2006-2013年三江源草地产草量的时空动态变化及其对降水的响应

三江源地区是我国重要的江河发源地,分析该地区多年草地产草量的时空动态变化,探讨产草量与降水量的关系,对于在未来气候变化情景下合理管理草地、指导畜牧业发展具有重要意义。利用2006-2013年MODIS-NDVI数据和同期442个地面采样数据,对3个草地类型分别建立NDVI与实测产草量之间的经验关系模型,并用这些模型推算2006-2013年三江源草地产草量的分布;同时,从三江源不同类型草地产草量与年降水量、不同月份降水量及不同降水累积时期的关系入手,探讨三江源地区草地生产力如何响应降水格局的变化。结果表明,从整个三江源地区来看:(1)2006-2013年产草量呈现增加的趋势,不同草地类型产草量对年降水量变化的响应程度不同。(2)对产草量影响最重要的降水月份是前一年10月,其次是当年4和5月。(3)驱动产草量年际变化最重要的累积降水时期是前一年的10月到当年5月。(4)前一年秋季和当年春季的累积降水量对第二年产草量有着至关重要的影响。     

生态工程前后三江源草地产草量与载畜压力的变化分析

三江源生态保护和建设工程对生态系统的恢复具有重要作用,其对草地生态系统的影响也成为关注的热点。本文基于GLO-PEM模型和载畜压力指数,对比分析了三江源地区实施生态工程前后草地产草量和载畜压力的变化。结果表明,工程实施后的2005-2012年8年的草地平均产草量为694 kg/hm²,比工程实施前1988-2004年17年的平均产草量(533 kg/hm²)提高了30.31%,减畜措施实施后的2003-2012年10年的平均载畜压力指数为1.46,比1988-2002年15年平均载畜压力指数(2.49)下降了36.1%。草地产草量的提高和载畜压力的减轻,主要归因于生态保护和建设工程的实施以及气候变化。其中,生态工程对草地生态系统的恢复已初见成效。     

气候变化对东祁连山禾草——嵩草草甸生产力的影响

通过对金强河高山草原定位试验站气候变化和禾草—嵩草草甸生产力分析,探讨了气候变化和草地退化的关系。结果表明,自从1980～1998年,金强河流域大气温度10年间变化梯度约为0.286℃;2000～2006年平均温度为0.899℃,温度增幅加大;平均降水量408.3±52.4 mm,在1988年达到峰值后,降水量有减小趋势;草原湿润度K平均值2.778±0.475,减少幅度约为每年0.003,在草原综合顺序分类法中仍为"寒温潮湿寒温性针叶林类"草地,尚未改变草原类型中类的划分。降水量减少趋势缓慢,但草产量变化表现出明显的下降趋势,这种降水量持平、草产量快速下降的事实也说明了人为因素造成的牲畜超载过牧是加速高寒草甸退化的主导因子,即该草地生产力降低的主要原因是由人为过度利用造成。     

甘肃红豆草品种在高寒地区的适应性研究

针对高寒地区草地退化、豆科牧草缺乏的现状,于2004-2007年在海拔3 050 m的甘肃高寒地区夏河县开展了连续4年的甘肃红豆草(Onobrychis viciaefolia cv. Gansu)适应性试验研究,并对其物候期、株高、产草量、越冬率等指标进行了综合评价,结果表明甘肃红豆草在海拔3 000 m左右的高寒牧区,建植后连续3年种子均发育成熟,4年中产草量和越冬率逐年增高,各种性状表现良好,可以作为优质豆科牧草在高寒地区推广种植。     

青海天然草地产草量评价

通过对青海省9个天然草地类产草量、可食饲草量及其在时间、空间分布差异分析,表明青海草地的主体是高寒类组草地,面积占全省天然草地总面积的85.83％,草地总产草量和可食产草量也占全省草地总产草量和可食产草量的85.54％和83.99％;近40年来,高寒草原类、高寒草句类和温性荒漠草原类等3个草地类,出现了不同程度的退化趋势,其中退化最为明显的是高寒草甸类,其次是温性荒漠草原类,居第三位的是高寒草原类.从分布区域看,全省牧区6个藏族自治州可食饲草总量为206.06×108kg,占全省可食饲草总量的91.67％,表明青海藏区六州是青海天然草地的主要分布区域,是高寒类草地的主产区,也是青海草地畜牧业生产的基础所在.     

