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Journal of Geo-information Science >

2017 , Vol. 19 >Issue 1: 50 - 58

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.00050

Orginal Article

Analysis of the Grassland Restoration Trend and Degradation Situation in the “Three-River Headwaters” Region since the Implementation of the Ecological Project

  • XU Xinliang , 1 ,
  • WANG Liang 1, 2 ,
  • LI Jing , 3, * ,
  • CAI Hongyan 1
Expand
  • 1. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information Systems, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • 3. Satellite Environment Center, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100094, China
*Corresponding author: LI Jing, E-mail:

Received date: 2016-06-29

  Request revised date: 2016-08-25

  Online published: 2017-01-13

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《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

Abstract

The implementation of ecological conservation and construction projects in the “Three-River Headwaters” region had a positive impact on its ecological environment. Through comparative analysis of remote sensing images in 2004 and 2012, the dataset of changes in degraded grassland after the implementation of ecological projects was acquired. Based on the dataset, we analyzed the grassland restoration trend and degradation situation in the “Three-River Headwaters” region. The results showed that the grassland presented a meliorated status at various degrees and the grassland situation improved obviously in local areas during 2004-2012 compared to the grassland degradation status in early time period of 1990-2004. The grassland degradation trend in counties of “Three-River Headwaters” region had been controlled during 2004-2012. Slight and obvious improvement dominated in all counties while occurring and intensified degradation took place in few counties. Compared with the degradation grassland area in 2004, the degradation grassland area in 2012 decreased by 5.78%, among which moderate degradation grassland decreased most obviously by 5.35%. There was a severe degradation in the source region of the Yellow River and the Yangtze River, including Maduo, Qumarlêb, southern Chindu, and southwestern Zhidoi. Analysis of the grassland restoration trend and degradation status in the “Three-River Headwaters” region after the implementation of ecological projects can not only summarize successful experience and lessons of the first-stage project, but also provide rational guidance on the implementation of a second-stage ecological project.

Key words： “; Three-River Headwaters”; region; remote sensing; grassland degradation; eco-restoration project

Cite this article

XU Xinliang , WANG Liang , LI Jing , CAI Hongyan . Analysis of the Grassland Restoration Trend and Degradation Situation in the “Three-River Headwaters” Region since the Implementation of the Ecological Project[J]. Journal of Geo-information Science, 2017 , 19(1) : 50 -58 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2017.00050

1 引言

“三江源”地处中国青海省南部,约占青海省总面积的43%,平均海拔为3500~4800 m。因其为长江、黄河和澜沧江三大河流的发源地而得名,具有重要的水源涵养功能。在作为中国重要的生态屏障的同时,位于“世界屋脊”青藏高原腹地的“三江源”也是生态系统最为脆弱和敏感的地区之一[1-5]。在气候变化、鼠虫害、过度放牧等自然和人为因素的共同作用下,三江源草地呈现出明显的退化趋势,草地退化的格局在20世纪70年代中后期已基本形成,70年代中后期至今,草地的退化过程持续发生[2]。三江源草地退化给当地的畜牧业可持续发展与生态安全造成了一定的威胁[6-10]。为了应对这种危机,及时恢复三江源草地的生态功能,我国政府2005年投资75亿元大力开展“三江源自然保护区生态保护和建设工程”,其实施内容包括退耕还林、退牧还草、黑土滩治理、鼠虫害防治等项目[1,5]。自2005年批准实施三江源一期工程以来,截至2013年,三江源生态保护和建设工程已累积安排资金65.13亿元,实现了785万hm2鼠虫害防治、治理黑土滩35万hm2、封山育林34万hm2、保护湿地11万hm2、治理沙漠化土地4万hm2,同时配套开展了小城镇、农村能源设施建设等工作。已有研究证实三江源生态保护和建设工程的实施卓有成效。邵全琴等[11]评价了工程实施后三江源自然保护区主要生态系统服务功能的变化,发现工程实施后,三江源区生态系统宏观状况好转,草地植被覆盖度增加,草地生产力提高,野生动物栖息地生境好转。张良侠等[12]研究发现生态工程实施后三江源草地平均产草量比工程实施前提高了30.31%,草地平均载畜压力指数比减畜措施实施前下降了36.1%。赖敏等[13]研究发现工程实施后三江源自然保护区生态系统服务价值得到了明显提升。目前,应用遥感手段对草地退化状况实施监测和评价的方法大致可分为直接法和间接法2大类。直接法是指通过综合目视判读或非监督分类的方法从经过主成分分析、植被指数或标准假彩色合成等特征变换后的遥感图像直接提取草地退化信息。直接法尽管耗费人力和物力,但在充分了解研究区域的基础上可以得到相对精确的结果[14]。刘纪远等[15]曾利用不同时相的遥感影像图,通过对比分析直接目视解译出草地退化类型斑块,并参照“天然草地退化、沙化、盐渍化分级指标”国家标准（GB19377-2003）制订了三江源草地退化遥感监测分类体系,分析了70年代以来青海三江源地区草地退化的主要时空特征。与以往研究不同的是,本研究更关注草地的改善态势,需要在已有的草地退化评价体系的基础上对草地恢复好转的评价指标和方法进行进一步的完善。
目前,三江源一期工程已经结束,作为该地区生态系统主体的草地生态系统在工程实施后退化的态势是否得到了有效遏制?草地生态系统退化的现状如何?科学回答这些问题对归纳总结三江源一期工程的成功经验和基本教训,合理地指导三江源生态保护和建设二期工程的实施具有重要的科学意义。基于此,本研究基于1990年代初至2004年三江源草地退化遥感解译数据,通过对比分析2004年和2012年的遥感影像,获取了工程实施后三江源退化草地变化态势数据集,并在此基础上分析了三江源草地恢复态势以及草地退化现状的空间分布格局。

