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| 內容簡介： |
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《多源数据融合下的蒙古高原资源环境动态格局与过程》聚焦蒙古高原资源环境，以全球气候变化为背景，系统呈现其要素现状及时空变化格局。基于区域基础地理信息、卫星遥感、再分析数据、社会经济统计及实地科学考察等多个数据源，《多源数据融合下的蒙古高原资源环境动态格局与过程》运用地统计学方法，在阐述蒙古高原地理环境基本特征的基础上，科学揭示近几十年来该地区资源环境的动态变化特征，为蒙古高原的气候变化应对、资源环境保护及生态安全战略制定提供有力科学支撑。
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目录前言第1章 蒙古高原的地理位置 11.1 蒙古高原研究的重要性 11.2 蒙古高原的地理位置 101.3 蒙古高原的地形地势 11参考文献 13第2章 蒙古高原的土地覆被 162.1 蒙古高原土地覆被研究现状 162.2 土地覆被数据在蒙古高原的适用性分析 182.3 基于多源数据融合的蒙古高原土地覆被制图 272.4 蒙古高原土地覆被变化及影响因素 342.5 蒙古高原土地覆被变化总结与讨论 48参考文献 51第3章 蒙古高原的植被指数 543.1 蒙古高原植被指数研究的背景 543.2 蒙古高原植被指数数据生产与评价 563.3 蒙古高原植被指数时空变化格局与过程 633.4 蒙古高原植被指数变化的驱动因素 733.5 蒙古高原植被指数变化总结与讨论 86参考文献 87第4章 蒙古高原的植被物候 894.1 蒙古高原植被物候研究的背景 894.2 蒙古高原植被物候研究的数据与方法 924.3 蒙古高原植被物候提取与验证 954.4 蒙古高原植被物候时空变化格局 1024.5 蒙古高原植被物候变化的驱动因素 1084.6 蒙古高原植被物候变化总结与讨论 114参考文献 115第5章 蒙古高原的光合有效辐射比率 1185.1 蒙古高原FAPAR研究背景与进展 1185.2 蒙古高原FAPAR研究的数据与方法 1225.3 FAPAR数据在蒙古高原的适用性研究 1275.4 蒙古高原FAPAR时空变化特征与趋势分析 1365.5 蒙古高原FAPAR变化的驱动因素 1445.6 蒙古高原FAPAR变化总结与讨论 153参考文献 155第6章 蒙古高原的总初级生产力 1586.1 研究背景与意义 1586.2 数据与方法 1606.3 现有GPP数据的适用性评估 1636.4 GPP的时空变化 1646.5 GPP变化的归因分析 1666.6 总结与讨论 172参考文献 173第7章 蒙古高原的积雪物候 1777.1 积雪物候研究的重要性 1777.2 数据与方法 1797.3 蒙古高原的最佳NDSI 阈值 1847.4 积雪物候的变化特征 1867.5 积雪物候的归因分析 1907.6 讨论与结论 195参考文献 197第8章 蒙古高原的动态生境指数 2028.1 动态生境指数的研究背景 2028.2 研究数据与方法 2048.3 动态生境指数的时空分布 2068.4 物种丰富度时空变化分析 2128.5 总结与讨论 214参考文献 216
