張文華，賈志斌，卓 義,，蔣欣陽(yáng)

（1.內(nèi)蒙古大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，呼和浩特 010021；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，呼和浩特 010010）

錫林郭勒草地產(chǎn)草量空間動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析

張文華1，賈志斌1，卓 義1,2，蔣欣陽(yáng)1

（1.內(nèi)蒙古大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，呼和浩特 010021；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，呼和浩特 010010）

以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟為研究區(qū)，在陳世榮建立模型的基礎(chǔ)上，明確2000—2010年產(chǎn)草量的空間分布及變化情況，從而反映研究區(qū)草地生長(zhǎng)狀況及空間格局的動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）11年草地平均產(chǎn)草量為1.2×107t，平均單產(chǎn)為601.97 kg·hm-2，整個(gè)研究時(shí)間序列中產(chǎn)草量在1.0×107t—1.5×107t波動(dòng)變化；（2）草地產(chǎn)草量的地域性差異較明顯，產(chǎn)草量空間分布情況為東部＞中部＞西部，其中中部及東部產(chǎn)草量變化較大，西部幾乎無(wú)明顯變化；（3）草地產(chǎn)草量受自然因素和人為因素的綜合影響，其中降水量和載畜量是影響草地產(chǎn)草量的重要因素。

凈初級(jí)生產(chǎn)力；空間格局；動(dòng)態(tài)變化；影響因素；管理措施

草地生態(tài)系統(tǒng)可以提供調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣以及美化環(huán)境等重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)（艷燕等，2011）。對(duì)草地產(chǎn)草量做出合理評(píng)估，不僅可以有效地了解草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的協(xié)調(diào)性和環(huán)境承載能力的強(qiáng)弱（徐德應(yīng)等，1997），還可以對(duì)研究區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展?fàn)顩r做出正確評(píng)估，為保護(hù)和合理利用草地，促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)和提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提出合理有效的應(yīng)對(duì)措施。因此，準(zhǔn)確了解草原產(chǎn)草量及時(shí)空分布情況，掌握年際變化規(guī)律，對(duì)于草原的可持續(xù)發(fā)展和利用具有重要的意義。

遙感技術(shù)的發(fā)展為草原產(chǎn)草量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了新的方法和手段，既方便快捷又省時(shí)省力。植被凈初級(jí)生產(chǎn)力是遙感監(jiān)測(cè)草原產(chǎn)草量的指標(biāo)之一。植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（Net Primary Productivity，NPP）是指單位時(shí)間、單位面積上植被積累有機(jī)物質(zhì)的總量，是光合作用吸收的碳和呼吸作用釋放的碳之間的差值（Haberl et al，2007）。它不僅可以表征生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量狀況和生產(chǎn)能力，也可以表征植物活動(dòng)情況（Field et al，1998）和估算地球生命系統(tǒng)支撐能力，也可以作為評(píng)價(jià)陸地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)利用的重要因子（Nemani et al，2003）。

錫林郭勒草原是歐亞大陸草原區(qū)溫帶草原的核心部分，包括我國(guó)地帶性草原及隱域性草原的大部分類型（王晶杰和王保林，2014），是亞洲東部草原亞區(qū)保存比較完好的原生態(tài)草原部分（王海梅等，2009），也是我國(guó)北方重要的生態(tài)屏障。錫林郭勒草原還是中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的所在地，是國(guó)際草原科學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)地區(qū)之一，具有很高的科學(xué)研究、環(huán)境教育和社會(huì)價(jià)值。但由于各種因素的影響，草地植被蓋度降低，草甸趨干化、鹽堿化現(xiàn)象嚴(yán)重，再加上人們對(duì)土地不合理利用和各種礦業(yè)開(kāi)采，導(dǎo)致草地破碎化、沙化現(xiàn)象加?。◤堁┢G等，2009）。由于草地NPP可以反映草地生產(chǎn)力情況，草地生產(chǎn)力強(qiáng)弱是草地生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)好壞的直接反應(yīng)。所以本文應(yīng)用錫林郭勒盟2000—2010年NPP遙感數(shù)據(jù)，分析草地產(chǎn)草量的時(shí)空變化特征，為錫林郭勒盟草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化研究提供依據(jù)。同時(shí)通過(guò)對(duì)氣溫、降水和載畜量等因素的研究探討草地產(chǎn)草量變化的驅(qū)動(dòng)因子，為制定錫林郭勒草原可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，全面規(guī)劃和科學(xué)應(yīng)對(duì)各種影響因素提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