2 数据基础及处理

本研究采用的数据包括2004年美国陆地卫星Landsat TM/ETM遥感影像（图1）、2012年环境小卫星遥感影像（图2）以及1990年代初至2004年三江源草地退化遥感解译数据集[2]。覆盖整个三江源地区的美国陆地卫星Landsat TM/ETM遥感影像和环境小卫星遥感影像分别涉及28景和15景。本研究选用7、8月的遥感影像,以便更好地反映草地的生长状况。通过对2期遥感影像进行单波段提取、假彩色合成、几何精纠正、图像镶嵌、图像切割等处理,形成了研究区的标准假彩色影像。相关研究表明,2004年和2012年三江源地区气象背景条件比较稳定,无干旱、高温等极端天气发生[16]。另外,2004年和2012年分别为三江源生态保护与建设工程实施的起始年和结束年,因此通过对比分析2期遥感影像可以比较准确地获取生态工程实施后的草地变化态势,这对于开展生态工程效益的评估具有较强的现实意义。研究中通过对比分析2004年和2012年2期影像可以发现,2004-2012年三江源地区草地好转态势明显。
Fig. 1 Landsat TM/ETM images in 2004 in the “Three-River Headwaters” region

图1 三江源2004年Landsat TM/ETM遥感影像

Fig. 2 HJ-1A /1B images in 2012 in the “Three-River Headwaters” region

图2 三江源2012年环境小卫星遥感影像

Fig. 3 The technical process of acquiring grasslandchanges in the “Three-River Headwaters” region

图3 三江源草地变化信息遥感获取技术流程图

然而,1990年代初至2004年三江源草地退化遥感解译数据集侧重于刻画草地退化状况。为了更好地反映三江源草地生态系统变化态势,尤其是草地生态系统的好转,本研究基于刘纪远等[3]提出的草地退化遥感分类体系,将草地退化变化态势分为退化发生、退化加剧、退化状态不变、轻微好转、明显好转5类。在20世纪90年代初至2004年草地退化遥感解译数据集的基础上,通过对比分析2004年TM/ETM遥感影像和2012年环境小卫星遥感影像,制作了2004-2012年三江源退化草地变化态势图,然后在此基础上分析了生态工程实施以来三江源草地生态系统的变化态势与现状。

3 结果分析

3.1 2004-2012年草地退化态势分析

通过对三江源地区草地退化态势的遥感解译,可以清楚地看到,20世纪90年代初至2004年三江源地区草地退化图斑在2004-2012年呈现不同程度的草地退化减缓态势,而且局部地区草地状况明显好转（图4）。从2004-2012年三江源地区草地退化态势的统计结果看,发生好转（包括轻微好转和明显好转）的草地面积为27 241.9 km2,占三江源草地总面积的31.02%。其中轻微好转类型的面积为 21 816.17 km2,占草地总面积的24.84%;明显好转类型的面积为5425.73 km2,占草地总面积的6.18%。退化状态不变的草地面积为60 181.1 km2,占三江源草地总面积的68.52%。退化发生类型的面积最少,为105.92 km2,仅占0.12%。发生退化加剧的草地面积为297.45 km2,占0.34%。
Fig. 4 Distribution of grassland degradation during 2004-2012 in the “Three-River Headwaters” region

图4 2004-2012年三江源地区草地退化态势图

Tab. 1 Grassland degradation area in each river basin in the “Three-River Headwaters” region during 2004-2014 (km2)

表1 2004-2012年三江源地区各流域草地退化面积统计表（km2）

流域名称 退化加剧 退化发生 退化状态不变 轻微好转 明显好转
黄河流域 77.65 13.73 16 771.3 6610.18 2535.73
长江流域 206.75 86.34 30 267.5 8763.27 1987.22
澜沧江流域 11.59 0.00 8243.04 1304.94 104.74
合计 295.99 100.07 55 281.84 16 678.39 4627.69
从三江源地区各流域草地退化态势看（表1）,2004-2012年黄河、长江和澜沧江三大流域草地好转的趋势基本一致,好转草地面积分别为9145.91、10 750.49和1409.68 km2,分别占三大流域草地好转总面积的42.93%、50.46%和6.62%。此外,三大流域也存在轻微的草地退化,其中长江流域草地退化加剧的面积为206.75 km2,占三大流域草地退化加剧总面积的69.85%,草地退化发生的面积为86.34 km2,占三大流域草地退化发生总面积的86.28%。可见在三大流域中长江流域草地退化最为明显。
Tab. 2 Grassland degradation area in each degeneration zone in the “Three-River Headwaters”region during 2004-2012 (km2)

