草地综合顺序分类法研究新热点:2008-2020年回顾与展望

草地综合顺序分类法(comprehensive and sequential classification system of grassland,CSCS)经过60多年的不断探索和完善,已成为具有中国知识产权的唯一的可数量化的草地分类系统.特别是2008年任继周等在Rangeland Journal专门著文推介CSCS,开启了CSCS在国内外研究的新高潮.本研究以CSCS作为关键词从Wed of Science及中国知网等科技论文数据库检索得2008-2020年发表的中英文文献分别为48和29篇.通过系统梳理,获得最新的研究成果如下:1)将CSCS与国际公认的Holdridge Life Zone、BIOME4分类体系在全球尺度上进行对比验证,论证了CSCS在草地类型划分方面的突出优势;2)使用数字高程模型数据的坡度、坡向和坡度变化率等因子修正传统空间插值法,引入海拔、坡度等变量的多元回归和残差分析插值法,有效解决高海拔和复杂地形所带来的气候数据插值误差,提高了CSCS的模拟精度,也为深入广泛的应用提供了方法论依据;3)基于CSCS发生学特征,研究草地对全球气候变化的响应.现已在区域、全国及全球尺度上研究草地生态系统对全球气候变化的响应,为进一步的草地精细化分类管理和相关政策制定提供了数据基础;4)热量状况和水分条件的组合是草原现象和过程的本质的因素,以CSCS为理论框架,用分类指标为参数构建草地第一性生产力(NPP)分类指数模型,该模型不仅揭示草地类型与其净第一性生产力的内在联系,也为进一步研究地带性草地类型的生产潜力、草地净第一性生产力的区域分布和全球分布提供了可能.在区域、全国和全球尺度上的比较验证可知,基于CSCS的草地NPP模型已发展成为草地生态系统第一性生产力评估及碳汇计算的新工具.未来CSCS研究亟待开展的工作主要有:1)完善CSCS亚类及型的定量分类体系;2)通过开发CSCS方法在草地营养载畜量和生态服务价值评估等方面的应用,完善基于CSCS框架的草地精细化管理.     

中国北方草地资源管理信息系统的设计与实现

北方草地不仅是我国重要的畜牧业生产基地,更是我国北方一道重要的生态屏障。为了掌握北方草地资源的整体状况、空间分布以及动态变化,本研究基于ArcGIS Server 10.0服务器、Microsoft SQL Server 2008数据库等环境,将Flex框架与WebGIS技术相结合,设计开发了中国北方草地资源管理信息系统,实现了在网页上快速浏览、查询、管理北方草地资源的功能,构建了一个全面、准确、高效的草地资源监测信息管理平台,为相关决策人员提供了科学、合理的决策依据,推动了我国数字草业的发展进程。     

牧区雪灾遥感监测方法的研究

雪灾是影响我国北方草原牧区畜牧业发展的重要因子,如何准确评价雪灾对牧区造成的影响并及时援救,最大限度地减少灾区的经济损失,是一个十分迫切的问题.为此总结了国内外牧区雪灾遥感监测的现状,分析了卫星遥感系统在草地雪灾监测方面的应用及存在的问题,提出了雪灾遥感监测的原理及技术路线,为进一步做好牧区抗灾救灾及草地畜牧业持续发展决策的研究提供科学依据.     

构建草地农业智库系统,助力中国农业结构转型

“草地农业”,简称草业,是兼顾生态和生产、粮食和饲料,适应时代发展,迎接城乡统筹,面向全球经济一体化的新型农业系统,也是破解我国传统“耕地农业”发展难题、优化农业结构的一个里程碑式转变。“草地农业”建设是一项系统工程,涉及社会众多层面。为了落实党的十八届三中全会《决定》提出“加强中国特色新型智库建设,建立健全决策咨询制度”,本研究提出构建“草地农业智库”,基于云计算等新兴互联网技术,构建“草地农业智库”信息系统,巩固现有研究成果,凝聚研究合力,对国内外草业信息做适时收集、分析,使之成为草业的“神经系统”以供社会共享。“草地农业智库”应具有独立性、科学性、时效性和建设性,为一线生产,科研院所和政府机构提供服务的智力平台,对我国草业发展提供科技支撑,助力中国农业从传统“耕地农业”向粮草兼顾的“草地农业”转型。     