錫林郭勒盟位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，地處41°35′—46°46′N，111°09′—119°58′E，轄2市9旗1縣，是我國(guó)東北、華北、西北植被分布的交匯地帶，具有對(duì)外貫通歐亞、區(qū)內(nèi)連接?xùn)|西、北開(kāi)南聯(lián)的重要作用。土地總面積約為2.03×105km2，其中草原總面積約占95%。草原以天然草原為主，約占草原總面積的97%（金云翔等，2011）。錫林郭勒盟氣候以溫帶大陸性干旱、半干旱氣候?yàn)橹鳎竞?，夏季炎熱，年均氣溫?—4℃。降水量在150—400 mm，降雨分布不均，從東南向西北逐漸遞減，并且大多數(shù)集中在6、7、8月份，年際變化較大（王穎等，2012）。全年平均風(fēng)速為3.5—5.3 m· s-1。地貌以高平原為主體，兼有多種地貌單元，海拔高度在800—1800 m，地勢(shì)南高北低（巴圖娜存等，2012）。該區(qū)域的主要土壤類型有灰色森林土、灰褐土、黑鈣土、栗鈣土、灰褐土、棕鈣土、草甸土、沼澤土以及鹽堿土等。作為中國(guó)北方典型草原的核心區(qū)（崔慶東等，2009），以草原為主體的生態(tài)系統(tǒng)中主要的植被類型包括顯域地境的草甸草原、典型草原、荒漠草原以及半隱域的沙地植被（圖1）。

圖1 錫林郭勒草地植被類型分布圖Fig.1 Distribution of grassland types in Xilin Gol League

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

NPP數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家航天局NASA的EOS/MODIS數(shù)據(jù)（http://edcimswww.cr.usgs. gov/pub/imswelcome/），選擇2000—2010年的MODIS17A3數(shù)據(jù)產(chǎn)品，時(shí)間分辨率為16 d，空間分辨率為1000 m×1000 m。使用MRT（MODIS Reprojection Tools）將下載的MODIS-NPP數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和重投影，把HDF格式轉(zhuǎn)化成Tiff格式，并將SIN地圖投影轉(zhuǎn)換為WGS84/Albers Equal Area Conic投影，同時(shí)完成圖像的空間拼接和重采樣。將16 d的MODIS-NPP數(shù)據(jù)，采用最大合成法（MVC）得到月NPP數(shù)據(jù)，在進(jìn)一步合成年數(shù)據(jù)，并利用錫林郭勒盟行政區(qū)劃圖剪取錫林郭勒盟地區(qū)2000—2010年的逐年NPP的柵格圖像。

自然因素如降水和氣溫逐年數(shù)據(jù)以及人為影響因素中的載畜量逐年數(shù)據(jù)來(lái)源于《錫林郭勒盟統(tǒng)計(jì)年鑒》，將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為研究區(qū)的當(dāng)年實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行考慮，探討各影響因素對(duì)產(chǎn)草量的影響程度。

1.3 研究方法

對(duì)于以放牧為主要生活方式的牧區(qū)而言，當(dāng)年產(chǎn)草量是牧民十分關(guān)注的問(wèn)題之一，因?yàn)樽鳛樯蟮闹饕暳蟻?lái)源，產(chǎn)草量足夠充足，才不會(huì)影響畜牧業(yè)的發(fā)展，從而保證人們的經(jīng)濟(jì)收入，維持良好的生活狀態(tài)。產(chǎn)草量通過(guò)制約畜牧業(yè)的發(fā)展進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益，所以成為整個(gè)牧區(qū)關(guān)注的問(wèn)題。本文通過(guò)應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)NPP對(duì)錫林郭勒草原近11年產(chǎn)草量情況進(jìn)行分析研究。首先，本文應(yīng)用2000—2010年的NPP數(shù)據(jù)計(jì)算整個(gè)研究區(qū)產(chǎn)草量及其分布情況。其次，為了確保NPP數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的可行性，結(jié)合錫林郭勒盟實(shí)際情況及相關(guān)研究人員的綜合分析對(duì)NPP計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性及適用性進(jìn)行判定。再次，引入氣溫、降水等自然影響因子和載畜量等人為影響因子，分析這些因素對(duì)草地產(chǎn)草量的影響。

