三江源地区生态承载力时空动态评价及分区研究

Spatiotemporal dynamic evaluation and regional division research of ecological carrying capacity in the Three Rivers Source region

摘要

为促进生态脆弱区生态环境可持续发展，本研究以三江源地区为研究对象，采用综合指数法方法，从稳定力、支撑力和承压力3个维度构建三江源生态承载力评估模型，研究三江源地区2010年和2020年生态承载力，并进行分区管控分析。结果表明：1）对于单一维度而言，从稳定力来看，三江源水域稳定力降低，冰川在范围缩小的同时稳定力略有上升，草地在范围缩小的同时归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）略有提高；从支撑力看，水源涵养量与土壤保持量均有提升，但生境质量略有降低；从承压力看，三江源地区草地承压能力有所降低。2）总体上，三江源地区生态承载力2020年比2010年降低了3%，三江源生态承载力亟待提高。3）基于三江源地区生态承载力综合评估结果，可将三江源地区划分为4个类型。其中，I型区域生态承载力最差，特别需要重视冰川稳定力问题；II型区域生态承载力较稳定，是分布最广泛的区域；III型区域草地稳定力较高，但生境质量较低；IV型区域是重要的河湖保护区域。因此，不同承载力级区的提升策略应有所不同，未来三江源地区需要进一步加强针对性生态修复和管理策略，特别是要结合各区域的生态特征和承载力状况，实施差异化管理措施。

Abstract

To promote the sustainable development of the ecological environment in the ecologically fragile area， this study took the Three Rivers Source region as the research object. The comprehensive index method was adopted to construct an evaluation model of the ecological carrying capacity of the Three Rivers Source region from the three dimensions of stability， support and pressure. The ecological carrying capacities of the Three Rivers Source region in 2010 and 2020 were determined and regional control analysis was carried out. The results show that： 1） From the single dimension of stability， the stability of the Three River Source water area decreases， the stability of glaciers slightly increases while the range shrinks， and the NDVI of grasslands slightly increases while the range shrinks； From the perspective of support， there is an increase in source conservation and soil conservation， but the habitat quality slightly decreases； From the perspective of bearing capacity， the theoretical carrying capacity of grasslands in the Three Rivers Source area has decreased. 2） Overall， the ecological carrying capacity of the Three Rivers Source decreased by 3% in 2020 compared to 2010， with degradation and rapid degradation areas accounting for about 41%. The ecological carrying capacity of the Three Rivers Source urgently needs to be improved. 3） Based on the comprehensive evaluation results of the ecological carrying capacity of the Three Rivers Source， the ecological carrying capacity can be divided into four different regions. Among them， the Type Ⅰ region has the worst ecological carrying capacity， and special attention should be paid to the issue of glacier stability； Type Ⅱ regions have relatively stable ecological carrying capacity and are the most widely distributed regions； Type Ⅲ regional grasslands have higher stability and lower habitat quality； Type Ⅳ areas are important river and lake protection areas. The strategies for improving the carrying capacity of different functional regions are different. Therefore， the improvement strategies should align with different carrying capacity levels. The Three Rivers Source region must focus on targeted restoration and management， and implement measures tailored to each area's ecological characteristics and capacity.

Graphical abstract

关键词

综合指数法 / 生态承载力 / 空间分区 / 生态脆弱区 / 三江源

Key words

synthetical index method / ecological carrying capacity / spatial zoning / ecologically fragile areas / Three Rivers Source region

随着全球人口的不断增长以及工业化和城市化的加速发展，资源开发和利用的压力不断增加，使得人类赖以生存的自然生态系统面临日益严重的威胁^［1-2］。目前，环境污染^［3-4］、森林砍伐^［5］、土地退化^［6-7］和气候变化^［8-10］等问题已经引起全球关注。生态承载力是特定生态系统对其内部和外部压力的响应能力 ^［11-12］，用来表征生态系统对人类活动的容纳能力，是人类的经济、社会和生态需求能够和谐共存的关键^［13-15］。生态承载力理论的起源可归结为早期经济学家、人口学家和生态学家的研究。早期的生态承载力主要探讨了人口增长与资源限制之间的关系^［16］；19世纪末和20世纪初，一些生态学家和生物学家开始研究其他物种的种群动态，认识到承载力的概念不仅仅适用于人类种群，而且适用于所有生物^［17-18］；至20世纪后半叶，承载力理论在可持续资源管理和环境保护的背景下变得更加重要。在全球变化背景下，生态承载力理论越来越多地应用于全球范围内有效应对了全球气候变化、人口过剩和全球自然资源可持续性相关的紧迫挑战^［19-20］。开展生态承载力的相关研究，不仅有助于防止生态资源的过度开发^［21］，保护生物多样性^［22］，维持自然生态平衡，还有助于区域可持续发展，促进人类的生存和繁荣与地球的生态平衡相协调^［23］。