秦王川农区草业发展探讨

在分析秦王川自然生态条件、开发现状和存在问题的基础上，就其农区草业发展的若干生态经济问题进行了剖析和讨论。提出了农区产业结构调整和发展草业经济的相关措施。     

玛曲县草畜平衡优化方案与管理决策初探

利用玛曲县2001-2009年的草地畜牧业动态监测资料和社会经济统计数据,通过MATLAB 7.9软件的多目标规划方法,以维持草畜平衡、优化畜群结构和保护草地生态环境为总目标,综合考虑畜群结构优化、牧业生产、生态保护3个方面的约束条件,研究了规划期(2010-2012年)玛曲县草地畜牧业发展的优化方案及管理对策,对比分析了2套不同收入水平的优化方案。结果表明:减少家畜数量,加大周转是实现上述目标的根本途径,其具体措施包括调整牲畜数量和优化畜群结构。优化方案表明玛曲县若减少149.18×10⁴ SU后,能实现草畜平衡;提高出栏率,增强畜牧业生产效益,从优化方案中发现出栏率保持在31%以上能够使牧民收益最大化;增加补饲,全县每年至少补饲精饲料4万kg;拓宽经济收益渠道,发展旅游等其他产业,将增强该县经济弹性。     

基于MOD10A1和AMSR-E的北疆牧区积雪动态监测研究

准确监测牧区积雪覆盖范围,对有效防灾减灾和牧区畜牧业持续发展具有特别重要的意义。利用积雪产品和气象台站的观测资料,对比分析了北疆地区2002年11月1日－2005年3月31日三个积雪季的AMSR-E每日雪水当量产品及其与MOD10A1每日积雪分类产品合成的图像MODAE1的积雪识别精度。结果表明,1)AMSR-E每日雪水当量产品的积雪识别率为66.59%,总精度为69.49%;2)利用用户自定义的合成算法计算的合成图像MODAE1,结合了AMSR-E雪水当量产品不受天气影响和MOD10A1每日积雪产品较高空间分辨率的优点,积雪识别率达76.43%;3)雪深和土地覆盖对合成图像MODAE1的积雪识别率具有重要的影响。在雪深为1～40cm时,合成图像的积雪识别精度随雪深的增加而增大;在雪深为31～40cm时,积雪识别率可达90.19%;在雪深大于40cm时,积雪识别率开始下降。在牧区合成图像的积雪识别率可达77.6%,而在开阔的灌丛区积雪识别率略有下降,为72.7%。     

利用VB建立草地畜牧业管理系统

运用3S技术，建立草地畜牧业信息管理系统，使草地资源向着有利于生产、有利于好的生态环境方向发展，是草地资源研究和管理中亟待解决的问题。为此提出利用VISUAL BASIC建立草地畜牧业管理系统的意义、原因、方法和技术路线。     

基于CSCS的中国现存自然植被分布研究

植被类型是研究自然植被的基础,CSCS模型的模拟结果反映潜在自然植被的类型及其空间分布。因此,进一步研究基于CSCS模型的现存自然植被类型的空间分布,对CSCS模型在天然草地资源动态监测与评价、草地畜牧业生产管理等方面的应用具有现实意义。在基于CSCS模型确定的中国潜在自然植被图的基础上,结合1∶100万中国植被图和DEM数据,研究了现存自然植被分布范围,并划分了现存自然植被典型区,首次制作出基于CSCS的中国现存自然植被分布图和现存自然植被典型区分布图,对指导CSCS草地类型外业调查样点位置的选择及不同类型植物生物学特征的研究具有重要作用。     

论草业科学的信息维

摘要:草业科学由生产域、管理域、市场域构成,其中管理域的核心就是信息系统对草业的操控过程。信息是现代草业构建和发展的必要条件,信息维是草业系统的神经网络。从草业科学四维结构出发,论述了草业科学的信息维特征、草业信息学概念、主要结构体系及其之间的关系,以及草业信息学主要研究内容和信息维的重要作用。