評(píng)價(jià)草地產(chǎn)草量的一種方法是計(jì)算其干草總量（Hu and Zhang，2004），干草總量是評(píng)價(jià)草地生產(chǎn)力的基本指標(biāo)。將基于遙感數(shù)據(jù)的NPP產(chǎn)品和覆蓋類型為草地分類的產(chǎn)品進(jìn)行疊加，得到遙感估算的草地NPP，通過(guò)草地NPP可以推算得到單位面積的干草產(chǎn)量，由此可求得含水量為14%的地上可食牧草產(chǎn)量（陳世榮等，2008）。

式中：Bg：年總單位面積干草產(chǎn)量，g· (m2·a)-1；NPP：草地年總凈初級(jí)生產(chǎn)力，g C· (m2·a)-1；Sbn：草地生物量到NPP轉(zhuǎn)換系數(shù)，g / (g C)，數(shù)值為0.45（方精云等，1996）；Sug：草地地下部分和地上部分生物量比例系數(shù)，不同草地植被類型地下與地上部分生物量比例系數(shù)（樸世龍等，2004）見(jiàn)表1。

表1 不同草地類型地下與地上生物量比例系數(shù)Tab.1 Ratio of underground biomass to aboveground biomass for different grassland types

2 結(jié)果與分析

2.1 錫林郭勒草地產(chǎn)草量及空間分布

通過(guò)應(yīng)用NPP數(shù)據(jù)對(duì)2000—2010年錫林郭勒草原產(chǎn)草量進(jìn)行研究，可以看出產(chǎn)草量分布具有明顯的空間差異性，東部地區(qū)產(chǎn)草量單產(chǎn)較高，由東向西草原干草單產(chǎn)量逐漸降低。由于渾善達(dá)克沙地是西部地區(qū)的腹地，所以西部地區(qū)產(chǎn)草量較低。通過(guò)研究分析，干草產(chǎn)量多于700 kg·hm-2的地區(qū)主要位于多倫縣、正藍(lán)旗、太仆寺旗、錫林浩特市和西烏旗；干草產(chǎn)量在200 kg·hm-2以下的地區(qū)主要集中在二連浩特市、蘇尼特左旗和蘇尼特右旗。錫林郭勒草原產(chǎn)草量的空間分布格局呈東高西低的趨勢(shì)。

錫林郭勒草原產(chǎn)草量年際變化情況如圖2所示，2000 —2010年產(chǎn)草量發(fā)生明顯波動(dòng)，11年的平均產(chǎn)草量為1.222×107t，平均單產(chǎn)為601.97 kg·hm-2，其中有5年超過(guò)平均值，2003年產(chǎn)草量出現(xiàn)峰值，達(dá)到1.473×107t；有5年產(chǎn)草量低于平均值，2007年產(chǎn)草量最低，為1.041×107t；2006年處于平均產(chǎn)草量水平；其中2002、2004、2005、2006和2009年產(chǎn)草量基本持平，處于1.2×107t左右；2000、2001和2010年3年產(chǎn)草量變化較小，處于1.1×107t左右；2008年的產(chǎn)草量為1.319×107t，較前一年產(chǎn)草量明顯增加；11年間產(chǎn)草量的波動(dòng)范圍是1.0×107—1.5×107t，產(chǎn)草量總體呈遞減趨勢(shì)。以2003年的最高值和2007年的最低值為界值，各旗縣的產(chǎn)草量也有明顯變化。從2000年到2003年，東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、阿巴嘎旗、錫林浩特市和多倫縣產(chǎn)草量逐年遞增，但蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、正藍(lán)旗、正鑲白旗和太仆寺旗在2003年之前產(chǎn)草量變化不大，直至2003年突然有所增加，二連浩特和鑲黃旗產(chǎn)草量波動(dòng)較大；在2004年至2008年期間，各旗縣幾乎都處于動(dòng)態(tài)遞減的過(guò)程，只有阿巴嘎旗、蘇尼特左旗和二連浩特市的變化較?。?008—2010年，東烏珠穆沁旗、阿巴嘎旗、蘇尼特右旗、正藍(lán)旗、正鑲白旗、鑲黃旗、多倫縣和太仆寺旗的產(chǎn)草量逐年遞減，其他旗縣產(chǎn)草量呈波動(dòng)狀態(tài)。