生态脆弱区通常指生态系统结构和功能不稳定、对外界干扰敏感、恢复能力较弱的地区，由于面临着更加严峻的环境挑战和生存压力^［24-25］，因此，生态脆弱区的生态系统更容易受到自然或人为干扰。尤其是在全球气候变化背景如更频繁、更强烈的极端天气事件、气温上升和降水模式的改变，这将使生态脆弱区域更容易受到气候变化的严重影响，趋向不稳定状态^［26-27］。此外，生态脆弱地区往往与社会经济高度脆弱地区重合，这些地区的经济增长高度依赖自然资源，包括农业、渔业和林业，人口的不断增长与经济的不断发展，进一步加剧了当地生态系统的压力^［28-29］。因此，由于生态、社会经济和气候变化挑战的共同作用，生态脆弱区的生态环境更加容易退化，需要加强对生态脆弱区域的生态承载力的研究^［30-32］，这对于评估生态脆弱区生态系统在不造成不可逆转破坏的情况下所能承受的极限，实现生态脆弱区的可持续发展至关重要^［33］。

目前，国内外学者围绕着青藏高原^［34］、黄土高原^［35］、农牧交错带^［36］等生态脆弱区生态承载力展开了大量的研究，有效促进了当地生态环境的可持续发展。然而，已有研究评价指标体系尚未完全体现生态脆弱区生态特色，主要集中于单时段的评价且存在生态偏向性，无法反映其随时段的连续变化特征，并且对研究区域空间差异性的关注不够，多数研究将研究区域作为一个整体予以分析，而忽视了区域内或区域间发展水平和资源环境约束特征的差异。因此，需要在构建面向生态脆弱区的生态承载力评估体系的基础之上，展开长时间序列生态承载力评估，并在此基础上，分析生态脆弱区域内部不同区域生态承载力特征，探索生态承载力优化路径，从而更好地实现生态脆弱区域的可持续发展。

三江源地区作为典型的生态脆弱区，是长江、黄河、澜沧江的源头，被誉为“亚洲水塔”，不仅是我国重要的生态安全屏障，而且是北半球气候敏感启动区、全球生态系统调节稳定器和高寒生物自然物种资源库^［37-38］。随着全球的气候变化加剧 ^［39］以及社会经济的发展，三江源地区生态压力不断增加，这可能导致三江源生态系统超载，从而威胁区域生态安全^［40］。实际上，由于三江源地区特殊的地理位置和脆弱的生态系统，该地区已经面临着较为严峻的生态承载力问题，如过度放牧所导致的草地退化^［41］，并引发土壤侵蚀^［42］，气候变化导致三江源地区水源涵养功能降低^［43］与冰川退缩^［44］，此外，由于栖息地破坏、盗猎等原因，一些物种的种群数量正在减少，生物多样性不断降低^［45］。因此，进行三江源地区生态承载力评估至关重要。

基于此，本研究拟以三江源地区这一典型生态脆弱区为研究区域，立足于三江源地区典型生态特色，构建面向生态脆弱区的生态承载力评估体系，结合多源地理数据，从不同维度定量评估三江源地区的生态承载力，并分析其时空变化，在此基础上，通过聚类分析的手段对三江源地区的生态承载力特征进行聚类分析，针对不同生态承载力分区提出三江源地区生态承载力可持续发展建议，以期为三江源地区实现可持续发展提供科学建议。