表2 2004-2012年三江源地区各草地退化区草地退化面积统计表（km2）

退化区名称 退化发生 退化加剧 退化状态不变 轻微好转 明显好转
1区 东部八县草地小范围轻度连续退化区 4.63 40.02 3361.87 2214.78 574.18
2区 玛多南部、达日全县草地中等范围中轻度持续退化区 0.24 21.17 3836.46 641.45 141.41
3区 玛多北部、称多北部、曲麻莱大部草地大范围中度持续退化沙化区 38.29 30.89 23 142.20 15 858.26 4311.49
4区 称多南部、玉树、囊谦、杂多东部草地中等范围中轻度连续退化区 1.25 19.74 8618.43 1256.83 236.34
5区 治多中东部、曲麻莱南端较大范围轻中度持续退化区 47.64 56.29 10 667.48 289.37 106.73
6区 杂多中西部、唐古拉山乡东部草地中小范围轻度退化局部好转区 0.00 119.82 6513.78 997.01 47.44
7区 治多西部、唐古拉山乡中西部草地小范围轻度连续荒漠化区 13.87 9.52 4040.88 558.47 8.14
合计 105.92 297.45 60 181.10 21 816.17 5425.73
从三江源地区七大草地退化区草地退化态势看（表2）,2004-2012年3区（玛多北部、称多北部、曲麻莱大部草地大范围中度持续退化沙化区）草地好转最明显,有20 169.75 km2草地发生好转,占整个三江源地区草地好转总面积的74.04%,其中轻微好转的面积占整个三江源地区草地好转总面积的58.21%,明显好转的面积占整个三江源地区草地好转总面积的15.83%。此外,1区（东部八县草地小范围轻度连续退化区）草地好转态势也比较明显,好转草地面积为2788.96 km2,占整个三江源地区草地好转总面积的10.24%,其中轻微好转的面积占整个三江源地区草地好转总面积的8.13%,明显好转的面积占整个三江源地区草地好转总面积的2.11%。从草地退化加剧的分布看,5区（治多中东部、曲麻莱南端较大范围轻中度持续退化区）和4区（称多南部、玉树、囊谦、杂多东部草地中等范围中轻度连续退化区）发生退化加剧的草地较多,其中5区退化加剧草地的面积占三江源地区退化加剧草地总面积的18.9%,4区退化加剧草地的面积占三江源地区退化加剧草地总面积的6.6%。
从各县草地退化态势看（表3）,2004-2012年三江源地区各县草地退化趋势基本得到了控制,退化草地呈明显好转趋势,各县退化草地变化以轻微好转和明显好转为主,退化发生和退化加剧现象仅 发生在极少数县。新发生退化草地的面积仅为105.92 km2,主要发生在治多县和称多县。退化加剧草地的面积为297.45 km2,主要发生在杂多县和治多县,占三江源地区退化加剧草地总面积的60.28%。
Tab. 3 Grassland degradation area in each county in the “Three-River Headwaters” region during 2004-2012 (km2)

表3 2004-2012年三江源地区各县草地退化面积统计表（km2）

县名 退化发生 退化加剧 退化状态不变 轻微好转 明显好转
治多县 59.44 55.63 10 750.96 362.82 106.74
曲麻莱县 0.00 5.65 13 176.11 13 024.88 3273.66
兴海县 0.00 0.00 693.73 179.00 18.14
唐古拉山乡 2.07 9.52 3223.77 784.33 8.83
玛多县 2.34 7.81 9360.88 1226.90 558.67
同德县 0.00 0.00 36.89 10.93 1.87
泽库县 0.00 0.00 357.97 85.11 14.04
玛沁县 0.00 36.73 1361.06 278.03 162.86
称多县 37.20 33.00 4965.95 1956.67 706.73
河南 0.00 0.00 353.92 4.30 7.63
杂多县 0.00 123.68 7511.86 834.93 69.82
甘德县 0.00 0.00 432.45 490.87 76.15
达日县 0.24 20.69 1807.78 403.14 63.34
玉树县 0.00 0.00 2863.39 189.81 19.23
久治县 3.75 3.29 110.03 602.25 218.79
班玛县 0.88 0.00 15.58 564.28 74.70
囊谦县 0.00 1.45 3159.16 818.58 44.54
合计 105.92 297.45 60 181.49 21 816.83 5425.74

3.2 2012年草地退化现状分析

基于1990-2004年草地退化状况以及2004-2012年退化草地变化态势,本文制作了2012年三江源地区草地退化现状空间分布图（图5）。2012年三江源地区退化草地面积从20世纪90年代初至2004年的84 102.66 km2减少到70 633.03 km2,占全区草地面积的比重下降了5.78 %。从全区草地退化程度看（表4）,轻度、中度和重度退化草地的面积较20世纪90年代初至2004年均有明显减少,其中中度退化草地的面积减少最突出,面积减少了12 473.33 km2,下降了5.35%,而轻度和重度退化草地的面积仅分别下降了0.33%和0.09%。
从退化草地分布的空间格局看,黄河源和长江源草地退化的形势依然比较严峻,其中玛多县、曲麻莱县、称多县北部和治多县东南部,草地退化最为明显。
Fig. 5 Spatial pattern of grassland degradation in the “Three-River Headwaters” region in 2012

图5 2012年三江源地区草地退化现状空间格局

从三江源地区各县退化草地面积统计结果看（表5）,各县退化草地面积较20世纪90年代初至2004年均有所减少,其中曲麻莱县退化草地面积减少最突出,面积减少17 342.80 km2,下降了37.46%;其次为称多县,退化草地面积减少7084.72 km2,下降了22.26%。
三江源生态保护和建设工程自2005年实施以来,尽管三江源草地整体获得了改善,但草地退化的局面并没有得到根本扭转。草地改善成果的巩固和退化草地的治理,仍然是一项长期的艰巨 任务。
Tab. 4 Comparison among grassland areas at different degradation degree in the “Three-River Headwaters” region

