提孜那甫河流域冬季牲畜宿营地环境特征遥感分析

引用本文

陈蜀江, 李琪, 黄铁成, 张展赫, 贾翔, 陈孟禹. 提孜那甫河流域冬季牲畜宿营地环境特征遥感分析. 草业科学, 2016,33(1):153-163
Chen Shu-jiang, Li Qi, Huang Tie-cheng, Zhang Zhan-he, Jia Xiang, Chen Meng-yu. The analysis of environmental characteristics about the winter cattle camp in the Tizinafu River using remote sensing technology. Pratacultural Science,2016,33(1): 153-163 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

提孜那甫河流域冬季牲畜宿营地环境特征遥感分析

陈蜀江^1,², 李琪^1,², 黄铁成^1,², 张展赫^1,², 贾翔^1,², 陈孟禹³

1.新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐 830054

2.乌鲁木齐空间遥感应用研究所,新疆乌鲁木齐 830054

3.苏州科技学院外国语学院,江苏苏州 215009

李琪(1990-),女,新疆焉耆人,硕士,主要从事遥感和地理信息系统方面的研究。E-mail:[email protected]

第一作者:陈蜀江(1960-),男,四川宜宾人,副教授,本科,主要从事遥感和地理信息系统方面研究。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2015-07-24

摘要

冬季牲畜宿营地是游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所。以提孜那甫河流域为研究区,通过解译Landsat8OLI影像,提取冬季牲畜宿营地地理信息,探究山区冬牧场的优劣及牧民的生活生存条件。结果表明,研究区冬季牲畜宿营地共708处,平均面积9543m²,多分布在海拔较高的山脊,坡度平缓,坡向向南或西,草地类型以合头草( Sympegmaregelii)荒漠与高山绢蒿( Seriphidiumrhodanthum)草原化荒漠为主;冬季牲畜宿营地积雪时长较短,融雪不易保存,距离水源水平距离和高差均较大,取水困难;冬季牲畜宿营地生活条件艰苦,冬季温度较低,燃料匮乏,距离居民点路途遥远,道路崎岖难行,大部分地区无通讯信号覆盖。

关键词: 提孜那甫河; 冬季牲畜宿营地; 环境特征; 遥感; 提孜那甫河; 冬季牲畜宿营地; 环境特征; 遥感

中图分类号:S815.9 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)1-0153-11 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0110

The analysis of environmental characteristics about the winter cattle camp in the Tizinafu River using remote sensing technology

Chen Shu-jiang^1,², Li Qi^1,², Huang Tie-cheng^1,², Zhang Zhan-he^1,², Jia Xiang^1,², Chen Meng-yu³

1.College of Geography Science and Tourism,Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China

2. Urumqi Institute of Spatial Remote Sensing Applications,Urumqi 830054, China

3.School of Foreign Languages,Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China

Correspondingauthor: Li Qi E-mail:[email protected]

Abstract

Nomadic cattle camp is the common rest area by livestock and people. Taking the Tizinafu River watershed as study area, the nomadic cattle camp area was extracted by interpreting Landsat8 OLI images, in order to explore the merits of the mountain pasture and the living conditions of herders. The results showed that: 1)708 cattle camps were maily located in ridge of high altitude, where the slope is gentle, and aspect mainly south and westward, and the grassland are Sympegmaregelii desert and alpine Seriphidiumrhodanthum stepp desert. The average area of cattle camps is 9 543 m². The main livestock is Yecheng sheep; 2)The wintercattle camp is located in the area where the snow period is short. The snow melt water is hard to reserve, and the distance and height difference to water source are long and big. 3)The living conditions of winter cattle camp is tough, the temperature is low, fuel is shortage, and far away from residential areas, the transportation is rugged and difficult, and most area is no communication signal covered.

Keyword: Tizinafu River watershed; winter cattle camp; environmental characteristics; remote sensing; Tizinafu River watershed; winter cattle camp; environmental characteristics; remote sensing

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昆仑山北坡暖季放牧场有余、冷季放牧场严重不足, 季节放牧场极不平衡, 牲畜越冬放牧场数量和越冬条件成为当地草原畜牧业发展的主要瓶颈^[1]。而冬季牲畜宿营地是牲畜越冬的主要场所之一, 在当地生态保护和牧业发展中起着极其重要的作用。因此, 研究分析冬季牲畜宿营地环境特征对治理、防治提孜那甫河流域草原过度放牧、改善牧业生产条件、促进畜牧业与生态环境的平衡发展具有十分重要的意义。

由于提孜那甫河流域放牧场面积大、类型多, 山区地域广、地形破碎复杂, 冬季牲畜宿营地极其分散, 研究其空间分布特征值极为困难, 并且费用也相对较高。而利用遥感影像和GIS手段提取和分析冬季牲畜宿营地环境特征则具有时效快、费用低、细节清晰、概括性强的特点。可以为同类研究提供全新的技术和方法, 并具有一定的学术意义。

国外学者^{[2, 3, 4, 5]}认为冬季牲畜宿营地(Winter Cattle Camp)是游牧民族在游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所。Hoshino等^[2]比较了牲畜宿营地周围放牧场沿着放牧梯度家畜和植被的变化情况; Mertens和Promberger^[3]对牲畜宿营地内大型食肉动物与家畜冲突在经济方面的影响进行了研究; Sasaki等^{[4, 5]}研究了蒙古国家畜活动在不同距离处对牲畜宿营地产生的影响。

国内少数学者曾对牲畜宿营地进行过研究, 章祖同^[6]研究时称其为营盘, 是牧民分季节放牧时更换的休憩地; 麻国庆^[7]也曾将牲畜宿营地视为营盘, 营盘依地势视草地类型来设, 每处3~5户, 相距数华里(1华里为0.5 km), 一家一户以游牧为主, 很少定居。

本研究利用Landsat 8影像, 采用GIS手段, 结合实地调查, 记录冬季牲畜宿营地的位置及其范围, 对提孜那甫河流域牲畜冬季宿营地环境特征进行分析, 探究昆仑山北坡山区牧场的优劣及牧民的生活生存条件, 以期为当地畜牧业可持续发展、生态环境平衡及草地资源合理利用提供一定的科学依据。

1 研究区概况

研究区位于昆仑山北坡提孜那甫河流域, 地理坐标77° 26'―77° 39'E, 36° 56'―37° 47'N; 地质构造属于西昆仑山东段的中央结晶体及其外缘山脉, 山体平均海拔4000~5000m(图1)。山体构造为西北和西西北两组构造方向交接, 形成南向肘状弧曲山地。由于昆仑山高耸挺拔, 对来自阿赖―克孜谷地进入塔里木盆地的西北气流, 以及东天山垭口涌入塔里木盆地东灌回流形成的东北风所携带剩余湿气的拦截作用强大, 尤其是研究区处于南向弧曲山地的底部, 由于气流辐合作用使得降水量增多, 是西昆仑山最湿润的一段。广泛分布荒漠和草原化荒漠, 植被由超旱生的灌木和半灌木组成。覆盖度一般在10%~25%。土壤为山地棕色荒漠土和山地棕钙土, 土层脊薄且矿化度较高。放牧家畜主要为毛肉兼用的叶城绵羊品种。

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	图1 研究区位置示意图Fig.1 The location of the study area

