張起鵬，王 倩，張春花，卓瑪蘭草

(甘肅民族師范學(xué)院，合作 747000)

草地生態(tài)系統(tǒng)是地球上最重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)之一，植被作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分強(qiáng)烈地影響著大氣圈與土壤圈之間的能量傳遞與轉(zhuǎn)換，具有截留降水、減緩徑流、固土、保肥等功能，對(duì)水土流失起著決定性的作用［1］。草地植被對(duì)于整個(gè)區(qū)域的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用。

植被覆蓋度是描述草地植被特征的一個(gè)重要參數(shù)，是衡量生態(tài)環(huán)境狀況的重要指標(biāo)［2］，可作為評(píng)估土地退化、鹽漬化和沙漠化的有效指數(shù)［3］;覆蓋度變化的研究對(duì)解決當(dāng)前我國(guó)嚴(yán)重惡化的草原生態(tài)、環(huán)境問(wèn)題具有重要作用［4］。草原植被狀況和覆蓋度從一定程度上反映了生態(tài)環(huán)境變化的趨勢(shì)，是生態(tài)環(huán)境研究的熱點(diǎn)之一［5］。植被覆蓋受多種因素影響。如植被所處地域及氣候的變化，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)等。因此，在植被覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)力研究中，自然和社會(huì)因素都不可忽視［6］。

素有“九曲黃河之首曲”之稱的瑪曲地處青藏高原東部，是一個(gè)藏族聚居的純牧業(yè)縣［7］，這里雨水充沛，河流眾多，雪山、湖泊和草場(chǎng)構(gòu)成了黃河上游完整的水源涵養(yǎng)體系，成為黃河的“蓄水池”。草業(yè)是瑪曲縣重要的天然資源，以寒冷潮濕高寒草甸類和高寒草原類草地為主，牧草生長(zhǎng)良好，產(chǎn)草量較高，素以“亞洲第一牧場(chǎng)”著稱。近幾十年來(lái)，受人為因素和自然因素的影響草地生態(tài)功能明顯減弱，主要表現(xiàn)為草場(chǎng)退化、土壤沙化、河道斷流及生物多樣性下降等。對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了重大影響。瑪曲特殊的地理位置，獨(dú)特的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，使得瑪曲草原生態(tài)環(huán)境保護(hù)在整個(gè)黃河流域生態(tài)安全中占重要地位［8］?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，以瑪曲縣作為研究對(duì)象，對(duì)其草地覆蓋度變化進(jìn)行研究，探討其變化的驅(qū)動(dòng)力因素，以期對(duì)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)、重建以及資源的合理利用提供借鑒。

1 區(qū)域概況

瑪曲縣位于青藏高原東北部，甘、青、川三省交界處，東經(jīng) 100°45＇45″～102°29＇00″，北緯 33°06＇30″～34°30＇15″之間，屬甘肅省甘南藏族自治州，黃河第一彎曲部。境內(nèi)海拔在3 300～4 806m之間，地形復(fù)雜多樣，草原、高山、河谷相間其中，高原湖泊星羅棋布;氣候類型屬典型的高原大陸性氣侯，高寒濕潤(rùn)，無(wú)明顯的四季之分，年平均氣溫1．1℃，年降水量615．5mm，其中91%的降水發(fā)生在5～9月，年蒸發(fā)量1 000～1 500mm;牧草生長(zhǎng)期190天，年平均日照26 912小時(shí)，日照率為61%，牧草生長(zhǎng)期平均日照55～68小時(shí)。土壤以亞高山草甸土和泥炭土為主;植被類型多樣，主要有高山草甸、亞高山草甸、沼澤草甸、灌叢草甸等6類11組20個(gè)型;由于瑪曲縣海拔高，氣候條件惡劣，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)酷，加之近年來(lái)人口和牲畜數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，該縣的草地資源和生態(tài)環(huán)境形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。

