基于遙感技術(shù)的青海省瑪多縣生物多樣性監(jiān)測與評估

李冠穩(wěn)， 高曉奇， 肖能文*， 吉晟男

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院， 國家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評估重點實驗室， 北京 100012

2.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院， 陜西 楊凌 712100

生物多樣性在氣候調(diào)節(jié)、糧食供給、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面發(fā)揮著不可替代的作用，是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]. 然而，隨著全球環(huán)境變化、人類活動以及外來物種入侵等干擾的加劇，全球生物多樣性喪失問題日趨嚴(yán)重[2-3]，迫切需要關(guān)注人類活動對生物多樣性的影響，加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)[4]. 中國是世界上生物多樣性最為豐富的國家之一，但同時也是生物多樣性受威脅最為嚴(yán)重的國家之一. 如何多尺度和定量化監(jiān)測中國生物多樣性現(xiàn)狀及威脅因素，既是實現(xiàn)中國生物多樣性保護(hù)和可持續(xù)利用的迫切愿望，也是提高我國生態(tài)文明水平和高質(zhì)量發(fā)展的迫切需求[5-6].

目前國內(nèi)生物多樣性評價范圍包括保護(hù)區(qū)、縣域、流域、省域、國家等多個尺度，其中縣域尺度生物多樣性空間分布格局是制定和實施區(qū)域生物多樣性保護(hù)措施的前提條件[7]，準(zhǔn)確評估縣域生物多樣性對促進(jìn)物種保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義. 2012年，原國家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的HJ 623—2011《區(qū)域生物多樣性評價標(biāo)準(zhǔn)》，以縣級行政區(qū)為基本評價單元，包括動植物豐富度、物種特有性、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性等6個指標(biāo)，需要開展大量野外調(diào)查工作，難以快速客觀地評估縣域生物多樣性水平[8]. 例如，李詠紅等[9]應(yīng)用HJ 623—2011的評價方法對成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)148個區(qū)(縣)進(jìn)行了生物多樣性評價，基本上反映了成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)生物多樣性的空間分布規(guī)律；但由于部分區(qū)(縣)缺少一些規(guī)范的監(jiān)測數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)來自不同年份和不同途徑，導(dǎo)致個別區(qū)(縣)評價結(jié)果與實際情況存在一定差距. 傳統(tǒng)的生物多樣性評價在時間和空間上都有一定缺陷[10]，在保護(hù)和管理的決策領(lǐng)域，生物多樣性評估不得不考慮更快速、便捷的指標(biāo)，以符合生物多樣性的快速監(jiān)測.

遙感技術(shù)的快速發(fā)展為傳統(tǒng)的生物多樣性監(jiān)測從點到面監(jiān)測提供了可能[11-14]. 基于遙感技術(shù)的生物多樣性監(jiān)測評價分為直接法和監(jiān)測法兩種途徑： ①直接法可以直接識別物種或群落類型及其分布[15-16]，對遙感數(shù)據(jù)空間分辨率和光譜分辨率要求較高[17-18]，因此多數(shù)研究無法通過直接監(jiān)測來實現(xiàn). ②間接法即通過遙感數(shù)據(jù)衍生一些能夠反映生物多樣性的指標(biāo)，如生境質(zhì)量、凈初級生產(chǎn)力、植被歸一化指數(shù)等[19]. 目前這種方法得到了廣泛應(yīng)用，同時也是遙感監(jiān)測生物多樣性的重要途徑[20]，在美國內(nèi)布拉斯加州中部伍德河監(jiān)測恢復(fù)草地樣地α多樣性[21]，加拿大安大略省東部農(nóng)場植被動態(tài)與生物多樣性關(guān)系[22]，印度的東喜馬拉雅山地、印緬地區(qū)和西高止山脈3個生物多樣性熱點地區(qū)植被豐富度評估[23]，以及中國甘肅白龍江流域景觀生物多樣性時空格局[24]、武夷山市生物多樣性重要性評估[7]等研究中均得到了很好的應(yīng)用，特別是在缺乏全面生物多樣性實地調(diào)查的區(qū)域，基于遙感技術(shù)、生態(tài)模型展開區(qū)域生物多樣性綜合評價顯得尤為重要.

