錫林郭勒草地產(chǎn)草量空間動態(tài)變化及影響因素分析

張文華，賈志斌，卓 義,，蔣欣陽

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

錫林郭勒草地產(chǎn)草量空間動態(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1

（1.內(nèi)蒙古大學 環(huán)境與資源學院，呼和浩特 010021；2. 中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所，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)草地生長狀況及空間格局的動態(tài)變化，并對相關(guān)影響因素進行分析。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，整個研究時間序列中產(chǎn)草量在1.0×107t—1.5×107t波動變化；（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。

凈初級生產(chǎn)力；空間格局；動態(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)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)（艷燕等，2011）。對草地產(chǎn)草量做出合理評估，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)境承載能力的強弱（徐德應等，1997），還可以對研究區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展狀況做出正確評估，為保護和合理利用草地，促進畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，維護和提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提出合理有效的應對措施。因此，準確了解草原產(chǎn)草量及時空分布情況，掌握年際變化規(guī)律，對于草原的可持續(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)草量的動態(tài)監(jiān)測提供了新的方法和手段，既方便快捷又省時省力。植被凈初級生產(chǎn)力是遙感監(jiān)測草原產(chǎn)草量的指標之一。植被凈初級生產(chǎn)力（Net Primary Productivity，NPP）是指單位時間、單位面積上植被積累有機物質(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，也可以作為評價陸地生態(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），也是我國北方重要的生態(tài)屏障。錫林郭勒草原還是中國科學院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的所在地，是國際草原科學界關(guān)注的重點地區(qū)之一，具有很高的科學研究、環(huán)境教育和社會價值。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)象嚴重，再加上人們對土地不合理利用和各種礦業(yè)開采，導致草地破碎化、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)力強弱是草地生長態(tài)勢好壞的直接反應。所以本文應用錫林郭勒盟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)。同時通過對氣溫、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)劃和科學應對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，是我國東北、華北、西北植被分布的交匯地帶，具有對外貫通歐亞、區(qū)內(nèi)連接東西、北開南聯(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、半干旱氣候為主，冬季寒冷，夏季炎熱，年均氣溫在1—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)來源

NPP數(shù)據(jù)來源于美國國家航天局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)來源于《錫林郭勒盟統(tǒng)計年鑒》，將統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為研究區(qū)的當年實際數(shù)據(jù)進行考慮，探討各影響因素對產(chǎn)草量的影響程度。

1.3 研究方法

對于以放牧為主要生活方式的牧區(qū)而言，當年產(chǎn)草量是牧民十分關(guān)注的問題之一，因為作為牲畜的主要飼料來源，產(chǎn)草量足夠充足，才不會影響畜牧業(yè)的發(fā)展，從而保證人們的經(jīng)濟收入，維持良好的生活狀態(tài)。產(chǎn)草量通過制約畜牧業(yè)的發(fā)展進而影響經(jīng)濟效益，所以成為整個牧區(qū)關(guān)注的問題。本文通過應用遙感數(shù)據(jù)NPP對錫林郭勒草原近11年產(chǎn)草量情況進行分析研究。首先，本文應用2000—2010年的NPP數(shù)據(jù)計算整個研究區(qū)產(chǎn)草量及其分布情況。其次，為了確保NPP數(shù)據(jù)計算結(jié)果的可行性，結(jié)合錫林郭勒盟實際情況及相關(guān)研究人員的綜合分析對NPP計算結(jié)果的準確性及適用性進行判定。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，分析這些因素對草地產(chǎn)草量的影響。

評價草地產(chǎn)草量的一種方法是計算其干草總量（Hu and Zhang，2004），干草總量是評價草地生產(chǎn)力的基本指標。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)品進行疊加，得到遙感估算的草地NPP，通過草地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

通過應用NPP數(shù)據(jù)對2000—2010年錫林郭勒草原產(chǎn)草量進行研究，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。

