甘南天然草地生產潛力與載畜量研究

秦冬梅，馮 今

（1.甘肅農業(yè)職業(yè)技術學院，蘭州 730020；2.甘肅省草原技術推廣總站）

甘南天然草地生產潛力與載畜量研究

秦冬梅1，馮 今2

（1.甘肅農業(yè)職業(yè)技術學院，蘭州 730020；2.甘肅省草原技術推廣總站）

甘肅甘南天然草地氣候生產潛力主要受水分因素和返青期溫度因素的制約，夏河縣氣候生產潛力受降水影響大，而瑪曲和碌曲受返青期溫度影響較大。甘南天然草地現實生產力占草地生產潛力的61.5%，還具有一定開發(fā)空間。經過計算分析得出，瑪曲縣最大載畜量為246×104羊單位，適宜為168×104羊單位；碌曲縣最大載畜量為102×104羊單位，適宜為72×104羊單位；夏河縣最大載畜量為208×104羊單位，適宜為121×104羊單位；全州估算最大載畜量為668×104羊單位，適宜為424×104羊單位。甘南州平均超載率為74.3%，瑪曲縣為72.0%，碌曲縣為71.5%，夏河縣最低，為41.3%。甘南天然草地均處在超載狀況，一般認為70%以上的超載率就已經造成草地的過度利用，人為因素在草地退化中占主導地位。甘南高寒草地的開發(fā)潛力較大，但因實際載畜過多，超載嚴重，導致草地退化，成為限制草地質量提高的主要因素，降低載畜量已成為提高甘南高寒牧業(yè)的當務之急。

甘南；草地生產潛力；遙感；載畜量；超載率

甘南草地位于甘肅省西南部的甘州藏族自治州境內。西與青海省為界，南鄰四川省，東接本省的武都、天水、定西3個地區(qū)，北連臨夏回族自治州。土地面積38 311.6 km2，其中天然草地面積272.3×104hm2，占土地面積的70.28%，可利用草地面積253.9×104hm2，占草地面積的93.42%。甘南草地，是甘肅省重要的畜牧業(yè)生產基地，也是全國主要的天然草場之一，天然草地資源豐富，具產量高、質量好、耐牧性強、分布較為集中等特點。目前，由于載畜量的增加及對草場的不合理利用，導致草場退化，優(yōu)良牧草減少，有毒植物大量滋生，造成天然草場的生產力下降，品質退化。本文通過對甘南高寒草地生產力與載畜量的研究，為甘南高寒牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和高寒生態(tài)環(huán)境建設提供基礎依據。

1 研究方法

草畜平衡的宏觀估算在全州進行，采用遙感估算現實生產力時以瑪曲、碌曲、夏河純牧業(yè)縣為主要研究對象。本文采用定性研究與定量研究相結合，為使研究更加深入、準確，盡可能多地運用定量研究的方法。但由于可能受數據獲取過程各個環(huán)節(jié)的不利影響，以及在數據處理過程中可能出現的問題，定量分析所得結論不一定能真實、全面地反映實際情況，因此，要始終堅持定性定量相結合，采取調研、訪談、專家咨詢、查閱資料等多種方式及時對定量研究所得結論進行修正，使定量分析為定性分析提供支撐［1］。

在甘南州布設40個固定監(jiān)測樣地，200個隨機監(jiān)測樣地，2007年6—8月，每月完成700余個生產力測定樣方。面調查主要內容包括記錄樣地草地類型，用GPS測定的樣方點經緯度、海拔高度，記錄土壤類型、地形地貌，記錄樣方內主要植物的名稱、蓋度、高度、地上生物量等植物群落數量信息。

1.2 遙感估測

采用美國NASA LP DAAC（The Land Processes Distributed Active Archive Center)提供的16 d合成的250 m MOD13 Q1植被指數產品數據集。該數據集包含2種植被指數產品（NDVI，EVI）和對應的2個質量信息波段、最終合成植被指數的3個原始波段等共11個波段的信息，統(tǒng)一采用SINGRID投影。該產品已經經過了去云、輻射校正、大氣校正等處理。

利用MRT投影轉換工具，對該產品進行投影轉換，轉換為等經緯度坐標投影，基準面為WGS-84坐標系，

并對數據進行低通濾波處理，剔除噪音點。同時對每月兩旬產品進行最大值合成處理，生成MODIS月植被指數集。按照瑪曲縣行政區(qū)劃圖，裁出研究區(qū)域2007年8月。在ArcGIS中，導入野外監(jiān)測點的經緯度，在NDVI植被指數圖上提取野外監(jiān)測點的NDVI植被指數值［2］。

利用SPSS統(tǒng)計軟件對野外監(jiān)測點的地上生物量和NDVI植被指數間進行回歸分析，得出退牧還草工程區(qū)內外地上生物量同植被指數間的數學模型，并反演出瑪曲縣高寒草甸地上生物量圖。

2 結果與分析

2.1 氣候生產潛力估算

目前，國際上計算草地氣候生產潛力的方法很多。其中采用最多也較為成熟的方法當數Miami模型［3］。該模型通過計算某地區(qū)年降水量和年均氣溫等主要氣候要素決定生物生產潛力。再據Lielig定律選擇較低的一個作為該區(qū)草地氣候生產潛力，基本計算公式為：

這種情況下，西王方面緊急行動，首先是用摒棄前嫌請來了落跑外援勞森，然后用“小詹姆斯”桑普森臨時替換莫泰；針對本土球員戰(zhàn)斗力不強的弱點，吳慶龍請來了自己的老搭檔、遼寧老鄉(xiāng)接君……

