黄河流域植被变化中人类活动和自然因子贡献不同，应因地制宜地开展植被恢复与重建
2023-08-23
黄河作为我国第二大河流，是我国北方重要的水源，也涵养着沿河流域的生态。黄河流域的气候变化显著影响黄河水源涵养和生态环境。黄河流经亚湿润、半干旱、干旱和高寒气候区，植被覆盖率存在显著的空间差异，植被对气候变化具有不一致的响应。因此，揭示过去几十年黄河流域不同气候区植被覆盖的变化特征，量化气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响，预估不同气候情景下未来可能的植被覆盖变化对于保护黄河生态环境，实现可持续发展有着重要意义。
研究团队近期的研究表明，1982年到2019年黄河流域的植被覆盖（NDVI）演变显示，黄河流域NDVI以2.3 × 10−3 yr−1的速度显著增加，以河套地区最为显著（图1）。黄河源区地处高寒地带，温度是黄河流域高寒源区植被变化的主要驱动力，增温趋势有利于植被绿化，且植被覆盖的内部变率也受到温度的影响，与地表留存水（降水减去蒸发，P−E）的关系较小。在由干旱、半干旱和亚湿润区组成的黄河流域中、下游，变暖趋势和地表留存水的内部变率对植被变化存在影响。气候变化对黄河流域源区、中游和下游植被变化的贡献分别约为62 %、42 %和27 %（图2）。气候模态决定了植被的空间分布，降水是主要的作用。引人关注的是，人类活动在整个黄河流域植被恢复中发挥了积极作用，促进了流域植被的绿化。未来整个黄河流域的植被覆盖将持续增加，尤其在黄河流域下游地区，且在高排放情景(SSP5-8.5)中增加更为突出（图3）。
图1 1982—2019年黄河流域生长季的NDVI、近地表气温和P−E的时间演变。实线为标准化时间序列，虚线为年代际变化。
图2. 1982—2019年黄河流域生长季的（a）气候变化和（b）人类活动对NDVI变化的贡献，斜线表示通过p < 0.05水平的显著性检验。
图3 不同情境下黄河流域NDVI变化的未来预估 (a) SSP2-4.5情景和(b) SSP5-8.5情景下，其中填充和黑色线代表近期(2021—2040)，浅色线代表中期(2041—2060)，深色线代表远期(2080—2099)。
国家生态工程启动以来，植被覆盖显著提高。植树造林、退耕还林、封山育林等一系列生态工程是对黄河流域植被变化产生了显著影响。基于CMIP5的研究表明，全球变暖将导致中高纬度地区和高原地区的植被覆盖增加，研究结果进一步证实了这一点。这意味着未来的气候条件似乎有利于植被生长。这些研究主要集中在长期气候方面，极端天气和短期气候对植被变化的影响仍有待探索。
从过去、现在和未来来看，黄河流域的植被总体上是向好的。但在某些时段，流域局部地区的植被在存在显著退化。目前的已增暖为主的气候变化有利于植被绿化，协同退耕还林、植树造林等生态工程，在流域的生态环境中会产生重要作用。气候和人为因素决定着黄河流域未来的生态环境发展，但气候变化是不可控制的，因此，人类活动应适应气候变化的前提下，开展植被恢复与重建的有序人类活动。针对黄河流域源区和中下游植被变化的驱动因素的差别，应因地制宜进行调整黄河流域的生态保护政策。
这项研究发表在《International Journal of Climatology》和《干旱区研究》，研究受到甘肃省重大科技项目（20ZD7FA005）；国家自然科学基金项目（91837205和42175064）；甘肃省重点实验室建设基金（20JR10RA654）共同资助。
Citation：
Yang, J., Yang, K., Zhang, F., & Wang, C. (2023). Contributions of natural and anthropogenic factors to historical changes in vegetation cover and its future projections in the Yellow River basin, China. International Journal of Climatology, 1–16. https://doi.org/10.1002/joc.8213.
王澄海, 杨金涛, 杨凯, 张飞民, 张晟宁, 李课臣, 杨 毅. (2022). 过去近60 a黄河流域降水时空变化特征及未来30 a变化趋势. 干旱区研究, 39(3): 708-722. DOI：10.13866/j.azr.2022. 03.05.