新疆阜康市草地植被组成及生产力动态研究

本研究对阜康市的温性草原、温性荒漠草原、山地草甸草原、高寒草甸草原和温性草句草原等6个样区进行调查,通过样地植被组成、植被盖度、草群高度、物种数量、产草量等调查,了解阜康市2007-2011年草原资源与生态状况的动态变化情况。研究发现：各个样地的降水量在2008年出现最低值,当年各样地草群高度、植被盖度、产草量均有明显的下降;2009-2011年温性荒漠草原草群中优良牧草比重减少,草地植被中不可食草群高度、盖度增大,草地生产功能减弱;山地草甸草原和温性草甸草原的草群高度和产草量在2009年开始下降,但其盖度变化不大;温性草原的草群高度、植被盖度、产草量及各类主要植被的产草量受降雨影响较大;高寒草甸草原的草群高度、植被盖度、产草量波动较小。     

三江源地区退化高寒矮嵩草草甸剥蚀坑的成因

以三江源高寒草甸为对象,研究了退化草地剥蚀坑发生的阶段、区域、形成过程及发生机制,并就剥蚀坑发生对草地生产-生态服务功能的影响作了评述。结果表明:剥蚀坑发生于三江源黄河区域高寒草甸小嵩草群落时期,土壤草毡表层的极度发育、老化与死亡是剥蚀坑发生的前提,死亡草毡表层中植物根系的分解、风蚀引起土层的塌陷是剥蚀坑形成的过程。剥蚀坑的发生导致草地系统水分涵养和地球系统碳储蓄功能的降低。保持适当厚度草毡表层是维持高寒嵩草草甸稳定性的基础。     

放牧强度对嵩草草甸草毡表层及草地营养和水分利用的影响(简报)

在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站地区,选择了5个自然放牧梯度、处于4种典型退化阶段的高寒嵩草草甸为研究对象,进行了土壤草毡表层加厚引起的系统氮、磷分配和水分利用的变化过程研究。结果表明,随着放牧强度的增加,草地禾本科植物逐渐减少,莎草科植物成为优势种群,在莎草属牧草特殊的生物学特性(高地下/地上)的驱动下,土壤草毡表层逐渐加厚,从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的4.03±0.49 cm发育到小嵩草群落阶段的10.1±0.38 cm;矮生嵩草群落时系统生长需要的氮、磷养分数量急剧增加,分别从11.26到22.94 g/m2、0.81到1.63 g/m2,成为生物固定累积于土壤;同时致密加厚的、特别是老化死亡的草毡表层的存在,使土壤水分的渗透速率从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的2.18 mm/min降低到小嵩草群落的0.37 mm/min,使系统接受自然降水的能力大大减弱,水分的利用效率极低,而根系数量的急剧增长导致需水量的增加,土壤湿度逐渐降低,降幅最大达到44.90%。草毡表层加厚导致的营养供求失调、干旱胁迫是引起高寒嵩草草地退化的内在原因之一。     

高寒草原生态草种梭罗草研究现状

梭罗草Kengyilia thoroldiana为禾本科多年生草本植物,具有抗寒、耐旱、抗风沙和高产等特性,极适应于寒冷干旱的高寒草原生境,是进行三江源地区高寒草原生态保护和植被恢复的优良草种。就近年来国内关于梭罗草的研究现状和存在的主要问题进行了综述,同时讨论了其作为高寒草原乡土生态草种在未来生态治理中的地位和应用前景。     

基于MODIS的青藏高原牧草生长季草地生物量动态

摘要：草地生物量是评价青藏高原生态脆弱性和敏感性的重要指标,也是度量草地退化的重要指标。本研究利用MODIS植被指数NDVI和EVI资料及青藏高原三江源地区326个样方实测数据,构建并优化了研究区不同类型草地生物量的预测模型,估算了2002-2009年期间草地生物量年际和月际变化特征。结果表明,高寒草甸地上生物量适宜植被指数为NDVI,反演模型为,y=6.202 5x2-574.89x+14 586,高寒草原地上生物量适宜植被指数为EVI,反演模型为,y=0.165 5x1.773 2。高寒草甸和高寒草原生物量在2002-2009年表现为波动状态,但高寒草甸比高寒草原波动幅度大。高寒草甸和高寒草原生物量在6-8月间均持续增加,9月开始下降,但7月高寒草原生物量波动大于高寒草甸,8月高寒草原生物量波动小于高寒草甸,6月和9月两种草地类型生物量波动不明显。     

