近25年呼倫貝爾地區(qū)草地變化時空分布特征分析

蘇日古嘎　蘇根成　楊朝斌

摘 要： 草地變化是中國北方草原面臨的主要生態(tài)問題[1]。我國有4億hm2不同類型的草地，其中90%以上處于不同程度退化之中[2] [3]。本文選取內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)為研究區(qū)，采用了中科院地理科學(xué)與資源研究所的土地利用數(shù)據(jù)，在GIS的空間分析及數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了呼倫貝爾地區(qū)草地變化時空分布特征分析。研究結(jié)果表明：呼倫貝爾草地生態(tài)系統(tǒng)的分布面積約占呼倫貝爾地區(qū)總面積的40%。呼倫貝爾地區(qū)高、中、低覆蓋度草地分別占草地生態(tài)系統(tǒng)總面積的54%、38%和7%。1990年至2000年草地資源轉(zhuǎn)出的總面積為3783.55km2、轉(zhuǎn)入總面積為2699.55km2，這樣看來草地的總共減少了2023.88km2。2000年至2015年間草地資源的變化不大且相反，其草地資源的轉(zhuǎn)處面積為1662.82km2、轉(zhuǎn)入面積為1699.99km2，草地資源的面積反而增加了37.17km2。

關(guān)鍵詞： 呼倫貝爾； 草地資源； 變化

草地資源是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要自然資源之一[4]，不僅為畜牧業(yè)的發(fā)展提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，而且在防風(fēng)固沙、保持水土和涵養(yǎng)水源等方面也有重要作用。受當(dāng)前全球變暖氣候背景及不合理開發(fā)和人類活動的影響，使得草地生態(tài)系統(tǒng)退化、景觀破碎化，系統(tǒng)內(nèi)生物多樣性狀況越來越差，并導(dǎo)致了不同程度的草地變化。這不僅影響到生物圈和生態(tài)系統(tǒng)的正常物質(zhì)循環(huán)代謝，還危害著生態(tài)系統(tǒng)的正常功能[5]。

呼倫貝爾草原總面積997.3萬hm2，是世界四大草原之一，也是我國目前保存最為完整的草原之一[6]。具有獨(dú)特的地理位置特征、典型的生態(tài)系統(tǒng)特征和先進(jìn)的草原畜牧業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式，是我國北方草原區(qū)重要的農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)基地[7，8]草地生態(tài)系統(tǒng)是呼倫貝爾地區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)，對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的保持具有決定性作用，因此對于草地變化面積、程度和速率的準(zhǔn)確把握，成為認(rèn)識該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)本底狀況和演變規(guī)律的關(guān)鍵。這些對當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的進(jìn)一步發(fā)展以及我國北方生態(tài)氣候乃至歐亞大陸生態(tài)有著直接的影響。加強(qiáng)呼倫貝爾草原生態(tài)的保護(hù)和建設(shè)，對我國北方地區(qū)的生態(tài)安全具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

為進(jìn)一步了解呼倫貝爾地區(qū)草地變化的空間分布規(guī)律，本研究以呼倫貝爾為例，借助“3S”技術(shù)手段重點(diǎn)分析研究區(qū)1990～2015年間草地退化程度及其時空格局，并從自然、經(jīng)濟(jì)和社會角度去分析草地變化的成因。對有關(guān)部門客觀判斷草地變化狀況特別是了解不同草地退化程度對草地影響狀況，能夠?yàn)橥嘶莸刂卫砗筒莸刭Y源可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1. 研究區(qū)、數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