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第1章蒙古高原的地理位置 本章作为全书的宏观背景与基础框架，从全球尺度和区域地缘位置视角出发，系统阐释了蒙古高原资源环境研究的重大意义及其地理环境的*特性。*先，本章深入剖析了蒙古高原在全球地缘政治、气候变化响应、生态系统服务和资源通道中的关键地位，阐明其作为欧亚大陆腹地生态屏障与资源宝库的核心价值。其次，本章详细论述了蒙古高原地理环境复杂多样且脆弱敏感的基本特点，重点涵盖其显著的大陆性干旱-半干旱气候、广袤的草原-荒漠生态系统基质以及*特的水文地质条件。为了直观呈现蒙古高原的空间格局及其与周边区域的关联性，本章综合利用多源地理信息数据与遥感影像，进行了地理位置分布、基础遥感影像特征、地形地势特点的介绍。通过上述内容，本章旨在为读者构建一个关于蒙古高原空间区位、环境本底及其在全球与区域系统中重要性的清晰、立体认知，为后续章节深入探讨该区域资源环境的具体要素变化、驱动机制及其影响奠定坚实的地理基础与宏观背景。 1.1蒙古高原研究的重要性 蒙古高原作为欧亚大陆关键的构造地貌单元，其资源环境复杂多样，区域气候变化对我国北方生态环境影响显著。该区域生态环境极为脆弱，是全球气候变化的敏感区和区域生态安全的重要屏障。同时，作为全球温带草原与荒漠生态系统的典型代表，其生态环境的脆弱性、对气候变化的敏感性以及资源的跨境关联性，共同奠定了其作为全球环境变化研究关键区域的地位。然而，该区域长期存在研究不足、资料短缺的问题，亟待融合多源多模态数据，深入开展综合研究。正因如此，在气候变化背景下，蒙古高原资源环境研究的重要性日益凸显。 1.1.1生态屏障与全球气候调节功能 蒙古高原横跨中国内蒙古自治区、蒙古国及俄罗斯南部（仝冉等，2022），面积约350万km2，是北半球中纬度地区最大的连续草原生态系统（Miao et al.，2015;唐克斯等，2015）。作为东亚季风系统北缘的关键下垫面，其地表物理属性（如反照率、土壤湿度、植被覆盖度）深刻调控着区域能量平衡与水汽交换过程。尤为重要的是，高原夏季强烈的热力强迫效应显著调制着季风气流的强度、路径及降水分布格局。因此，高原地表状况的变化（如荒漠化、植被退化）可能通过陆-气相互作用反馈机制，对周边下风方向地区（如中国华北、东北等）的天气气候产生深远影响。综上，蒙古高原的生态功能对区域乃至全球气候具有举足轻重的作用。 1.碳汇功能 蒙古高原的植被构成以草原生态系统为主导，森林、湿地及荒漠等生态系统交错分布。相应地，其显著的碳汇功能主要依托于这些核心生态系统。此外，高原深厚的土壤碳库是陆地碳储的关键组成部分，而粉尘输运、河流及湖泊等的演化过程也参与并调节着区域乃至更广范围的碳循环。 （1）草原生态系统覆盖面积超过蒙古高原总面积的60%，涵盖典型草原（主导为针茅属）、荒漠草原（主要由小半灌木构成）及草甸草原（湿润区域草本植物为主）。草原植被，诸如羊草、针茅，通过光合作用有效吸收CO2，其年净初级生产力（NPP）介于100～300gC/（m2？a）（He et al.，2014;Jin et al.，2007），虽较森林系统为低，但因其广泛分布，整体碳汇能力依然显著。 （2）森林生态系统主要集中于北部山地，如肯特山、萨彦岭，以西伯利亚落叶松、樟子松等构成的针叶林及桦树、杨树等构成的落叶阔叶林为主要类型。这些森林的年NPP可达到500～1000gC/（m2？a）（田稼穑等，2013），树木茎干与枝叶生物量积累迅速，如西伯利亚落叶松林的碳储量可达150～200tC/hm2（Delcourt et al.，2015），远超草原系统。 （3）蒙古高原湿地亦展现出显著的“碳封存”效应，主要分布于河流沿岸及低洼地带，面积占比约为5%～8%。湿地积水环境减缓微生物分解过程，促使植物残体转化为泥炭，实现高效碳储存，其泥炭地碳密度高达300～500tC/hm2，且储存稳定期长达数千年。水生植物的光合作用及沉积物有机碳埋藏构成湖泊与河流的年碳汇量，为1～5gC/（m2？a），虽贡献有限，但生态意义重要。 （4）土壤方面，蒙古高原以黑钙土、栗钙土、棕钙土为主，土壤有机质含量自东向西随降水减少而降低，作为蒙古高原陆地碳循环的关键“稳定器”，土壤碳库占区域总碳储量的70%～80%（Delcourt et al.，2025），主要集中于0～30cm土层，其中黑钙土区土壤有机碳含量可达5%～10%，而荒漠草原区则降至1%～2%。据评估，蒙古高原土壤有机碳储量约为150亿～200亿tC，相当于全球草原土壤碳库的5%～8%。 此外，蒙古高原的大气粉尘沉降、湖泊与河流碳汇亦对区域碳循环产生影响。春季沙尘暴携带的矿物质粉尘能与CO2发生化学反应，形成碳酸盐固定碳，尽管该过程碳汇量占比较小。综上所述，蒙古高原凭借其广阔的草原、山地森林及湿地系统，成为欧亚大陆中部不可或缺的碳汇区。然而，其碳汇功能正面临人类活动与气候变化的双重威胁。因此，科学管理与国际合作对于维护这一“陆地碳库”至关重要，未来需将碳汇保护纳入区域可持续发展战略，以实现生态效益与经济发展的和谐共生。 2.区域生态屏障 蒙古高原是中国北方与东亚不可或缺的生态安全屏障（王卷乐等，2025）。从地理位置来说，蒙古高原矗立于中国北方（尤其是华北、东北）的上风向与上游区，构成了抵御风沙侵袭、涵养水源、维系区域生态平衡的**道天然防线，是中国乃至东亚地区至关重要的生态安全屏障。 蒙古高原的核心屏障功能深植于其广袤健康的草原生态系统所提供的多重、协同生态系统服务之中。*要功能为水土保持与地表稳定，高原上茂密的草本植被及其根系网络作为天然的“生物毯”与“大地缝合线”，有效减缓降水径流，显著降低水力侵蚀强度，保护表土资源，防止肥沃土壤流失，维持地表结构稳定性，降低地质灾害风险，为下游河流水质提供基础保障。其次，作为色楞格河、克鲁伦河、鄂尔浑河等重要跨境河流的发源地与集水区，高原草原生态系统扮演着“绿色海绵”角色，通过植被冠层拦截降水、枯落物层吸水、土壤下渗补给地下水，有效调节水资源时空分配，保障跨境河流源头水量稳定与水质清洁，是下游生态系统与数亿人口的“生命之源”。此外，草原植被构成防风固沙的天然屏障，通过增加地表粗糙度、降低风速、固定沙粒，遏制沙尘暴生成与扩散，对抑制东亚地区沙尘暴频发、保护农田免受风蚀沙埋、保障城市空气质量、维护人居健康环境具有决定性意义（Wang et al.，2024）。 蒙古高原生态屏障的完整性和有效性，直接关联于我国“三北”防护林体系等人工生态工程的实施效果，是维系国家生态安全战略格局中“北方防沙带”核心功能的关键自然要素（Shao et al.，2023）。若该区域草原生态系统因气候变化（诸如暖干化趋势）、过度放牧、土地开垦及矿产资源开发活动而遭受退化，具体表现为植被覆盖度显著降低、生物多样性大幅减少、土壤裸露加剧及荒漠化范围扩大，则其屏障效能将迅速减弱乃至失效。此举将引发水土流失问题恶化、跨境水源面临枯竭或污染风险提升、沙尘暴频发区域扩展且强度增加，进而对华北、东北等人口密集、经济发达地区构成生态安全、粮食安全、水资源安全、人居环境品质乃至经济社会可持续发展的系统性、连锁性严峻挑战。因此，保护与恢复蒙古高原草原生态系统，不仅是维护区域生物多样性的必要举措，更是巩固并加强这一关乎国家民生福祉的“生命屏障”的战略部署，对于确保中国北方乃至东亚地区长期稳定发展具有深远且不可估量的战略价值。 3.全球气候调节器 蒙古高原广阔的浅色地表（戈壁、沙漠）对太阳辐射的高反射率（高反照率）及其上空大气气溶胶（包括沙尘气溶胶）的辐射效应，在全球和区域尺度上对能量收支与气候系统产生显著的调节作用。蒙古高原中西部广布的戈壁、沙漠等浅色下垫面（反照率高达0.3～0.5），形成总面积超100万km2的天然反射带，对太阳短波辐射的反射能力显著高于植被覆盖区。高反射率导致地表吸收的太阳辐射减少，直接降低地表温度2～4℃（夏季尤甚）（Chem et al.，2022）。