來源:中國氣象報社 發布時間:2009年09月18日16:36
全球氣候變化對地球上許多地區的自然生態系統已經產生了明顯的影響,而其中多年凍土區生態系統對全球變化的高度敏感性,則更加導致寒區生態系統加速退化。位於青藏高原腹地的長江黃河源區具有多種典型高寒生態系統,因其對全球氣候變化的高度敏感而難逃生態環境退化厄運。
急劇退化的高寒生態環境
高寒沼澤生態系統、高寒草甸生態系統、高寒草原生態系統是3種典型的高寒生態系統。研究表明,40年來,長江源區高覆蓋草甸、高覆蓋草原和溼地面積分別減少了13.5%、3.6%和28.9%;黃河源區上述面積也分別減少了23.2%、7.0%和13.6%。相反,低覆蓋草甸、草原和沙漠草地面積則不同程度地增加。
這些數據表明了一個結論——江河源區高寒生態系統總體呈持續退化狀態。
另據統計,過去40年裡,在長江、黃河源區植被生長季節中,氣溫變化率分別為每10年升高0.15℃和0.16℃,而降水的變化趨勢則大致以每年0.67毫米的速率遞減。「宏觀而言,植被生長季節的這種氣候變化態勢顯然是不利於高寒草地植被生長的。」王根緒說。
氣候暖幹化是主因
為進一步探求導致高寒生態系統顯著退化的主要驅動因素,王根緒利用相關時期的遙感數據和土地詳查數據進行了特定的統計回歸分析。他發現,無論是長江源區還是黃河源區,高寒草甸高覆蓋草地分布面積與氣溫之間具有指數函數關係,而高寒沼澤溼地面積、高覆蓋高寒草原草地生態系統變化均與氣溫之間具有明顯的二次拋物線函數關係。「三者與氣溫之間的相關性雖然表現出了不同的函數形式,但是如果分析各自的函數圖像則可看出它們具有一致性:氣溫升高均是三者面積退化的重要因素,可謂『殊途同歸』。」王根緒說。
然而,從相關性的密切程度而言,長江源區這3種典型高寒草地生態系統面積變化與氣溫之間的統計相關顯著性水平要高於黃河源區。換句話說,即氣候增暖對高寒草地生態的影響存在區域差異——長江源區要比黃河源區較為強烈。「這種差異產生的主要原因之一就是凍土對氣候變化的高度敏感性。」王根緒解釋道。伴隨氣溫持續升高,近30年在長江源區多年凍土活動層(凍土與大氣進行物質和能量交換的場所,也是凍土地區地層內水熱交換最為活躍的區域)平均增厚0.8米~1.5米,凍土地溫升高等凍土退化現象明顯,這必然使得對凍土變化較敏感的高寒草地與在黃河源區相比,退化得更為嚴重。此外,長江源區和黃河源區的差異性還表現在人類活動作用對高寒草地退化的影響不同,根據驅動力分析結果,黃河源區人類活動對草地退化的貢獻在30%以上,而長江源區則不足20%,說明黃河源區由於放牧等人類活動對草地生態的負面影響已經十分顯著。
總而言之,氣溫持續升高和降水量略呈減少趨勢的暖幹化,以及由此引起的凍土退化是導致高寒生態系統退化的主要因素。除此之外,空間和時間上放牧強度不均衡導致的局部和季節性超載過牧活動,則促進了退化的程度和速度。「如源區嚴重退化的高寒草甸或沼澤草甸均與嚴重的鼠害有關,但是鼠害的形成與發展是超載過牧的結果,間接加劇了草地朝嚴重退化的方向發展。」王根緒舉例說。
源區水文過程效應受「牽連」
「高寒生態系統退化必然引發其生態功能變化,源區水循環和水源涵養能力是區域高寒生態體系最為重要的生態功能之一。」王根緒說,「在全球氣候持續變暖背景下,人們普遍開始關注長江、黃河源區凍土態系統變化對其重要的水源涵養功能帶來何種影響。」
水源涵養指數可以近似地直觀反映出流域徑流形成與調蓄能力的變化。研究發現,自上世紀60年代至90年代以來,長江與黃河源區流域水源涵養指數均呈遞減趨勢,其中,長江源區減少了12.5%,而黃河源區減少了22.7%。王根緒說,這種遞減變化說明了源區陸面生態系統的水源涵養功能正在不斷下降。
另外,生態系統退化也顯著影響到了其他區域水文過程效應,主要表現為降水與徑流關係減弱,長江出源徑流趨於減少、洪水發生頻率增加等。王根緒指出,在降水沒有明顯變化的前提下,由於區域冰川融水對河川徑流補給較少,因此可以認為陸面生態系統的嚴重退化是導致區域水循環和水文過程變化的主導因素。
如何應對氣候變化,維護源區高寒生態系統功能?王根緒認為,除了實施草地保護工程、加快退化草地恢復與重建之外,完善的管理措施與保障體系不可忽視。他建議要進一步加強三江源國家自然保護區管理,構造全新的生態適應性牧業經濟體系。
(作者:賴敏 責任編輯:任慶烽)