圖2 2000—2010年錫林郭勒盟產(chǎn)草量圖Fig.2Map of grassland yield during 2000—2010 in Xilin Gol League

上述是通過(guò)建立遙感模型對(duì)錫林郭勒盟產(chǎn)草量及空間分布情況進(jìn)行分析，其對(duì)研究區(qū)產(chǎn)草量的分析與金云翔等（2011）通過(guò)建立地面樣方的產(chǎn)草量與遙感數(shù)據(jù)的關(guān)系模型對(duì)內(nèi)蒙古錫林郭勒草原2005—2009年產(chǎn)草量及時(shí)空分布的分析基本一致。金云翔等通過(guò)模型計(jì)算得出：錫林郭勒草原5年的平均干草總量為1.11×107t，平均單產(chǎn)為567.23 kg·hm-2，其中2005年產(chǎn)草量為1.14×107t，2006年為1.19×107t，2007年為1.01×107t，2008年為1.42×107t，2009年為8.03×106t。通過(guò)與表2中應(yīng)用NPP數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的產(chǎn)草量數(shù)據(jù)對(duì)比可看出，其產(chǎn)草量多少及其分布情況基本一致，所以利用NPP數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的草地產(chǎn)草量數(shù)據(jù)具有一定的準(zhǔn)確性和可利用性。

2.2 影響因素分析

錫林郭勒草地產(chǎn)草量及空間分布受各種因素的影響，但是大體上可以劃分為自然因素和人為因素。在此，本文主要針對(duì)植被類型、降水、氣溫和載畜量進(jìn)行相關(guān)分析，研究產(chǎn)草量對(duì)這些因素的響應(yīng)程度。

2.2.1 植被類型

錫林郭勒草原產(chǎn)草量的時(shí)空變化特征與草地植被類型具有一定關(guān)系，錫林郭勒盟東部地區(qū)為草甸草原，其NPP變異系數(shù)在15%—22%（金云翔等，2011），該類型的草原生境和水分條件較好，相關(guān)影響因素對(duì)NPP產(chǎn)生的影響較小，相對(duì)于其他草地類型而言，年際變化小，產(chǎn)草量波動(dòng)也較小，草地平均單產(chǎn)超過(guò)800 kg·hm-2；西部地區(qū)屬于荒漠草原，其NPP變異系數(shù)在30%（金云翔等，2011）以上，變異系數(shù)相對(duì)較高，生長(zhǎng)環(huán)境極易受到降水等外界因素的影響，所以產(chǎn)草量年際間變化較大，草地平均單產(chǎn)低于200 kg·hm-2。草地平均單產(chǎn)400—800 kg·hm-2的為典型草原，沙地植被單產(chǎn)量為200—400 kg·hm-2。

2.2.2 降水

魏利平（2009）等通過(guò)對(duì)錫林浩特市1971—2007年降水量的分析，認(rèn)為降水是影響草原植被的主要?dú)夂蛞蛩?，并決定了植被的空間分布格局；毛德華等（2012）通過(guò)對(duì)產(chǎn)草量和年平均氣溫和年降水量的相關(guān)分析，認(rèn)為產(chǎn)草量與氣溫的相關(guān)性不顯著，而與降水之間的相關(guān)顯著性差異明顯；草地產(chǎn)草量與降水呈顯著正相關(guān)主要表現(xiàn)在內(nèi)蒙古干旱區(qū)，正如張峰等（2008）得出的結(jié)論，降水是干旱區(qū)植被生長(zhǎng)的主要水分來(lái)源，也是植被生長(zhǎng)的主要限制因子，降水減少導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)植被產(chǎn)量降低。

表2 產(chǎn)草量、載畜量與降水量統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistics of grass yield, grazing capacity and precipitation

