3S技术支撑下的锡林郭勒盟草地变化研究

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草地生态系统是全球陆地生态系统的重要组成部分;我国是草地资源比较丰富的国家之一,内蒙古典型草原是中国草地生态系统的主体。草地生态系统在涵养水源,防风固沙,保持水土,净化空气,美化环境等方面有着不可替代的作用。过去几十年的研究表明,内蒙古典型草地生态系统已经出现不同程度的退化,影响到本地区及周边地区生态安全,同时制约了区域社会经济的发展。因此,在中国北方典型草原地区开展草地变化的监测、并对草地变化的驱动机制开展分析具有重要的理论价值和现实意义。本文选择蒙古高原东南缘的锡林郭勒盟作为研究区。在充分理解自然地带性规律并掌握国家有关行业标准和规范的基础上,以遥感和GIS技术为依托,结合野外考察、农牧户调查与政府部门调研等成果,制订了锡林郭勒盟草地变化的分类、分级体系;继而以MSS、TM、ETM以及HJ-1A等图像为基础数据源,通过计算机辅助人工目视解译方法,构建了锡林郭勒盟1975~2009年间5期次草地分布现状和4期次草地动态变化的空间数据集;基于上述长时间序列的草地现状和草地变化数据集,分析了研究区草地变化的时间动态规律和空间分布格局;最后,通过综合分析地形、水文、气象、社会经济等多种因子变化与草地变化的时空对应关系,探讨了锡林郭勒盟草地变化的主要驱动因子和驱动机制。主要结论包括:(1)锡林郭勒盟草地退化格局在20世纪70年代中后期已经形成,退化过程到研究时期后段(2000年之后)仍在继续发生,但在退化速率及程度上有所变化;在各个研究时间段,草地改善与草地退化同时发生;但在不同时期,其影响范围和重要性不尽相同。草地变化总的趋势是:自1975年开始逐渐退化,1990-2000年加速退化,并于2000年达到顶点;在2000-2005年退化趋势开始得到缓解,改善过程逐步加速;2005-2009年间改善大于退化,退化情势得到全面缓解。各个时期的草地退化主要以轻度退化为主;但中、重度退化也不容忽视,并且在近年来有加重趋势。(2)在1975年-1990年间,草地变化以轻度退化为主,集中分布在锡林郭勒盟中部偏东地区,从行政区划来看是分布于锡林浩特市,阿巴嘎旗东北部,东乌珠穆沁旗西南部和西乌珠穆沁旗西北部,即集中在上述四旗的相邻处;草地改善的发生范围较小,在空间上并不连续;在1990年-2000年间,草地变化仍旧以退化为主要态势,并以上述四旗相邻地区为中心向其四周扩散;草地改善的空间分布格局与退化格局相一致,集中分布在锡林郭勒盟中部偏东地区;2000年-2005年时,草地改善成为主要的变化态势,其空间分布广泛且均匀分布于锡林郭勒盟各个旗县,而草地退化的空间分布范围明显缩小至研究区北部。2005年-2009年间,草地改善继续向北部扩张,广泛分布于各个旗县内,而退化草地主要集中分布于锡林浩特市北部以及西乌珠穆沁旗中部的交通道路周边,带状特征明显。(3)区域气候变化是长时间尺度上草地变化的驱动因子,对锡林郭勒盟1970年-2008年的区域气候变化分析表明,本区气候正向暖干化方向发展;将研究区的气象要素数据与草地变化空间数据相叠加发现,在2000年前,随着锡林郭勒盟气温由西南向东北缓慢增加的趋势,草地变化的主要区域由东北向西南逐渐扩散;随着降水量较多区域的向东萎缩,其草地变化范围呈现向东扩展的特征;随着潜在蒸散率由西向东增加,草地变化也相应由西向东发生扩张。但2000年后,在低温、高降水量和低潜在蒸散率的区域退化类型却有所加重,这可能与人为干扰强度有关;区域社会经济发展和产业结构调整与草地变化的时空分布格局有着密切关系。自1978年-2007年间,锡林郭勒盟人口以及国民生产总值呈稳定攀升趋势;产业结构发生改变,第二、第三产业所占比例持续增加;草食畜牧业发展经历先增加后减少的演变过程:以2000年为界线,之前,第一产业比例减少缓慢、农牧业人口几乎无变化,而草食家畜饲养量却高速攀升;2000年后,一产比例迅速下降,城镇化率不断升高,草食家畜饲养量持续减少。这与遥感研究所得到的2000年之前是以草地退化为主,之后则以改善为主的结论,在时间上有很好的因果对应关系,因此可认为产业结构,城镇化率以及草食家畜饲养量的变化是影响草地变化的原因之一;区域社会经济发展政策的调整是短时间尺度上草地变化的重要驱动因子。政策演变对锡林郭勒盟的草地变化带来重大影响:文革时期的盲动政策造成了研究区草地自研究时段初期已经出现退化现象,耕地的不合理开垦和撂荒是造成草原点状破坏的重要原因。“牲畜作价,户有户养”的生产制度在短期内促进了经济社会发展,但是由此带来的牲畜过牧,草原超载破坏了研究区脆弱敏感的典型草原区,这是锡林郭勒盟在1990年-2000年加速退化的根本原因。2000年左右陆续开展建设的各项生态治理和建设工程明显起到了缓解、遏制、甚至逆转了锡林郭勒盟草地演化态势。
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