表4 三江源地区草地退化程度面积统计对比

退化程度 20世纪90年代初至2004年 2012年退化现状 2004-2012年
面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/%
轻度退化 55 724.05 23.93 54 948.62 23.60 -775.43 -0.33
中度退化 27 347.79 11.74 14 874.46 6.39 -12 473.33 -5.35
重度退化 1030.82 0.44 809.95 0.35 -220.87 -0.09
合计 84 102.66 36.08 70 633.03 30.30 -13 469.63 -5.78
Tab. 5 Grassland degradation area in each county in the “Three-River Headwaters” region

表5 三江源地区各县草地退化面积统计表

县 20世纪90年代初至2004年 2012年退化现状 2004-2012年变化
面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/%
班玛县 655.37 14.85 6345.58 0.90 5690.21 -13.95
称多县 7503.58 63.58 14 588.30 41.32 7084.72 -22.26
达日县 2201.24 20.45 14 486.73 14.00 12 285.49 -6.45
甘德县 1002.07 19.97 7101.75 7.20 6099.68 -12.77
河南县 359.89 6.85 6687.70 5.30 6327.81 -1.55
久治县 938.28 15.52 8255.90 2.79 7317.62 -12.73
玛多县 10 565.78 55.42 24 450.29 41.70 13 884.51 -13.72
玛沁县 1848.35 23.70 13 471.37 10.78 11 623.02 -12.92
囊谦县 4025.00 44.58 12 072.35 26.63 8047.35 -17.95
曲麻莱县 29 322.30 81.41 46 665.10 43.95 17 342.80 -37.46
唐古拉山乡 3546.84 13.88 47 703.41 6.89 44 156.57 -6.99
同德县 191.06 6.10 4589.61 3.89 4398.55 -2.21
兴海县 890.89 10.60 12 106.10 5.73 11 215.21 -4.87
玉树县 3045.66 27.22 15 316.77 19.03 12 271.11 -8.19
杂多县 6489.90 27.14 35 436.80 21.64 28 946.90 -5.50
泽库县 382.69 7.02 6697.97 5.52 6315.28 -1.50
治多县 11 133.76 27.66 80 670.88 13.55 69 537.12 -14.11

4 结论与讨论

2005年以来三江源生态保护和建设工程的实施,使三江源草地生态系统整体呈现出好转的态势。本文通过2004年和2012年遥感影像的对比分析,在获取三江源生态保护和建设工程实施以来退化草地变化态势数据集的基础上分析了三江源草地退化与恢复的基本态势以及三江源草地退化的现状格局特征。结果表明：① 20世纪90年代初至2004年三江源地区草地退化图斑在2004-2012年生态工程实施以后呈现不同程度的草地退化减缓态势,而且局部地区草地状况好转明显,其中发生好转的草地面积为27 241.9 km2,占三江源草地总面积的31.02%;② 2004-2012年三江源地区各县草地退化趋势基本得以控制,各县退化草地变化以轻微好转和明显好转为主,退化发生和退化加剧现象仅发生在极少数县;③ 2012年黄河源和长江源草地退化的形势依然比较严峻,玛多县、曲麻莱县、称多县北部和治多县的东南部草地退化最为明显,其中,曲麻莱县退化草地面积减少最突出。
三江源地区是中国重要的天然生态屏障,该地区退化草地生态系统的恢复及重建不仅关系到源区人民的切身利益,更关系到整个中国社会、经济的可持续发展。2005-2012年三江源生态保护和建设工程的实施,使连续多年来草地退化的趋势初步得到遏制,严重退化区（黑土滩）草地生态恢复明 显[1]。三江源地区草地植被不同程度的恢复,使草地涵养水源能力提高,水土流失得到基本控制,植被群落多样性增加,草地生产力提高,草畜矛盾趋缓,草地承载压力有所减轻[1,12]。三江源区的生态系统朝着正向演替,这对整个青藏高原乃至全国的气候的调节也具有重要意义[17]。但已有研究表明,近年来三江源地区气候暖湿化,冰川融水增多,有助于草地生态系统恢复[18-19]。因此,三江源草地生态系统的恢复和好转是自然气候因素和生态工程因素共同作用的结果,三江源地区通过生态保护与建设工程的实施,草地生态系统总体上表现出“初步遏制,局部好转”的态势,但是草地生态系统的恢复远未达到理想的状态,草地生态系统退化的现状依然不容乐观。三江源生态工程实施以来草地恢复态势及退化现状分析不仅对归纳总结一期工程实施后产生的生态成效和存在的问题形成了客观的认识,而且对科学合理的部署二期工程有重要的指导意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

References

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刘纪远,邵全琴,樊江文.三江源生态工程的生态成效评估与启示[J].自然杂志,2013,35(1):40-46.介绍了对青海三江源生态保护与建设工程所取得的生态成效开展科学 监测与评估的主要方法和评估结果,回答了一系列公众和决策者关心的有关生态工程成效和取得成效原因的科学问题,并分析了工程取得生态成效的主要局限性.在 此基础上提出了工程成效评估对决策者和工程执行者的主要启示以及建议.