瑪多縣地處黃河源區(qū)，是我國重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和生態(tài)安全屏障區(qū)，也是高海拔地區(qū)生物多樣性集中區(qū)和變化敏感區(qū)，地帶性植被以高山草甸和草原為主. 受自然氣候制約，該地區(qū)牧草生長時間短且產(chǎn)量低；2005年之前，過度放牧導(dǎo)致瑪多縣草地退化嚴(yán)重[17]，生物多樣性降低，對生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮和抗逆性產(chǎn)生了負(fù)面影響. 為此，該研究結(jié)合現(xiàn)有生物多樣性評價指標(biāo)，基于遙感技術(shù)，采用景觀結(jié)構(gòu)、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量3個方面的6個指標(biāo)構(gòu)建縣域尺度生物多樣性遙感監(jiān)測與評估指標(biāo)體系，分析瑪多縣2000—2015年生物多樣性的動態(tài)變化，驗證基于遙感技術(shù)的縣域生物多樣性監(jiān)測和評估方法的可行性，以期為瑪多縣生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)利用提供理論支撐和決策依據(jù).

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

瑪多縣位于青海省果洛藏族自治州西北部，縣域包括了以扎陵湖-鄂陵湖、星星海為代表的高原湖泊群，有“千湖之縣”美譽(yù). 行政轄區(qū)包括黃河鄉(xiāng)、扎陵湖鄉(xiāng)、瑪查里鎮(zhèn)以及花石峽鎮(zhèn)，面積共2.45×104km2，全縣總?cè)丝?14 400 人，人口密度為1人/(2 km2)；藏族是主體民族，占總?cè)丝诘?0%以上. 瑪多縣屬青藏高原大陸半濕潤氣候，年均氣溫-4 ℃，全年降水稀少，年均降水量只有303.9 mm左右. 瑪多縣屬高平原地區(qū)，大部分地區(qū)海拔在 4 200～4 800 m之間，地貌類型多為山間寬谷和河湖盆地，地勢西北高、東南低. 瑪多縣主要生態(tài)系統(tǒng)類型為草地且多為中、低覆蓋度草地，以高寒草甸為主，分布廣、面積大，其中高山嵩草、藏嵩草和矮嵩草等種群為優(yōu)勢群. 瑪多縣野生動植物資源豐富，主要包括白唇鹿(Przewalskiumalbirostris)、馬麝(Moschuschrysogaster)、馬鹿(Cervuselaphus)等高山森林動物，藏原羚(Procaprapicticaudata)、野牦牛(Bosgrunniens)、藏野驢(Equuskiang)等灌叢、草甸動物，及黑頸鶴(Grusnigricollis)、斑頭雁(Anserindicus)、花斑裸鯉(Gymnocypriseckloni)等50余種保護(hù)動物.

圖1 研究區(qū)概況及冷暖季草場分布

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理方法

遙感資料包括： ①美國陸地衛(wèi)星(Landsat TM/OLI)數(shù)據(jù)、我國環(huán)境災(zāi)害衛(wèi)星(HJ-1A/B)數(shù)據(jù)，空間分辨率均為30 m；②2000年3月至2015年10月1B級圖像(https：//ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov)，空間分辨率為250 m；③MOD11A2數(shù)據(jù)，空間分辨率為1 km. 為保證空間分辨率一致，所有遙感數(shù)據(jù)均重采樣生成250 m分辨率的影像；投影為Albers等積圓錐投影，坐標(biāo)系為WGS_1984.

