结构和规模结构进行时空演变格局分析,并采用重心移动模型揭示了青藏高原城镇人口规模和用地规模重心的迁移规律。结果表明：青藏高原城镇空间分布总体呈现出“东南密集、西北稀疏”、“大分散、小集聚”的格局;城镇分布在时间上具有阶段性增长特征且总体趋于集聚,在空间上不均衡程度呈上升趋势但2005年后明显减缓;虽然建制镇数量大幅增长,但96.88%的城镇规模在5万人以下,大中小城市发育不足;城镇人口规模重心呈现“先向西南,再向东北,又向西南”的移动轨迹;城镇用地规模重心呈现“先向东南,再向西北,再向东北”的迁移趋势。本文研究了青藏高原城镇体系的规模结构及其时空演变特征,为青藏高原新型城镇化及城镇空间格局优化提供基础依据;提出了资料缺乏和统计口径不一致的条件下城镇规模的合理估算方法,对我国城镇化相关研究具有一定的参考价值。

西藏高原土地面积广阔,但适宜人类居住的空间却高度集中于局部地区,其中雅鲁藏布江中游地区是西藏高原最重要的人口承载区。利用核密度、空间“热点”探测和地理探测器等方法,从“居民点斑块-样带-研究区全域”构成的点-线-面多尺度揭示了雅鲁藏布江中游地区城乡居民点的规模、形态和密度的空间分异特征,并分析了自然因素对城乡居民点空间分异的影响。结果表明：① 全域尺度上,雅鲁藏布江中游地区各乡镇居民点规模空间差异较大,基本形成以“彭措林乡-增期乡”为轴线的南北对称态势,居民点形态普遍规则,密度总体偏低;② 样带尺度上,仅有拉萨河样带的密度分布呈线性分布,雅鲁藏布江样带和湘曲-年楚河样带的规模、形态和密度以及拉萨河样带的形态和规模在各自方向上均呈现非线性分布,即居民点东西方向呈现分布规模和形态“两端大中间小”、分布密度“两端小中间大”的特征,而南北方向规模、形态和密度均呈现“南大北小”的特征;③ 斑块尺度上,居民点规模普遍较小,面积小于1000 m ²的数量高达19 099个,占比达到55.14%;斑块形态比较规则,形状为规则类型的数量有21 256个,占比为61.37%;分布密度整体偏低,全域仅为0.34个/km ²;④ 自然要素中,海拔对居民点规模和密度的影响最大,地势起伏度和河流邻近性对居民点形态影响显著,而降水量对居民点的规模、形态和密度影响均不显著。

青藏高原地区壮美的自然风光、神奇的人文景观和独特的民族文化,使其成为国内外旅游者倾心向往的世外桃源,亟需进一步探究其旅游经济与生态环境之间的交互耦合关系。本文创建青藏高原旅游经济与生态环境综合评价指标体系,采用青海省和西藏自治区15个地市州2000-2017年面板数据探究旅游经济与生态环境协调效应及交互胁迫关系。结果显示： ① 2000-2017年青藏高原仅有拉萨和西宁旅游经济指数呈现快速增长趋势,其余地市州均呈现缓慢增长趋势,生态环境指数整体较高,仅有西宁和海东呈现波动增长趋势,其余地市州变化平缓;② 青藏高原旅游经济与生态环境复合系统协调度时序上呈现波动增长趋势,空间上呈现南高北低、东高西低的分布格局;青海呈现以西宁为核心,逐层向外递减的核心-边缘空间格局;西藏呈现以拉萨为中心,南高北低的空间格局;③ 青藏高原复合系统协同效应子类型主要是旅游经济滞后型,西宁和拉萨呈现“旅游经济滞后-系统均衡发展-生态环境滞后”的变化趋势;④ 基于双指数模型证实了青藏高原旅游经济与生态环境之间具有交互胁迫关系。