2 研究数据与研究方法

2.1 数据的来源及预处理

数据来源:本研究选用2013年7月Landsat8OLI分辨率为30m的多光谱影像和分辨率为15m的全色影像, 来源于美国地质勘探局(http://www.usgs.gov/); 2004-2013年空间分辨率500m的MOD10A1(Terra)和MYD10A1(Aqua)的1d积雪产品, 来源于美国国家冰雪数据中心(http://nsidc.org/); 2000-2010年1km分辨率的MODLT1M温度月值数据集, 来源于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn); 空间分辨率为90m的STRM数字高程数据, 来源于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn); 其它数据包括道路、森林居民点数据(来源于2004年新疆森林资源第2次调查数据库)、新疆1∶ 50万草地资源图。

数据预处理:运用ENVI5.1、ERDASIMAGINE9.2等遥感图像处理软件对LandsatOLI影像进行辐射定标、大气校正、几何纠正等预处理, 将OLI多光谱影像与OLI全色影像分辨率融合; 参考黄晓东等^[8]的积雪处理方法, 根据云移动的特点对上下午星MODIS积雪数据进行合成处理和临近日分析, 并利用SNOWL去云算法, 基于数字高程模型(SRTM-DEM)对云像素进行重新分类, 以提高研究区积雪覆盖监测精度, 处理后精度为85.5%。利用同期LandsatETM影像对其进行精度评价, 平均准确率达到83.2%, 可以用于分析研究区积雪特征^[9]; 利用ENVI对MODLT1M数据进行坏值修复。

2.2 冬季牲畜宿营地信息提取

2.2.1 冬季牲畜宿营地光谱特征在ENVI平台上, 利用已经处理过的OLI影像对草地、绿洲和冬季牲畜宿营地进行感兴趣区光谱均值重采样。利用ASD便携式地物光谱仪采集草地和冬季牲畜宿营地光谱信息, 选取各类样本50个, 验证利用OLI融合后影像提取的光谱特征精度与正确性。

分析结果表明(图2、3), 冬季牲畜宿营地总值分别比草地和绿洲高出0.602和1.259, 冬季牲畜宿营地的反射率整体高于草地、绿洲的反射率。在波段5和波段10处, 即近红外和热红外波段处, 冬季牲畜宿营地反射率比草地反射率分别高出0.0091和0.0087; 在波段6和波段9外, 草地反射率高于冬季牲畜宿营地反射率, 高出值分别为0.025和0.035; 波段7即短红外波段处, 冬季牲畜宿营地反射率明显高于绿洲反射率, 差值分别为0.0212; 而在波段9处, 绿洲反射率低于冬季牲畜宿营地反射率0.0229。

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	图2 OLI影像光谱采样曲线Fig.2 The spectral sampling curve of OLI

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	图3 ASD获取地物光谱曲线Fig.3 The spectrum curve feature from ASD

实地调查发现, 在低山区, 冬季牲畜宿营地与荒漠草地的差异明显, 但与绿洲较为相近; 而中高山区, 由于水量充沛, 湿草甸与冬季牲畜宿营地的光谱特征相似度很大, 因此光谱信息上, 冬季牲畜宿营地反射率较高, 比周围草地颜色较深; 纹理上, 冬季牲畜宿营地呈不规则的圆形。

2.2.2 最佳波段组合多波段影像组合的基本出发点是尽可能扩展地物波谱的差异性和显示的动态范围。差异主要包括不同地物所表现的亮度绝对值差异, 不同波段的斜率差异、差值差异、空间频率差异、波段相关性差异以及类别差异等。

根据感兴趣区光谱信息重采样、光谱信息验证及典型光谱特征位置分析, 以Landsat8影像为基础数据, 初步确定OLI影像波段组合方式为5-9-10、5-7-10、5-4-10、4-7-10和5-4-3; 最佳波段是5-7-10波段组合(图4), 相对可以较为突出地显示冬季牲畜宿营地信息。

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	图4 OLI影像5-7-10波段显示Fig.4 The 5-7-10 bands of OLI images

2.2.3 冬季牲畜宿营地遥感影像特征结合文献资料与实地调查数据, 通过目视解译, 建立冬季牲畜宿营地遥感影像基础特征(表1)。

表1 冬季牲畜宿营地遥感影像基础特征 Table1 The winter cattle camp features remote sensing images

2.2.4 冬季牲畜宿营地遥感信息挖掘本研究使用人机交互方式, 采用区域增长方法进行冬季牲畜宿营地信息提取。

区域增长是把图像分割成若干小区域, 比较相邻小区域特征的相似性, 若它们足够相似, 则作为同一区域合并, 以此方式将特征相似的小区域不断合并, 直到不能合并为止, 最后形成特征不同的各区域, 也称为区域扩张法^[10]。增长方式, 区域增长根据所用的邻域方式和相似性准则不同, 产生各种不同的区域扩张法。主要有单一型(像素与像素)、质心型(像素与区域)和混合型(区域与区域)3种区域扩张法。

具体采用质心型增长模式提取冬季牲畜宿营地。在ERDSA平台上, 根据影像特征以查询光标为增长中心进行区域增长, 自动产生AOI区域。增长方式为邻域增长, 对种子的面积、距离进行地理约束, 设定适当的欧氏距离, 结合人工目视解译提取冬季牲畜宿营地。随后依据提取出的冬季牲畜宿营地栅格信息生成矢量数据, 最后将其叠置于DEM、积雪产品、温度产品等之上进行环境特征分析并提取相应信息。

3 结果与分析

草地资源是发展畜牧业的基础^[11], 在发展畜牧业的历史上起着重要作用^[12], 草地是涉及到地形、气候、植被、牲畜等互相联系的生态系统^[13]。

3.1 植被与土壤特征分析

研究区冬季牲畜宿营地分布海拔高度在2100~3000m, 其中海拔2100~2600m处草地类型为土质山地温性荒漠, 主要是合头草(Sympegmaregelii)荒漠, 植被以合头草、驼绒藜(Ceratoideslatens)、圆叶盐爪爪(Kalidiumschrenkianum)为主, 伴生有琵琶柴(Reaumuriasoongorica)、高山绢蒿(Seriphidiumrhodanthum)、木本猪毛菜(Salsolaarbuscula)、纤杆蒿(Artemisiademissa)等, 草层高度20~30cm, 覆盖度15%~30%, 土壤为黄土覆盖的荒漠棕钙土, 有机质厚度6~8cm, 含量为3~10g· kg^-1, 刈割称重法测得鲜草产量低于525kg· hm^-2, 为冬季放牧场, 草地等级为8级。

海拔2600~2800m处草地类型为土质山地温性草原化荒漠, 植被以高山绢蒿和短花针茅(Stipabreviflora)为主, 伴生有西北针茅(S.krylovii)、黄芪(Astragalussp.)、猪毛菜等, 草层高度10~15cm, 覆盖度20%~30%, 土壤为棕钙土, 有机质含量15~30g· kg^-1, 厚度8~10cm, 鲜草产量825~2450kg· hm^-2, 为冬春季放牧场; 草地等级为7~8级。

海拔2800~3000m处草地类型为土质山地温性荒漠草原, 植被以昆仑针茅(S.roborowskyi)、高山绢蒿为主, 伴有短花针茅、沙生针茅(S.glareosa)、赖草(Leymussecalinus)、昆仑早熟禾(Poalitwinowiana)和驼绒藜等, 草层高度15~30cm, 覆盖度15%~45%, 土壤为棕钙土, 有机质含量50~80g· kg^-1, 厚度10~15cm, 鲜草产量750~1050kg· hm^-2, 为冬季放牧场, 草地等级为7~8级。