上兩式中：Yt、Yr分別表示草地溫度生產潛力和降水生產潛力，單位kg/（hm2·a），t是年平均氣溫（℃），r是年降水量（mm）。據（1）、（2）式計算的甘南州瑪曲縣、碌曲縣和夏河縣高寒草地氣侯生產潛力見表1。

表1 甘南州3縣高寒草地氣候生產潛力

甘南高寒區(qū)草地氣候生產潛力主要受降水條件的制約，氣溫對返青期的影響較大。如果降水量大，且返青期未遭受低溫侵襲，這年將為豐年。

2.2 草地生產潛力

草地生產潛力是指在現實光溫水土條件下草地可以達到的最大生產力，可以看成是草地氣候土壤生產潛力?？捎上率接嬎悖?/p>

式中，YGS代表草地生產潛力，YGC是草地氣候生產潛力，可由（1）、（2）式計算，RGS是草地土地質量系數，簡稱草地質量系數。RGS是特定條件下草地利用程度的綜合指標，是草地自然生產能力的相對反映，是對特定區(qū)域草地質量的整體概括，其計算公式為：

式中，Ai表示第i等級草地的相對面積，即第i等級草地占該區(qū)域總宜用草地面積的比例，Ri代表第i等級草地相應的等級系數值。

2.3 遙感進行現實生產力估測

圖1 2007年甘南州及碌曲、瑪曲、夏河現實平均產草量

2.4 草地生產潛力開發(fā)度

草地現實生產力占草地生產潛力的百分比稱為草地生產潛力開發(fā)度，也就是蘊涵的生產潛力。甘南天然草地生產潛力開發(fā)度見表2，開發(fā)度達到什么程度是合理的還需進一步研究。

表2 甘南州草地生產潛力開發(fā)度

甘南全州目前的實際產草量水平僅相當于草地氣候生產潛力的37.7%，相當于草地生產潛力的61.5%，尚具有一定的開發(fā)空間。生產中應積極改良草場，強化草原基本建設，不斷提高草地質量系數和草地生產潛力開發(fā)度，推動高寒草地畜牧業(yè)的發(fā)展。

2.5 理論載畜量

載畜量是指草地適度利用條件下，單位面積可以承載的放牧家畜折綿羊單位數。理論載畜量就是草和畜的物質平衡的前提下，不破壞草地生態(tài)系統(tǒng)的平衡，適宜的放牧羊單位。甘南州的理論載畜量見表3。

表3 甘南州理論載畜量

2.6 草畜平衡現狀

在草畜平衡基本概念的基礎上，還可以將草畜平衡分為狹義草畜平衡和廣義的草畜平衡。單純從物質平衡的角度，不考慮人口等社會因素的深刻影響的草畜平衡是狹義的草畜平衡。對狹義的草畜平衡也就是草和畜的物質平衡狀況進行定量的分析和判斷，是采取措施促進實現草畜平衡的前提［4］。

定量分析的基本點在于比較草原理論載畜量和實際載畜量的差異，從而確定草原是否超載及超載的程度，在此基礎上再確定需要采取的措施。但目前對草畜平衡狀況進行測算，無論是在計算的方法上還是在數據的取得上都存在不少困難，尤其在計算方法的一些細節(jié)問題上學術界缺乏統(tǒng)一權威的定論。計算時還是沿用傳統(tǒng)方法。

從表4可見，甘南州平均超載率74.3%，夏河縣41.3%，相對較低，說明甘南州各縣實際全部處于超載狀況，給甘南州草地生態(tài)環(huán)境和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來巨大的影響，70%以上的超載率就認為已經對草地過度利用了，人為因素在草地退化中占主導地位。

表4 甘南天然草地載畜量現狀 ×104羊單位

3 結論

1）甘南天然草地氣候生產潛力主要受水分因素和返青期溫度因素的制約，夏河縣氣候生產潛力受降水影響大，而瑪曲和碌曲受返青期溫度影響較大。

2）甘南天然草地現實生產力占草地生產潛力的61.5%，尚具有一定的開發(fā)空間。

3）經過計算分析得出，瑪曲縣最大載畜量為246× 104羊單位，適宜為168×104羊單位；碌曲縣最大載畜量為102×104羊單位，適宜為72×104羊單位；夏河縣最大載畜量為208×104羊單位，適宜為121×104羊單位；全州估算最大載畜量為668×104羊單位，適宜為424×104羊單位。

4）甘南州平均超載率74.3%，瑪曲縣72.0%，碌曲縣71.5%，夏河縣最低，為41.3%。甘南天然草地都處在超載狀況，一般認為70%以上的超載率就已經對草地過度利用了，人為因素在草地退化中占主導地位。

5）甘南高寒草地的開發(fā)潛力較大，但因實際載畜過多，超載嚴重,導致草地退化，成為限制草地質量提高的主要因素，降低載畜量已成為提高甘南高寒牧業(yè)的當務之急。

［1］李貴才.基于MODIS數據和光能利用率模型的中國陸地凈初級生產力估算研究［D］.北京：中國科學院研究生院（遙感應用研究所），2004.

［2］梁天剛，崔霞，馮琦勝，等.2001—2008年甘南牧區(qū)草地地上生物量與載畜量遙感動態(tài)監(jiān)測［J］.草業(yè)學報，2009（6）：12-22.

［3］楊正禮，楊改河.中國高寒草地生產潛力與載畜量研究［J］.資源科學，2000（4）：72-77.

［4］劉黎明，張鳳榮，趙英偉.2000—2050年中國草地資源綜合生產能力預測分析［J］.草業(yè)學報，2002（1）：76-83.

S812.8

A

2095-3887（2014）05-0040-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.05.012

2014-07-14

秦冬梅（1976-），女，講師，長期從事草坪教學工作。