DOI

[ Liu J Y, Shao Q Q, Fan J W.Ecological construction achievements assessment and its revelation of ecological project in Three Rivers Headwaters Region[J]. Chinese Journal of Nature, 2013,35(1):40-46. ]

[2]
Liu J Y, Xu X L, Shao Q Q.The Spatial and Temporal Characteristics of Grassland Degradation in the Three-River Headwaters Region in Qinghai Province[J]. Acta Geographica Sinica. 2008,63(4):364-376.Using MSS images in the middle and late 1970s, TM images in the early 1990s and TM/ETM images in 2004, grassland degradation in the Three-River Headwaters Region is interpreted through analysis on RS images in two time series, then the spatial and temporal characteristics of grassland degradation since the 1970s in the Three-River Headwaters Region are analyzed. The results show that grassland degradation in the Three-River Headwaters Region is a continuous changing process which has large area of influence and long time scale, and the drastic intensification phenomenon does not exist in the 1990s as a whole. Grassland degradation pattern in the Three-River Headwaters Region took shape initially in the middle and late 1970s, since the 1970s, this degradation process has taken place continuously, characterizing obviously different rules in different regions. Such as, in humid and sub-humid meadow grassland, grassland firstly fragmentizes, then the degree of vegetation coverage decreases continuously, and finally "black-soil-patch" degraded grassland formed. But in semiarid and arid steppe regions, the degree of grassland vegetation coverage decreases continuously, and finally desertification formed. Because grassland degradation has obvious regional diversity, grassland degradation in the Three-River Headwaters Region could be classified into seven regions, and each region has different characteristics in type, grade, scale and time process of grassland degradation.

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刘纪远,邵全琴,樊江文.三江源草地生态系统综合评估指标体系[J].地理研究,2009,28(2):273-283.基于联合国新千年全球生态系统评估(MA)概念框架,提出了系统完整的三江源区草地生态系统评估指标体系,包括生态系统结构、支持功能、调节功能和供给功能的4大类15个一级指标、75个二级指标。针对位于青藏高原东部江河源区的草地生态系统的区域特点和人类对其功能的需求分析,设计了以土地覆盖结构和草地退化结构为核心的生态系统结构指标群;以初级生产力为核心的支持功能指标群;以水、碳调节为核心的调节功能指标群,以及以水供给和草地承载力为核心的供给功能指标群。在该指标体系中,设计了草地退化遥感分类系统,以实现年代际时间尺度草地生态系统退化过程的动态分析评估;提出了退化草地态势遥感分类系统,以实现大型生态工程实施后年际时间尺度草地生态系统退化态势的分析和评估。

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[ Liu J Y, Shao Q Q, Fan J W.The integrated assessment indicator system of grassland ecosystem in the Three-River Headwaters region[J]. Geogarphical Research, 2009,28(2):273-283. ]

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徐新良,刘纪远,邵全琴,等.30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化[J].地理研究,2008,27(4):829-839.在多期遥感图像支持下,通过对生态系统类型进行辨识,获得了三江源地区生态系统类型空间分布数据集,并在此基础上分析了20世纪70年代中后期以来青海三江源地区生态系统格局和空间结构的动态变化。结果表明:30年来三江源地区生态系统格局稳定少动,生态系统类型变化相对缓慢,农田、森林、草地、水体与湿地和荒漠生态系统的年变化速率均小于0.5%,是长江、黄河流域乃至全国各区域生态系统转类变幅最小的稳定少动区。20世纪70年代中后期以来三江源地区生态系统类型的转变主要发生在草地和水体与湿地生态系统上,草地生态系统的变化主要发生在中部和东部地区,水体与湿地生态系统的变化主要发生在广大西部和北部地区。

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[ Xu X L, Liu J Y, Shao Q Q.The dynamic changes of ecosystem spatial pattern and structure in the Three-River Headwaters region in Qinghai Province during recent 30 years[J]. Geographical Research, 2008,27(4):829-839. ]

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邵全琴,樊江文,等.三江源区生态系统综合监测与评估[M].北京:科学出版社,2012.

[ Shao Q Q, Fan J W, et al.The integrated monitoring and assessment of grassland ecosystem in the Three-River Headwaters region[M]. Beijing: Science Press, 2012. ]

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汪诗平. 青海省“三江源”地区植被退化原因及其保护策略[J].草业学报,2003,12(6):1-9.对治多县32年的降水和气温变化资料的分析表明,自20世纪90年代以来,由于出现了较明显的增温减水现象,大气干旱加重,空气中相对湿度呈明显的波动减少趋势,因而造成了该地区的气候干旱化,不利于该地区草地生态系统生产力的提高和维持。同时,由于人口和家畜数量的增加,每个羊单位占有可利用草地从1953年的2.3hm2降低到1994年的1.1hm2,使牧压成倍增加。与60年代相比,平均产草量降低了50%以上,而有毒有害类杂草增加了20%～30%。到目前为止,约有1/3以上的草地处于不同程度的退化状态,约有1万hm2的天然草地已经荒漠化或沙化,主要分布在水边、河岸附近、滩地、坡麓和居民点周围即冬季牧场,是局

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[ Wang S P.Vegetation degradation and protection strategy in the “Three rivers fountainhead” area in the Qinghai province[J]. Acta Pratacul Turae Sinica, 2003,12(6):1-9. ]

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Feng J M, Wang T, Xie C W.Eco-environment degradation in the source region of the Yellow River, Northeast Qinghai-Xizang Plateau[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2006,122:125-143.The Yellow River is the second longest river in China and the cradle of the Chinese civilization. The source region of the Yellow River is the most important holding area for the Yellow River, about 49.2% of the whole runoff comes from this region. However, for the special location, it is a region with most fragile eco-environment in China as well. Eco-environmental in the source region of the Yellow River has been a very serious ecological and socially economic problem. According to census data, historical documents and climatic information, during the last half century, especially the last 30 years, great changes have taken place in the eco-environment of this region. Such changes are mainly manifested in the temporal-spatial changes of environment, deglaciation, permafrost reduction, vegetation degeneracy and desertification extent, which led to land capacity decreasing and river disconnecting. At present, desertification of the region is showing an accelerating tendency. This paper analyzes the present status of eco-environment in this region supported by GIS and RS, as well as field investigation and indoor analysis, based on knowledge, multi-source data is gathered and the classification is worked out, deals with their natural and anthropogenic causes, and points out that in the last half century the desertification and environmental of this region are mainly attributed to activities under the background of regional climate changes. To halt further of the environment of this region, great efforts should be made to use land resources rationally, develop advantages animal agriculture and protect the natural grassland.

