新疆在不同 SSP-RCP 情景下生态风险评估:为区域可持续发展筑牢生态根基

【字体: 时间:2025年03月12日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究新疆土地利用与覆盖变化(LULCC)生态风险,研究人员基于不同 SSP-RCP 情景模拟,发现生态风险有差异,为决策提供依据。

  # 新疆生态风险评估:为区域可持续发展照亮前路
在全球气候变化的大背景下,土地利用和土地覆盖变化(LULCC)对生态环境的影响日益凸显。这一变化不仅是区域和全球气候变化的关键驱动因素,还深刻反映了人类活动与自然环境之间的相互作用。不同的社会经济发展路径和碳排放情景,会让土地利用和覆盖发生改变,进而影响生态系统的稳定性和服务功能。
目前,虽然已有不少研究关注土地利用变化的生态风险,但针对干旱和半干旱地区在政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的共享社会经济路径(SSP)和代表性浓度路径(RCP)情景下的生态风险研究却相对匮乏。新疆地处中国西北干旱和半干旱地区,其独特的地理环境和气候条件,使得该地区的生态系统极为脆弱,对气候变化和人类活动的响应十分敏感。因此,开展新疆在不同 SSP-RCP 情景下的生态风险评估研究迫在眉睫,这对于制定科学合理的土地利用策略、保护区域生态环境的可持续发展具有至关重要的意义。

为了深入探究这一问题,新疆师范大学地理科学与旅游学院、新疆干旱区湖泊环境与资源实验室等机构的研究人员展开了相关研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为新疆生态保护和土地利用规划提供了重要的科学依据。

研究人员构建了综合生态风险模型,该模型综合考虑了土地利用 / 土地覆盖质量指数(LQI)、气候质量指数(CQI)和土壤质量指数(SQI)。研究数据涵盖了 2020 年的现状数据以及 2100 年不同 SSP-RCP 情景下的预测数据,包括 LUCC 数据、气候数据、土壤和地形数据等。研究人员利用多种软件对数据进行预处理和<【新疆在不同 SSP-RCP 情景下生态风险评估:为区域可持续发展筑牢生态根基】
【为探究新疆土地利用与覆盖变化(LULCC)生态风险,研究人员基于不同 SSP-RCP 情景模拟,发现生态风险有差异,为决策提供依据。】
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【国内】
【# 新疆生态风险评估:为区域可持续发展照亮前路
在全球气候变化的大背景下,土地利用和土地覆盖变化(LULCC)对生态环境的影响日益凸显。这一变化不仅是区域和全球气候变化的关键驱动因素,还深刻反映了人类活动与自然环境之间的相互作用。不同的社会经济发展路径和碳排放情景,会让土地利用和覆盖发生改变,进而影响生态系统的稳定性和服务功能。

目前,虽然已有不少研究关注土地利用变化的生态风险,但针对干旱和半干旱地区在政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的共享社会经济路径(SSP)和代表性浓度路径(RCP)情景下的生态风险研究却相对匮乏。新疆地处中国西北干旱和半干旱地区,其独特的地理环境和气候条件,使得该地区的生态系统极为脆弱,对气候变化和人类活动的响应十分敏感。因此,开展新疆在不同 SSP-RCP 情景下的生态风险评估研究迫在眉睫,这对于制定科学合理的土地利用策略、保护区域生态环境的可持续发展具有至关重要的意义。

为了深入探究这一问题,新疆师范大学地理科学与旅游学院、新疆干旱区湖泊环境与资源实验室等机构的研究人员展开了相关研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为新疆生态保护和土地利用规划提供了重要的科学依据。

研究人员构建了综合生态风险模型,该模型综合考虑了土地利用 / 土地覆盖质量指数(LQI)、气候质量指数(CQI)和土壤质量指数(SQI)。研究数据涵盖了 2020 年的现状数据以及 2100 年不同 SSP-RCP 情景下的预测数据,包括 LUCC 数据、气候数据、土壤和地形数据等。研究人员利用多种软件对数据进行预处理和分析,如利用 Fragstats 3.4 软件计算景观格局指数,运用 Geoda 0.95i 软件分析空间自相关等。

新疆 LULCC 类型变化分析


研究发现,2020 年至 2100 年,新疆土地利用类型以裸地为主。不同 SSP-RCP 情景下,草地和耕地的转化较为频繁。例如,在 SSP-RCP126 情景下,约 13.79% 的草地将转化为裸地;而在 SSP-RCP245 情景下,北疆草地面积显著增加。从景观格局指数来看,水域和居民区的景观破碎化指数较高,裸地的空间格局最为稳定。

土地利用和土地覆盖质量指数(LQI)分析


通过地统计方法和空间自相关分析,研究人员发现 2100 年不同 SSP-RCP 情景下,LQI 在小尺度上呈现显著的随机变异性,且人类活动的影响使这种变异性不断增加。在不同情景下,LQI 风险区域分布有所差异。2100 年,新疆 LQI 多处于一般风险区域,占总面积的 70% 左右。SSP-RCP126 情景下,低 LQI 区域主要分布在北疆的伊犁河谷等地;而 SSP-RCP585 情景下,高 LQI 区域有所扩大。

气候质量指数(CQI)分析


2100 年,新疆高 CQI 区域主要集中在山区、戈壁和沙漠地区。不同情景下,低 CQI 区域的范围有所变化。SSP-RCP126 情景下,低 CQI 区域广泛分布,占总面积的 25.78%;而在 SSP-RCP585 情景下,低 CQI 区域进一步减少,高 CQI 区域扩大至 38.06%。

土壤质量指数(SQI)分析


2100 年,新疆 SQI 的空间分布在不同情景下保持一致,以低等级为主。高 SQI 区域主要集中在绿洲、河谷等地,这些地区植被覆盖相对较高。

未来生态风险评估


综合分析表明,2100 年新疆生态风险水平以低和中等风险区域为主,占总面积的近 70%。高和极高生态风险区域集中在人类生产和居住的关键区域。在 SSP-RCP126 和 SSP-RCP245 情景下,全球变暖得到有效控制,新疆生态风险较低;而在 SSP-RCP370 和 SSP-RCP585 情景下,中等、高和极高生态风险区域扩大,低生态风险区域减少。

研究结论显示,2020 - 2100 年,不同 SSP-RCP 情景下新疆生态风险整体呈上升趋势。在未来的发展中,尤其是在 SSP-RCP370 和 SSP-RCP585 情景下,新疆生态质量有进一步恶化的趋势。因此,在追求经济发展的同时,新疆需合理规划土地利用,加强生态环境保护,实现社会经济的可持续发展。

该研究通过构建综合生态风险模型,全面评估了新疆在不同 SSP-RCP 情景下的生态风险,为政府部门制定土地利用策略提供了科学依据。然而,研究也存在一定的局限性,如未考虑区域的蒸散、风蚀等因素,且对多尺度结果未进行详细对比分析。未来的研究可以在此基础上进一步深入,为新疆的生态保护和可持续发展提供更全面、更精准的支持。
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