綜上所述并對(duì)研究區(qū)產(chǎn)草量和降水進(jìn)行相關(guān)分析，從表3中可以看出，產(chǎn)草量與降水之間的Pearson相關(guān)系數(shù)為0.587，大于零，呈正相關(guān)性，表示隨著降雨量逐漸增多產(chǎn)草量也相應(yīng)增高。顯著性系數(shù)為0.058，小于0.10，說(shuō)明降水和產(chǎn)草量之間的相關(guān)性明顯，可以通過(guò)增加降水量來(lái)提高草地產(chǎn)草量。

根據(jù)表2可以看出，錫林郭勒盟11年的降水狀況呈動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。2003年降水量最多，達(dá)到298 mm，同期產(chǎn)草量也達(dá)到峰值約為1.47×107t；2007年降水量?jī)H次于最低值，為182.6 mm，由于降水減少，明顯影響草地生長(zhǎng)，產(chǎn)草量降到1.04×107t；根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，研究期間產(chǎn)草量與降水量的走勢(shì)基本保持一致。研究區(qū)降水范圍為175—298 mm，空間差異明顯，由東北向西南逐漸減少，這與產(chǎn)草量的空間分布格局基本一致，降水成為影響草原產(chǎn)草量的一個(gè)重要因素。

2.2.3 氣溫

氣溫對(duì)NPP的影響因地域差異而不同。盧滿意（2012）通過(guò)對(duì)錫林郭勒盟草原近50年氣溫與產(chǎn)草量關(guān)系的研究，認(rèn)為在全球氣溫變暖的趨勢(shì)下，錫林郭勒盟的氣溫也在逐漸升高，從而導(dǎo)致草原土壤中的水分蒸散加劇，區(qū)域干旱化，草原退化，產(chǎn)草量減少；但何玉斐等（2008）通過(guò)對(duì)1951—2006年多倫縣的逐年降水量和氣溫資料的分析，認(rèn)為溫度升高有利于提高草地生產(chǎn)力。由于地理位置和氣候等因素的差異，不同地區(qū)的氣溫對(duì)產(chǎn)草量的影響也不一致。

根據(jù)研究區(qū)歷年的實(shí)際產(chǎn)草量和氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，從表3中可以看出，產(chǎn)草量與氣溫的Pearson的相關(guān)系數(shù)為- 0.212，小于零，呈負(fù)相關(guān)性，表示隨著氣溫的升高，研究區(qū)產(chǎn)草量有所下降。但|- 0.212|＜0.3，說(shuō)明氣溫與產(chǎn)草量之間的線性關(guān)系較弱，雖然氣溫對(duì)產(chǎn)草量產(chǎn)生一定影響，但效果不明顯。

表3 產(chǎn)草量和降水、氣溫的相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis of grass yield to precipitation and temperature

根據(jù)《錫林郭勒盟統(tǒng)計(jì)年鑒》上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，錫林郭勒盟在2000—2010年年均溫在2.2—4.6℃，其中2007年氣溫最高，為4.6℃，產(chǎn)草量也處于較低水平，約為1.04×107t；2003年氣溫較低為3.1℃，但產(chǎn)草量卻相對(duì)較高，為1.47×107t。

通過(guò)上述分析可知，降水和氣溫對(duì)產(chǎn)草量都產(chǎn)生一定影響，那么二者之間是否存在某種關(guān)系，分析降水與溫度之間的相關(guān)性（表4），得出Pearson的相關(guān)系數(shù)為- 0.091，小于零，說(shuō)明二者之間呈負(fù)相關(guān)性，|- 0.091| ＜ 0.3，雖然降水與溫度呈負(fù)相關(guān)性，但相關(guān)性較弱。

表4 降水與溫度的相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis of precipitation and temperature

這也印證了盧滿意（2012）的研究，氣溫與降水之間存在某種負(fù)相關(guān)性，溫度越高，降水量相對(duì)減少，加上蒸發(fā)旺盛，水分的多少就成為限制產(chǎn)草量的主要因素；在溫度較低的地區(qū)，相對(duì)蒸發(fā)量減少，所以在降水量相對(duì)充足的情況下，降水就不會(huì)成為影響產(chǎn)草量多少的主要限制因素。綜上所述，溫度對(duì)產(chǎn)草量的影響是通過(guò)限制降水量及蒸發(fā)量等水分條件而實(shí)現(xiàn)的，降水量才是影響草地產(chǎn)草量的直接影響因素，而氣溫是影響產(chǎn)草量的間接因素。