1　研究方法与数据来源

1.1　研究区域

三江源地区位于青藏高原腹地、青海省南部，包含22个县级行政区，总面积36.3万km²。三江源地区是黄河、长江和澜沧江的发源地，每年向下游地区输送洁净水资源逾600亿m³。三江源地区是高原生物多样性最集中的地区，素有“高寒生物种质资源库”之称。研究区植被类型有针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌丛、草甸、草原、沼泽及水生植被、垫状植被和稀疏植被等9个植被型。三江源国家公园内共有野生动物125种，多为青藏高原特有种，且种群数量大。其中兽类47种、鸟类59种、鱼类15种。三江源发育和保持着原始、大面积的高寒生态系统，世界上面积最大的高原湿地生态系统，全球海拔最高的世界自然遗产，广泛分布冰川雪山、高海拔湿地、荒漠戈壁、高寒草原草甸。在2000年，国家批准设立三江源自然保护区，并将自然保护区内的地区划分为了核心区、缓冲区与实验区3种不同的管制区；2021年10月，我国正式设立三江源国家公园，并将国家公园划分为核心保护区与一般控制区等不同功能区，详见图1。

1.2　基于三江源地区特色的生态承载力评估指标体系构建

生态承载力的概念与内涵随着社会经济发展而不断演变。早期研究认为生态承载力是指一个区域或生态系统能够在不破坏其生态功能的前提下，维持一定数量的生物或人类活动的能力^［46］。近年来，生态承载力的内涵被进一步拓展，加入了更多系统性和综合性的视角，认为生态承载力不仅需要考虑自然资源和环境容量，还要加入社会经济因素，如基础设施^［47］、社会服务^［48］等，与此同时，承载力不是静态的，随着技术进步与气候变化，承载力也将不断演化^［33］，强调通过调整管理策略，提高区域的承载力。因此，生态承载力的指标不仅仅涵盖了资源类、环境类、生物类以及社会经济类等指标^［49］，还往往将气候变化^［50］以及社会发展^［51］等要素作为生态承载力评估的重要指标。

基于此，本研究立足于三江源地区的主导生态问题，考虑到生态承载力的综合性与动态性，兼顾评估指标的可获得性、可综合性、科学性和针对性，最终基于生态系统结构、功能和压力提炼了稳定力、支撑力和承压力3个维度，选择水域稳定力指数、冰川稳定力指数、草地植被指数、水源涵养量、土壤保持量、生境质量和草地承压能力等指标进行评价，详见表1。

从生态系统结构来看，三江源地区是高寒生态系统典型代表，包含了草地、湿地、河流、湖泊、雪山、冰川、冻土等高原景观。但近年来，三江源地区气候变化与极端气候事件的增加，使得近年来三江源部分地区洪涝、干旱与地质灾害频发，使得三江源地区的草地质量有所降低，出现冰川不断萎缩、水域面积发生较大变化等问题，因此，维持三江源地区的冰川雪山、高海拔湿地、荒漠戈壁、高寒草原草甸的完整是生态承载力评估的重要内容。

三江源地区不仅是江河发源地和亚洲水塔，还是我国重要的生物多样性保护优先区域，但近年来由于气候变化与栖息地的破坏，当地的水源涵养功能与生物多样性不断降低，土壤流失现象加剧。借鉴王红旗等^［52］提出的生态支撑力概念，本研究在生态功能重要性方面，选取水源涵养能力与生物多样性维持作为该区域生态支撑力的评估指标，具体来说，主要包含了水源涵养量、土壤保持量以及生境质量三项指标。