2 瑪曲草地覆蓋度分析

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

瑪曲縣7月份多陰雨，獲取較長(zhǎng)時(shí)間序列的草地TM數(shù)據(jù)比較困難，該研究采用的植被覆蓋數(shù)據(jù)主要來(lái)源于相關(guān)研究文獻(xiàn)中的瑪曲縣遙感數(shù)據(jù)解譯結(jié)果，其他數(shù)據(jù)來(lái)源于瑪曲縣相應(yīng)年份統(tǒng)計(jì)年鑒。

依據(jù)土地資源分類系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合研究區(qū)域植被的實(shí)際分布情況，將研究區(qū)的草地類型分為5類，如表1。

表1 瑪曲縣草地分類系統(tǒng)

2.2 瑪曲草地覆蓋度變化趨勢(shì)分析

據(jù)文獻(xiàn)資料記載，20世紀(jì)50～60年代沙化草地在瑪曲縣僅零星分布，60年代以后草地沙化速率開(kāi)始加快，面積不斷擴(kuò)大［9］。由于草地退化和沙化，草地覆蓋度發(fā)生了明顯的變化，2000～2010年瑪曲縣年均草地覆蓋度大體上可分為4個(gè)階段，見(jiàn)圖1。

第一階段:2000～2002年，年均草地覆蓋度呈緩慢減小趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)資料記載，截止2000年瑪曲縣90%的天然草場(chǎng)呈不同程度的退化，由于期間實(shí)施人口轉(zhuǎn)移等政策，部分地區(qū)草地覆蓋度明顯增加，抵消了另一部分地區(qū)的退化趨勢(shì)，因此總體看來(lái)草地覆蓋度減小的趨勢(shì)較緩慢，草地有恢復(fù)的趨勢(shì)。

第二階段:2003～2005年，年均草地覆蓋度呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)?，斍h退牧還草工程于2004年初全面實(shí)施，退牧還草工程主要采取兩種建設(shè)布局:禁牧和休牧模式。該工程主要是對(duì)沙化草地、退化沼澤地長(zhǎng)期封育，將鼠害極度危害形成黑土灘的地方封育禁牧5～7年，待植被恢復(fù)到一定程度后再進(jìn)行季節(jié)性休牧和劃區(qū)輪牧;在重度退化草地，以季節(jié)性休牧為主，在牧草萌發(fā)期和結(jié)實(shí)期休牧90天，以使牧草得到休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì)。退牧后，人為創(chuàng)造了更加有利于牧草生長(zhǎng)的環(huán)境，草地逐漸呈現(xiàn)較為明顯的恢復(fù)趨勢(shì)［10］。

圖1 年均草地覆蓋度變化趨勢(shì)

第三階段:2006～2008年，年均草地覆蓋度呈減小趨勢(shì)?，斍h是一個(gè)純牧業(yè)縣，草地畜牧業(yè)是瑪曲縣經(jīng)濟(jì)的主體，隨著人口數(shù)量的增加和經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)張，牲畜數(shù)量急劇增加，使得草場(chǎng)承載量達(dá)到極限。鼠害等自然災(zāi)害的作用加速了草地退化的過(guò)程，從而導(dǎo)致草地覆蓋度急劇減少。

第四階段:2009～2010年，年均草地覆蓋度呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。按照國(guó)家加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)的整體戰(zhàn)略部署，瑪曲縣著重加強(qiáng)了濕地保護(hù)宣傳教育。在進(jìn)行草地改良和滅鼠防蟲(chóng)等措施的同時(shí)亦實(shí)施了多項(xiàng)草原生態(tài)建設(shè)工程項(xiàng)目，使瑪曲草原植被得到了有效的恢復(fù)，草地覆蓋度有了明顯增加。