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，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年超過平均值，2003年產(chǎn)草量出現(xiàn)峰值，達到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)草量的波動范圍是1.0×107—1.5×107t，產(chǎn)草量總體呈遞減趨勢。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)草量波動較大；在2004年至2008年期間，各旗縣幾乎都處于動態(tài)遞減的過程，只有阿巴嘎旗、蘇尼特左旗和二連浩特市的變化較??；2008—2010年，東烏珠穆沁旗、阿巴嘎旗、蘇尼特右旗、正藍旗、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

上述是通過建立遙感模型對錫林郭勒盟產(chǎn)草量及空間分布情況進行分析，其對研究區(qū)產(chǎn)草量的分析與金云翔等（2011）通過建立地面樣方的產(chǎn)草量與遙感數(shù)據(jù)的關(guān)系模型對內(nèi)蒙古錫林郭勒草原2005—2009年產(chǎn)草量及時空分布的分析基本一致。金云翔等通過模型計算得出：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。通過與表2中應用NPP數(shù)據(jù)計算出來的產(chǎn)草量數(shù)據(jù)對比可看出，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)計算出來的草地產(chǎn)草量數(shù)據(jù)具有一定的準確性和可利用性。

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，本文主要針對植被類型、降水、氣溫和載畜量進行相關(guān)分析，研究產(chǎn)草量對這些因素的響應程度。

2.2.1 植被類型

錫林郭勒草原產(chǎn)草量的時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NPP產(chǎn)生的影響較小，相對于其他草地類型而言，年際變化小，產(chǎn)草量波動也較小，草地平均單產(chǎn)超過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)相對較高，生長環(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）等通過對錫林浩特市1971—2007年降水量的分析，認為降水是影響草原植被的主要氣候因素，并決定了植被的空間分布格局；毛德華等（2012）通過對產(chǎn)草量和年平均氣溫和年降水量的相關(guān)分析，認為產(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)植被生長的主要水分來源，也是植被生長的主要限制因子，降水減少導致區(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)計表Tab.2 Statistics of grass yield, grazing capacity and precipitation

綜上所述并對研究區(qū)產(chǎn)草量和降水進行相關(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)草量也相應增高。顯著性系數(shù)為0.058，小于0.10，說明降水和產(chǎn)草量之間的相關(guān)性明顯，可以通過增加降水量來提高草地產(chǎn)草量。

根據(jù)表2可以看出，錫林郭勒盟11年的降水狀況呈動態(tài)變化趨勢。2003年降水量最多，達到298 mm，同期產(chǎn)草量也達到峰值約為1.47×107t；2007年降水量僅次于最低值，為182.6 mm，由于降水減少，明顯影響草地生長，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)草量的一個重要因素。

2.2.3 氣溫

氣溫對NPP的影響因地域差異而不同。盧滿意（2012）通過對錫林郭勒盟草原近50年氣溫與產(chǎn)草量關(guān)系的研究，認為在全球氣溫變暖的趨勢下，錫林郭勒盟的氣溫也在逐漸升高，從而導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）通過對1951—2006年多倫縣的逐年降水量和氣溫資料的分析，認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)的氣溫對產(chǎn)草量的影響也不一致。

根據(jù)研究區(qū)歷年的實際產(chǎn)草量和氣溫數(shù)據(jù)進行相關(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，說明氣溫與產(chǎn)草量之間的線性關(guān)系較弱，雖然氣溫對產(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)計年鑒》上的數(shù)據(jù)進行分析，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)草量卻相對較高，為1.47×107t。

通過上述分析可知，降水和氣溫對產(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，說明二者之間呈負相關(guān)性，|- 0.091| ＜ 0.3，雖然降水與溫度呈負相關(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相關(guān)性，溫度越高，降水量相對減少，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)，相對蒸發(fā)量減少，所以在降水量相對充足的情況下，降水就不會成為影響產(chǎn)草量多少的主要限制因素。綜上所述，溫度對產(chǎn)草量的影響是通過限制降水量及蒸發(fā)量等水分條件而實現(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，水熱條件對草原產(chǎn)草量的時空變化有重要影響，尤其是降水量對產(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區(qū)域社會、經(jīng)濟發(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，確定合理的載畜量能有效抑制過度放牧并實現(xiàn)草地的可持續(xù)利用（葉勇和楊露，2012）。