承压力方面，牧业是当地最主要的人类活动方式，会对草地资源造成压力，威胁三江源地区的草地安全，理论承载力反映了草地所能承载的家畜数量，是承压能力的重要体现。

1.3　研究方法

1.3.1　稳定力评估

在一组长时间序列的栅格图像中，某种生态系统的范围不断变化，那么变化的区域即为该系统的不稳定区域，发生的变动的频率越高，意味着该像元所代表的生态系统越不稳定；相反，如果该像元不发生变化或者发生变化的频率较低，则该像元所代表的生态系统越稳定。因此，本研究利用Google Earth Engine遥感云平台与Landsat 8 OLI遥感数据，计算了三江源地区逐年归一化水体指数（Normalized Difference Water Index，NDWI）指数与归一化雪盖（Normalized Difference Snow Index，NDSI）指数，基于NDWI与NDSI指数提取三江源地区的水域与冰川范围，在此基础上，结合生态稳定力判别方法，分别计算2010年与2020年三江源地区的水域稳定力与冰川稳定力。对于草地而言，本研究不仅考虑三江源地区的草地范围变化，而且考虑了草地NDVI变化，从面积与NDVI2个角度分析草地的稳定力。首先从遥感计算云平台（Google Earth Engine）下载三江源地区的MCD12Q1与 MOD13Q1产品，分别提取三江源地区2000—2020年的草地范围与NDVI值，在此基础上计算三江源地区的草地稳定力。

1.3.2　支撑力评估

三江源地区生态维持能力主要采用水源涵养量、土壤保持量和生境质量等3个生态服务功能来衡量，均采用InVEST模型基于像元尺度计算获得。其中，水源涵养量（Y_x ）是基于土地利用、土壤类型、坡度和降雨等因素，通过综合指数用来评估特定区域的水源涵养能力。计算公式如下：

Y_x =P_x-E_x （1）

式中：P_x 为x像元的年降水量；E_x 为x像元的年实际蒸发量。

土壤保持量（USLE）基于通用土壤流失方程 ，通过计算斑块的潜在土壤流失量以及泥沙输移情况，将土壤潜在流失与土地利用类型、土壤类型、坡度、降雨量等数据联系起来。计算公式如下：

USLE = R × K × L×S × C × P （2）

式中：R为降雨侵蚀力因子；K为土壤可蚀性因子；L为坡长因子；S为坡度因子；C为植被覆盖与管理因子；P为水土保持措施因子。

生境质量表征生态系统能够提供物种生存繁衍条件的潜在能力，本研究采用生境质量指数表征，应用InVEST模型通过测度土地利用数据与生物多样性威胁信息来测算。计算公式如下：

Q_xj= H_j×exp(-D_xj )（3）

式中：Q_xj 为土地利用类型j中的栅格x的生境质量，指数越大，表示生境质量越好；H_j为土地利用类型j的生境适合性；D_xj为土地利用类型i中的栅格x所受胁迫水平。

1.3.3　承压力评估

以草地理论承载力作为表征三江源生态系统承压能力的主要指标。计算公式为：

\mathrm{C}\mathrm{A}=\frac{{\sum }_{i=\mathrm{1}}^n{\sum }_{j=\mathrm{1}}^m(G_{i,j}\times c_{i,j})}{\mathrm{U}\mathrm{G}\times D}（4）

式中：CA为理论载畜量，个/km²（以标准羊计）；G_{i,j}为行政区ｉ第ｊ类草地的全年干草总量，kg；c_{i,j}为行政区ｉ范围内牲畜对第ｊ种草地所产牧草的利用率；UG为每个羊单位每天需要的干草量1.8 kg/d；D为一年的天数，数值为365。

全年标准干草量由下式计算：

\mathrm{N}\mathrm{P}{\mathrm{P}}_{i,j}={\sum }_{i=\mathrm{1}}^n{\sum }_{j=\mathrm{1}}^m\frac{(\mathrm{N}\mathrm{P}{\mathrm{P}}_{i,j}\times A_{i,j})}{\mathrm{1}\mathrm{000}\times S_{i,j}(\mathrm{1}+S{G}_{i,j})}（5）

式中：\mathrm{N}\mathrm{P}{\mathrm{P}}_{i,j}为行政区域ｉ范围内第ｊ种草地年总NPP；A_{i,j}为行政区域i范围内第j种草地总面积，km²； S_{i,j} 为行政区域i范围内第j种草地的生物量NPP的转换系数； \mathrm{S}{\mathrm{G}}_{i,j}为行政区域i范围内第j种草地地下部分和地上部分生物量比例系数。

1.3.4　综合生态承载力估算

在计算稳定力、支撑力与承压力的基础之上，本研究进一步运用极差法将各指标数据标准化，运用层次分析法计算各个指标的权重，在分别求出各目标层的承载力的基础之上，按下列公式计算综合生态承载力：