研究区现有牲畜(标准绵羊单位)110万只, 可利用草地面积54万hm², 年理论载畜量为47万只, 冬春场34万hm², 理论载畜量32万只^[14]。因此暖季放牧场有余、冷季放牧场不足, 季节放牧场极不平衡。冬季过度放牧使得草地生态环境急剧恶化, 草原生态系统抵御各种自然灾害的能力减弱^[15]。

3.2 地形及地貌特征分析

冬季牲畜宿营地的面积和数量是反映载畜量和过牧程度的一个重要指标, 本研究对其进行信息提取, 结果表明, 研究区共有冬季牲畜宿营地708处, 总面积6756893m², 平均面积9543m², 最小面积36m², 最大面积41874m²; 59%的冬季牲畜宿营地面积大于5000m², 只有6%的冬季牲畜宿营地面积小于1000m²; 宿营地东西平均长123m, 南北平均长127m, 形状呈椭圆形或近椭圆形, 整体上由西北至东南倾斜分布。

3.2.1 高度分析在ERDAS9.2软件中, 使用冬季牲畜宿营地矢量数据叠置DEM进行高程分析。发现研究区冬季牲畜宿营地总体分布在海拔2100~3000m, 结合植被、土壤特征及草地类型, 将其划分为2100~2600m、2600~2800m和2800~3000m共3个高度带, 统计结果(表2)表明, 冬季牲畜宿营地数量由低海拔到高海拔逐渐增加, 其中2100~2600m之间, 有65处, 占9.18%; 2600~2800m之间, 有171处, 占24.15%; 2800~3000m之间有472处, 占66.67%。

3.2.2 坡度坡向分析坡度的缓急会形成小气候的变化, 从而影响冬季牲畜宿营地的分布。将坡度等级划分为平坡(0° ~5° )、缓坡(6° ~15° )、斜坡(16° ~25° )、陡坡(26° ~35° )、急坡(36° ~45° )和险坡(45° 以上)6个坡度级, 使用DEM生成坡度图并叠置冬季牲畜宿营地矢量进行分析。结果(表2)表明, 冬季牲畜宿营地总体分布在0° ~35° 坡度范围内, 集中分布于平坡至斜坡之间, 其中, 平坡124处, 占20%; 缓坡355处, 占58%; 斜坡104处, 占17%; 陡坡以上分布25处, 仅占4%。较大坡度致使地形陡峻, 不利于驻牧, 易发生事故, 因而冬季牲畜宿营地分布以缓坡为主。冬季牲畜宿营地周边地区虽然坡度较大, 但是考虑牧民生活设施建设的需要, 只能选择平缓地形建立宿营地。

表2 冬季牲畜宿营地环境特征分析 Table2 The analysis of environmental characteristics about the winter cattle camp

不同坡向会有不同的光照时间和太阳辐射强度。本研究将坡向分为北坡(315° ~45° )、东坡(45° ~135° )、南坡(135° ~225° )和西坡(225° ~315° )4个坡向, 其中北坡和东坡为阴坡, 南坡和西坡为阳坡, 使用DEM生成坡向图并叠置冬季牲畜宿营地矢量进行分析。根据坡向显示(表2), 南坡和西坡各分布有264和326处宿营地, 各占总数的37.29%和46.05%。在南坡和西坡, 冬季光照条件较好, 温度较高, 草地植被发育好, 冰雪融水足, 适宜越冬驻牧。昆仑山北坡虽然整体坡向为阴坡, 但绝大多数牧民依然选择阳坡和半阳坡作为冬季牲畜宿营地, 只有少数牧民因条件限制无奈选择阴坡驻牧。

3.2.3 地貌分析通过对遥感影像目视解译发现冬季牲畜宿营地大多数分布在山脊上, 距水源较远。利用ARCGIS软件提取山脊信息和水源信息, 并利用OLI影像对提取结果进行修正。分析得出(表2), 绝大多数宿营地距山脊水平距离小于500m, 平均距离为433m, 宿营地随着距山脊线距离增加而减少, 其中, 小于200m范围内分布有宿营地385处, 占54%; 200~500m之间有124处, 占18%; 500~1000m之间有93处, 占13%; 大于1000m范围内有106处, 占15%。由此可见, 冬季牲畜宿营地大多位于山脊或山梁处, 少量位于山坡, 原因是山脊顶部地形较为平缓。实地考察发现, 位于山坡上的宿营地是最近几年才出现的, 故宿营地随着数量的增加有向山坡发展的趋势。

3.3 温度与积雪特征分析

海拔差异会导致温度和积雪的不同, 进而引起不同高度上冬季牲畜宿营地分布的差异。本研究利用ENVI软件分别对2100~2600m、2600~2800m和2800~3000m3个高度带的气温和积雪进行统计。

3.3.1 积雪分析对2000-2013年降雪天数进行统计的结果表明(图5), 2000-2013年之间, 在保证率(要素大于某一数值的可靠程度)75%的条件下, 2100~2600m海拔上每年至少有18d积雪, 积雪日自12月25日至翌年1月12日; 2600~2800m海拔上每年至少有23d积雪, 积雪日自12月23日至翌年1月15日; 2800~3000m海拔上每年至少有28d积雪, 积雪日自12月21日至翌年1月18日。而据现地调查从12月上旬至翌年3月局部阴坡地带也有积雪呈斑块状分布。

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	图5 冬季牲畜宿营地不同海拔处的积雪天数统计Fig.5 The snow cover days statistics of the winter cattle camps with different altitudes

积雪分布总的规律是, 海拔越高则积雪天数越长。2100~2600m高度带草地由于降雪少, 积雪日期短, 加之春季平均温度相对较高致使积雪融化快, 不易保存, 因此冬季牲畜宿营地数少且分布集中; 2600~3000m高度带草地由于降雪持续时间长, 积雪日期相对较长, 水分足, 因此冬季牲畜宿营地数量多且分布广泛。

研究区地表积雪为季节性积雪, 在放牧季节内, 不能满足人畜饮水的正常需要, 积雪时间短, 降雪少, 不易保存, 导致缺水严重, 很多时候人畜必须寻找另外的水源, 或在放牧过程中由高向低逐雪不停地迁徙, 这是放牧场利用上的最大困难。

3.3.2 气温分析由于冬季牲畜宿营地主要在冬春季驻牧, 故本研究仅对2000―2010年年平均温度、冬春季(12、1、2、3、4和5月)平均温度和最冷月平均温度进行分析。统计结果显示(表3), 在保证率75%(11年中至少有9年时间会达到相应目标值)条件下, 2100~2600m高度带年平均温度最高为6.1℃, 冬春季平均温度最高为-10.6℃, 最冷月平均温度最高为-12.7℃; 2600~2800m高度带年平均温度最高为3.7℃, 冬春季平均温度最高为-11.2℃, 最冷月平均温度最高为-14.5℃; 2800~3000m高度带年平均温度最高为2.5℃, 冬春季平均温度最高为-13.1℃, 最冷月平均温度温度最高为-15.2℃。