由此可見(jiàn)，水熱條件對(duì)草原產(chǎn)草量的時(shí)空變化有重要影響，尤其是降水量對(duì)產(chǎn)草量的變化起著關(guān)鍵的作用，這也印證了李剛等（2008）的研究，即草地產(chǎn)草量受降水和生物溫度的影響較大，但受降水的影響更為明顯。

2.2.4 載畜量

作為以草畜為主體的畜牧業(yè)發(fā)展基地，錫林郭勒盟草畜之間的相互制衡不僅成為影響整個(gè)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，而且成為衡量草地生態(tài)平衡的重要指標(biāo)，確定合理的載畜量能有效抑制過(guò)度放牧并實(shí)現(xiàn)草地的可持續(xù)利用（葉勇和楊露，2012）。

應(yīng)用家畜單位法（一定面積草地一年能放養(yǎng)成年家畜頭數(shù)）表示草地載畜產(chǎn)出量，一般采用“羊單位”來(lái)表述載畜量。從應(yīng)用的角度而言，根據(jù)草地產(chǎn)草量估算草地理論載畜量比較科學(xué)、合理，其計(jì)算公式為（陳百明，2001）：

式中：CA ：全年理論載畜量（羊單位）；G：全年干草產(chǎn)量，kg；Cuse：牲畜對(duì)牧草的利用率，不同草地類型有不同的牧草利用率（田永中，2005）：草甸草為60%，草原類為50%，荒漠類為40%，（灌）草叢類和沼澤類為55%；UG：每個(gè)羊單位每天需要的干草量，kg · d-1，數(shù)值為 2.0（陳全功，2013）；DOY：年的天數(shù)，d。錫林郭勒盟以溫性草原為主，草地干鮮比為0.33。

如表2所示，實(shí)際載畜量數(shù)據(jù)來(lái)源于《錫林郭勒盟統(tǒng)計(jì)年鑒》，實(shí)際載畜量在整個(gè)研究區(qū)間發(fā)生明顯波動(dòng)，其中2000年為最大載畜量年份，2010年為最低載畜量年份，分別為1.81×107只和1.22×107只。通過(guò)對(duì)產(chǎn)草量圖表分析可知2003年產(chǎn)草量達(dá)到最大值，較高產(chǎn)草量同時(shí)飼養(yǎng)著相對(duì)較多的牲畜數(shù)量；2007年由于降水等因素的限制，使天然草場(chǎng)產(chǎn)草量有所減少，加上同期放牧數(shù)量居高不下，牲畜對(duì)牧草需求量加大，使草原整體產(chǎn)草量明顯降低。由于響應(yīng)政府號(hào)召，實(shí)施各種保護(hù)草原政策，限制載畜量從而減緩草原壓力，所以實(shí)際載畜量在整個(gè)研究區(qū)間呈動(dòng)態(tài)遞減的趨勢(shì)，雖然還處于超載過(guò)牧的狀態(tài)，但是超載的數(shù)量明顯降低，在維持農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)不受影響的條件下，逐步緩解草原生態(tài)系統(tǒng)的壓力。

草原不僅是我國(guó)重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，提供牲畜飼草料及各種畜產(chǎn)品；而且還是我國(guó)北方重要的生態(tài)安全屏障，維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)平衡；調(diào)節(jié)大氣及水文環(huán)境，維持生命系統(tǒng)；并提供各種休閑文化娛樂(lè)服務(wù)，是草原文化傳承的基礎(chǔ)。草地在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色。充分認(rèn)識(shí)到草地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展的重要性，積極應(yīng)對(duì)各種影響草地生長(zhǎng)的可控因素，維持草地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展勢(shì)在必行。

