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玛曲县草地退化遥感监测及驱动力研究

吕志邦  
【摘要】:玛曲县位于青藏高原东部,是黄河上游最重要的水源涵养地和补给区,也是甘肃省主要的畜牧业生产基地。近几十年来,由于气候变化等自然因素和过度放牧等人为因素的影响,玛曲草地出现了不同程度的退化现象。这不仅直接影响了玛曲县草地畜牧业的可持续发展,而且严重影响了黄河中上游地区的生态安全。因此,准确地了解玛曲草地退化现状及退化原因,对该县草地退化的治理具有重要的科学意义。 本研究利用2000-2006年AVHRR NDVI和MODIS NDVI产品建立了两种数据之间互相转换的关系模型,并由2007-2011年MODIS NDVI数据推算出同时间段的AVHRR NDVI数据,由此得到了1981-2011年长时间序列的AVHRR NDVI数据;使用象元二分方法,建立了玛曲县1984-2010年逐年草地覆盖度遥感监测模型,根据实测数据进行了精度验证,并使用一元线性回归分析法研究了1984-2010年玛曲植被覆盖度变化趋势;同时,建立了草地生物量与植被指数之间的回归模型,反演了1984-2010年玛曲草地生物量时空分布动态,并根据实测数据进行了精度验证,分析了1984-2010年玛曲草地生物量变化趋势;综合草地植被覆盖度和草地生物量指标,建立了玛曲草地退化状况分级评价体系,并对玛曲1984-2010年草地退化状况进行了评价;对初步选取的玛曲县10个草地退化驱动因子与草地植被生长状况逐个进行了相关性分析,选取相关性较好的因子进行了主成分分析,研究了影响玛曲草地退化的主要驱动因子及其贡献率。研究结果表明: 1)近27年(1984-2010年)以来,玛曲草地植被盖度呈现总体下降的变化过程。在1984-1992年间,玛曲县草地植被盖度状况良好,主要表现为恢复趋势;在1993-2001年间植被盖度状况出现恶化现象,表现为覆盖度降低的区域面积大幅度增加;在2002-2010年间生长状况严重恶化,主要表现为覆盖度有较大幅度的降低。 2)在1984-2010年期间,玛曲县草地植被生物量呈现出先降低-后平缓-再显著降低的变化过程。在1984-1992年期间,玛曲县生物量呈下降趋势的天然草地占草地总面积的60.14%,其中严重降低区域的面积比例高达92.13%;在1993-2001年间,玛曲县生物量降低区域明显减少,而增加和无变化区域有所增大,草地生物量下降情况有所缓和;然而在2002-2010年间,玛曲县72.97%的天然草地的生物量出现降低,并且均为严重降低。 3)在1984-2010年间,玛曲县草地退化状况呈现出退化范围逐渐扩大,退化程度逐渐加深的变化过程。在1984-1992年期间,玛曲县退化草地面积比例为43.24%,其中严重退化区域占32.81%;在1993-2001年间,玛曲县退化草地面积比例为50.00%,其中严重退化区域占62.16%;在2002-2010年间,玛曲县退化草地面积比例为56.76%,其中严重退化区域占76.19%。 4)与玛曲草地植被生长状况相关性较好的驱动因子包括自然因素中的年平均气温和年降水量及社会因素中的年农牧业人口数、年农业总产值、年草地过牧超载率等5个指标。 5)玛曲1984-2010年草地退化的主要驱动力是人为因素,其贡献率高于64.28%,远高于自然因素的贡献率。人为因素中第一驱动因子为农业总产值,其贡献率为64.28%,年草地过牧超载率与农牧业的贡献率较低;自然因素中第一驱动因子为降水量,其贡献率为20.23%,其次为温度,其贡献率为9.76%。


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