表3 气温(℃)年际变化统计表 Table3 The statistics interannual temperature changes

气温分布的规律是越高越冷, 缺少明显的冬季逆温层, 极端最低温可达-22.7℃, 因此冬季牲畜宿营地气温条件极其严酷。

3.4 其它环境特征分析

利用ARCGIS软件分析冬季牲畜宿营地水源、交通和生活条件。

3.4.1 水源牲畜没有水就不能生存, 饮水不合理, 将严重影响营养物质在畜体内的转化效率, 在不合理的饮水条件下, 将使畜产品收入减少一半^[16]。由于特殊的地形地貌, 山地草地成为研究区水分的主要涵养地^[17]。研究区河流分布稀疏, 河道在山地中的主要流程通过东北-西南走向的纵向谷地, 河网密度为0.15km· km^-2, 横向河段为悬崖峭壁, 坡度一般60° ~70° , 谷壁经常崩塌阻塞谷底。统计分析发现(表4), 冬季牲畜宿营地距水源水平距离集中在1000~3000m之间, 在此范围内宿营地数量随距离增加而增加, 平均距离为1818.12m, 其中在小于1000m范围内, 分布有冬季牲畜宿营地104处, 仅占15%, 而在1000~2000和2000~3000m两段范围内分别分布322处和226处, 各占45%和32%。

冬季牲畜宿营地距水源高差大多数在300~500m之间, 随高差由小到大逐渐增加, 其中距水源高差300~400m之间的宿营地有164处, 占23%; 在400~500m之间的有139处, 占20%, 500m以上的有217处, 占30.65%。

总体来看, 多数冬季牲畜宿营地距水源虽然水平距离不超过3000m, 但高差大, 且被悬崖陡坡所阻隔, 人畜难以通往, 牧民和牲畜饮水困难, 牲畜往往只能2~3d饮水一次, 积雪季节则主要依靠积雪获取水源。

3.4.2 交通分析冬季牲畜宿营地距居民点的平均水平距离(表4)为28400m, 最近距离为5328m, 最远距离为51622m。冬季牲畜宿营地与居民点之间的交通主要依靠简易牧道, 极为不便。

表4 冬季牲畜宿营地其他环境特征分析 Table4 The other analysis of environmental characteristics about the winter cattle camp

冬季牲畜宿营地距道路水平距离大多数在1000m左右, 平均距离为1127m。道路较为弯曲复杂, 弯曲程度用道路实际长度/道路直线长度表示, 比值越大, 道路越曲折, 比值越小, 道路越简单。经统计, 研究区内共有道路108条, 平均长度6330m, 最小长度215m, 最大长度22447m; 平均弯曲度为1.174, 弯曲度最小的是1, 最大的是2.845, 弯曲度小于1.02的仅有11处, 大部分道路极为弯曲复杂; 道路平均坡度6.7° , 最大坡度为29.8° , 最小坡度为0.12° , 总体坡度均较大, 只能供人畜通行, 机动车则仅能供摩托车能使用。

目前, 当地牧民逐渐由半定居, 兼营农业, 转入了以农业为主的定居生活, 兼营畜牧业。冬春季节到来, 绿洲里的牧民进山放牧, 道路崎岖难行限制了进山的速度, 加大了在高山上放牧和饮水的难度, 距离居民点遥远, 给粮食及日常生活用品运送带来了困难。

3.4.3 通讯分析结合实地考察, 获取通信塔的位置, 高度在25~45m之间, 在此采用平均高度30m。可视性分析结果表明(图6), 2013年能够收到通讯信号的冬季牲畜宿营地数量为173处, 仅占冬季牲畜宿营地总数量的24.44%, 通讯条件较差, 移动通信信号范围覆盖面积极小, 遇到各种自然灾害及突发情况时无法与乡镇及时取得联系。

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	图6 叶城县通讯信号覆盖范围图Fig.6 The map of Yecheng communication signal coverage

3.4.4 燃料分析根据邻域分析(表4), 冬季牲畜宿营地距森林和灌木林距离均在1000m以上, 大部分在2000m以上。由于距离较远, 且森林保护措施严格, 因此人畜越冬燃料无法使用薪柴; 同时, 煤炭及其它化石燃料由于价格高、运距远而无法使用, 大部分越冬燃料只能就地使用畜粪。

3.4.5 宿营地间分析冬季牲畜宿营地与相邻宿营地的水平距离和高差均较小, 随着畜群数量多, 放牧场面积相对变小, 同一放牧场频繁利用导致草地质量下降和过度放牧(表4)。

4 讨论

畜牧业发展需要大量的放牧场和适宜的生态环境来支撑^[18], 而草地生态环境监测的不足极大限制了草地管理的科学决策依据^[19]。本研究发现, 昆仑山北坡冬季牲畜宿营地所在区域位于昆仑山北坡低山带, 地势险峻, 地形破碎复杂, 山高坡陡, 河流切割极深。冬季牲畜宿营地大多位于山脊或山坡的缓坡处, 距离山脊的平均水平距离仅为433m, 坡向多为南坡和西坡, 光照条件好, 视野开阔, 便于大范围放牧及预判危险, 保证人畜安全, 并方便牧民间交流^[20]。

研究区草地类型以合头草荒漠和高山绢蒿+短花针茅草原化荒漠为主, 覆盖度较小, 草地质量不高, 草质差, 生产率低, 主要作为冬春场利用。由于季节放牧场不平衡, 加之集中放牧造成草地过牧, 放牧场退化较为严重^{[21, 22]}。因此, 应该扩大农区养畜比例和舍饲比例、减少宿营地牲畜越冬数量、扩大宿营地之间间距, 或者采取更换宿营地的方法避免同一放牧场频繁使用而导致的草地质量下降, 甚至不可恢复^[6]。

冬季牲畜宿营地由于地处山脊, 基本无地表径流。距离水源也较远, 水平距离大于1000m的有604处, 达到85%, 高差大于300m的宿营地达到73%, 牧民和牲畜饮水极为困难, 牲畜主要靠雪水过冬。当地年平均积雪时长在18d以上, 但总体上冬季降雪少, 不易保存, 因此缺水是冬季牲畜宿营地存在的主要问题。然而, 解决这一问题, 不宜完全采取利用积雪的方式, 山地季节性洪水丰富, 故应以蓄积地表水的方式为主, 采用涝坝、旱井、池塘和谷坊工程蓄水等方式, 在洪水流经处, 将地表水蓄为地下水, 此外, 也可利用人造河冰的方法蓄水, 在河水流经处, 当冬季河水结冰时, 把水挡住, 待春季温度上升时, 即可得到较多的水供春季利用。同时还可以结合人工的融冰化雪方法, 使河水提早解冻, 以供早春缺水时利用。

冬季牲畜宿营地人畜生活条件艰苦, 冬季漫长而寒冷, 温度极低, 冬季最冷月平均温度为4.04℃, 极端最低温度可达-22.7℃, 冬季取暖燃料极度匮乏, 无薪柴, 难以使用化石燃料, 只能就地使用畜粪。距离居民点平均水平距离达28439m, 道路弯多复杂, 崎岖难行, 平均坡度达11° , 路面狭窄, 险要地段牧道仅3~4m宽, 沿途多发地质灾害, 牧民转场放牧、粮食和生活用品运送极为困难。通讯条件也较差, 仅有25%的宿营地可以收到手机信号。因此, 要保护和利用好天然草地建设设施^[23], 尽量增修暖棚, 提高棚圈密度, 增建暖房; 修建移动通讯信号塔, 扩大信号覆盖范围, 增加现代化通讯设备; 开辟公路交通, 改善牧道, 架设桥梁, 使冬季牧草资源能被充分均衡利用。