應用家畜單位法（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”來表述載畜量。從應用的角度而言，根據(jù)草地產(chǎn)草量估算草地理論載畜量比較科學、合理，其計算公式為（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，實際載畜量數(shù)據(jù)來源于《錫林郭勒盟統(tǒng)計年鑒》，實際載畜量在整個研究區(qū)間發(fā)生明顯波動，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。通過對產(chǎn)草量圖表分析可知2003年產(chǎn)草量達到最大值，較高產(chǎn)草量同時飼養(yǎng)著相對較多的牲畜數(shù)量；2007年由于降水等因素的限制，使天然草場產(chǎn)草量有所減少，加上同期放牧數(shù)量居高不下，牲畜對牧草需求量加大，使草原整體產(chǎn)草量明顯降低。由于響應政府號召，實施各種保護草原政策，限制載畜量從而減緩草原壓力，所以實際載畜量在整個研究區(qū)間呈動態(tài)遞減的趨勢，雖然還處于超載過牧的狀態(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；而且還是我國北方重要的生態(tài)安全屏障，維持整個生態(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服務(wù)，是草原文化傳承的基礎(chǔ)。草地在整個生態(tài)系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色。充分認識到草地生態(tài)系統(tǒng)對人類可持續(xù)發(fā)展的重要性，積極應對各種影響草地生長的可控因素，維持草地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展勢在必行。

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)草地實際產(chǎn)草量進行驗證，結(jié)果表明，通過NPP計算得出的研究區(qū)產(chǎn)草量基本與實際相符合，從而可以根據(jù)NPP數(shù)據(jù)對研究區(qū)產(chǎn)草量及空間分布情況進行分析。在整個研究時間序列中，產(chǎn)草量發(fā)生較大變化，所以對相關(guān)影響因素進行分析探討，明確影響草地產(chǎn)草量的主要影響因子。

通過對錫林郭勒盟2000—2010年整個時間序列的分析，2003年和2007年成為兩個主要的轉(zhuǎn)折點。2003年之前產(chǎn)草量動態(tài)遞增，到2003年達到最高，約為1.47×107t，2003年之后以動態(tài)遞減的趨勢逐漸減少，至2007年下降到1.04×107t，之后產(chǎn)草量有所增加，但增幅相對較小。草原產(chǎn)草量雖然呈現(xiàn)動態(tài)變化的過程，但整體還是呈現(xiàn)上升的趨勢，說明近些年通過對草原實施的各項保護策略和措施，使原本受到嚴重退化的草地得到一定的恢復，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)各項服務(wù)功能的供給能力。

通過相關(guān)文獻分析和本文的研究，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，氣溫通過影響降水及水分蒸發(fā)進而影響產(chǎn)草量，是間接影響因素。超載對草原可持續(xù)利用構(gòu)成較大威脅，過多牲畜采食不僅增加了對牧草的需求量，破壞了原有草場植物群落的結(jié)構(gòu)和功能，更增加了對土壤的踩踏，長此以往就破壞草原生態(tài)系統(tǒng)平衡，導致草原生產(chǎn)力降低，所以超載過牧成為影響草地產(chǎn)草量最大的人為因素。然而在現(xiàn)實生活中，控制好牲畜數(shù)量，實現(xiàn)草畜平衡并不僅僅是降低牲畜數(shù)量，草畜平衡的實質(zhì)是“人-草”之間的平衡問題（賈幼陵，2005），這項管理工作涉及到區(qū)域經(jīng)濟與社會的發(fā)展與穩(wěn)定，需要從科學、技術(shù)、社會和經(jīng)濟各方面進行綜合考慮（洪紱曾，2005）。然而草地放牧管理策略并沒有固定模式，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，并對人們的經(jīng)濟收入造成一定影響。

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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)自然科學基金項目（2013MS0506）；中國農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新工程項目（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