監(jiān)測與綜合評價指標(biāo)中，2000年、2010年、2015年全國尺度土地覆被數(shù)據(jù)集(中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所提供)以30 m分辨率的美國陸地衛(wèi)星(Landsat OLI)和我國環(huán)境災(zāi)害衛(wèi)星(HJ-1A/B)數(shù)據(jù)為信息源，基于面向?qū)ο蟮亩喑叨确指钆c變化檢測分類方法得到，在ArcGIS 10.3平臺進(jìn)行裁剪、統(tǒng)計、柵格計算等. 根據(jù)中國土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)及瑪多縣土地利用實際情況，將瑪多縣土地利用類型分為6大類13小類，即林地(常綠針葉林)、灌叢(落葉闊葉灌叢)、草地(高寒草甸、高寒草原、溫性草甸、溫性草原、稀疏草地)、水域(河流、湖泊、草本濕地)、建設(shè)用地(城鎮(zhèn)用地、交通用地)、未利用地(裸地). 凈初級生產(chǎn)力(NPP)數(shù)據(jù)基于CASA模型產(chǎn)生[25]. 歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)基于S-G濾波的NDVI重構(gòu)方法產(chǎn)生.

1.3 生物多樣性評估指標(biāo)計算

綜合考慮遙感技術(shù)的特點與優(yōu)勢，從景觀結(jié)構(gòu)、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量三方面構(gòu)建縣域生物多樣性監(jiān)測與評價指標(biāo)體系. 其中，景觀結(jié)構(gòu)采用香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon′s diversity index，SHDI)來反映；物種多樣性主要通過植物凈初級生產(chǎn)力(net primary productivity，NPP)、生境質(zhì)量指數(shù)來反映；生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量主要通過植被歸一化指數(shù)(normalized differential vegetation index，NDVI)、陸地表面溫度(land surface temperature，LST)和表層水分含量指數(shù)(surface water content index，SWCI)來反映. NPP、NDVI、SWCI和LST數(shù)據(jù)為生長季[26](5—10月)的平均值.

1.3.1景觀結(jié)構(gòu)

景觀結(jié)構(gòu)是景觀類別和異質(zhì)性的體現(xiàn)，景觀異質(zhì)性可增強(qiáng)物種共生潛力[27-28]. 景觀類別越均衡、生態(tài)系統(tǒng)越復(fù)雜、景觀結(jié)構(gòu)狀況越好，區(qū)域景觀生物多樣性就越豐富. SHDI對景觀中非均衡分布斑塊狀況較為敏感，適用于土地覆蓋類型少、海拔較高的區(qū)域[29]，故該研究采用SHDI來評價瑪多縣的景觀結(jié)構(gòu)變化，SHDI采用Fragstats 4.2軟件計算，計算公式：

(1)

式中，Pm為第m個生態(tài)系統(tǒng)類型出現(xiàn)的概率.

1.3.2物種多樣性

1.3.2.1生境質(zhì)量指數(shù)

生境一般是指生態(tài)系統(tǒng)能夠提供物種生存繁衍需要條件的能力，用于表征生物棲息地的質(zhì)量狀況[8]. 生境質(zhì)量及其可利用程度是決定區(qū)域生物多樣性的關(guān)鍵因素[30]，通過遙感技術(shù)監(jiān)測區(qū)域生境質(zhì)量狀況，進(jìn)而研究該區(qū)域物種生物多樣性. 生境質(zhì)量指數(shù)采用InVEST 3.7.0模型中生境質(zhì)量(habitat quality)模塊計算，以2000年為基準(zhǔn)年、2010年為現(xiàn)狀年、2015年為預(yù)測年，在habitat quality模塊中輸入3期土地覆蓋數(shù)據(jù)、威脅因子及敏感程度等數(shù)據(jù)，參數(shù)的確定參考模型推薦值及相關(guān)研究結(jié)果[8,24,31]，生境質(zhì)量指數(shù)大小代表區(qū)域物種多樣性的豐富程度[32]，計算公式：

(2)

式中：Qij為第j類生態(tài)系統(tǒng)中第i個像元的生境質(zhì)量指數(shù)；Hj為第j類生態(tài)系統(tǒng)的生境適宜程度；Sij為第j類生態(tài)系統(tǒng)中第i個像元的生境退化程度；k為半飽和常數(shù)，通常取最高生境退化值的一半(模型運行一次獲得)；z為歸一化常數(shù)，取2.5.