5 结论

1)研究区冬季牲畜宿营地共有708处, 总面积6756893m², 形状呈椭圆或近椭圆形, 平均面积9543m², 长宽在6.5~371m, 整体上由西北至东南倾斜分布。

2)研究区冬季牲畜宿营地分布高度为海拔2100~3000m, 海拔2100~2600m高度带草地类型为合头草荒漠, 草层高度和覆盖度较低, 土壤为山地棕色荒漠土, 有机质厚度与含量偏低, 鲜草产量525kg· hm^-2; 海拔2600~2800m高度带草地类型为绢蒿草原化荒漠, 草层高度和覆盖度一般, 土壤为山地棕色荒漠土, 有机质含量与厚度相对中等, 鲜草产量为450~825kg· hm^-2; 海拔2800~3000m高度带草地类型为昆仑针茅荒漠草原, 草层高度和覆盖度较好, 土壤为棕钙土, 有机质含量与厚度相对较高, 鲜草产量750~1050kg· hm^-2, 有机质含量随海拔升高而显著增加。牲畜品种主要为叶城羊。

3)研究区冬季牲畜宿营地主要分布在海拔2800~3000m高度带; 坡度特征表现为平缓斜坡均有分布, 其中主要分布在缓坡; 坡向特征表现为, 明显分布在南坡和西坡。

4)研究区冬季牲畜宿营地在不同海拔段的降雪天数和气温均不同, 其中2800~3000m海拔上年降雪时间较长, 至少达28d降雪, 冬春季平均气温最高为-13.1℃。随海拔升高, 降雪时间增长, 气温逐渐降低, 冬季牲畜宿营地数量随之增加。

5)研究区冬季牲畜宿营地主要分布在山脊地带, 生活与生存条件极差, 距水源、道路和居民点的距离与高差均较大, 道路曲折且远, 取水困难, 粮食和生活用品无法及时补给; 大部分无移动信号覆盖, 遇灾难天气无法及时取得救援; 宿营地之间水平距离与高程较小, 放牧场频繁使用导致草地质量逐渐下降。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

View Option

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1964

0.0

... 昆仑山北坡暖季放牧场有余、冷季放牧场严重不足,季节放牧场极不平衡,牲畜越冬放牧场数量和越冬条件成为当地草原畜牧业发展的主要瓶颈^[1] ...

2009

0.0

... 国外学者^[2,3,4,5]认为冬季牲畜宿营地(Winter Cattle Camp)是游牧民族在游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所 ...

... Hoshino等^[2]比较了牲畜宿营地周围放牧场沿着放牧梯度家畜和植被的变化情况 ...

2001

0.0

... 国外学者^[2,3,4,5]认为冬季牲畜宿营地(Winter Cattle Camp)是游牧民族在游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所 ...

... Mertens和Promberger^[3]对牲畜宿营地内大型食肉动物与家畜冲突在经济方面的影响进行了研究 ...

2009

0.0

... 国外学者^[2,3,4,5]认为冬季牲畜宿营地(Winter Cattle Camp)是游牧民族在游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所 ...

... Sasaki等^[4,5]研究了蒙古国家畜活动在不同距离处对牲畜宿营地产生的影响 ...

2008

0.0

... 国外学者^[2,3,4,5]认为冬季牲畜宿营地(Winter Cattle Camp)是游牧民族在游牧过程中牲畜和人共同休憩的场所 ...

... Sasaki等^[4,5]研究了蒙古国家畜活动在不同距离处对牲畜宿营地产生的影响 ...

1982

0.0

章祖同. 内蒙古草场资源及其合理利用. 资源科学, 1982, 22(4): 31-39.

Zhang S

Inner Mongolia grassland resources and their rational use.

Resources Science, 1982, 22(4): 31-39. (in Chinese)

无

... 国内少数学者曾对牲畜宿营地进行过研究,章祖同^[6]研究时称其为营盘,是牧民分季节放牧时更换的休憩地 ...

... 因此,应该扩大农区养畜比例和舍饲比例、减少宿营地牲畜越冬数量、扩大宿营地之间间距,或者采取更换宿营地的方法避免同一放牧场频繁使用而导致的草地质量下降,甚至不可恢复^[6] ...

2001

0.0

麻国庆. 草原生态与蒙古族的民间环境知识. 内蒙古社会科学, 2001, 22(1): 52-57.

Ma G

The folk environmental knowledge of Mongolia and grassland .

Inner Mongolia Social Science, 2001, 22(1): 52-57. (in Chinese)

本文从人类学、社会学的视角,利用田野调查和有关的文献资料,在对草原生态民族区草原生态现状认识的基础上,对于草原生态和蒙古族的民间环境知识进行了研究和探讨.论文以蒙古族的游牧传统和环境知识为中心,从蒙古族的游牧技术传统、居住格局、轮牧的方式以及蒙古族的宗教价值与环境伦理等方面,较为全面地揭示了这些民间的与环境有关的知识,直接间接地对于草原生态的保护发挥了积极的作用.进而对于造成草原生态恶化的一个重要原因--游牧文化和农耕文化的冲突所造成的"农牧矛盾"作了基本的分析.最后,笔者指出,对这些民间的知识体系,在具体的社会经济发展过程中,要考虑其合理的内涵.

... 麻国庆^[7]也曾将牲畜宿营地视为营盘,营盘依地势视草地类型来设,每处3~5户,相距数华里(1华里为0 ...

2012

0.0

黄晓东, 郝晓华, 王玮, 冯琦胜, 梁天刚. MODIS逐日积雪产品去云算法研究. 冰川冻土, 2012, 34(5): 1118-1126.

Huang X

, Hao X

, Wang

, Feng Q

, Liang T

Algorithms for cloud remove in MODIS daily snow products.

Journal of Glaciology and Geocryology, 2012, 34(5): 1118-1126. (in Chinese)

Because of the similar reflective characteristics of snow and cloud, the weather status can affect the snow monitoring by using optical remote sensing seriously. Cloud amount analysis during 2010-2011 snow season shows that the cloud cover is the major limitation to monitoring the snow cover using MOD10A1 and MYD10A1. By the use of MODIS daily snow products and AMSR-E Snow Water Equivalent products, several cloud elimination methods were integrated to produce MODIS daily cloudless snow products. To validate the accuracy of the new composited snow product, the information of snow depths from 85 climate stations in the study area was used. The snow classification accuracy of the new daily snow products reaches 91.7% when snow depth larger than 3 cm, which can be used for monitoring snow cover dynamic change in the Tibetan Plateau.

由于积雪和云的反射特性, 使用光学遥感监测积雪受到天气的严重干扰, 对研究区云量的分析表明, 无论是MOD10A1还是MYD10A1, 云都是影响该产品对研究区积雪进行实时监测的最大影响因素. 综合不同去云方法, 利用MODIS逐日积雪产品和被动微波数据AMSR-E雪水当量产品, 生成了MODIS逐日无云积雪图像, 并利用研究区85个地面气象观测台站提供的雪深数据对合成的单日无云积雪产品进行验证. 结果表明: 当积雪深度>3 cm时, 新产品的积雪分类精度达到91.7%, 该产品对实时监测青藏高原积雪动态变化具有重要的使用价值.