呼倫貝爾草原位于內(nèi)蒙古高原最北端，地處東經(jīng)115°31′～126°04′、北緯47°05′～53°20′之間。東鄰黑龍江省，西、北與蒙古國、俄羅斯相接壤，是中俄蒙三國的交界地帶，與俄羅斯、蒙古國有1723km的邊境線。呼倫貝爾市總面積25.3萬km2，地貌單元由呼倫貝爾高原、大興安嶺山地和嫩江西岸山前平原3部分組成。呼倫貝爾草原具有干旱、半干旱向半濕潤帶過渡的氣候特征，區(qū)內(nèi)冬季干燥而寒冷，春季少雨且多大風(fēng)，夏季短促。降水量全年平均235mm～380mm，其中70%集中于夏秋季節(jié)（6月～8月）。植被呈干旱草原向草甸草原、森林草原過渡特征。

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本研究所用的基本數(shù)據(jù)主要來自于中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所提供的以LandsatTM提取制作的1萬∶10萬土地利用數(shù)據(jù)庫，包括：1990年、2000年、2015年土地利用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理主要包括：研究區(qū)數(shù)據(jù)裁剪、各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)?；谥袊茖W(xué)院地理科學(xué)與資源研究所提供的LUCC數(shù)據(jù)，將地形圖、高分辨率遙感影像、輔助信息進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換生成橫軸墨卡托投影（UTM）統(tǒng)一投影與坐標(biāo)系統(tǒng)的城市地理空間定位基礎(chǔ)，并且參照收集的影像等輔助信息驗(yàn)證LUCC的準(zhǔn)確性，為研究的準(zhǔn)確性與真實(shí)性提供保障。已經(jīng)收集了呼倫貝爾地區(qū)1萬∶10萬地形圖、歷史時期多期Landsat TM、國產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)星等中分辨率遙感影像作為參考。利用Arcgis和Excel對得到的LUCC數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出呼倫貝爾地區(qū)1990年、2000年、2015年的草地面積及其時空變化分布特征。

2. 結(jié)果與分析

2.1 呼倫貝爾地區(qū)草地空間分布的總體特征

草地生態(tài)系統(tǒng)是呼倫貝爾地區(qū)最主要的生態(tài)系統(tǒng)類型，廣泛分布于呼倫貝爾地區(qū)，空間分布主要以低低鹽化草甸類及溫性草原類為主溫性。其中溫性草原類是呼倫貝爾草原面積最大草原類型主要分布于呼倫貝爾西南部，占草地類型面積的45%；低地鹽化草甸類分布于呼倫貝爾東部及北部，占草地類型面積的34%；溫性草甸草原類主要分布于呼倫貝爾中部地區(qū)，占草地類型的面積的15%。除此之外研究區(qū)還分布少量的改良草地、熱性灌草叢類、溫性草原化荒漠類、溫性山地草甸類和沼澤類（圖2）。

呼倫貝爾草地生態(tài)系統(tǒng)的分布面積約占呼倫貝爾地區(qū)總面積的40%。從草地覆蓋度空間分布狀況看（圖3），呼倫貝爾地區(qū)高、中、低覆蓋度草地分別占草地生態(tài)系統(tǒng)總面積的54%、38%和7%。高覆蓋度草地指覆蓋度在>50%的天然草地、改良草地和割草地，此類草地一般水分條件較好，草被生長茂密集中分布于西南地區(qū)，覆蓋度在50%以上；中覆蓋度草地比較集中分布于呼倫湖以西以及海拉爾周圍局部地區(qū)，覆蓋度在20%～50%的天然草地和改良草地，此類草地一般水分不足，草被較稀疏；低覆蓋草地指覆蓋度在5%～20%的天然草地，此類草地水分缺乏、草被稀疏、牧業(yè)利用條件差。此類草地主要集中分布于呼倫貝爾的西南局部地區(qū)。

2.2 呼倫貝爾地區(qū)草地資源時空格局特征

1900年～2015年間，盡管草地生態(tài)系統(tǒng)總面積變化不大，但草地生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在時間和空間序列上發(fā)生了較大變化。下圖4和圖5是呼倫貝爾地區(qū)1990年～2000年和2000年～2015年草地資源變動情況的圖。1990年～2000年，這十年間草地資源的轉(zhuǎn)換主要在草地和耕地之間的轉(zhuǎn)化，草地資源變化主要發(fā)生在陳巴爾虎旗、新巴爾虎旗、鄂溫克自治旗以及加格達(dá)奇西部額爾古納南部地區(qū)等。2000年～2015年，草地資源轉(zhuǎn)換的類型比多樣，變化發(fā)生的地區(qū)也比較零散。