这一冷却效应通过感热/潜热通量改变，扰动大气边界层热力结构，进而影响西伯利亚高压的强度和东亚季风环流的稳定性。气候变暖导致的积雪减少和植被退化可能进一步扩大高反照率区域，形成“变暖→荒漠化→反照率升高→区域冷却”的复杂反馈回路。 蒙古高原年均释放沙尘气溶胶的量级约为800万～1500万t，占全球沙尘排放总量的5%～8%。其辐射效应展现出显著的多尺度特征。沙尘颗粒通过散射和吸收太阳短波辐射导致地表冷却（短波冷却效应），同时捕获地表长波辐射引起增暖（长波增暖效应），在晴空区域产生净地表冷却效应，强度介于0.5～1.5W/m2（全球平均值）。此外，沙尘颗粒作为云凝结能够改变云的微物理特性，诱发“冷相变效应”，具体表现为延长云的寿命和增加云的反照率，进而增强对太阳辐射的反射作用，尤其是对层积云的影响更为显著。在春季强沙尘事件期间，沙尘气溶胶可通过“蒙古高原→华北→日本海→北太平洋”这一传输路径（Jiang et al.，2025），远距离输送至万里之外。沉降于太平洋的沙尘中富含铁元素，可促进浮游植物的生长繁盛，年均可固定碳量达到百万吨级，从而成为连接陆地生态系统与海洋碳循环的关键环节。 因此，蒙古高原扮演着北半球“气候罗盘”的关键角色，其地表与大气间的细微扰动具有潜在的半球级气候影响放大效应。深入探究其气候调节机制，对于在全球变化背景下准确预判极端气候事件的演变趋势，具有至关重要的科学意义。 4.沙尘循环的超级引擎 蒙古高原是全球沙尘循环的关键驱动力，扮演着超级引擎的角色。作为北半球最大的内陆沙尘源区，其核心区域——戈壁阿尔泰与东部沙地，正经历加速的荒漠化过程，逐步转变为影响区域乃至全球环境稳定性的重大风险源。荒漠化导致该地区的地表植被覆盖度急剧下降至低于关键的15%阈值，进而削弱了地表土壤的抗蚀能力（衣娜娜等，2024）。当风速超过临界值6m/s，地表裸露的细颗粒物*先被扬起，单次强烈的沙尘暴事件能够释放超过百万吨的沙尘。 沙尘沉降不仅覆盖了植被，导致光合效率下降30%～50%，还增加了地表反照率（从0.25提升至0.35），这进一步促进了局地热力对流的增强，加速了近地面风速的提升，从而触发了新一轮的起沙过程。这一系列多尺度级联效应，使得蒙古高原的沙化面积以每年1.8%的速度不断扩张（Bao et al.，2025）。若蒙古高原植被覆盖度进一步降低10%，将导致东亚地区强沙尘暴（能见度低于500m）的发生概率显著加倍，同时引起北美地区PM2.5本底浓度上升3～5μg/m3。为强化这一“地球沙尘防线”，亟须全球范围内的合作，共同解决荒漠化治理所面临的资金短缺及技术转移障碍。 5.水循环节点 蒙古高原乃亚洲众多跨境河流，诸如色楞格河与克鲁伦河之滥觞，其水文动态直接关乎下游数亿民众之用水安全，堪称亚洲内陆水循环之核心驱动。作为亚洲高纬度区域最大的陆地水体集成体，蒙古高原凭借*特的“冰冻圈-植被-大气”相互作用机制，对北半球中纬度跨境水资源之生成、蓄积与调配发挥着关键性调控作用，其水文波动深刻影响着自西伯利亚冻土带至华北平原的流域生态系统，战略意义远越地理边界。 具体而言，蒙古高原分布有杭爱山、肯特山等冰川与季节性积雪区，总面积达2.8万km2，占高原总面积的4.5%，年积雪融水量高达120亿m3，为色楞格河（贝加尔湖主要补给源，占比52%）及克鲁伦河（呼伦湖核心水源）等跨境河流提供了春季关键径流，构成了高原之固态水库（陈婕等，2020）。此外，高原草原深厚的根系层（深达2m）与广袤的泥炭湿地（总面积6.3万km2）共同构筑了天然滞洪体系，雨季能蓄积超过年均400mm的降水，旱季则缓慢释放以补给河流，显著降低了径流变差系数至0.35（相较于无植被区之＞0.8），展现了其作为生态海绵体的
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