3 討論與結(jié)論

本文基于遙感的NPP得到錫林郭勒盟草地產(chǎn)草量數(shù)據(jù)，并根據(jù)研究區(qū)草地實(shí)際產(chǎn)草量進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，通過(guò)NPP計(jì)算得出的研究區(qū)產(chǎn)草量基本與實(shí)際相符合，從而可以根據(jù)NPP數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)產(chǎn)草量及空間分布情況進(jìn)行分析。在整個(gè)研究時(shí)間序列中，產(chǎn)草量發(fā)生較大變化，所以對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行分析探討，明確影響草地產(chǎn)草量的主要影響因子。

通過(guò)對(duì)錫林郭勒盟2000—2010年整個(gè)時(shí)間序列的分析，2003年和2007年成為兩個(gè)主要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。2003年之前產(chǎn)草量動(dòng)態(tài)遞增，到2003年達(dá)到最高，約為1.47×107t，2003年之后以動(dòng)態(tài)遞減的趨勢(shì)逐漸減少，至2007年下降到1.04×107t，之后產(chǎn)草量有所增加，但增幅相對(duì)較小。草原產(chǎn)草量雖然呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，但整體還是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，說(shuō)明近些年通過(guò)對(duì)草原實(shí)施的各項(xiàng)保護(hù)策略和措施，使原本受到嚴(yán)重退化的草地得到一定的恢復(fù)，不僅提高草地生產(chǎn)力和承載力，還提高草原生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能的供給能力。

通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)分析和本文的研究，在內(nèi)蒙古干旱、半干旱草原區(qū)，產(chǎn)草量與年降水呈正相關(guān)關(guān)系，氣溫通過(guò)影響降水及水分蒸發(fā)進(jìn)而影響產(chǎn)草量，是間接影響因素。超載對(duì)草原可持續(xù)利用構(gòu)成較大威脅，過(guò)多牲畜采食不僅增加了對(duì)牧草的需求量，破壞了原有草場(chǎng)植物群落的結(jié)構(gòu)和功能，更增加了對(duì)土壤的踩踏，長(zhǎng)此以往就破壞草原生態(tài)系統(tǒng)平衡，導(dǎo)致草原生產(chǎn)力降低，所以超載過(guò)牧成為影響草地產(chǎn)草量最大的人為因素。然而在現(xiàn)實(shí)生活中，控制好牲畜數(shù)量，實(shí)現(xiàn)草畜平衡并不僅僅是降低牲畜數(shù)量，草畜平衡的實(shí)質(zhì)是“人-草”之間的平衡問(wèn)題（賈幼陵，2005），這項(xiàng)管理工作涉及到區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展與穩(wěn)定，需要從科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)各方面進(jìn)行綜合考慮（洪紱曾，2005）。然而草地放牧管理策略并沒(méi)有固定模式，它取決于各種自然條件和人為因素，要想找到合適的管理策略，就需要了解研究區(qū)的實(shí)際情況，綜合各方面因素，才能提出適合研究區(qū)畜牧業(yè)均衡穩(wěn)定發(fā)展的管理方法。

草地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供各種供給服務(wù)、支持服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)，這些服務(wù)于人類的福祉密切相關(guān)。如果草地生態(tài)系統(tǒng)失衡，不僅影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與服務(wù)的供給，還影響到區(qū)域生態(tài)安全，并對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)收入造成一定影響。

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Space dynamic change of pasture amount and in fl uence factors analysis in Xilin Gol Grassland

ZHANG Wenhua1, JIA Zhibin, ZHUO Yi1,2, JIANG Xinyang1
（1. College of Environment and Resources of Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China；2. Institute of Grassland Research, Chinese Academy of Agricultural Science, Hohhot 010010, China）