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Huang L, Liu J Y, Shao Q Q, et al.Changing inland lakes responding to climate warming in Northeast Tibetan Plateau[J]. Climate change, 2011,109:479-502.The main portion of Tibetan Plateau has experienced statistically significant warming over the past 5002years, especially in cold seasons. This paper aims to identify and characterize the dynamics of inland lakes that located in the hinterland of Tibetan Plateau responding to climate change. We compared satellite imageries in late 1970s and early 1990s with recent to inventory and track changes in lakes after three decades of rising temperatures in the region. It showed warm and dry trend in climate with significant accelerated increasing annual mean temperature over the last 3002years, however, decreasing periodically annual precipitation and no obvious trend in potential evapotranspiration during the same period. Our analysis indicated widespread declines in inland lake’s abundance and area in the whole origin of the Yellow River and southeastern origin of the Yangtze River. In contrast, the western and northern origin of the Yangtze River revealed completely reverse change. The regional lake surface area decreased by 11,49902ha or 1.72% from the late 1970s to the early 1990s, and increased by 6,86602ha or 1.04% from the early 1990s to 2004. Shrinking inland lakes may become a common feature in the discontinuous permafrost regions as a consequence of warming climate and thawing permafrost. Furthermore, obvious expanding were found in continuous permafrost regions due to climate warming and glacier retreating. The results may provide information for the scientific recognition of the responding events to the climate change recorded by the inland lakes.

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Wang G X, Cheng G D.Eco-environmental changes and causative analysis in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers, China[J]. The Environmentalist, 2000,20:221-232.In the most recent four decades the eco-environment in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers has been continuously getting worse, this is mainly manifested in the serious vegetation degradation, rapidly developing desertification, lake shrinkage and salinization, wetland degradation and biodiversity reduction. This paper attempts to give a quantitative analysis to such eco-environmental changes and explore their causes. The main factors responsible for such changes are climate change and the alterations of glacial snow accumulation and the freeze-thaw processes of the frozen soil, as well as overgrazing and rodent damage. The eco-environmental changes in the source regions not only influence the social-economic development of these regions but also have affected, or are affecting, the whole river basins' social-economic development.

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Yang J, Ding Y, Chen R.Spatial and temporal of variations of alpine vegetation cover in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers of the Tibetan Plateau from 1982 to 2001[J]. Environmental Geology, 2006,50(3):313-322.Spatial and temporal variations in alpine vegetation cover have been analyzed between 1982 and 2001 in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers on the Tibetan Plateau. The analysis was done using a calibrated-NDVI (Normalized Difference Vegetative Index) temporal series from NOAA-AVHRR images. The spatial and temporal resolutions of images are 8聽km and 10聽days, respectively. In general, there was no significant trend in alpine vegetation over this time period, although it continued to degrade severely in certain local areas around Zhaling and Eling Lakes, in areas north of these lakes, along the northern foot of Bayankala Mountain in the headwaters of the Yellow River, in small areas in the Geladandong region, in a few places between TuoTuohe and WuDaoliang, and in the QuMalai and Zhiduo belts in the headwaters of the Yangtze River. Degradation behaves as vegetation coverage reduced, soil was uncovered in local areas, and over-ground biomass decreased in grassland. The extent of degradation ranges from 0 to 20%. Areas of 3脳3 pixels centered on Wudaoliang, TuoTuohe, QuMalai, MaDuo, and DaRi meteorological stations were selected for statistical analysis. The authors obtained simple correlations between air temperature, precipitation, ground temperature and NDVI in these areas and constructed multivariate statistical models, including and excluding the effect of ground temperature. The results show that vegetation cover is sensitive to variations in temperature, and especially in the ground temperature at depths of 鈭40聽cm. Permafrost is distributed widely in the study area. The resulting freezing and thawing are related to ground temperature change, and also affect the soil moisture content. Thus, degradation of permafrost directly influences alpine vegetation growth in the study area.

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邵全琴,刘纪远,黄麟,等.2005-2009年三江源自然保护区生态保护和建设工程生态成效综合评估[J].地理研究,2013,32(9):1645-1656.本文评价了三江源自然保护区生态系统宏观结构及涵养水源、保持水土、保护生物多样等主要生态服务功能,分析了自然保护区生态保护与建设工程的生态成效及其原因。结果显示,工程实施后,各自然保护区的土地覆被转类指数明显增加,生态系统宏观状况好转;保护区内草地生产力皆呈增加趋势,水域面积增加,食物供给能力提高,栖息地生境好转。森林类保护区的森林面积减少趋势得到遏制;湿地类保护区的湿地面积多呈增加趋势;草地类保护区的草地减少趋势缓解,荒漠化明显遏制,草地植被覆盖度有所增加;冰川类保护区多条冰川出现明显退缩导致冰川融水增多,有利于雪线以下草地净初级生产力的增加。

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[ Shao Q Q, Liu J Y, Huang L, et al.Integrated assessment on the effectiveness of ecological conservation in Sanjiangyuan National Nature Reserve[J]. Geographical Research, 2013,32(9):1645-1656. ]

