黃河三角洲地面沉降及其對碳儲量和生境質(zhì)量的潛在影響研究取得新進(jìn)展
氣候變化與人類活動雙重影響下,濱海濕地面臨著地面沉降和海平面上升導(dǎo)致的海水淹沒風(fēng)險,其生態(tài)安全受到嚴(yán)重威脅。掌握濱海濕地的地面沉降情況,探究海水淹沒風(fēng)險及其對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響機(jī)制,可為濱海濕地未來可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐和理論基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所王德研究團(tuán)隊基于采樣實測數(shù)據(jù),結(jié)合遙感、GIS和模型模擬等多技術(shù)手段,對黃河三角洲濱海濕地的地面沉降及其對碳儲量和生境質(zhì)量的影響等開展了深入研究,主要進(jìn)展包括:
1.?基于SBAS-InSAR技術(shù)和GNSS數(shù)據(jù)校準(zhǔn)驗證反演得到黃河三角洲2017-2020年平均沉降速率(圖1)。發(fā)現(xiàn):黃河三角洲地面沉降情況普遍,平均沉降速率為30毫米/年,最大值可達(dá)360毫米/年,鹽田的地下鹵水開采是地面沉降加速的主要原因,沉積物重力壓實作用也對黃河三角洲的地面沉降產(chǎn)生長期影響。

圖1?黃河三角洲地面沉降情況
2.?基于CASA模型和實測數(shù)據(jù)量化了黃河三角洲土壤有機(jī)碳和植被固碳的時空格局,進(jìn)一步探究了影響植被固碳的多種因素(圖2)。發(fā)現(xiàn):植被是黃河三角洲地區(qū)碳匯功能的主要影響因素,其次是降水和生物多樣性。

圖2?黃河三角洲植被碳匯的影響因素探究
3.?基于LUCC數(shù)據(jù),使用InVEST模型系統(tǒng)評估了黃河三角洲過去30年的生境質(zhì)量和碳儲量時空變化特征,并進(jìn)一步耦合海水淹沒模型和PLUS模型預(yù)測了生態(tài)保護(hù)、自然發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展三種情景下黃河三角洲2035和2050年生境質(zhì)量格局。發(fā)現(xiàn):(1)2009年前后是黃河三角洲碳儲量拐點,黃河入海沙量減少、人工濕地和非濕地替代自然濕地是碳儲量先增后減的主要原因;(2)在不提升海堤防護(hù)能力的情況下,2035和2050年,黃河三角洲分別約有4.47%-11.58%和6.20%-17.42%的陸地會被海水淹沒,導(dǎo)致未來黃河三角洲多情景模擬中生境質(zhì)量和碳儲量均減少,同期生態(tài)保護(hù)情景下減少速率最?。▓D3、圖4)。

圖3?黃河三角洲生境質(zhì)量未來多情景時空格局

圖4?黃河三角洲碳儲量未來多情景時空格局
相關(guān)研究成果發(fā)表在Ecological Indicators、Scientific Reports、生態(tài)學(xué)報和地球科學(xué)進(jìn)展等期刊。上述研究工作得到了中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所前沿部署項目(YIC E351030601)、國家自然科學(xué)基金項目、山東省自然科學(xué)基金等科研項目的資助。
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