1.3.2.2凈初級生產(chǎn)力指數(shù)(NPP)

“生產(chǎn)力假說(productivity)”基于“物種-能量理論”，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力較高的區(qū)域物種豐富度也相對較高[33]. 此外，有研究[34]指出，生產(chǎn)力指數(shù)比氣象指數(shù)更能夠反映物種豐度的情況. 因此該研究采用植被NPP歸一化指數(shù)來反映物種豐度指數(shù)，即NPP值較高區(qū)域內(nèi)物種豐富度也相對較高[35]，計算公式：

(3)

式中，RNDij為第j類生態(tài)系統(tǒng)中像元i的凈初級生產(chǎn)力歸一化指數(shù)，NPPij為生態(tài)系統(tǒng)j中像元i凈初級生產(chǎn)力，NPPij_max和NPPij_min分別為生態(tài)系統(tǒng)j中像元i的凈初級生產(chǎn)力最大值與最小值.

1.3.3生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量

1.3.3.1歸一化植被指數(shù)(NDVI)

NDVI可反映植被光合作用活性，亦是預(yù)測物種豐富度和多樣性的植被指數(shù)[36]. Pouteau等[37]認(rèn)為，NDVI可以解釋植被類型、景觀或區(qū)域內(nèi)物種豐富度或多樣性變化的30%～87%. NDVI計算公式：

NDVI=(ρNIR-ρred)/(ρNIR+ρred)

(4)

式中，ρNIR、ρred分別代表MODIS影像近紅外波段和紅波段的反射率.

1.3.3.2表層水分含量指數(shù)(SWCI)

土壤水分是植物生長的基本條件，表層水分含量指數(shù)(SWCI)與土壤含水率具有較高的正相關(guān)性，可通過SWCI反映土壤含水量狀態(tài)[38]. MODIS 1B數(shù)據(jù)第6、7波段對水分反射率變化較為敏感，包含了豐富的土壤水分信息[39]，因此可通過第6、7波段計算SWCI：

SWCI=(ρ6-ρ7)/(ρ6+ρ7)

(5)

式中:ρ6、ρ7分別為MODIS 1B影像第6、7波段反射率；ρ6-ρ7能夠反映植被和土壤中水分含量，并能夠最大程度地降低大氣環(huán)境的影響；ρ6+ρ7作為分母能夠使結(jié)果值限定在-1～1之間.

1.3.3.3陸地地表溫度(LST)

溫度是影響植被生長的重要因子，被廣泛用于評價生態(tài)環(huán)境變化[40]，陸地地表溫度(LST)與氣象觀測的氣溫有密切關(guān)系. 通常地表溫度高于氣溫，但由于無法獲取研究區(qū)域的可用氣溫數(shù)據(jù)，故采用LST. 將MOD11A2影像像元灰度值轉(zhuǎn)換為常用的攝氏度，提取瑪多縣地表溫度分布情況，轉(zhuǎn)換公式如下：

LST=0.02×DNs-273.15

(6)

式中，DNs為MOD11A2影像灰度值.

1.4 生物多樣性指數(shù)(Biodiversity index, BI)

為方便對比和分級，將SHDI、生境質(zhì)量指數(shù)、NDVI等6個生物指標(biāo)歸一化處理，參考《區(qū)域生物多樣性評價標(biāo)準(zhǔn)》[41]及楊海軍等[8,27,29]研究結(jié)果對6項指標(biāo)賦予權(quán)重(見表1).

