基于高分辨率遥感影像的家庭牧场草地利用单元划分及状态—转换模型的建立

【摘要】不同的草地利用单元在地形、植被、土壤和生态过程的综合作用下,生态潜在性存在较大差异,导致草地利用和管理方式截然不同。草地利用单元通常与状态-转换模型并用,结合草地的利用现状与演替历史情况,对草地植物群落所处的状态退化与否具有指示作用,同时可以预测植物群落的演替发展趋势。家庭牧场作为现代畜牧业的基本单元,合理的对家庭牧场进行草地利用单元划分和状态评估,才能制定切实可行的利用方式和管理策略,真正实现草地资源利用的可持续发展。本研究在我国4大牧区(内蒙古、东北、新疆、青藏高原)的5种草地类型(草甸草原、典型草原、羊草草甸草原、山地草原、高寒草甸)上选取典型家庭牧场作为试验区域,采用高分辨率遥感影像ALOS、SPOT5,应用GIS技术和实地调查相结合的方法,在家庭牧场尺度上进行草地利用单元的划分。同时,在每个地带性的草地利用单元上,通过大量资料研究,确定其状态-转换模型。主要研究结果如下：1.草甸草原区划分为高平原-冲积物暗栗钙土-羊草+贝加尔针茅和低地滩地-草甸土-灰脉苔草+委陵菜,面积分别为3966hm2和70hm2。典型草原区划分为高平原-砂质栗钙土-克氏针茅+糙隐子草和高平原-草甸土-低地盐化草甸,面积分别为749hm2和87hm2。羊草草甸草原区划分为平原-淡黑钙土-羊草和平原-淡黑钙土-芦苇,面积分别为30351hm2和10298hm2。山地草原区划分为山地-黑钙土-草地早熟禾+醉马草+苔草、山地-棕钙土-镰芒针茅+博洛塔绢蒿、山地-栗钙土-羊茅+博洛塔绢蒿和山地-灰漠土-叉毛蓬+角果藜+伊犁绢蒿,面积分别为330hm2、320hm2、655hm2和118hm2。高寒草甸区划分为高原-草甸土-矮嵩草+鹅绒委陵菜和高原-草甸沼泽土-矮嵩草+鹅绒委陵菜,面积分别为1126hm2和148hm2。2.对草甸草原、典型草原、羊草草甸草原、山地草原和高寒草甸5种草地类型的家庭牧场进行了草地利用单元的划分。不同草地利用单元在地形、土壤和植被特征上存在较大差异,而相同的草地利用单元在上述特征上表现出一致性。3.草原区地带性草地用单元的状态-转换模型反映了不同草地利用单元在干扰条件下的变化规律,对于认识草原演替具有参考价值。高平原-冲积物暗栗钙土-羊草+贝加尔针茅利用单元存在羊草占优势和羊草退化的生态状态,依据演替顺序,第一种生态状态包括羊草+贝加尔针茅+寸草苔、羊草+寸草苔、羊草+糙隐子草+寸草苔等3个群丛。第二种生态状态只有糙隐子草+寸草苔群丛,两者所占比例分别为77%和23%。若羊草的优势性逐渐下降,则群落还是处于羊草占优势状态。但羊草的优势性逐渐被糙隐子草和寸草苔所代替,则群落会处于羊草退化状态,这时一定要立刻采取措施,防止草地继续退化；高平原-砂质栗钙土-克氏针茅+糙隐子草利用单元存在克氏针茅占优势和克氏针茅退化的生态状态。第一种生态状态有克氏针茅+糙隐子草群丛,第二种生态状态包括羊草+冷蒿、糙隐子草+羊草+冷蒿和糙隐子草+冷蒿等3个群丛,两者所占比例分别为43%和57%,该区草地出现大面积的退化,克氏针茅的优势性逐渐被糙隐子草和冷蒿代替时,意味着草地处于克氏针茅退化状态,必须通过一些措施才能转换为克氏针茅占优势的生态状态；平原-淡黑钙土-羊草利用单元存在羊草占优势和羊草退化的2种生态状态。第一种生态状态有羊草群丛,第二种生态状态包括虎尾草+碱蓬+羊草和寸草苔+三棱草+羊草等2个群丛,两者所占比例分别为62%和34%。由于过度放牧和不合理利用导致羊草的优势性逐渐被虎尾草、碱蓬、寸草苔、三棱草等代替,当群落中出现大量的上述植物,则需要进行一定的恢复措施,以避免草地继续退化；山地-黑钙土-草地早熟禾+醉马草+苔草利用单元中,草地己处于草地早熟禾退化的生态状态,草群中醉马草和苔草的比例占50%-60%。山地-灰漠土-叉毛蓬+角果藜+伊犁绢蒿利用单元中,草地也处于伊犁绢蒿退化的生态状态,通过一定的恢复措施可恢复到参考基况状态；高原-草甸土-矮嵩草+鹅绒委陵菜以及高原-草甸沼泽土-矮嵩草+鹅绒委陵菜利用单元都处于矮嵩草退化的生态状态,矮嵩草的比例明显降低,需要围封禁牧等措施有利于草地的恢复。
【作者】乌兰；
【导师】韩国栋；
【作者基本信息】内蒙古农业大学，草业科学，2014，博士
【关键词】草地利用单元；地形；土壤；植被；ALOS；SPOT5；状态-转换模型；

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