草原資源恢復(fù)中環(huán)境影響因素研究

顏泓 李利偉 常廣軍

關(guān)鍵詞：草原；資源恢復(fù)；生態(tài)環(huán)境；影響因素；成分分析

前言

在生態(tài)環(huán)境中草原資源是重要的生態(tài)屏障，同時(shí)也是維護(hù)草原邊牧地區(qū)生態(tài)安全、保障糧食安全的重要屏障。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人類活動(dòng)強(qiáng)度的不斷加大，草原資源正面臨著嚴(yán)重退化的局面，草地資源質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及牧民收入等都受到了很大影響。

為提升草地資源恢復(fù)與利用的效果，研究采用科學(xué)調(diào)研的方法對(duì)該區(qū)域氣候變化、土地利用變化及人為干擾等方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過對(duì)歷史資料和相關(guān)參考文獻(xiàn)的翻閱和查找，全面了解了該區(qū)域氣候變化、土地利用變化、人口增長等對(duì)草地資源恢復(fù)的影響；通過對(duì)各影響因素與草地資源恢復(fù)間關(guān)系的系統(tǒng)分析，全面掌握了各影響因素在草地資源恢復(fù)過程中所起的作用及如何進(jìn)行有效控制。旨在為政府制定合理有效的治理政策、企業(yè)制定合理有效的發(fā)展策略等方面提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。通過分析不同影響因素對(duì)草原資源恢復(fù)的影響，以期為后續(xù)相關(guān)研究提供參考。

1研究方法

在草原資源恢復(fù)的研究中，選擇三個(gè)典型草原區(qū)作為研究樣本，通過實(shí)地調(diào)查、統(tǒng)計(jì)分析等方法，對(duì)草原資源恢復(fù)過程中的環(huán)境影響因素進(jìn)行了分析。

草原資源恢復(fù)是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科的復(fù)雜過程。由于研究時(shí)間跨度長，研究涉及的環(huán)境影響因素較多，包括水文、氣候、土壤、植被、氣候變化、草原承載力等。在三個(gè)研究區(qū)域中，最大的草原地區(qū)，由于近些年牧區(qū)人口增長的問題，牲畜數(shù)量不斷增加，草地退化嚴(yán)重。草地退化對(duì)該地區(qū)的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)安全帶來嚴(yán)重威脅。

為了分析草原資源恢復(fù)過程中環(huán)境影響因素的作用機(jī)理和影響程度，研究根據(jù)以往的研究資料和文獻(xiàn)，選取草地退化程度與草地生產(chǎn)力的比值（植被蓋度／植被重量）、植被覆蓋度（植被生物量／植被重量）作為反映草地恢復(fù)過程中環(huán)境影響程度的指標(biāo)。這兩個(gè)指標(biāo)也是反映草地恢復(fù)過程中環(huán)境影響程度的兩個(gè)最基本指標(biāo)。

植被覆蓋度與植被重量之比是指草地上植物總蓋度與地上總重量之比，即單位面積上的植物總蓋度與單位面積上的地上總重量之比。其比值越大說明草原恢復(fù)過程中受到的人為干擾或破壞程度越大。計(jì)算公式如式（1）、式（2）。

為了進(jìn)一步分析環(huán)境影響因素在草原資源恢復(fù)過程中的作用機(jī)理，研究選擇了三個(gè)典型草原區(qū)作為研究樣本。第一個(gè)地區(qū)是草原資源恢復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域，近年來草原生態(tài)環(huán)境得到了有效改善；第二個(gè)區(qū)域也是草原資源恢復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域之一，但是與第一個(gè)地區(qū)相比，人口較少；第三個(gè)地區(qū)草原資源恢復(fù)最晚，但由于該地區(qū)人口較少，生態(tài)環(huán)境較為良好。根據(jù)各區(qū)域?qū)Σ莸鼗謴?fù)的貢獻(xiàn)程度，研究將其劃分為三大類區(qū)域。分別是以自然因素為主的重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，以人類活動(dòng)影響為主的一般保護(hù)區(qū)以及非重點(diǎn)保護(hù)區(qū)。針對(duì)每個(gè)區(qū)域的草原資源恢復(fù)狀況以及不同區(qū)域的環(huán)境影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。

由于目前的草原退化問題已比較嚴(yán)重，為探究草原退化原因，在劃分好研究區(qū)域后，收集了來自研究區(qū)域的調(diào)查數(shù)據(jù)，將樣本地區(qū)劃分為不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域選取若干個(gè)樣本進(jìn)行調(diào)查。由于影響草原退化的因素有很多種，因此以草原退化的主要因素之一——草地退化面積（%）為例進(jìn)行分析。根據(jù)文獻(xiàn)和有關(guān)數(shù)據(jù)資料，草原退化面積可以分為五個(gè)等級(jí)：輕度、中度、重度、極重度和嚴(yán)重。根據(jù)目前研究區(qū)域的實(shí)際情況，將草原退化分為三個(gè)等級(jí)：輕度、中度和重度。