... 参考黄晓东等^[8]的积雪处理方法,根据云移动的特点对上下午星MODIS积雪数据进行合成处理和临近日分析,并利用SNOWL去云算法,基于数字高程模型(SRTM-DEM)对云像素进行重新分类,以提高研究区积雪覆盖监测精度,处理后精度为85 ...

2014

0.0

贾翔, 陈蜀江, 黄铁成, 黄佛君, 赵彩凤, 李琪, 梁艳, 党洁. 基于MODIS数据的新疆叶尔羌河流域山区积雪特征分析. 冰川冻土, 2014, 36(2): 296-303.

Jia

, Chen S

, Huang T

, Huang F

, Zhao C

, Li

, Liang

, Dang

Variability of snow cover in the mountain region of the Yarkant River basin analyzed with MODIS data.

Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(2): 296-303. (in Chinese)

To monitor scientifically the snow cover in the mountain region of the Yarkant River basin has important significance for researching climate, development and utilization of snow meltwater, forecast of natural disasters and ecological protection. In combination of DEM data, the dynamic changing features of snow cover were analyzed by snow cover area(SCA)extracted from the snow products of MOD10A2 between 2000 and 2012. The results are as follows: (1) The annual change of SCA in the mountains was large, with large area in 2005 and 2009 but small area in 2007; the monthly change of SCA in the mountains was significantly different too, high in December and March but low in February and August.(2) The coverage of snow increased gradually with altitude, with a stable snow cover range above the altitude of 5 000 meters; the snow cover ratio changed with slopes; the snow coverage was higher in northwest, east and northeast slopes than that in the north, southeast, west and south slopes, e.g., on the northwest slope it was 52.8% but on the south slop it was 20%; (3) The snow coverage, which was sensitive to climatic factors, positively related to air temperature and negatively related to precipitation.

科学监测新疆叶尔羌河流域山区积雪面积及其变化特征对该区域的气候研究、雪水资源开发利用、环境灾害预报和生态环境保护等方面有重要意义. 利用2000-2012年近13 a的MOD10A2积雪产品提取研究区域内积雪，结合DEM数据分析研究区内积雪面积的动态变化特征. 结果显示：新疆叶尔羌河流域山区的积雪面积的年际变化幅度较大，其中，2005年和2009年积雪面积较大，2007年则为典型少雪年；年内变化差异显著，总体上呈现“M”型的特点，12月和3月处于高位，2月和8月处于低谷. 叶尔羌河流域山区积雪覆盖率随着海拔的上升逐渐增大，稳定积雪主要分布在海拔5 000 m以上的地区；不同坡向的积雪覆盖率差异比较明显，西北坡、东坡、东北坡的积雪覆盖率比北坡、东南坡、西坡、南坡的积雪覆盖率高，西北坡高达52.8%，南坡仅为20%. 叶尔羌河流域山区的积雪面积与气温呈负相关，与降水量呈正相关，积雪面积变化对气温因素更为敏感.

... 2%,可以用于分析研究区积雪特征^[9] ...

2006

0.0

... 区域增长是把图像分割成若干小区域,比较相邻小区域特征的相似性,若它们足够相似,则作为同一区域合并,以此方式将特征相似的小区域不断合并,直到不能合并为止,最后形成特征不同的各区域,也称为区域扩张法^[10] ...

1998

0.0

买买提吐尔逊·胡加, 卢平. 新疆于田草地资源现状及合理利用. 草业科学, 1998, 15(3): 10-12.

Maimaitusun·Hujia, Lu

. Grassland resources and its reasonable utilization in yutian county. Pratacultural Science, 1998, 15(3): 10-12. (in Chinese)

摘　要：对新疆于田县草地资源的类型，数量，分布进行了论述，并提出了对草地资源利用的对策和具体措施。

... 3 结果与分析草地资源是发展畜牧业的基础^[11],在发展畜牧业的历史上起着重要作用^[12],草地是涉及到地形、气候、植被、牲畜等互相联系的生态系统^[13] ...

1988

0.0

韩贵清. 发挥山区草地优势大力发展草地畜牧业. 草业科学, 1988, 5(6): 15-18.

Han G

Exert grassland advantages in mountains and develop lawn animal husband ry.

Pratacultural Science, 1988, 5(6): 15-18. (in Chinese)

正黑龙江省地处我国北疆,北与苏联隔江相望,南与吉林省接壤,西与内蒙古自治区眦邻。地理位置为北纬43°23′～54°23′,东经121°13′ ～135°05′,属于典型的大陆性气候。冬季漫长寒冷,夏季短促炎热,气候干旱,无霜期一般在100～154天,北部大兴安岭地区80～90天,降水量一般在386毫米～

1993

0.0

2010

0.0

侯向阳. 发展草原生态畜牧业是解决草原退化困境的有效途径. 中国草地学报, 2010, 22(4): 1-9.

Hou X

Developing grassland ecological animal husband ry is the effective way to settle the dilemma of grassland degradation.

Chinese Journal of Grassland , 2010, 22(4): 1-9. (in Chinese)

在分析退化草原面临的困境、当前采取的主要解困措施的基础上,提出大力发展草原生态畜牧业是促使退化草原解脱困境的有效途径;对草原生态畜牧业发展的模式和布局进行了探讨,提出了加快草原生态畜牧业发展的保障措施.

... 冬季过度放牧使得草地生态环境急剧恶化,草原生态系统抵御各种自然灾害的能力减弱^[15] ...

2003

0.0

满苏尔·沙比提, 热合漫·玉苏甫, 阿布拉江·苏莱曼. 新疆库车县草场资源开发利用中存在的问题及其对策. 草业科学, 2003, 20(8): 5-8.

Mansur·Sabit, Rahman·Yusup, Ablajan·Sulayman. Some existed problems and their countermeasures of exploiting grassland resources in Kuqa County, Xinjiang, China. Pratacultural Science, 2003, 20(8): 5-8. (in Chinese)

在评价新疆库车县草场资源开发利用现状的基础上 ,对草场资源开发利用中出现的问题做了初步探讨 ,在此基础上 ,结合库车县现阶段发展水平、经济承受能力和实施方案的可行性 ,提出了提高天然草场生产力、开发农区饲草饲料以及切实可行的草场资源可持续开发利用的基本对策。

... 1 水源牲畜没有水就不能生存,饮水不合理,将严重影响营养物质在畜体内的转化效率,在不合理的饮水条件下,将使畜产品收入减少一半^[16] ...

2012

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郑伟, 朱进忠. 新疆草地荒漠化过程及驱动因素分析. 草业科学, 2012, 29(9): 1340-1351.

Zheng

, Zhu J

Analysis of desertification process and driving force factors in grassland ecosystem of Xinjiang.

Pratacultural Science, 2012, 29(9): 1340-1351. (in Chinese)

The desertification area of Xinjiang Uigur Autonomous Region is the largest in China. The grassland ecosystem is the main ecosystem in Xinjiang. The occurrence and development of grassland desertification is related to ecological security and environmental quality of Xinjiang. The laws of distribution, characteristics and utilization in grassland ecosystem of Xinjiang were analyzed. The influence of natural factors and human factors on grassland desertification was discussed by analyzing the process of grassland desertification and the relationship of grassland ecosystem between other ecosystems. The result showed: (1) the type of desertification process was divided into 2 types. Ⅰ type was the process of desertification, salinization and degradation of desert grassland in the zone of plain and low hill, and Ⅱ type was the process of degradation in mountain grassland. (2) under the combined effect of human activities and the changes of hydrological environment on desertification, the grassland could transform into farmland, woodland, wetland, desert and community in the process of desertification. (3) the background of grassland desertification was the special topography, geomorphology, soil and climate. The natural factors provide the substance of desertification. The climate change was one of the main factors of desertification in the grassland of Southern Xinjiang and Eastern Xinjiang. (4) the unreasonable use of water resources was the main factor of desertification in the grassland of midstream and downstream. The reclamation and excavation grassland were the direct factors of desertification in the grassland around oasis. The longterm overgrazing and disorder grazing, low input of grassland management were the main factors of desertification in the pasture and mowing grassland. The driving force of grassland desertification has the characteristics of regionalism, multifactor and the desertification was the results of combined effect of natural factors and human activities.