\mathrm{E}\mathrm{C}\mathrm{C}=W_{\mathrm{r}\mathrm{i}}\times C_{\mathrm{r}\mathrm{i}}+W_{\mathrm{r}\mathrm{n}}\times C_{\mathrm{r}\mathrm{n}}+W_{\mathrm{r}\mathrm{e}}\times C_{\mathrm{r}\mathrm{e}}（6）

式中：\mathrm{E}\mathrm{C}\mathrm{C}为综合生态承载力;W_{\mathrm{r}\mathrm{i}}、W_{\mathrm{r}\mathrm{n}}与W_{\mathrm{r}\mathrm{e}}分别为稳定力C_{\mathrm{r}\mathrm{i}}、支撑力C_{\mathrm{r}\mathrm{n}}以及承压力{\mathrm{C}}_{\mathrm{r}\mathrm{e}}的权重，由层次分析获得。

1.3.5　生态承载力分区

结合层次聚类方法对生态承载力进行分区研究。层次聚类分析是一种无监督学习的聚类方法，用于将数据集分层次地进行分组。其主要分为2种方式：自底向上（凝聚型）和自顶向下（分裂型）。自底向上方法从每个数据点作为一个独立的簇开始，不断合并最相似的簇，直到所有数据点被合并为一个大簇；自顶向下方法则从一个大簇开始，不断将簇分裂成更小的簇，直到每个数据点成为一个独立的簇。这种方法通过构建树状结构（树状图）展示数据点之间的关系，使得可以直观地观察到聚类过程中的层次结构，适用于数据规模较小且需要详细聚类结构的情景。

1.4　数据来源

本研究所使用的数据主要有地理本底数据、遥感数据与气候数据3类，详见表2。地理本底数据包括DEM、土壤类型以及行政区划数据；遥感数据主要包括Landsat 8 OLI遥感影像，MCD12Q1、MOD13Q1、MOD17A3HGF等遥感产品，主要用于计算NDWI、NDSI等各种指数，提取土地利用类型等。此外，本研究还收集了三江源地区的降水、气温与蒸散发等数据，用于计算土壤保持量与水源涵养量。具体数据及其来源详见表3。

2　结果与分析

2.1　三江源生态承载力评估

2.1.1　三江源生态系统稳定力

本研究利用水域稳定力指数对三江源地区多年的水域范围变动幅度进行了分析，结果见图2。可见与2010年相比， 2020年三江源地区水域平均稳定力值由51%降低至49%，意味着三江源地区的水域范围变动幅度增加，稳定力呈现出降低趋势，与近年来三江源地区气候变化尤其是降雨模式发生了较大变化有关。其中：同仁县与泽库县水域稳定力值最低，这是因为该地区水体规模较小，受气候影响较大，因此，维持自身稳定的能力较差；相反地，共和县与河南蒙古族自治县的水域稳定力则高于三江源地区的其他区县，这与其分布有较大面积的水体有关。

本研究通过雪盖指数估算三江源地区的冰川稳定性，结果见图3。可见：在2010—2020年，三江源地区的冰川的雪盖指数呈现出降低趋势，这是因为近年来三江源地区气候不断增暖，从而导致冰川范围不断萎缩；然而，三江源地区2010年冰川平均稳定力值为61%，至2020年提升为87%，说明在2010—2020年，三江源地区的水域稳定力有所提高，可能是因为早期冰川范围所处海拔较低，随着气候增暖，冰川范围不断收缩。因此，早期冰川稳定力较低，然而，随着冰川范围缩小，所处区域海拔不断升高，气候增暖导致的冰川融化情况有所改善，因此，冰川稳定力有所恢复。对于不同地区而言，由于缺少冰川，三江源地区东部的贵德、贵南等县的冰川稳定指数较低。

