內(nèi)蒙古杭錦旗草場資源遙感調(diào)查及草畜平衡研究

特日格樂等

摘要 以內(nèi)蒙古杭錦旗為研究區(qū)域，根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)、外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)以及MODIS遙感影像數(shù)據(jù)，通過估算杭錦旗草地地上生物量和天然草地理論載畜量，并根據(jù)天然草地實際載畜量與理論載畜量研究制定了一個草畜平衡表。結(jié)果表明，杭錦旗的草和畜的平衡狀況較好，超載率是1.5%；杭錦旗2010和2011年都沒有超載現(xiàn)象。

關鍵詞：遙感監(jiān)測；草畜平衡；內(nèi)蒙古杭錦旗

中圖分類號：S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-325-04

草原既是主要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，也是我國北方重要的生態(tài)防線。隨著人口的增加和農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高，草原上放牧的家畜數(shù)量越來越多，草原面臨著越來越大的放牧壓力[1]。在許多地區(qū)，家畜數(shù)量已經(jīng)遠遠地超過了草原所能承載的數(shù)量，出現(xiàn)了過度放牧，甚至于嚴重過度放牧的情況[2]。特別是由于季節(jié)性的過牧和對草原的不合理利用，草地生態(tài)系統(tǒng)不僅出現(xiàn)了生產(chǎn)力衰退和植被組成退化等現(xiàn)象，還出現(xiàn)植被消失、土地沙化和沙塵暴頻繁等嚴重的生態(tài)惡化現(xiàn)象[3-4]。草畜平衡管理是建立合理的載畜量標準，合理利用草地資源，實現(xiàn)草地生態(tài)健康和草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵保障措施[5]。草畜平衡是指為保持草原生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，在一定時間內(nèi)，草原使用者或承包經(jīng)營者通過草原和其他途徑獲取的可利用飼草飼料總量與其飼養(yǎng)的牲畜所需的飼草飼料量保持的動態(tài)平衡[6-7]。筆者根據(jù)現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析和評價了內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗的草場和牲畜之間平衡的狀況，以保證牧區(qū)草蓄平衡、改善農(nóng)牧民經(jīng)濟條件、改良牧區(qū)草原生態(tài)環(huán)境為目的，分析杭錦旗草畜平衡狀況，旨在草畜平衡的基礎上提出杭錦旗畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，為保證草地畜牧業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 杭錦旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市西

北部，地跨鄂爾多斯高原與河套平原，黃河自西向東流經(jīng)全旗242 km，庫布其沙漠橫亙東西，將全旗自然劃分為北部沿河區(qū)和南部梁外區(qū)[7]。全旗轄7個蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積1.89萬km2，是一個以蒙古族為主體、漢族占多數(shù)的少數(shù)民族地區(qū)。杭錦旗屬大陸性氣候冬季漫長寒冷，夏季短促溫和；無霜期短，光照充足，降水量小，蒸發(fā)量大，光、溫、水地域差異明顯[7]。黃河自西向東流經(jīng)全旗242 km，過境流量4.2億m3，有摩仁河等季節(jié)性河流。庫布其沙漠起源于西部，橫亙東西，將全旗分為北部沿河區(qū)、南部梁外區(qū)[7]。

1.2 數(shù)據(jù)來源 統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《杭錦旗統(tǒng)計年鑒》（2007～2011年）[8]；外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)來源于杭錦旗農(nóng)牧局草地樣方的測產(chǎn)數(shù)據(jù)；MODIS數(shù)據(jù)是由美國國家航空航天局（NASA）公布的MODIS13Q1數(shù)據(jù)（2007～2011年）。

1.3 研究方法

1.3.1 草地地上生物量與載畜量的遙感監(jiān)測方法。

1.3.1.1 草地地上生物量遙感監(jiān)測。

外業(yè)調(diào)查草地樣方數(shù)據(jù)是杭錦旗草場生長季節(jié)的資料數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是2007～2011年在杭錦旗不同類型的草場上均勻分布選取得28個樣點（圖1）。該草地樣方測產(chǎn)資料主要包括的內(nèi)容有草場高度、草場覆蓋率、草場平均產(chǎn)量、草地不同群落和種類、草場使用面積和可食牧草生物量等。

建立草場植被地上生物量遙感監(jiān)測模型并對遙感監(jiān)測模型的精度進行精度綜合評價。遙感監(jiān)測模型是使用草場的實測樣方可食干草的單產(chǎn)以及相對應的歸一化植被指數(shù)和增強型植被指數(shù)并通過統(tǒng)計軟件Excel建立模型，最后通過比較分析選取最終模型。使用誤差統(tǒng)計公式（1）對建立的模型做精度評價。