草地作为新疆生态环境的主体，其荒漠化的发生与发展关乎新疆的生态安全及生态环境质量。本研究通过对新疆草地生态系统分布规律、特征及利用现状的分析，从草地荒漠化过程及其与其他生态系统的相互关系入手，探讨自然因素和人为因素对草地荒漠化的影响。结果表明，1）新疆草地荒漠化过程分为两种类型，Ⅰ型为低山、平原荒漠类型草地的沙化、盐碱化和退化过程，Ⅱ型为山地草地类型的退化过程；2）在人类活动和水文环境变化的综合作用下，草地与耕地、沙地、林地、湿地和社区在荒漠化过程中可进行相互转化；3）地形地貌、气候和土壤等自然因素是草地荒漠化发展的背景条件，为草地荒漠化的发展提供了物质基础，气候变化是南疆和东疆盆地草地荒漠化的主要驱动因素之一；4）水资源不合理利用是各流域中下游草地荒漠化的主导因素，滥垦滥挖是绿洲周边草地荒漠化的直接导因，放牧场、割草场荒漠化的主要导因是长期超载、无序利用及草地建设投入严重不足。新疆草地荒漠化形成的驱动因素不仅具有多因素性、地域性的特点，而且具有交叉和叠加的综合特点和多营力综合作用特征。

... 由于特殊的地形地貌,山地草地成为研究区水分的主要涵养地^[17] ...

2008

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沙依拉, 焦树英. 新疆阿勒泰地区草原生态保护和建设措施浅谈. 草业科学, 2008, 25(4): 46-50.

Shayila·Shae

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, Jao S

. The measures of grassland ecological protection and construction in Aletai region, Xinjiang. Pratacultural Science, 2008, 25(4): 46-50. (in Chinese)

阿勒泰地区是全国重大牧区之一,也是新疆重要的畜牧业生产基地,草原生态在阿勒泰地区的经济建设中起重要的作用,针对草原生态面临的问题,提出保护和建设措施:加强草地生态置换保护体系建设、草地科学管理、草地资源与生态监测、草地鼠虫害防治、草原生态的宣传等,同时加大生态保护与建设力度,改善生态环境,促进畜牧业发展、牧民增收,实现阿勒泰地区经济发展、生活富裕、生态良好的可持续发展目标。进而为全国草原生态的进一步保护和建设提供依据。

... 4 讨论畜牧业发展需要大量的放牧场和适宜的生态环境来支撑^[18],而草地生态环境监测的不足极大限制了草地管理的科学决策依据^[19] ...

2003

0.0

魏兴琥, 杨萍, 王亚军, 谢忠奎, 陈怀顺. 西藏那曲现行草场管理方式与草地退化的关系. 草业科学, 2003, 20(9): 49-53.

Wei X

, Yang

, Wang Y

, Xie Z

, Chen H

The current management pattern and grassland gegradation in Naqu Prefecture, Tibet, China.

Pratacultural Science, 2003, 20(9): 49-53. (in Chinese)

摘　要：通过对那曲地区草场管理方式和草地退化现状的分析，探讨了现行的草场管理方式对戴畜量、草场建设、草场保护和草场生态的影响，进一步证明了现行的“牲畜私有，草场公有”的草地畜牧业经营方式是造成草场严重超载、滥牧、抢牧、缺乏建设、缺少管护的后果，从而导致草地严重退化，环境趋于恶化。提出了尽快落实草地承包责任制，科学利用与管理草地，加强草地生态研究等建议。

... 4 讨论畜牧业发展需要大量的放牧场和适宜的生态环境来支撑^[18],而草地生态环境监测的不足极大限制了草地管理的科学决策依据^[19] ...

2015

0.0

曾晓琳, 王大伟, 刘金平, 王思思, 范宣. 坡向对3种冷季型草坪草表观性状及叶绿素含量的影响. 草业科学, 2015, 32(11): 1823-1831.

Zeng X

, Wang D

, Liu J

, Wang S

, Fan

Effects of slope aspect on apparent traits and chlorophyll content of three cool season turf species.

Pratacultural Science, 2015, 32(11): 1823-1831. (in Chinese)

In order to analyze the effects of slope aspect on apparent traits and chlorophyll content of three cool season turf species, three cool season turf species, including Festuca arundinacea , Lolium perenne , Poa pratensis , were mix-sowed for slope protection in the semi-shady slope, shady slope and sunny slope and the density, height, coverage, leaf traits and chlorophyll content of each species were determined during the young turf period, mature turf period and one year after mature turf period. The results showed that slope aspect had significant effects ( P <0.05) on the height, density, coverage of three species in all of the three periods and the effects increased with the turf growth. Slope aspect had very significant effects ( P <0.01) on the turf community density during young turf period and total coverage and density of turf community during mature turf and one year after mature turf. The effects of slope aspects decreased in the following order: semi-shady slope>shady slope>sunny slope, and the effects on turf community decreased in the following order: mature turf >one year after mature turf>young turf. The slope aspect had significant effect ( P <0.05) on leaf areas and root-shoot ratios of all three tested species, and had very significant effects ( P <0.01) on root length and tiller number whereas the interactions of slope aspect and species only had significant effects on root length. Both slope aspects and the interaction of slope aspect and specieshad very significant effects ( P <0.01) on contents of the Chl a, Chl b and Chl (a+b) for all three tested species, however, the slope aspects only had significant effect on Chl a/b ( P <0.05) and the interaction of slope aspect and species had no effects on Chl a/b. The three tested species had different performance on these three slope aspects which showed that F. arundinacea performed well, but P. pratensis performed worse on three kinds of slope, L. perenne only performed well on the shady slope. Therefore, the optimal turf species and appropriate management should be selected based on the slope aspect and micro environment to improve ecological benefits and landscape effects.