表1 生物多樣性遙感監(jiān)測與綜合評價指標(biāo)權(quán)重

綜合指標(biāo)計算公式：

BIij=SHDI′×0.15+Qij′×0.25+RNDij′×0.2+

NDVI′×0.2+LST×0.1+SWCI′×0.1

(7)

式中：BIij為生物多樣性指數(shù)綜合值，值域為[0,1]，數(shù)值越接近于1，表明該區(qū)域生物多樣性越高，反之則越低；SHDI′、Qij′、RNDij′、NDVI′、LST′、SWCI′分別為歸一化后的香農(nóng)多樣性指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)、凈初級生產(chǎn)力、歸一化植被指數(shù)、陸地表面溫度和表層水分含量指數(shù).

2 結(jié)果與分析

2.1 生物多樣性各項指標(biāo)變化狀況

2000年、2010年和2015年瑪多縣6個生物多樣性指標(biāo)及BI的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差如圖2所示. 由圖2 可以看出，2000年、2010年、2015年6個指標(biāo)中NPP值域差異最大，SWCI值域差異最小，反映出瑪多縣凈初級生產(chǎn)力變異較大，而地表含水率差異較小；Q和NPP的平均值高于各自中值，其余4個指標(biāo)的平均值基本等于各自中值；SHDI和Q無明顯變化，NPP和NDVI先增加后降低，SWCI呈下降趨勢，LST則呈上升趨勢. 瑪多縣2000年、2010年、2015年BI平均值分別為0.56、0.57、0.547，呈先增加后減少的趨勢，但整體變化差異不大.

圖2 2000年、2010年、2015年瑪多縣SHDI、Q、NPP、NDVI、SWCI、LST和BI的箱型圖

2.2 生物多樣性綜合評價

瑪多縣2000年、2010年、2015年BI分析結(jié)果如圖3所示. 從值域范圍看，2000年、2010年和2015年瑪多縣BI值域范圍分別為 0.113 8～0.805 8、0.141 6～0.807 3 和 0.154 6～0.793 9，瑪多縣BI最低值呈上升趨勢，而最高值有所下降；2010年BI最大值高于2000年和2015年. 從空間分布看，瑪多縣BI值整體由東南向西北降低，高值區(qū)域主要分布在扎陵湖鄉(xiāng)、黃河鄉(xiāng)和花石峽鎮(zhèn)東南部，這些地區(qū)分布較多的沼澤化草甸、嵩草草甸和溫性草原，植被生產(chǎn)力高、生境質(zhì)量較好，且人類活動干擾較少；低值區(qū)域主要分布在扎陵湖鄉(xiāng)、花石峽鎮(zhèn)西北部，這些地區(qū)以裸地(山地)、稀疏的紫花針茅草原群落為主，植被生產(chǎn)力差，生物多樣性相對較低. 從時間角度看，2000年、2010年、2015年瑪多縣BI值分布特征基本類似，均是東南高、西北低，說明2000—2015年BI值分布規(guī)律未發(fā)生明顯變化.

圖3 瑪多縣2000—2015年BI的空間分布

2.3 生物多樣性變化分析

2015年與2000年瑪多縣BI的差值如圖4所示，差值大于0,表示生物多樣性提高，小于0則表示降低，顏色越深表示變化越強(qiáng). 經(jīng)統(tǒng)計，瑪多縣生物多樣性指數(shù)降低區(qū)域面積占其陸域總面積的59.85%，增加區(qū)域面積占40.15%，退化區(qū)域面積高于增加區(qū)域面積. 但從圖4可以看出，瑪多縣2000—2015年BI明顯增加區(qū)域高于明顯退化區(qū)域，明顯增加區(qū)域主要分布在扎陵湖、冬給措納湖、尕拉拉錯湖及崗納格瑪錯湖周邊和黃河鄉(xiāng)東南部，主要為冬春牧場，這與瑪多縣2000年以來實行草場封育、縮減畜牧業(yè)比例、優(yōu)選良草種復(fù)植等生態(tài)恢復(fù)措施有關(guān)，使得原來的未利用地、低覆蓋草地轉(zhuǎn)向低覆蓋、中覆蓋草地. 生物多樣性明顯退化區(qū)域主要分布在黃河鄉(xiāng)、花石峽鎮(zhèn)及扎陵湖鄉(xiāng)夏秋季草場和冬春季草場的交界地帶，這與牲畜轉(zhuǎn)場過程中過度放牧導(dǎo)致草地蓋度、株高下降有關(guān)，牧草產(chǎn)量及生物多樣性下降；瑪多縣城附近人類活動(如工程施工、放牧等)較為頻繁[42]，導(dǎo)致草地質(zhì)量下降，野生動物趨向遷徙至高海拔無人區(qū)域，生物多樣性亦有明顯下降趨勢.