P=100×|L實測值-L反演值|÷L實測值（1）

式中，P為平均估產(chǎn)誤差（%）；L實測值和L反演值分別代表地面實測的可食干草單產(chǎn)和遙感監(jiān)測模型反演的數(shù)值。

表1為建立的遙感監(jiān)測模型，其中多項式能夠很好地模擬歸一化植被指數(shù)、增強型植被指數(shù)和可食干草的聯(lián)系（圖2）。

1.3.1.2 草地適宜載畜量估算模型。

理論載畜量與草地面積、牧草單產(chǎn)量、草地可利用面積系數(shù)、可食牧草系數(shù)和草地放牧利用率等指標密切相關，其計算模型如下：

C=ni-1（AiYiki1ki2ki3）ID（3）

式中，C為區(qū)域內(nèi)各類草地總載畜量（標準羊單位數(shù)）；i代表不同類型的草地（i-1，2，3，…，n，）；Ai表示第i類草地全年牧草單產(chǎn)（kg/hm2）；ki1、ki2、ki3分別代表第i類草地的可利用面積系數(shù)、可食牧草系數(shù)和草地放牧利用率；I為1只成年綿羊每日標準采食量（kg/d），也即一標準羊單位的牲畜每日牧草采食量，該研究取值為5 kg鮮草；D為草地放牧利用天數(shù)（d），因為該地區(qū)有禁牧期，該研究取270 d。

1.3.2 草畜平衡分析法。

作為人、草、畜動態(tài)平衡系統(tǒng)中“草”的部分，天然草地是杭錦旗放牧家畜的最主要食物來源，天然草地的載畜力是畜牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的決定因素[9]。使用模型（3）計算草場的適宜載畜量，最后使用草畜平衡表來評價分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)蒙古杭錦旗草地地上生物量估算結(jié)果分析 2007～2011年杭錦旗草地EVI值分布見圖3。杭錦旗各地區(qū)增強型植被指數(shù)計算結(jié)果見表2，同期各地區(qū)的草地生物量統(tǒng)計結(jié)果見表3。

由圖3及表2～3分析得出，從MODIS遙感影像的增強型植被指數(shù)值的變化來看，增強型植被指數(shù)南部為最高，而相對來說增強型植被指數(shù)值中部地區(qū)又大于西部地區(qū)。而2007年的增強型植被指數(shù)值為最高，2011年的增強型植被指數(shù)是最低的，是因為降水量少，干旱引起總產(chǎn)草量的降低。從杭錦旗的各個蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)來看，增強型植被指數(shù)最高的是伊和烏素蘇木，最低的是呼和木獨鎮(zhèn)。綜合來看，杭錦旗各地區(qū)EVI值和草場的地上生物量是相對應的。

2.2 草地載畜力分析 2007～2011年杭錦旗各地區(qū)草地載畜量統(tǒng)計結(jié)果見表4。各地區(qū)5年平均草地載畜量結(jié)構(gòu)見圖4。

從表4和圖4分析得出，2007～2011年杭錦旗的草場理論載畜量因為各種的氣候條件和放牧的情況等等原因而出現(xiàn)了變化。2007年的草場的理論載畜量還是最高的，而2011年是最低的。從杭錦旗的各個蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數(shù)據(jù)來看，伊和烏素蘇木的適宜載畜量最大，適宜載畜量最低為呼和木獨鎮(zhèn)?？傮w上來看杭錦旗的草場的載畜情況是北部的草場比南部的草場低。這種分布情況地跟當?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境有著很重要的聯(lián)系。杭錦旗是由庫布齊沙漠橫亙東西南部地重要的畜牧業(yè)基地，北部沿河區(qū)為重要的農(nóng)業(yè)基地，并且東西部有著明顯的地域性氣候分別為溫帶大陸性草原氣候和大陸性荒漠草原氣候。這種分析結(jié)果與杭錦旗的EVI和草場生物量的分布情況是一致的。

2.3 內(nèi)蒙古杭錦旗草畜平衡分析 2007～2011年杭錦旗草畜平衡分析結(jié)果見表5。

由表5可知，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗的草場資源草和畜的平衡情況是比較良好的，超載部分占理論載畜量的比重為1.5%，超載情況不嚴重。且2010和2011年杭錦旗都沒有超載的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

（1）2007～2011年杭錦旗草場的生物量有逐年降低的趨勢，在全旗境內(nèi)從總體上來看，北部的草場低于南部的草場。這是因為南部為畜牧業(yè)基地自然條件良好；西部草場又低于東部，這是由于不同的氣候條件，西部為大陸性荒漠草原，東部為溫帶大陸性草原氣候。

（2）2007～2011年杭錦旗草地理論載畜量2007年最多，2011年的草地理論載畜量為最少。這表明草地載畜量會受到氣候和放牧條件影響，2011年氣候干旱、降水量少所以杭錦旗EVI值和草地地上生物量都低因此草地載畜量也少。

（3）內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗的草場資源草和畜的平衡情況較好，2007～2011年合計超載比例為1.5%，超載情況不嚴重。杭錦旗2010和2011年都沒有超載的現(xiàn)象。之所以有草場資源草畜平衡情況良好現(xiàn)象，是因為杭錦旗實行以草定畜政策。草畜平衡是保護草原的最有效的辦法，增畜必須建立在增草的基礎上，杭錦旗各蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)都積極開發(fā)草產(chǎn)業(yè)，把發(fā)展人工種草作為種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容，結(jié)合風沙

源治理工程，建設高產(chǎn)飼草料基地，支持和鼓勵種草養(yǎng)畜。杭錦旗主要以加快畜牧業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整來保證草畜平衡。

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