山丹县草地植被退化遥感动态监测研究

来源 :中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hushengming1
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草地是我国西部面积最大的陆地生态系统。近年来,在西部生态环境十分脆弱的地区,由于人为活动或不利自然因素的影响,草地退化日益严重。除导致草地产量降低,使当地居民失去赖以生存的物质来源外,还引发土地沙漠化、生物多样性丧失、土壤退化、水土流失、碳汇丧失等一系列环境问题。解决西部生态环境问题,首当其冲必须加强草地退化的研究,尽快遏制不断加剧的退化局面。 本文选择黑河中上游草地植被的典型区域和生态环境建设的重点区域——山丹县为研究区,利用卫星遥感、GIS以及GPS定位测量技术,结合实地调查采样,建立草地植被退化的监测模型,探讨通过TM影像数据评价草地植被退化的定量方法,并利用研究期2003年TM影像GPS定位点所对应的灰度数据对1986年TM影像进行辐射特征标准化处理,监测草地植被退化的时空变化规律。进一步利用AHP决策模型,探求草地植被退化的主要驱动力和恢复对策。主要研究和结论集中在: 1、构造了基于地面实测数据的草地植被退化指数选择样区,采用生态学方法,测量每个样方的地上生物量、覆盖度、牧草可食率等指标和记录每个样方草地植被的反射光谱值,并对每个样方进行GPS定位。构建了基于样方实测的表征草地植被变化指标值(地上生物量、覆盖度、牧草可食率等)的草地植被退化指数。 2、提出了草地植被退化的评价指标体系草地生态系统退化评价因子的选择,首先要能反映草地数量减少、质量下降,再分析单个因子的贡献率,根据研究和筛选,确定草地退化的评价指标体系。参照前人的研究成果,并根据研究区的具体情况,选择反映草地植被变化的三个重要指标—覆盖度、地上生物量和牧草可食率进行草地退化遥感评价与监测。提出了山丹县草地植被退化等级的划分标准,将草地植被退化程度分为轻度退化、中度退化与重度退化3个等级。 3、建立了草地植被退化的遥感监测模型根据GPS测量的实测样方的经纬度,将它们分别标注到估算草地植被变化特征指标的最佳植被指数影像上,并记录下所在像元的灰度值,然后与草地退化指数之间进行相关分析,建立草地植被退化遥感监测模型。 4、实现了对研究区的草地植被退化的动态监测参照国家标准(GB13720)规定,选用20世纪80年代初的监测区域的草地植被状况为基期,以2003年为研究期,实现了对研究区的草地植被退化的动态监测:从变化的面积和变化的幅度来看,1级退化面积减少,2级和3级退化面积增加。变化幅度较大的是1级和3级,未发生变化的比例较高。相邻级别间的变化大于非相邻级别间的变化。 从草地植被变化的方向来看,既有退化增强型变化,又有退化恢复型变化。对每个级别来说,恢复和退化同时发生,一部分恢复了,另一部分却退化加剧了。从草地植被变化的强度来看,慢速变化与快速变化并存。不管是退化增强型变化,还是退化恢复型变化,都以慢速变化为主。综合来看,草地植被仍旧呈退化加剧、局部改善、整体恶化的趋势。 5、借助AHP决策分析模型寻求研究区草地植被退化的主要驱动力和恢复对策长期超载放牧是导致草地覆盖退化的主要原因,其次是对草地的保护、管理和建设等人为因素;另外,气候、降水、鼠害、虫害等自然因素也是不容忽视。由于这些因素的存在使得草地生态环境日趋恶化。这与野外观察基本相吻合。加强管理与政策制度保障、围栏轮牧降低放牧强度是该区草地生态措施首选;其次是人工种草、补播、改良草地与自然恢复相结合;生态重建尽管权重较小,但对严重退化地区却很有效。各个治理措施组合权重的分配格局与草地退化现状(包括退化程度和退化面积大小)有关,不同的退化草地需要不同的恢复对策。
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