基于CCI-LC数据的甘南和川西北地区土地覆盖类型时空动态分布及草地面积变化驱动力研究

土地覆盖变化是评价生态系统健康的关键,并对可持续发展有重要意义。遥感技术是实现快速动态监测大面积土地覆盖变化的有效方法。结合野外实测土地类型数据和Landsat 8 OLI影像,对欧空局全球土地覆盖产品(CCI-LC)在甘南和川西北地区分类精度评价的基础上,分析了研究区1992-2015年土地覆盖类型的时空动态变化特征,并从自然和人为两方面因素出发,研究了该地区草地面积变化的驱动力。结果表明:1)CCI-LC产品在甘南和川西北地区的总体精度为76.79%,在六大土地覆盖类型中(草地、林地、裸地、水体、永久冰雪和人类占用地),草地的用户精度最高(94.88%)。2)在1992-2015年,草地面积整体上呈减少趋势,且在1994-2001年发生了较大的变化,减少了6760.53 km²,动态度为-0.53%·年^-1。3)1992-2000年研究区主要发生草地、林地和人类占用地三者之间的相互转化,其中草地以转出为主;2000-2010年研究区土地覆盖类型的变化多样,草地仍以转出为主,但转出面积较上一时间段大幅度减少;2010-2015年间研究区地物类型的转换关系更加复杂,其中草地以转入为主,转入来源仅为林地和人类占用地。4)农业GDP和牧业GDP是甘南和川西北地区草地面积变化的主要驱动因素,且两者均与草地面积呈负相关关系。提供了一种宏观、快速、低成本分析长时间序列土地覆盖类型动态变化的遥感监测方法。     

气候变化对内蒙古草原分布和生产力影响的预测研究

本文在划分内蒙古草原生命地带的基础上,研究森林草原、典型草原和荒漠草原对两种气候变化方案的响应。结果表明,气候变化对内蒙古的草原植被可能产生重要的影响。一方面,草原面积显著减少,南部界限大幅度北移,森林草原退出本区。另一方面,草原生产力明显下降,荒漠草原的减产最为突出。气候变化的作用在本区的东部和南部表现为草原空间分布的迁移,在西部干旱地区则导致生产力的迅速下降。总之,草原对温度的升高以及人为干扰均更为敏感。     

基于NDVI的2000-2016年青藏高原牧户 草场覆盖度变化驱动力分析

选取青藏高原5个省份共573块牧户草场,利用2000-2016年遥感、气象、社会经济等数据,计算牧户草场植被覆盖度,设定实证模型,综合分析确定了21世纪以来青藏高原牧户草场退化等级、各要素的变化趋势以及导致草场变化的主要驱动力。结果表明:研究区牧户草场退化面积占总面积的69%,以轻度退化为主;草场植被盖度的变化是自然和社会经济等因素相互作用的结果,在气候变化中,温度的升高和降水的增加对草场植被生长有正向的促进作用,而不合理的经济发展要素和人口密度的增加会引起草场植被盖度的进一步降低。此外,距离城市越近的草地植被盖度越低。从变化的机理来看,草地载畜量与植被盖度呈显著的负相关关系,超载放牧仍是导致青藏高原草地变化的最主要驱动力。     

Simulation of Pastoral Management in Mongolia: An Integrated System Dynamics Model

High grazing density has given rise to concerns about grassland degradation in periurban areas in Mongolia. Moreover, whether livestock can increase without harming the vegetation in these areas in Mongolia and what types of policy measures should be implemented is not documented. As such, this study develops an integrated simulation model of grassland biomass, animal growth, and livestock management for a forest-steppe area in northern Mongolia and conducts a simulation on long-term changes. The simulations show that, under current conditions, the number of animals will continue to increase, while the grassland biomass will decrease. Cooperative grassland management would lead to an increase in grassland biomass and higher incomes for herders. Furthermore, herders’ population changes would have a significant impact on animal density adjustments, while the effects of conventional economic measures, such as a tax on animals, would be limited if all other conditions remain constant. Consequently, the synergistic effects of herder population changes and cooperative management can contribute toward maintaining the herders’ income while preserving the grassland ecosystem.     