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张良侠,樊江文,邵全琴,等.生态工程前后三江源草地产草量与载畜压力的变化分析[J].草业学报,2014,23(5):116-123.三江源生态保护和建设工程对生态系统的恢复具有重要作用，其对草 地生态系统的影响也成为关注的热点。本文基于GLO-PEM模型和载畜压力指数，对比分析了三江源地区实施生态工程前后草地产草量和载畜压力的变化。结果 表明，工程实施后的2005-2012年8年的草地平均产草量为694 kg／hm2，比工程实施前1988-2004年17年的平均产草量（533 kg／hm2）提高了30．31％，减畜措施实施后的2003-2012年10年的平均载畜压力指数为1．46，比1988-2002年15年平均载畜压 力指数（2．49）下降了36．1％。草地产草量的提高和载畜压力的减轻，主要归因于生态保护和建设工程的实施以及气候变化。其中，生态工程对草地生态系 统的恢复已初见成效。

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[ Zhang L X, Fan J W, Shao Q Q, et al.Changes in grassland yield and grazing pressure in the Three Rivers headwater region before and after the implementation of the eco-restoration project[J]. Acta Pratacul Turae Sinica, 2014,23(5):116-123. ]

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赖敏,吴绍洪,戴尔阜,等.生态建设背景下三江源自然保护区生态系统服务价值变化[J].山地学报,2013,31(1):8-17.青海三江源是我国淡水资源的重要补给地,也是全国生态保护和建设工程的重点实施区域,对其开展生态恢复过程的生态系统服务价值变化研究,有利于揭示生态保护和建设工程的实施效果。在构建三江源生态系统服务价值评估指标体系的基础上,选择生态工程前后两个时间段(2000年和2008年),采用物质量和价值量相结合的方法对三江源自然保护区生态系统服务价值进行了评估和对比分析,结果表明:2000—2008年保护区生态系统服务总价值呈现明显的增长趋势,8 a间一共增加1.68×1010元。保护区草地生态系统的整体质量状况大幅度提升,生态系统服务价值增加48.69%,是由生态建设和气候因子变化共同作用的结果;森林生态系统服务价值增加12.71%,主要跟森林区域水热条件的改善有关;水体与湿地生态系统服务价值在8 a间减少56.08%,关键是由区域气温升高和降水量减少所致,而非人为因素的影响;2000—2008年间,保护区人口数量增加了26.08%,较高的人口增长压力促使大量的草地被开垦为农田,导致农田面积增加392.52%,从而引起农田生态系统服务价值大幅波动。

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[ Lai M, Wu S H, Dai E F, et al.Dynamic Valuation on Ecosystem Services to Ecological Construction in the Three-River Headwaters Nature Reserve, China[J]. Journal of Mountain Science, 2013,31(1):8-17. ]

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刘玉杰,邓福英,赵文娟.草地退化遥感评价与监测研究进展[J].云南地理环境研究,2013,25(1):14-18,24.草地退化成为中国最主要的生态问题之一，研究其时空特征、影响以及驱动因子对退化草地治理和草地资源持续利用均有指导意义。从草地退化评价与监测研究的技术手段、基础、监测方法分类、常见的遥感分级指标及其局限性等方面的研究现状进行了综述，结果发现，目前草地退化遥感评价与监测工作中存在着草地退化与草地植被长势概念混淆、草地退化程度被“高估”、现有分级指标对某些特定的退化类型不敏感等问题，利用年降水量资料对植被覆盖度、地上生物量等现有分级指标进行校正，针对特定的退化类型，引入草地群落中退化指示植物的综合算术优势度、覆盖度的相对百分数等新的综合性分级指标并对其进行遥感反演是未来发展趋势，具有广阔的应用前景。

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[ Liu Y J, Deng F Y, Zhao W J.Research progress in remote sensing evaluation and monitoring of grassland degradation[J]. Yunnan Geographic Environment Research, 2013,25(1):14-18,24. ]

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刘纪远,徐新良,邵全琴.近30年来青海三江源地区草地退化的时空特征[J].地理学报,2008,63(4):364-376.lt;p>在20 世纪70 年代中后期MSS 图像、90 年代初期TM 图像和2004 年TM/ETM 图像支 持下, 通过三期遥感影像的直接对比分析, 获得了三江源地区草地退化空间数据集, 并在此 基础上分析了70 年代以来青海三江源地区草地退化的主要时空特征。结果表明: 三江源地区 草地退化是一个在空间格局上影响范围大, 在时间过程上持续时间长的连续变化过程。研究 发现, 三江源草地退化的格局在70 年代中后期已基本形成, 70 年代中后期至今, 草地的退 化过程一直在继续发生, 总体上不存在90 年代至今的草地退化急剧加强现象。草地退化的过 程在不同区域和地带有明显不同的表现, 如在湿润半湿润地带的草甸类草地上, 发生着草地 破碎化先导, 随后发生覆盖度持续降低, 最后形成黑土滩的退化过程; 在干旱、半干旱地带 的草原类草地上, 发生着覆盖度持续降低, 最后形成沙地和荒漠化草地的退化过程。三江源 地区草地退化具有明显的区域差异, 草地退化可以分为7 个区, 各区草地退化在类型、程度、 范围与时间过程方面具有明显不同的特点。</p>

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[ Liu J Y, Xu X L, Shao Q Q.The spatial and temporal characteristics of grassland degradation in the Three-River Headwaters Region in Qinghai Province[J]. Acta Geographica Sinica, 2008,63(4):364-376. ]