Background, aim, and scopeGrassland ecosystems can provide the regulation of climate, water conservation, sand- fi xing and other important ecosystem services, it is an important material basis for regional economic and social development.Make a reasonable assessment to grassland yield, can not only effectively learn the structure, coordination of function and environmental carrying capacity of grassland ecosystem, but also make a correct assessment of livestock development in the study area. It can also protect and rational utilize of grassland, promote sustainable development of animal husbandry, maintain and improve the ecological environment quality, refer to reasonable and effective response. However, due to the combined effect of human-made and natural factors, making signi fi cant changes in grassland ecosystem. Based on the model of the establishment by Chen Shirong, yield of grass was determined in Xilin Gol League from 2000 to 2010, which reflect the growth conditions of grassland and its dynamic change of spatial patterns in the study area, and the relevant factors has been analyzed. This has important implications for the sustainable development and use of grasslands.Materials and methodsBased on the ArcGIS and the NPP data from EOS/MODIS of NASA, by using the model of establishment by Chen Shirong, calculation grass yield of Xilin Gol from 2000 to 2010, time resolution is 16 d, spatial resolution is 1000 m×1000 m, calculate and study the change of grass yield. First of all, calculate the grassland production and distribution of the area. Secondly, in order to ensure the feasibility of NPP data results, combined with the accuracy of a comprehensive analysis of personnel related. Thirdly, introduction of temperature, precipitation and other natural factors and human factors such as livestock capacity, analyze the impact of these factors on Pasture amount.ResultsThe results show that (1) The distribution of grass yield has signi fi cant spatial differences, eastern grass yield is higher, prairie hay yields decreasing from east to west, the western region grass yield is the lowest. Where in the central and eastern grass production change vary widely, all hay yield more than 700 kg · hm-2, almost no signi fi cant changes in the west, hay yield at 200 kg · hm-2or less. (2) Xilin Gol annual grass production has signi fi cant fl uctuations changes from 2000 to 2010, the average grass yield of 11 years is 1.222×107t, an average yield is 601.97 kg · hm-2, there are 5 years in which grass yield more than average, peak value of grass yield reached 1.473 ×107t in 2003; there are 5 years in which grass yield less than average, the lowest is 1.041× 107t in 2007; the grass yield in 2006 is at the average level; grass yield of 11 years fl uctuation range is between 1.0×107t and 1.5×107t, the grass yield of overall 11 years has a decreasing trend. (3) Temporal and spatial variation of rass production in Xilin Gol Grassland have a certain relationship with vegetation types, natural factors and man-made factors are all in fl uencing on grassland distribution and grass yield comprehensively, and precipitation and stocking rates are the most important factors affecting the amount of yield. Precipitation is the main limiting factor for growth of vegetation, the reduced regional precipitation resulted in the decrease of vegetation yield. The relationship between temperature and grass production is weak, although temperatures have an impact on the production of grass, but the effect is not obvious. Stocking rate is an important factor affecting grassland ecosystems, stocking rates are very high, increasing the pressure on grassland ecosystem, thereby destroying the ecological balance.DiscussionThrough the analysis of influencing factors to grassland ecological, we can know that overgrazing is a main factor to destroy grassland ecosystem. As a matter of fact, control the number of livestock involves in many aspects and fields, reasonable grazing intensity is difficult to achieve. And there is no fixed pattern to grazing management strategies, in order to find the right management strategy, we need to integrate various factors, if we considered incomprehensive that affecting the strategy accuracy and efficiency.ConclusionThrough by the model of remote sensing to analyze the grass yield and the spatial distribution of Xilin Gol League, its result is relate to Jin Yunxiang who establish a ground sampling to analyze grass yield and its distribution. So we can know that use the NPP data to calculate the grassland yield is available and accuracy. The results showed that grass yield is increased, various conservation strategies and measures on degraded grassland ecological restored severely in recent years, not only improving grassland productivity and capacity, but also improve the supply capacity of grassland ecosystem services.Recommendations and perspectivesThe grassland ecosystems can not only adjust the ecological balance of nature, but also has a close link with people's lives, it also relate to development state of grassland and the level of economic and social development. Therefore, we should adopt sustainable management practices to grassland, it is essential to protect grassland ecosystems and maintain livestock balance.

net primary productivity(NPP); spatial pattern; dynamic changes; influence factors; management measures

ZHUO Yi, E-mail: zhuoyii@126.com

10.7515/JEE201602006

2015-11-23；錄用日期：2016-02-04

Received Date:2015-11-23;Accepted Date:2016-02-04

內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2013MS0506）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CAAS-ASTIP-IGR2015-04）Foundation Item:Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region (2013MS0506); Innovation Project of Chinese Academy of Agricultural Science (CAAS-ASTIP-IGR2015-04)

卓 義，E-mail: zhuoyii@126.com