内蒙古典型草原牧草和日粮组成对绵羊瘤胃发酵、营养降解及甲烷气体排放的影响

随着草原群落组成及其营养特性的变化,放牧家畜对牧草的利用率和甲烷气体排放量也随之发生变化。本研究对锡林郭勒草原的牧草种类组成和品质的变化及其对绵羊瘤胃的消化代谢以及甲烷气体排放的影响进行研究。     

近20年新疆荒漠草地动态变化及其对气候变化的响应

荒漠草地是干旱半干旱区陆地生态系统的关键类型,具有重要的生态作用,对气候变化和人类活动敏感。通过确定新疆荒漠草地NDVI阈值,提取荒漠草地范围,结合归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、植被净初级生产力（net primary productivity, NPP）、气象因子等数据,利用一元线性回归模型、相关性分析等方法,从不同的时间和空间尺度对1999-2018年新疆荒漠草地的动态变化及其对不同驱动因子的响应进行研究。结果表明：1）新疆南北疆荒漠草地分布存在差异,研究期间总体面积减少明显,平均NDVI稳定,NPP呈上升趋势。2）全年及7-8月气象因子变化趋势不同,南北疆存在显著差异,全疆大部分区域呈现气温升高、降水增多趋势。3）从时间变化看,降水量、大型蒸发量和平均风速是新疆荒漠草地年际NDVI的重要影响因子,水分条件对生长季NDVI的影响更为明显;年蒸发量与荒漠草地NPP呈显著负相关关系,平均风速、降水量与荒漠草地NPP存在一定相关性。4）从空间相关性来看,气温、降水在空间上与荒漠草地NDVI、NPP呈正相关的面积较大,且降水影响面积更大。研究表明,新疆荒漠草地植被动态变化是多种气象因子综合作用的结果,气温、降水是主要的影响因子,其中降水影响更为明显,水分条件是荒漠草地动态变化的决定因素。     

禁牧对草地覆盖度的影响——以宁夏盐池县为例

摘要：在建立盐池县草地植被覆盖遥感监测和评价指标体系的基础上,运用地理信息系统软件和基于植被指数的象元二分法模型,反演了盐池县2000、2005和2009年3个时期的草地盖度影像,分析了盐池县不同时期草地植被覆盖的动态变化。结果表明,2000-2005年高覆盖、中高覆盖和中覆盖草地分别增加了4.83、907.03和714.67 km2,低覆盖和极低覆盖草地分别减少约717.83和908.62 km2;2005-2009年,高覆盖、中高覆盖和中覆盖草地依然表现为增加,分别增加了228.47、190.00和377.04 km2。说明自2002年起盐池县实施“天然草原禁牧封育”、“退牧还草工程”、“天然草原无鼠害示范区建设” 等生态建设项目效果明显,草地荒漠化趋势好转。     

草原灌丛化入侵:过程、机制和效应

草原灌丛化已成为全球性问题,也是生态学、畜牧学研究的热点问题。紧扣草原灌丛化过程、发生机理及其生态学后效等关键问题,介绍了国内外的最新研究进展。灌木入侵途径包括有意识引进入侵和自然入侵2类,入侵过程分为传播到达、定居建群和扩散入侵3个阶段。放牧、火烧、温室气体增加,干旱以及降水格局改变等均可导致草本向木本的转化,且机制复杂,主要有影响草本,木本植物盖度、水分利用效率、化感作用等。木本植物入侵打破了草原生态系统的稳定,表现出沃岛效应,影响动植物的分布以及生态系统的功能和服务。阐明草原“草本-木本”群落演替机制,可为我国研究草原灌丛化和管理提供理论借鉴。     

气候变化与人为活动对三江源草地生产力影响的定量研究

近数十年来在气候变化和生态工程实施的背景下,作为我国重要的生态屏障的三江源地区的气候条件和人为干扰都发生了明显的变化。本研究借助CASA模型和气候生产力模型,结合对土地利用/覆盖变化(LUCC)的分析,定量评估了气候变化、LUCC和草地管理措施对三江源草地净初级生产力(NPP)变化的影响。结果表明,1)2001-2012年间,三江源草地总面积增加了6749 km²,草地的平均NPP下降了5.47%,总NPP下降了5.00%。 2)由新增加的草地带来的NPP总量为1293.12 Gg C,由转出草地带来的NPP总量损失为215.42 Gg C。 3) 2012年气候总NPP比2001年下降了20.27%,而人为总NPP增加了41.51%。12年间气候变化的趋势不利于草地植被的生长,而人为活动对草地植被的负面影响力有明显减弱。4)由气候因素引起的草地总NPP变化量为-165.28 Tg C,而管理措施引起的总NPP变化量为140.03 Tg C; LUCC导致的草地总NPP变化量为2.22 Tg C。草地管理措施的改进对遏制草地退化起到了决定性作用。