Copyright © 甘肃省气候资源及防灾减灾重点实验室 All rights reserved. 联系地址：甘肃省兰州市天水南路222号 邮编：730000
黄河流域植被变化中人类活动和自然因子贡献不同，应因地制宜地开展植被恢复与重建
2023-08-23
黄河作为我国第二大河流，是我国北方重要的水源，也涵养着沿河流域的生态。黄河流域的气候变化显著影响黄河水源涵养和生态环境。黄河流经亚湿润、半干旱、干旱和高寒气候区，植被覆盖率存在显著的空间差异，植被对气候变化具有不一致的响应。因此，揭示过去几十年黄河流域不同气候区植被覆盖的变化特征，量化气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响，预估不同气候情景下未来可能的植被覆盖变化对于保护黄河生态环境，实现可持续发展有着重要意义。
研究团队近期的研究表明，1982年到2019年黄河流域的植被覆盖（NDVI）演变显示，黄河流域NDVI以2.3 × 10−3 yr−1的速度显著增加，以河套地区最为显著（图1）。黄河源区地处高寒地带，温度是黄河流域高寒源区植被变化的主要驱动力，增温趋势有利于植被绿化，且植被覆盖的内部变率也受到温度的影响，与地表留存水（降水减去蒸发，P−E）的关系较小。在由干旱、半干旱和亚湿润区组成的黄河流域中、下游，变暖趋势和地表留存水的内部变率对植被变化存在影响。气候变化对黄河流域源区、中游和下游植被变化的贡献分别约为62 %、42 %和27 %（图2）。气候模态决定了植被的空间分布，降水是主要的作用。引人关注的是，人类活动在整个黄河流域植被恢复中发挥了积极作用，促进了流域植被的绿化。未来整个黄河流域的植被覆盖将持续增加，尤其在黄河流域下游地区，且在高排放情景(SSP5-8.5)中增加更为突出（图3）。
图1 1982—2019年黄河流域生长季的NDVI、近地表气温和P−E的时间演变。实线为标准化时间序列，虚线为年代际变化。
图2. 1982—2019年黄河流域生长季的（a）气候变化和（b）人类活动对NDVI变化的贡献，斜线表示通过p < 0.05水平的显著性检验。
图3 不同情境下黄河流域NDVI变化的未来预估 (a) SSP2-4.5情景和(b) SSP5-8.5情景下，其中填充和黑色线代表近期(2021—2040)，浅色线代表中期(2041—2060)，深色线代表远期(2080—2099)。
国家生态工程启动以来，植被覆盖显著提高。植树造林、退耕还林、封山育林等一系列生态工程是对黄河流域植被变化产生了显著影响。基于CMIP5的研究表明，全球变暖将导致中高纬度地区和高原地区的植被覆盖增加，研究结果进一步证实了这一点。这意味着未来的气候条件似乎有利于植被生长。这些研究主要集中在长期气候方面，极端天气和短期气候对植被变化的影响仍有待探索。
从过去、现在和未来来看，黄河流域的植被总体上是向好的。但在某些时段，流域局部地区的植被在存在显著退化。目前的已增暖为主的气候变化有利于植被绿化，协同退耕还林、植树造林等生态工程，在流域的生态环境中会产生重要作用。气候和人为因素决定着黄河流域未来的生态环境发展，但气候变化是不可控制的，因此，人类活动应适应气候变化的前提下，开展植被恢复与重建的有序人类活动。针对黄河流域源区和中下游植被变化的驱动因素的差别，应因地制宜进行调整黄河流域的生态保护政策。
这项研究发表在《International Journal of Climatology》和《干旱区研究》，研究受到甘肃省重大科技项目（20ZD7FA005）；国家自然科学基金项目（91837205和42175064）；甘肃省重点实验室建设基金（20JR10RA654）共同资助。
Citation：
Yang, J., Yang, K., Zhang, F., & Wang, C. (2023). Contributions of natural and anthropogenic factors to historical changes in vegetation cover and its future projections in the Yellow River basin, China. International Journal of Climatology, 1–16. https://doi.org/10.1002/joc.8213.
王澄海, 杨金涛, 杨凯, 张飞民, 张晟宁, 李课臣, 杨 毅. (2022). 过去近60 a黄河流域降水时空变化特征及未来30 a变化趋势. 干旱区研究, 39(3): 708-722. DOI：10.13866/j.azr.2022. 03.05.
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