社会-生态耦合系统下洱海生态系统服务长期变化及相互作用关系
批准号:
42107508
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
徐敏
依托单位:
学科分类:
环境保护与可持续发展
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐敏
中文摘要
全球变化背景下,理解生态系统服务间的动态权衡/协同作用是维持生态系统服务可持续发展的关键。本项目拟选择云南大型高原淡水湖泊—洱海为研究对象,从历史演化的角度,开展洱海生态系统服务长期变化及动态相互作用研究。通过洱海南北湖区多沉积钻孔的古湖沼代用指标的高分辨率分析,结合监测记录和文献资料,重建近百年来洱海及其流域生态、环境、气候和人类活动变化序列;基于生态系统服务长时序代用指标的提取和千年生态系统服务评估体系,重建洱海鱼类供给、淡水供给、水质调节以及生物多样性维持等生态系统服务的长期变化过程;借助多种数理统计方法,分析生态系统服务的阶段性变化特征、以及各类服务间的权衡/协同关系。在综合对比分析的基础上,研究不同变化阶段服务对于社会发展的响应和反馈作用,从社会-生态耦合系统的视角阐明服务权衡/协同关系动态变化机制,为洱海生态系统服务预测和管理提供科学支撑。
英文摘要
In the context of global change, improved understanding of the interactions among ecosystem services (ESs) (that’s trade-off and synergy) is the key point to their sustainable development. In this project, we will take a historic approach to explore the long-term dynamics of ESs and their interactions in the large freshwater lake (Lake Erhai) of Yunnan Province. Sediment cores will be taken in the south and north part of Lake Erhai separately for chronology and multi-proxies analysis. Combined with the paleolimnological proxies, monitoring data, and archive records, the long-term trajectories of ecological-environmental-climate changes and human activities will be outlined. Also, the trends of typical ESs (include fish and freshwater provisioning services, water quality regulating service, and biodiversity supporting service etc.) in Lake Erhai will be reconstructed, with the reference to the ESs framework in Millennium Ecosystem Assessment. By multivariate statistical analysis, we will identify the periodical characteristics and the correlation of these ESs. Furthermore, we will analysis the controlling factors of the ESs and their feedback effects on the subsequent social drivers/managements. On the perspective of integrated social-ecological system, the dynamic interactions of ESs and their impacts on the further changes will be revealed. This research will not only contribute to the research of ESs interactions, but also have significant implication for future ESs prediction and regional ecosystem management.
全球变化背景下,厘清生态系统服务长期动态变化机制对于维持流域人类福祉具有重要意义。本项目以近年来因人类活动干扰而明显退化的云南大型高原淡水湖泊——洱海为研究对象,通过在洱海湖心最大水深处获得的新、旧两根沉积钻孔,建立了沉积岩芯年代序列;开展了湖泊沉积物磁化率、粒度、元素、总有机碳、总氮以及硅藻等多理化和生物指标分析,重建了1900-2023年洱海及流域环境变化序列;围绕上述环境代用指标,重建了洱海关键生态系统服务长期变化过程;综合洱海沉积岩芯代用指标、湖泊气候、水文、水生生物等监测记录和流域社会经济及环境政策信息,分析了洱海生态系统服务变化特征与影响因素,并从社会-生态耦合系统的角度揭示了洱海生态系统服务长期变化动态机制;利用PCLake模型进一步对洱海生态系统服务长期变化过程进行模拟,探讨了在气候变暖与流域营养盐输入等多种情景模式下,洱海生态系统服务短期和长期变化情况,得出以下结论:(1)洱海近百年来经历了湖泊富营养化过程,沉积物多指标序列综合指示了湖泊营养水平存在2000s前缓慢增长、2000s快速增加、以及2010s后明显减缓增长三个阶段性特征;(2)1950年以来,洱海鱼类供给服务、水电力供给服务和文化旅游服务有所增加,水质调节服务和生物多样性维持服务显著下降,气候变化、流域人口压力和农业活动是导致上述服务变化的主要影响因素;(3)洱海流域社会需求与湖泊环境变化存在互馈机制,不同时期分别对洱海鱼类供给服务、水电力供给服务和文化旅游服务的索取使得洱海流域政策与湖泊生态环境呈现三个阶段性特征,并导致洱海生态系统服务发生动态变化,基于社会-生态耦合系统的角度有助于揭示洱海生态系统服务的动态变化机制;(4)利用PCLake模型针对32种情景模式(16种增温和2种营养盐削减方案)开展的洱海关键生态系统服务短期(2030年)和长期(2050年)变化预测表明,区域增温1.2°C和2.2°C分别是洱海生态系统服务部分衰退和全面丧失的关键阈值,而控制流域营养盐入湖可有效抵御因气候变暖带来的湖泊生态系统服务损失。项目研究工作可为洱海生态系统管理提供理论与数据支持,也为其它地区生态系统服务研究提供参考案例。
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