圖4 2000—2015年瑪多縣BI變化的空間分布特征

3 討論

生物多樣性監(jiān)測是實施生物多樣性保護(hù)和開展生物多樣性修復(fù)的基礎(chǔ)，但由于評價區(qū)域尺度不同及數(shù)據(jù)獲取限制等因素，評級指標(biāo)及方法不盡相同，目前尚未形成普適性的生物多樣性評價方法[43]. 如Leite等[44]基于凈初級生產(chǎn)力、土壤水分、雨水利用效率等27個生物指標(biāo)評估了旱地陸生脊椎動物生物多樣性分布潛力，發(fā)現(xiàn)水資源是影響旱地脊椎動物分布的一個關(guān)鍵因素；Alleaume等[15]提出了基于遙感數(shù)據(jù)獲取的生態(tài)系統(tǒng)分布、土地覆蓋、異質(zhì)性、初級生產(chǎn)力和植被物候5個關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)測生物多樣性，并在法國阿爾卑斯山地區(qū)、大西洋地區(qū)和地中海地區(qū)得到了很好的驗證. 筆者根據(jù)生物多樣性內(nèi)涵及研究尺度，從生境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)狀況及景觀結(jié)構(gòu)三方面6個指標(biāo)來綜合評價縣域生物多樣性，注重指標(biāo)選取的代表性和實用性，同時強(qiáng)調(diào)了各指標(biāo)與生物多樣性之間的關(guān)系，與林雪兒等[7-8,24,45-46]的研究相比，增加了氣候變化信息. 氣候變化可以直接影響動物的分布，也可以通過改變植被生產(chǎn)力來影響物種的豐富度[45]，如Wu等[47]評估了包括GPP、LST、ET在內(nèi)的21個變量對動物物種豐富度的影響，發(fā)現(xiàn)水體、光照和溫度對鳥類豐富度分布的影響高于兩棲動物和哺乳動物，同時認(rèn)為變量綜合指數(shù)對哺乳動物、鳥類和兩棲動物豐富度全球分布的解釋方差比單變量指標(biāo)高. Randin等[48]認(rèn)為，土壤水分較降雨量更有利于直接預(yù)測物種分布. Deblauwe等[49]也發(fā)現(xiàn)，LST數(shù)據(jù)可以大幅改善物種分布模型(SDMS)預(yù)測精度. 筆者選取的6個指標(biāo)充分解析了生物多樣性內(nèi)涵，能夠很好地體現(xiàn)生物多樣性各個層次，具有較強(qiáng)的代表性；并且，這6個指標(biāo)均以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)易獲取，時效性和可操作性強(qiáng)，能夠客觀地體現(xiàn)縣域生物多樣性空間分布格局.