结合三江源地区的土地覆被数据与NDVI数据，估算了三江源地区草地稳定性，结果见图4。由图4（a）可见2010—2020年，三江源地区的草地面积整体呈现出减少的趋势。其中：杂多县是草地消失规模最大的区县，这与当地过度放牧有关；共和县则是草地面积增加规模最大的区县。由图4（b）可见：2020年时三江源地区的平均NDVI指数提升了4%左右；河南蒙古族自治县的平均NDVI指数最高，达到0.42以上，而唐古拉山乡的平均NDVI值最低，仅为0.12左右。近年来三江源地区草地不断“变绿”的原因主要在于三江源气候呈现出“暖湿化”的变化趋势，不断提升的温度与增加的降雨为当地植被生长提供了适宜的环境。

2.1.2　三江源生态系统支撑力

如图5所示，三江源生态承载力由土壤保持量、水源涵养量以及生境质量构成。可见受降雨增加与植被变绿的影响，三江源地区的土壤保持量（图5（a））与水源涵养量（图5（b））均有所提升。从水源涵养量来看，与2010年相比，2020年时三江源地区平均每像元的含水量提高了4%左右，这与近年来三江源不断增加的降雨与不断改善的生态。除了地区内部的湖泊、河流等水体的水源涵养量较高外，三江源地区的水源涵养量高值区域主要集中在三江源的南部以及东部地区，这些地区往往植被覆盖度较高，且降雨更加充沛，尤其是囊谦县，相反地，兴海县的水源涵养功能最低。此外，三江源地区的土壤保持量在2020年提高了5%左右（图5（a））。其中，高值区域主要集中在三江源的南部以及东部地区，囊谦县土壤保持量远远超过其他区县。然而，2020年时三江源地区的生境质量降低了2%（图5（c）），这与近年来三江源地区人类活动不断增强，破坏了动植物栖息地有关。其中，除了水域外，三江源地区的生境质量高值区域主要集中在东部与南部地区，尤其是河南蒙古族自治县生境质量在2010年时最高，而同仁县在2020年时最高，相反地，治多县与曲麻莱县的生境质量无论是在2010年还是2020年都低于其他区县。

2.1.3　三江源生态系统承压力

通过估算三江源地区的理论载畜量表征三江源生态系统承压力，结果见图6。由图6（a）可见从空间分布来看，草地理论承载力分布特征差异十分明显，整体而言呈现出东高西低与南高北低的特征，而且无论在2010年还是2020年，三江源地区草地承载力的高值区域都主要集中在东南部，这主要是因为东南部气候更加温暖且降雨较多。由图6（b）可见三江源地区的草地理论承载力有所降低，在2010年时三江源地区草地理论承载力为46个/km²（以标准羊计），而在2020年时三江源地区草地理论承载力为42 个/km²，整体而言，三江源地区的草地承载力降低了8%左右，与三江源地区不断萎缩的草地面积有关。具体而言，河南蒙古族自治县的草地理论承载力最高，但是在2020年时降低幅度也最大；其次，久治县、同仁县等地区的草地理论承载力也较高。相反地，唐古拉山乡、治多县以及曲麻莱县的草地理论承载力最低，与当地草地面积较少有关。

2.2　三江源生态承载力综合评估

尽管部分生态承载力指标有所改善，但是整体而言，三江源地区的生态承载力有所降低。具体来看，与2010年相比，2020年三江源生态承载力降低了3%。从空间分布特征来看，三江源地区的生态承载力呈现出东高西低、南高北低的整体格局，其中西北部的生态承载力最弱（图7），主要是因为西北部是三江源地区生态环境最为脆弱的地区，这里不仅具有较低的生态稳定力而且生态支撑力与生态承压力都比较弱。尤其是，治多县、曲麻莱县等区域的生态承载最弱，而囊谦县得益于更好的气候条件，整个区域表现出较强的生态承载力。若将不同时刻生态承载力变化按变化幅度<-0.5，-0.5≤变化幅度<0，变化幅度=0，0<变化幅度≤0.5，变化幅度>0.5，将生态承载力变化划分为快速退化、退化、稳定、提升、快速提升5个等级后发现，虽然三江源地区的生态承载力整体呈现出降低的趋势，但从面积上看，呈现出提升与快速提升趋势的生态系统面积占比达到55%左右，而退化与快速退化区域的面积占比达到41%左右，说明超过一半的区域生态承载力都有所改善，但是改善的幅度小于退化的幅度，导致整体生态承载力有所降低。

