Effetti dei fattori idrotermali e delle attività umane sulla copertura vegetale del Qinghai

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12488 (2023) Citare questo articolo

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Una comprensione sistematica dei cambiamenti spazio-temporali e dei fattori trainanti nell’altopiano del Qinghai-Tibet detiene un significativo valore di riferimento scientifico per il futuro dello sviluppo ecologico sostenibile. Questo articolo utilizza l'indice di differenza normalizzata della vegetazione MODIS (NDVI) e i dati meteorologici per studiare i cambiamenti spazio-temporali e i fattori determinanti della copertura vegetale nell'altopiano del Qinghai-Tibet dal 2001 al 2020. I metodi utilizzati includono il modello di pixel dimidiato, l'analisi delle tendenze, la misurazione parziale analisi di correlazione e analisi dei residui. I risultati dimostrano una tendenza al rialzo generalmente fluttuante nella copertura vegetale sull’altopiano tibetano negli ultimi due decenni, con un’espansione spaziale che si verifica da nord-ovest a sud-est. La copertura vegetale mostra una correlazione positiva con i fattori climatici. Circa il 60,7% dell'area ha mostrato una correlazione positiva tra copertura frazionata di vegetazione (FVC) e precipitazioni, con l'8,66% dell'area che ha dimostrato una correlazione positiva estremamente significativa (p < 0,05) e significativa (p < 0,01). Le attività umane, nel complesso, hanno contribuito al miglioramento della copertura vegetale nell'altopiano del Qinghai-Tibet. Le aree in cui le attività umane hanno avuto un impatto positivo sulla copertura vegetale sono situate principalmente nel Qinghai centro-settentrionale e nel nord di Ngari, mentre le aree in degrado includono alcune regioni prative nello Yushu centro-orientale, Nagqu e Lhasa.

Essendo una parte importante degli ecosistemi terrestri, la copertura vegetale e le condizioni di crescita influenzano in modo significativo l'ambiente ecologico e la capacità di sviluppo sostenibile1,2. La copertura vegetale frazionata (FVC), definita come il rapporto tra la proiezione verticale della vegetazione terrestre e l'area totale di una regione specifica, funge da indicatore prezioso per valutare le dinamiche della vegetazione, i cambiamenti ecologici e la crescita della vegetazione superficiale3,4, 5. Le condizioni idrotermali sono i principali fattori non biologici che determinano le caratteristiche della vegetazione6. La connessione sottostante tra FVC e fattori climatici indica che la FVC può riflettere indirettamente il cambiamento climatico. Pertanto, la variazione spaziotemporale della FVC si rivela un mezzo efficace per chiarire le dinamiche di crescita della vegetazione, monitorare lo stress da siccità e valutare la qualità dell’ecosistema in un mondo in via di riscaldamento7.

L'altopiano del Qinghai-Tibet (QTP), situato in Asia, è l'altopiano più grande e più alto del mondo, spesso definito "tetto del mondo" e "terzo polo". Con una superficie totale superiore a 2,5 milioni di km28,9, funge da altopiano interno della Cina8,9. Il QTP è una regione sensibile in termini di cambiamento climatico ed ecologicamente fragile, e il suo cambiamento ecologico ha un impatto importante sull’Asia e persino sul clima globale10. Il clima distintivo e le caratteristiche geografiche del QTP hanno facilitato lo sviluppo di diversi tipi di ecosistemi, come foreste, arbusti, praterie alpine, prati alpini e deserti alpini. L'acquisizione dei dati sulla copertura vegetale e l'esplorazione delle sue variazioni spaziali e temporali sono cruciali per valutare la qualità dell'ecosistema sul QTP.

Studi precedenti hanno costantemente riportato una tendenza al rialzo nella copertura vegetale sul QTP. Li et al. hanno osservato una tendenza crescente nella copertura vegetale del QTP dal 2001 al 201011. Duan et al. hanno analizzato i dati NDVI dal 2000 al 2018 e hanno scoperto che i prati alpini, le praterie alpine e la vegetazione in generale sul QTP hanno mostrato una tendenza crescente dell'NDVI durante la stagione di crescita12. Allo stesso modo, Zhu et al. ha condotto un’analisi completa dei dati NDVI delle serie temporali dal 2000 al 2018 e ha confermato una tendenza positiva nel verde della vegetazione in tutto il QTP13. Inoltre, questi studi hanno dimostrato l’influenza dei cambiamenti climatici e dei fattori antropici sulla crescita della vegetazione. Zhong et al. hanno riportato un aumento complessivo della densità della vegetazione sul QTP dal 1999 al 2014, attribuito al riscaldamento a breve termine e all’aumento delle precipitazioni14. Zhu et al. hanno indicato che l’effetto positivo del cambiamento climatico sulla vegetazione del QTP si sta indebolendo mentre l’impatto negativo è in aumento, con le attività umane che svolgono un ruolo sempre più negativo15. Han et al. hanno identificato una correlazione significativa tra temperatura media, precipitazioni totali e copertura vegetale durante la stagione di crescita sul QTP, dove le precipitazioni sono il principale fattore di controllo della crescita della vegetazione16. Huang et al. hanno scoperto che l’influenza dominante del clima e dell’attività umana variava nello spazio-tempo, con le regioni dominate dall’uomo che erano più piccole delle aree dominate dal clima17. Sole et al. ha utilizzato il modello del georilevatore per analizzare gli effetti dei dati sull'intensità dell'attività umana e del tempo sulla distribuzione spaziale della vegetazione NDVI nella regione QTP18.