近日，云南大学地球科学学院夏既胜教授团队在学术期刊Science of the Total Environment（影响因子：9.8）发表研究论文“Analysis of long-term spatio-temporal changes of plateau urban wetland reveals the response mechanisms of climate and human activities: A case study from Dianchi Lake Basin 1993- 2020”（https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169447），以滇池流域为例，通过对时空数据挖掘算法进行改进，揭示高原城市湿地发育动态变化与气候和与人为活动复杂性间的相关机制，为实现可持续发展与碳中和提供有力支撑。
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湿地具有涵养水源，提供栖息地和调节气候变化等功能，其对自然环境独特的生态作用，在整个生态系统中处于不可或缺的地位。滇池流域地处中国云贵高原，并主要位于昆明市范围，同时具备高原与城市两种不同的属性，是典型的高原城市湿地区域。本文基于时空热点挖掘、时空地理加权回归和自适应多维灰色预测模型，对在人类活动与自然条件作用下的1993-2020年间滇池流域湿地变化状况进行相关分析。结果显示，滇池流域内的湿地变化活跃地带主要位于滇池水域周边，滇池北侧与南侧部分区域在二十一世纪初期湿地面积有所衰减，但在近些年的保护政策下，这部分地区湿地逐渐恢复。同时，滇池周边大部分区域湿地面积变化强度不高，而在2018-2020年间出现较明显增长趋势。此外，滇池流域湿地变化主要与昆明城市化相关，根据受到的人类作用强度相关性的不同可分为五类地区（强负相关、弱负相关、相关性弱、弱正相关、强正相关），其中各自受自然影响的主要因素各不相同，但都与气温有关。这项研究表明，虽然高原城市的湿地在合适的保护下可以进行适当恢复，但在高原城市建设中，应保持湿地保护与城市发展同步进行，而非实行先破坏再恢复的策略。良好的高原湿地环境可以有力促进城市可持续发展，并为实现碳中和提供有力支撑。
图文说明
图1 图形摘要
图2 新型时空热点分布及部分区域时空立方体示意图
图2中的结果说明在1993-2020年间，滇池水域北方、东方与南方地区湿地区域常年存在，保持良好，没有遭受较大规模破坏或在一定程度上进行了湿地保护。此外，在滇池水域的北方与西方外圈地区出现了新增热点，说明在近些年，湿地保护政策效果显著，滇池流域的湿地区域有明显增长，主要以滇池水域的北方与西方为主。
图3 湿地面积变化异常分析及多类型地区时空立方体示意图
从图3中可以看出，滇池水域周边以High-High聚类为主，滇池流域外围以Low-Low聚类为主。其中，滇池水域北方、东方、西方主要被High-High聚类所环绕，北方最多，并且向外延伸到滇池水域北侧20.02km范围。此外，在滇池水域的内部区域与东方、南方部分区域零星分布部分Low-High聚类区域，这些区域始终为被湿地密度较高地区包围的低密度区域。
图4 时空地理加权相关性等级分布
从图4中可以看出，在滇池水域周边，湿地面积变化与夜间灯光变化的关系以弱负相关为主，在滇池水域正西方向存在部分弱正相关分布区域，在滇池水域正南方向存在部分弱正相关和强正相关区域。滇池水域北方情况较为复杂，正相关区域与负相关区域交替分布，说明该地区湿地变化人为扰动因素较大且分布不一致。
结论
研究显示，滇池水域周边地带属于湿地变化热点区域，在远离滇池的地区湿地变化不明显。滇池流域内的高原湿地面积在这二十八年间总体缩减，但是在最近几年保护与修复政策的调节下，滇池水域周边地区湿地面积不断增长，成为发展热点地区。不幸的是，仍有部分最初湿地覆盖较高的地区现在处于冷点地带。此外，人类活动对滇池流域部分地区的湿地面积变化具有显著作用，包括以湿地修复和修建人工湿地为主的正向作用，和以城市化为主的负向作用。而以气温为主的气候条件的变化，也对高原湿地的变迁起到了不可或缺的影响。湿地在高原城市的可持续发展历程中扮演着重要的角色，仅考虑城市发展而忽视湿地保护，并将造成难以挽回的后果，需建立以政府为主体的保护机制，加强对湿地的重视程度。
云南大学为该文的第一作者单位，国际河流与生态安全研究院2021级博士研究生栾桂泽和地球科学学院赵飞副教授为论文的共同第一作者，夏既胜教授为通讯作者，其他参与者包括北得克萨斯州大学和得克萨斯克里斯汀大学等多位学者。研究得到了国家自然科学基金（42061038，41961064）和“兴滇人才”等项目资助。
论文信息：Guize Luan, Fei Zhao, Jisheng Xia, Ziyu Huang, Siwen Feng, Ci Song, Pinliang Dong, Xiaolu Zhou, Analysis of long-term spatio-temporal changes of plateau urban wetland reveals the response mechanisms of climate and human activities: A case study from Dianchi Lake Basin 1993–2020, Science of The Total Environment, Volume 912, 2024, 169447, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169447.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723080774)
供稿：地球科学学院
编辑：李哲 责任编辑：王崴