2.3　三江源生态承载力分区

为了实现三江源地区的生态承载力可持续化发展，文章在综合评估三江源地区生态承载力的基础之上，采取层次聚类方法对三江源地区的生态承载力进行了综合分区，根据三江源的生态承载力差异可以将三江源地区划分为下列4种类型：

（1）Ⅰ型区域。主要分布在三江源的西部地区，约占研究区总面积的19%，除了冰川稳定力外，生态承载力评价各指标均低于其他区域，这说明该区域生态承载力最差，需要尤为注意高原特有的冰川消融问题。

（2）Ⅱ型区域广泛分布于三江源全区，约占研究区总面积63%，主要表现为具有较高的草地稳定力与生境质量等特征，同时，该区域的草地理论承载力与水源涵养量也较高。

（3）Ⅲ型区域主要分布在三江源地区的北部与中部，占三江源地区总面积的14%的左右，该区域草地具有较高的稳定力，但是生境质量较低。

（4）Ⅳ型区域主要分布在三江源地区的湖泊与河流范围内，占三江源地区总面积的4%左右，该区域水域稳定力与生境质量较高，水源涵养量也较大，体现了其重要的生态地位。

三江源地区不同的生态承载力特征使得在实现三江源地区可持续发展时需要因地制宜，坚持分区保护的方针。对于Ⅰ型区域需要在遏制生态环境进一步恶化的基础之上，确保冰川系统的稳定力。Ⅱ型区域重点是维持当前的生态现状，防止草地退化。Ⅲ型区域需要在提升该区域的生境质量的基础之上，防止草地退化。Ⅳ型区域最重要的可持续发展措施是维护其水域系统的稳定力以及其丰富的水源涵养功能。

3　讨论与结论

本研究显示2010年与2020年相比，三江源地区的水域稳定力略有下降，与全球许多其他水文研究的发现相一致。全球范围内，水体稳定性受到气候变化、冰川消退和人类活动的共同影响，如南极和阿尔卑斯山等冰川地区的水域稳定性也出现了类似下降的趋势^［53］。此外，本研究虽然发现冰川稳定性有所增加，但冰川的雪盖指数却在降低，结果与全球冰川融化以及青藏高原地区冰川变化的总体趋势也是一致的^［54-55］。值得重视的是，近年来诸多研究表明，由于生态修复工程以及气温升高、降雨增多等气候条件变化，青藏高原地区正在逐渐变绿，生态系统逐渐向好^［56-57］。然而，本研究发现草地NDVI值虽然有所提升，而三江源地区的草地范围在不断萎缩，且生态承载力有所降低，表明虽然草地的植被覆盖率增加，但整体面积的减少以及社会经济发展所带来的生态压力仍然是一个值得关注的问题。未来需要进一步结合三江源生态承载力分区特征，采取具有针对性的措施增强三江源地区生态承载力。虽然本研究在一定程度上有利于更全面地掌握三江源生态承载力变化特征，但是受限于数据的可获得性，本研究并未对三江源地区所有的生态系统承载力进行评估，未来需要进一步收集数据，对三江源地区的生态承载力进行全面综合的评估。

本研究以三江源生态系统为研究对象，在构建符合区域特色的生态承载力评估理论基础之上，结合三江源地区极重要的生态地位与极脆弱的生态环境，从稳定力、支撑力与承压力3个方面，探究了三江源地区生态承载力时空变化与分区特征。主要结论如下：

1）2010—2020年，三江源主要生态系统呈现出不同的变化特征。其中：水域稳定力上升，冰川稳定力降低，草地范围缩小但NDVI有所提升；水源涵养量与土壤保持量均有提升，但生境质量与承压能力略有降低，最终使得三江源地区生态承载力有所降低。

2）基于三江源生态承载力特征可将三江源地区划分为4种类型区域。其中：Ⅰ型区域生态承载力最差，需重视冰川稳定力问题；Ⅱ型区域生态承载力较稳定，是分布最广泛的区域；Ⅲ型区域草地稳定力较高，但生境质量较低；Ⅳ型区域是重要的河湖保护区域。

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基金资助

中国地质调查项目(DD20220959)

中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金项目(KC20220018)