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郭佩佩,杨东,王慧,等.1960-2011年三江源地区气候变化及其对气候生产力的影响[J].生态学杂志,2013,32(10):2806-2814.lt;div style="line-height: 150%">利用三江源（黄河、长江、澜沧江）地区13个气象站1960&mdash;2011年的气温和降水资料，应用Thornthwaite Memorial模型估算了三江源地区的气候生产力（Pv），通过线性趋势分析、Kriging插值法、Mann-Kendall突变检验、EOF分解等方法对该区气温、降水和气候生产力的时空变化特征进行了分析，研究了Pv对气候变化的响应。结果表明：三江源地区近52年来，年、冬、夏季平均气温出现多次冷暖波动过程，但总体上变化一致，都呈明显上升趋势；年降水量的变化趋势不明显，但生长季和冬季降水量呈增加趋势；空间分布上，降水量东西部呈相反变化趋势，南北变化亦相反；气候生产力变化呈增加趋势，21世纪以前增加不明显，之后增加显著；Pv与气温的相关系数大于降水，说明气温是当地Pv的主要限制因素；&ldquo;暖湿型&rdquo;气候，Pv增加8.67%；&ldquo;冷干型&rdquo;气候，Pv减少8.91%；未来易出现&ldquo;暖湿型&rdquo;气候，Pv增加，有利于天然牧草产量的提高。</div><div style="line-height: 150%"></br>&nbsp;</div>

[ Guo P P, Yang D, Wang H, et al.Climate change and its effects on climatic productivity in the Three-River Headwater region in 1960-2011[J]. Chinese Journal of Ecology, 2013,32(10):2806-2814. ]

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廉丽姝,束炯,李朝颐.三江源地区草地退化对中国区域气候影响的数值模拟研究[J].气象学报,2009,67(4):580-590.人类活动导致的土地利用变化是 区域气候变化的一个重要驱动因素。位于青藏高原腹地的三江源地区,生态系统十分脆弱,其独特的地理位置决定了源区的生态环境对中国乃至全球的气候变化、生 态环境均有十分重要的影响。该研究应用区域气候模式RegCM3,通过两组数值模拟试验结果的对比分析,探讨三江源地区的草地退化对中国区域气候的影响。 模拟试验的区域模式水平分辨率为60 km,模拟区域中心位于35°N,105°E,水平格点数为92×82,相当于5520 km×4920 km的范围。研究结果表明:RegCM3对中国区域气候具有较好的模拟能力,能够用于定量研究土地利用变化对区域气候的影响。三江源地区的草地退化引起的 气候变化在不同的地区是不一致的,变化最明显的地区是青藏高原地区。草地退化将会引起青藏高原地区的冬季降温和其他季节升温,气温变化最显著的季节是春季 (0.46℃),冬季变化最小(0.03℃);三江源地区的草地退化对中国中、东部地区的气候影响较复杂,主要表现为夏季长江以北地区有不同程度的升、降 温现象。由于青藏高原夏季热源作用的加强,导致夏季青藏高原低层大气的热低压有所加强,太平洋副热带高压向东退缩。降水量的变化主要表现在夏季降水的普遍 减少。草地退化后,青藏高原地区的气候有向暖干方向发展的趋势。

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[ Lian L Z, Shu J, Li C Y.The impacts of grassland degradation on regional climate over the origin area of three rivers in Qinghai-Tibet Plateau, China[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2009,67(4):580-590. ]

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陈琼,周强,张海峰,等.三江源地区基于植被生长季的NDVI 对气候因子响应的差异性研究[J].生态环境学报,2010,19(6):1284-1289.采用1999—2008年NDVI和三江源地区及周边31个气象站点的温度和降水旬数据,在 确定每年5月中旬至9月底作为三江源地区植被生长季（14旬）的基础上,分析NDVI对气候因子变化响应的区域差异。结果显示：以巴颜喀拉山为界,三江源 西部生长季内NDVI指数对温度、降水的线性相关性明显比中东部普遍,同时,不同海拔地段响应程度存在着明显的差异,且海拔5300m左右为线性响应的最 高限,NDVI对气候因子的线性响应主要表现为对温度正相关和降水负相关。因此,对三江源生长季内植被生长而言,水条件明显好于温度条件,并且温度对植被 覆盖的影响通过直接正相关和降水负相关表现出来,温度是三江源地区植被生长的主导因子。

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[ Chen Q, Zhou Q, Zhang H F, et al.Spatial disparity of NDVI response in vegetation growing season to climate change in the Three-River Headwaters Region[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2010,19(6):1284-1289. ]

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谢昌卫,齐三红.长江-黄河源寒区径流量波动变化的气候因素分析[J].长江流域资源与环境,2007,16(2):251-255.长江-黄河源区属典型寒区,降水、冰雪融水等共同成为径流的补给 来源,径流量的变化同时受到区域内降水量和气温变化的影响.采用互谱分析方法研究表明,长江、黄河源区降水与径流周期波动间的关系明显好于气温与径流之间 的关系,降水对径流量的主要周期波动有较明显的控制作用.气温虽然对径流量的部分周期波动变化有一定的影响,但不如降水明显.相对来说,黄河源区降水对径 流量的波动变化的影响要好于长江源区.20世纪80年代后期长江-黄河源区径流量大幅下降的主要原因是区域内降水量的减少.

DOI

[ Xie C W, Qi S H.Analysis of runoff change and its response to weather fluctuation at source regions of the Yangtze and Yellow Rivers[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2007,16(2):251-255. ]

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