本文发表于国际期刊Global Ecology and Conservation，2023年第44卷，通讯作者为中国科学院西北生态环境资源研究院的李宗省研究员。
文章认为，三江源地处青藏高原腹地，是黄河、长江和澜沧江的发源地，具有极其重要的生态地位。研究使用InVEST模型和USLE方程来评估三江源的生态系统服务（ES），并确定三江源的生态安全格局，提出生态保护模式。研究结果显示，从1990年到2020年，三江源的生态系统服务总体呈上升趋势，共确定262条生态廊道，总长22437km。为了改善三江源的生态保护模式，划分了优先保护区（PPA）、巩固增强区（CEA）和协调优化区（COA），并针对三个区的特点提出生态保护建议。研究构建的三江源生态保护模式可以为三江源走绿色发展道路提供新的路径，为高寒地区可持续发展对策提供新的范式。
文章选择三江源为研究区，使用以下几种方法：①使用InVEST模型计算生境质量、碳储量和保水量。②使用USLE计算土壤保持率。③利用不同时期土地利用类型数据的平均值和生态系统服务质量，通过分区统计得到不同土地利用类型生态系统服务的平均值，并进行标准化处理。④利用Geoda软件中的二元局部空间自相关方法分析了三江源生态系统服务的权衡与协同。在评价结果中表现为高-高和低-低聚类的两组ESs值为协同关系，高-低集聚和低-高集聚为权衡关系。⑤将三江源内的国家级自然保护区和国家公园与生态系统服务的高值区域叠加，作为研究区的生态源。⑥使用最小阻力模型构建阻力面和生态廊道。研究选取土地利用类型、NDVI、高程、坡度等因子，采用层次分析法确定各因子权重，叠加生态阻力面。⑦将生态系统服务的重要性和最小阻力面计算结果叠加，确定不同生态恢复的功能区。其中重要性低、阻力高的地区划分为优先保护区；阻力中等的区域划分为巩固增强区；重要性高、阻力低的区域划分为协调优化区。
1990 - 2020年三江源生态系统服务分布差异结果表明:澜沧江源区碳排放总量最高，黄河源区次之，长江源区最低。①从气候的角度来看，澜沧江源头的最高降水和温度可以为生态系统的健康发展提供基础。长江源区海拔高、气温低、降水稀少、水热组合条件差，不利于生态系统服务的稳定。②从土地利用类型上来看，澜沧江源区南部有森林分布，其余地区以草甸草地为主，植被覆盖度较高。长江源区西北部多为荒无人烟的荒漠和低植被覆盖的裸地，生态系统服务明显低于其他源区。
1990 - 2020年三江源中各种生态系统服务变化差异显著，水土保持趋势明显增强。其中，约90%的三江源处于增水涵养状态，增水最明显的区域是黄河源区东南部、澜沧江源区南部和长江源区东部。水资源涵养下降的地区主要集中在黄河源区中部和长江源区西北部的一小部分地区。约68%的三江源土壤保持变化率大于0，黄河源区东部、澜沧江源区和长江源区东南部增长较为显著。生境质量和碳储量相对稳定，变化不大。
结果显示不同土地类型对生态环境的贡献差异显著，水分涵养表现为：森林>灌丛>湿地>草地>冰雪>水>荒芜>不透水>农田。生境质量表示为：森林>草地>灌木>湿地>水>农田>不透水>贫瘠>雪/冰。碳储量表现为：森林>湿地>灌丛>草地>不透水>农田>水系>荒地>冰雪。土壤保持表现为：森林>灌木>草地>冰雪>荒地>农田>湿地>水>不透水。这表明森林对ESs的影响最大。
热点分析结果表明，1990-2020年三江源生态系统服务的热点区总体类型以II类热点区为主。非热点区所占面积平均约为1%，土地利用类型以沙漠、戈壁和裸地为主，生态系统服务均低于平均水平。总体而言，1990-2020年，非热点区和II类热点区占三江源的面积份额分别下降了0.06%和2%，III类热点区占三江源的面积份额增加了4%，反映了三江源的三江源和生态环境的改善。
生态系统服务的权衡与协同效应结果显示：水土保持与碳储量、生境质量与碳储量、碳储量与土壤储量这3个组生态系统服务表现出较强的协同作用和较弱的权衡关系。水土保持与生境质量、水土保持与生境质量、水土保持与生境质量这3组生态环境效益表现出较强的权衡关系和弱的协同关系。
生态安全格局构建结果显示：生态源总面积为16万平方千米，占生态源区总面积的50%。生态廊道总体呈“东西”向，共262条，总长度为22437 km，土地利用类型以草地和森林为主。黄河源区共有129条生态廊道，是长江三角洲生态廊道分布最密集的区域。
结果显示：优先保护区占21%，大部分位于长江源区，该地区的生态环境具有高度敏感性和脆弱性，受到破坏后极难恢复。巩固增强区占57%，包括长江源区大部分地区、黄河源区北部和澜沧江源区北部，生态问题具有多样性和复杂性的特点。协调优化区占22%，位于黄河源区南部和澜沧江源区南部，该区生态环境状况良好。三江源相关部门需要准确把握区域内情况，因地制宜地进行保护和开发。
降水、温度、潜在蒸散发、NDVI、高程和坡度与生态系统服务的相关性结果显示：①水土保持与降水量的相关性最强，与坡度、温度和NDVI呈正相关。②生境质量与NDVI、潜在蒸散量、温度和降水呈显著正相关，其中与NDVI正相关最强。生境质量与海拔高度呈负相关，与坡度呈弱相关。③除海拔外，碳储量与其他因子均呈显著正相关，与NDVI相关性最强。④除海拔高度外，其余各因子与土壤保持率均呈显著正相关，与坡度相关性最强。
文章对青藏高原的生态安全屏障进行研究，有助于优化生态安全屏障的功能。开展长时间序列的青藏高原生态安全环境研究，识别生态安全格局，不仅可以弥补相关研究的不足，而且可以为区域生态系统保护和绿色发展提供科学参考，从而促进青藏高原人与自然的和谐共处。
原文请见：Xue J, Li Z, Feng Q, et al. Construction of ecological conservation pattern based on ecosystem services of Three River Headwaters, Western China. Global Ecology and Conservation, 2023, 44: e02491.
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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