如表1和表2所示，是呼倫貝爾1990年～2000年及2000年～2015年間草地轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出情況。1990年至2000年草地資源轉(zhuǎn)出的總面積為3783.55km2、轉(zhuǎn)入總面積為2699.55km2，這樣看來草地的總共減少了2023.88km2。2000年至2015年間草地資源的變化不大且相反，其草地資源的轉(zhuǎn)處面積為1662.82km2、轉(zhuǎn)入面積為1699.99km2，草地資源的面積反而增加了37.17km2。

3. 結(jié)論與建議

本文選取高質(zhì)量的Landsat TM和MSS遙感數(shù)據(jù)，借助GIS的空間分析和地統(tǒng)計(jì)分析功能，研究近25年來典型草原地區(qū)呼倫貝爾地區(qū)的草地資源變化的時空分布特征，旨在初步確定草地變化的驅(qū)動因素，為科學(xué)合理制定草地資源退化及變化治理措施與方案提供理論依據(jù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)與空間分析，本文主要得出以下結(jié)論：

呼倫貝爾草地生態(tài)系統(tǒng)的分布面積約占呼倫貝爾地區(qū)總面積的40%。呼倫貝爾地區(qū)高、中、低覆蓋度草地分別占草地生態(tài)系統(tǒng)總面積的54%、38%和7%。

1990年～2000年，草地資源變化主要發(fā)生在陳巴爾虎旗、新巴爾虎旗、鄂溫克自治旗以及加格達(dá)奇西部額爾古納南部地區(qū)等。2000年～2015年，草地資源轉(zhuǎn)換的類型比多樣，變化發(fā)生的地區(qū)也比較零散。

1990年～2000年草地資源轉(zhuǎn)出的總面積為3783.55km2、轉(zhuǎn)入總面積為2699.55km2，這樣看來草地的總共減少了2023.88km2。2000年至2015年間草地資源的變化不大且相反，其草地資源的轉(zhuǎn)處面積為1662.82km2，轉(zhuǎn)入面積為1699.99km2，草地資源的面積反而增加了37.17km2。

呼倫貝爾地區(qū)草地的分布受自然因子影響較大，同時也距居民點(diǎn)和道路遠(yuǎn)近有很大的相關(guān)性；對于草地變化而言，人類活動對草地的強(qiáng)烈干擾破壞了草地生態(tài)系統(tǒng)的平衡，成為該區(qū)草地變化的重要驅(qū)動因素。從以上可以看出，想要要從根本上解決草地變化問題，必須改變現(xiàn)行的草場管理制度與模式，改良牲畜品種，確定適宜的載畜量，實(shí)行劃塊圍封、補(bǔ)播封育，減輕草場壓力；同時，通過引種入牧，大力發(fā)展人工草地和高產(chǎn)飼料地，依靠人工草地的飼草和農(nóng)田系統(tǒng)中的秸稈解決飼料短缺問題，促進(jìn)退化草地的自行恢復(fù)或?qū)嵭腥斯せ謴?fù)措施協(xié)助天然草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)；另外，積極實(shí)行科學(xué)輪牧，促進(jìn)草地生產(chǎn)和物種儲存。明確草地使用權(quán)，實(shí)行有償使用制度，在完善草地管理體制的同時，通過綜合實(shí)行減畜—封育—種草—生態(tài)恢復(fù)—科學(xué)輪牧等各種措施，控制草地退化趨勢的發(fā)展，促進(jìn)草地生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，逐步實(shí)現(xiàn)草地資源的可持續(xù)利用。

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