2.3 各類草地覆蓋度面積變化分析

圖2是基于表1分類、統(tǒng)計(jì)得到的瑪曲縣各覆蓋度草地面積數(shù)據(jù)，可以看出，瑪曲縣高覆蓋度草地面積總體上呈現(xiàn)較大波動(dòng)，低覆蓋度草地面積呈穩(wěn)定存在趨勢(shì)。2004年初實(shí)施退牧還草工程，使得瑪曲草地得到有效恢復(fù)，大大增加了高覆蓋度植被面積，到2006年高覆蓋度草地面積高達(dá)81．73萬(wàn)hm2;2010年高覆蓋度草地面積維持在70．34萬(wàn)hm2，促使此階段植被變化以修復(fù)為主。2000～2010年中高覆蓋度草地共減少69．3萬(wàn)hm2，低覆蓋度草地共增加7．57萬(wàn)hm2。植被覆蓋度變化主要表現(xiàn)為一類和二類之間的轉(zhuǎn)換，而三類、四類和五類植被覆蓋度處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 2000～2010年瑪曲草地各級(jí)覆蓋度植被面積

3 草地覆蓋度變化驅(qū)動(dòng)因子

3.1 自然因素

3．1．1 氣候因素

自然植被的生長(zhǎng)不僅取決于光、熱、水資源的數(shù)量，而且與它們的匹配程度關(guān)系密切［11］?，斍h植被覆蓋度與降水量、平均氣溫的相關(guān)性都比較顯著。氣溫與植被覆蓋度相關(guān)系數(shù)R2=0．602，降水量的相關(guān)系數(shù)R2=0．208。2006年瑪曲縣7月月平均氣溫最高，月平均降水量亦是研究時(shí)段內(nèi)最多的，雨熱同期，促進(jìn)了植物的生長(zhǎng) (圖3)，加之政府的退牧還草工程的實(shí)施，使植被覆蓋度出現(xiàn)明顯增加。

圖3 草地覆蓋度與氣候因子的關(guān)系

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)［12］記載，瑪曲草地日照時(shí)數(shù)年際變化呈增加趨勢(shì)，溫度的升高加速了區(qū)域內(nèi)地表水分的流失，使干旱程度更加嚴(yán)重，影響了植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而影響了植被覆蓋度的變化，同時(shí)，不同時(shí)期的水熱不匹配增加了草地蒸散量，影響了植被的生長(zhǎng)，亦能促成植被覆蓋度的波動(dòng)。

3．1．2 鼠、蟲(chóng)災(zāi)害因素

鼠、蟲(chóng)災(zāi)害也是影響瑪曲草地覆蓋度變化的重要因素之一，該地區(qū)主要害鼠為高原鼢鼠、高原鼠兔、喜馬拉雅獺等，蟲(chóng)害主要是蝗蟲(chóng)、草原毛蟲(chóng)等［13］;由于受全球氣候變暖的影響，黃河濕地氣候從干冷、大風(fēng)向干暖型轉(zhuǎn)化。天氣變暖可能更有利于鼠、蟲(chóng)類的繁殖。

鼠、蟲(chóng)災(zāi)害對(duì)草地覆蓋度變化的影響主要表現(xiàn)在兩方面:一方面鼠、蟲(chóng)大量采食牧草、使牧草喪失生長(zhǎng)能力;另一方面鼠類挖洞時(shí)形成一個(gè)一個(gè)的小土包，破壞了土壤的原有結(jié)構(gòu)，降低了土壤肥力，更大面積的草場(chǎng)遭到破壞，致使草地生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，降低了草地生產(chǎn)力，從而影響植被的覆蓋度。

3.2 人類活動(dòng)的影響

人口的增長(zhǎng)從多方面影響草地覆蓋度的變化。由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，人們過(guò)度利用自然資源，超出了自然環(huán)境的緩沖和平衡限度勢(shì)必對(duì)生態(tài)環(huán)境造成威脅，而人為因素的影響往往更為迅速，破壞也更為嚴(yán)重。