瑪多縣生物多樣性空間分布整體呈東南高、西北低的趨勢，這與南部多沼澤草甸、高覆蓋草地而北部多為裸地、稀疏草地有關(guān)，與楊帆等[17,50]的研究結(jié)果相一致. 2000—2015年瑪多縣生物多樣性增加區(qū)域主要分布在冬春牧場，與海拔分布具有一定對應(yīng)性. 瑪多縣冬春牧場面積較小，放牧?xí)r間較長，主要分布在海拔相對較低的區(qū)域；1999年后瑪多縣開始實施草地恢復(fù)工程，特別是2005年后啟動的三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程，實施草場封育、縮減畜牧業(yè)比例、禁止打獵等措施，野生動植物數(shù)量明顯增加，瑪多縣冬春牧場生物多樣性得到恢復(fù)[51]. 生物多樣性降低區(qū)域主要分布在冬春牧場與春夏牧場交界處. 冬春牧場和夏秋牧場交界處既是放牧過度區(qū)亦是鼠害嚴(yán)重區(qū)，牲畜轉(zhuǎn)場過程中過度放牧使草地覆蓋度下降，牧草產(chǎn)量下降；同時鼠害加重對草地表層土壤的破壞，加之雨水沖刷和凍融侵蝕，形成“禿斑”和“黑土灘”，導(dǎo)致草地沙化[52]，草地質(zhì)量下降，生物多樣性降低.

然而基于遙感技術(shù)進(jìn)行縣域生物多樣性監(jiān)測的方法仍存在一些不足，如缺少遺傳多樣性層次，主要原因是：①遺傳多樣性與物種多樣性息息相關(guān)，物種多樣性在一定程度上可反映遺傳多樣性；②遺傳多樣性涉及基因和具體物種，難以用遙感手段進(jìn)行監(jiān)測，故該研究建立的縣域生物多樣性監(jiān)測與評價指標(biāo)未包含遺傳多樣性. 同時，由于水生生物多樣性和陸地生物多樣性遙感監(jiān)測方法存在較大差異[53]，受遙感數(shù)據(jù)的限制，筆者僅研究了陸地生態(tài)系統(tǒng)；扎陵湖鄉(xiāng)、花石峽鎮(zhèn)西北部一些濕地中鳥類多樣性也較高，但監(jiān)測指標(biāo)體系對濕地生物多樣性的解釋能力較低，如何將濕地生物多樣性監(jiān)測納入綜合生物多樣性評估體系，使生物多樣性評估指標(biāo)體系更具有廣泛適用性，仍需進(jìn)一步研究. 另外，傳統(tǒng)生物多樣性調(diào)查與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)之間存在尺度差異，如何將遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)與地面調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合仍需進(jìn)一步探索[5]；建議在今后的研究中，應(yīng)嘗試結(jié)合區(qū)域生境特征，適當(dāng)增加當(dāng)?shù)靥厣笜?biāo)，適時修正模型參數(shù)，從而使縣域生物多樣性評價更加準(zhǔn)確. 該研究對各評價指標(biāo)采用賦權(quán)重法，雖然目前該方法還存在爭議，但若應(yīng)用于同一地區(qū)進(jìn)行縱向比較，因地形、地貌、氣候等因素基本保持一致，因此評價指標(biāo)權(quán)重法可用于該文研究.

4 結(jié)論

a) 瑪多縣生物多樣性指數(shù)整體呈東南高、西北低的趨勢，南部多草本濕地、高覆蓋草地，北部多為裸地、稀疏草地.

b) 2000年、2010年、2015年瑪多縣生物多樣性指數(shù)的值域范圍分別為 0.113 8～0.805 8、0.141 6～0.807 3 和 0.154 6～0.793 9，值域最低值呈上升趨勢，低值區(qū)域生物多樣性有所提高，而最高值有所下降. 生物多樣性明顯增加區(qū)域主要分布在冬春牧場，降低區(qū)域主要分布在冬春牧場與春夏牧場交界處，且明顯增加區(qū)域面積高于降低區(qū)域面積.

c) 從景觀結(jié)構(gòu)、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量三方面6個指標(biāo)構(gòu)建的縣域尺度生物多樣性監(jiān)測和評價指標(biāo)體系，數(shù)據(jù)易獲取、時效性和可操作性強(qiáng)，能夠快速監(jiān)測與評估區(qū)域生物多樣性.