以3个坡向的冷季型混播护坡草坪为研究对象,分别于幼坪期、成坪期、建成1年后,通过测定高羊茅( Festuca arundinacea )、黑麦草( Lolium perenne )和草地早熟禾( Poa pratensis )密度、高度、盖度、茎叶性状及叶绿素含量,分析坡向对3种草坪草生长及表观性状影响的差异。结果表明:1)坡向对3个时期3种草的株高、密度和盖度均有显著影响( P <0.05),且随时间推移影响越来越大。2)坡向对幼坪期草坪群落密度有极显著影响( P <0.01),对成坪期和建成1年后草坪群落总盖度和密度均有极显著影响( P <0.01),受影响时期大小顺序为成坪期>建成1年后>幼坪期,受影响坡向大小顺序为半阴坡(EN)>阴坡(WN)>阳坡(WS)。3)坡向对3种草叶面积、根冠比有显著影响( P <0.05),对根长、分蘖数有极显著影响( P <0.01),坡向与草种互作(AS×S)仅对根长有显著影响。4)坡向对3种草Chl a、Chl b、Chl (a+b) 有极显著影响( P <0.01),对Chl a/b有显著影响( P <0.05);坡向与草种互作对Chl a、Chl b、Chl (a+b)有极显著影响( P <0.01),而对Chl a/b无影响( P >0.05)。5)高羊茅在3个坡向草坪生长良好,黑麦草仅在阴坡表现较好,草地早熟禾在3个坡向生长均较差。所以,边坡草坪建植时,要依据坡向微环境进行草种与建植养护技术的选择,以提高草坪的生态效益与景观价值。

... 冬季牲畜宿营地大多位于山脊或山坡的缓坡处,距离山脊的平均水平距离仅为433m,坡向多为南坡和西坡,光照条件好,视野开阔,便于大范围放牧及预判危险,保证人畜安全,并方便牧民间交流^[20] ...

2015

0.0

洪江涛, 吴建波, 王小丹. 放牧和围封对藏北高寒草原紫花针茅群落生物量分配及碳、氮、磷储量的影响. 草业科学, 2015, 32(11): 1878-1886.

Hong J

, WU J

, Wang X

Effects of grazing and fencing on Stipapurpurea community biomass allocation and carbon, nitrogen and phosphorus pools on the northern Tibet Plateau alpine.

Pratacultural Science, 2015, 32(11): 1878-1886. (in Chinese)

The “grassland enclosure project” is an important measure to improve ecological and environmental quality of degradation grassland and promote economy sustainable development of pastoral area. In the present study, the Stipa purpurea community biomass allocation and carbon(C), nitrogen(N) and phosphorus (P) pools were investigated in three utilization management blocks including free grazing grassland (FG), four years enclosed grassland(F4) and eight years enclosed grassland (F8) on the northern Tibet Plateau alpine. The results showed that aboveground biomass of S. purpurea community in FG, F4 and F8 were 46.12, 146.40 and 256.44 g·m -2 , respectively. Root biomasses in layer of 0-15 cm were 274.74, 214.87 and 764.59 g·m -2 and root biomasses in layer of 15-30 cm were 17.80, 17.56 and 31.64 g·m -2 for these three treatments, respectively. These results suggested that enclosure significantly increased ( P <0.05) the community growth. S. purpurea and Carex moorcroftii had the highest biomass in F4 ( P <0.05). Enclosure significantly increased plant C, N and P pools of S. purpurea community and F8 had the highest nutrient pools ( P <0.05) among the three blocks. Our research provide basic data for revealing plant biomass and nutrient allocation response to grassland utilization management and evaluating ecological effects of “grassland enclosure project”.

草地围封工程是改善退化草原生态环境和促进牧区经济可持续发展的一项重大举措。以典型高寒草原紫花针茅( Stipa purpurea )群落为研究对象,选取自由放牧、围封4年和围封8年3块样地,比较分析不同草地管理方式下群落生物量分配和碳(C)、氮(N)、磷(P)储量差异。结果表明,自由放牧、围封4年和围封8年的群落地上生物量分别为46.12、146.40和256.44 g·m -2 ,0-15 cm土层根系生物量分别为274.74、214.87和764.59 g·m -2 ,15-30 cm土层根系生物量分别为17.80、17.56和31.64 g·m -2 ;围封显著促进了植被群落的增长( P< 0.05),其中对围封4年的优势种紫花针茅和青藏苔草( Carex moorcroftii )总生物量影响最显著( P <0.05)。围封显著提高了植物群落地上部分C、N、P储量,其中围封8年样地营养元素储量最高( P <0.05)。研究结果有助于揭示草地围封工程对藏北高寒草原紫花针茅群落物质分配的影响,为评估该区域退牧还草的生态效应提供了基础数据。

... 由于季节放牧场不平衡,加之集中放牧造成草地过牧,放牧场退化较为严重^[21,22] ...

2015

0.0

李凤霞, 李晓东, 周秉荣, 祁栋林, 王力, 傅华. 放牧强度对三江源典型高寒草甸生物量和土壤理化特征的影响. 草业科学, 2015, 32(1): 11-18.

Li F

, Li X

, Zhou B

, Qi D

, Wang

, Fu

Effects of grazing intensity on biomass and soil physical and chemical characteristics in alpine meadow in the source of three rivers.

Pratacultural Science, 2015, 32(1): 11-18. (in Chinese)

Human activity has adversely affected global carbon(C) and nitrogen(N), and contributed to an alteration of climate that will generate discernible feedbacks to all organisms and ecosystems on earth. The purpose of this study was to provide the basis of degrading mechanisms in alpine meadow research and understanding global C reserves and quantifying the pools and changing of soil carbon under grazing intensity. The combined methods of field survey and experiment analysis were applied to detect the influence of biomass and soil carbon characteristics under different grazing intensity: enclosure (EN), light grazing (LG), moderate grazing (MG), heavy grazing(HG) and control (CK)on an alpine meadow. The experiment plots were located in the Yushu Longbao alpine meadow. The results showed that aboveground biomass and underground biomass of grassland were maximum in EN treatment. With the grazing intensity increasing, the aboveground biomass and underground biomass decreased. The soil moisture in EN and LG treatments were significantly higher( P ＜0.05) than the other treatments which influenced by grazing disturbance. In the soil profile, the soil moisture decreased with soil depth increase in all treatments. Trampling of grazed not only influenced soil moisture but also impacted soil bulk density, the soil bulk density increased with the grazing intensity increasing. The soil organic carbon(SOC) and total nitrogen were also influenced by grazing, the total nitrogen decreased in the following order: LG＞EN＞MG＞CK＞HG whereas the SOC decreased in the following order LG＞EN＞MG＞HG＞CK. Optium trampling of grazing increased soil bulk density, however, but the effects on meadow vegetation and soil structure of high grazing intensity were not benefical for sustainable development of grassland ecosystem.

为了揭示高寒草甸生态系统在放牧扰动下的植被和土壤特征变化,通过野外样地调查和室内分析法研究和探讨围栏封育(EN)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)、对照区(CK)几种不同放牧强度对草地生物量和土壤碳特征的影响,为高寒草甸的退化研究提供依据。结果表明,封育区地上生物量和地下生物量最高,随着放牧强度的增加,草地地上生物量和地下生物量均呈减少趋势;放牧干扰对高寒草甸土壤湿度也产生影响,其中封育区和轻牧区土壤湿度显著高于其他处理( P ＜0.05);在土壤剖面上,随着土层深度的增加土壤湿度呈明显降低趋势;放牧的践踏作用不仅影响土壤湿度,而且随着放牧强度的增加土壤容重增加;土壤全氮和土壤有机碳也对放牧有一定的响应,土壤全氮表现为LG＞EN＞MG＞CK＞HG,土壤有机碳从高到底为LG＞EN＞MG＞HG＞CK。草地受到放牧干扰时,适度的践踏干扰将提高草地生产力和碳固存,但是高强度的放牧对草地植被和土壤结构的干扰作用不利于草地生态系统的可持续发展。

... 由于季节放牧场不平衡,加之集中放牧造成草地过牧,放牧场退化较为严重^[21,22] ...

1996

0.0

... 因此,要保护和利用好天然草地建设设施^[23],尽量增修暖棚,提高棚圈密度,增建暖房 ...