由于獨(dú)特的自然環(huán)境條件，草原中蘊(yùn)藏著豐富的野生中藥材，被譽(yù)為“藥材之鄉(xiāng)”，如冬蟲(chóng)夏草，紅蒿天等，人們大量采挖藥材，生物多樣性遭到破壞。

此外隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在草地大量采石，挖沙，取土，地質(zhì)普查，開(kāi)采礦藏，修筑公路等作業(yè)量的急劇增加，嚴(yán)重破壞了草地植被的完整性，造成生態(tài)環(huán)境的惡化，這在一定程度上是該地區(qū)植被覆蓋度降低的重要因素之一，也是影響草地退化最有活力的因素。

3.3 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因素

從2000年開(kāi)始，瑪曲縣一部分地區(qū)草地覆蓋度下降嚴(yán)重，開(kāi)始出現(xiàn)沙化。一類草地面積減少的最為嚴(yán)重，2000～2004年覆蓋度降低了9%，并維持了研究時(shí)段內(nèi)覆蓋度的最低點(diǎn);區(qū)域內(nèi)三類、四類、五類草地未出現(xiàn)大面積增加?，斍h是甘南重要的草原生態(tài)區(qū)，也是一個(gè)牧業(yè)縣。牛羊的數(shù)量直接影響著牧民的經(jīng)濟(jì)收入，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，牛羊數(shù)量逐年增多，瑪曲縣2000年達(dá)到最高值68萬(wàn)頭 (只、匹)，草地負(fù)荷急劇加重，從而導(dǎo)致了植被破壞和植被覆蓋度的降低。廣大牧民科技文化素質(zhì)偏低，生產(chǎn)技能以放牧為主，較難適應(yīng)先進(jìn)的技能，加之本土思想的影響，難以短時(shí)間內(nèi)向外界和其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移牧業(yè)勞動(dòng)力?，斍h生態(tài)工程建設(shè)與管理的人才缺乏，實(shí)施手段落后，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中缺乏有效的監(jiān)督機(jī)制，也是瑪曲縣草地植被覆蓋度難以提高的一個(gè)重要因素。

4 結(jié)論與討論

瑪曲縣草地覆蓋度變化趨勢(shì)呈起伏波動(dòng)態(tài)勢(shì)，從各類植被總面積數(shù)據(jù)得出，研究區(qū)以高和中高覆蓋度草地為主，低覆蓋度草地面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，草地覆蓋度的變化既有正向變化也有負(fù)向轉(zhuǎn)化，并具有階段性特征。高覆蓋度草地主要由中高覆蓋度草地轉(zhuǎn)化而來(lái)，而劣等覆蓋度草地的面積增加主要來(lái)源于中植被覆蓋度草地，并出現(xiàn)穩(wěn)定存在現(xiàn)象。瑪曲縣草地植被普遍存在退化態(tài)勢(shì)，高覆蓋度草地面積受人為因素影響較大，低覆蓋草地植被只局部有修復(fù)現(xiàn)象，人為因素影響較小。

環(huán)境因子對(duì)群落的物種組成具有決定性的影響，而物種組成的改變又導(dǎo)致群落性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能的改變［14］。草地生態(tài)系統(tǒng)是光照、水文、溫度、土壤等因素共同作用的結(jié)果，還在一定程度上受到人類活動(dòng)的干擾。水熱的不匹配以及此區(qū)氣候的轉(zhuǎn)變，加劇了下墊面的蒸發(fā)量，草原下墊面變干，植被根系層水分減少，勢(shì)必對(duì)草原植物物種的生長(zhǎng)和演替產(chǎn)生影響，導(dǎo)致草地植被覆蓋度存在著不穩(wěn)定的變化，加之人為因素的存在，草原植被出現(xiàn)退化，涵養(yǎng)水源的能力減弱，而營(yíng)養(yǎng)成分流失的土壤，不能更好地滿足植被生長(zhǎng)過(guò)程中所需的有機(jī)質(zhì)，加速了草地退化的進(jìn)程。

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