在第一個(gè)研究區(qū)域，草原面積比較大、分布比較廣，隨著氣候變化和人類活動(dòng)的影響，草原出現(xiàn)了嚴(yán)重退化現(xiàn)象，近年來，隨著氣候變化和人類活動(dòng)的影響，草原出現(xiàn)了嚴(yán)重退化現(xiàn)象，據(jù)調(diào)查，草原退化面積約占全國草地面積的四分之一，重度退化面積比較大，其主要原因是人為過度放牧。在第二個(gè)研究區(qū)域，草原退化主要集中在輕度、中度和重度三個(gè)等級(jí)，這與草原的管理方式有關(guān)，該草原屬于固定草場(chǎng)，管理方式較為嚴(yán)格，氣候差異較大，自然條件差。在第三個(gè)研究區(qū)域，自然條件比較好，氣候差異小，人為活動(dòng)也比較低，草原退化程度是三個(gè)區(qū)域最輕的。

2結(jié)果與分析

2.1草原資源類型與組成空間格局

草原資源的類型與組成空間格局能夠反映草原生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和功能特征，在草原生態(tài)系統(tǒng)中，不同類型和組成的草原間存在著明顯的空間格局，主要表現(xiàn)為：草甸草原類與灌叢草原類之間的生態(tài)分布特征差異明顯，草甸草原類的分布范圍最廣，而灌叢草原類則集中分布在干旱半干旱區(qū)。草甸和灌叢草地類在空間格局上存在明顯的異質(zhì)性，草甸草原類主要分布在高原的西北部，而灌叢草地類則主要分布在干旱半干旱區(qū)。

不同類型的草原在空間位置上也存在著明顯差異，主要表現(xiàn)為：（1）荒漠類和半荒漠類草地主要分布在干旱地區(qū)，而灌木和草本草地則主要分布在高原中部和東部；（2）暖溫性針葉林草地主要集中分布在山地丘陵地區(qū)，而灌叢草地則集中分布在小部分地區(qū)。（3）荒漠草原、灌叢草地和草甸草原類之間的空間格局差異不明顯，而灌木和草本草地類則具有明顯的異質(zhì)性。

2.2土壤環(huán)境因素與草原資源恢復(fù)的相關(guān)關(guān)系

以草原生態(tài)環(huán)境中常見的植物群落類型和組成空間變化與土壤環(huán)境因子相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件開展顯著性分析，用于篩選影響草原資源恢復(fù)的土壤因子。土壤因子具體的顯著性水平見表1。

根據(jù)上述表格，影響草原資源恢復(fù)的土壤因子中，細(xì)砂粒（10～20cm）、黏粉粒（0～20cm）、海拔、全鹽（80～100cm）、pH值以及水分（20～40cm）等因子具有較高的R2值和顯著的p值，說明它們與草原資源恢復(fù)之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。其中，細(xì)砂粒（10～20cm）和黏粉粒（0～20cm）可能與土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)有關(guān)，對(duì)草原資源恢復(fù)具有重要影響；海拔則可能與氣候、降水等環(huán)境因素相關(guān)，對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)有一定作用；全鹽（80～100cm）和pH值則可能與土壤的鹽堿化程度和酸堿性有關(guān)，對(duì)草原植被生長和根系發(fā)育產(chǎn)生影響；水分（20～40cm）對(duì)土壤濕度的控制和調(diào)節(jié)也是草原資源恢復(fù)的重要因素之一。其他土壤因子如電導(dǎo)率、粗砂粒、細(xì)砂粒（60～80cm）、水分（60～80cm）．全鹽（20～40cm）、電導(dǎo)率（80～100cm）和粗砂粒（20～40cm）等在統(tǒng)計(jì)上可能沒有顯著的影響，但仍然可能對(duì)草原資源恢復(fù)發(fā)揮一定的作用。在此基礎(chǔ)上，考慮降雨對(duì)土壤含水量的影響。以各個(gè)研究區(qū)域的歷史降雨數(shù)據(jù)作為依據(jù)，展開分析與統(tǒng)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件獲得各個(gè)研究區(qū)域某一時(shí)間段土壤水分的垂直變化。具體內(nèi)容見圖1。

圖1中顯示的虛線表示寒冷氣候下的研究區(qū)域土壤水分垂直變化，實(shí)線表示溫暖氣候下的研究區(qū)域土壤水分垂直變化。由圖1中顯示的各研究區(qū)域土壤水分的垂直變化趨勢(shì)可知，在寒冷氣候下，各個(gè)研究區(qū)域的土壤含水量比較少，在3%～8%之間，隨著土壤深度的加深，水分增加趨勢(shì)逐漸減小。

在溫暖氣候條件下，研究區(qū)域3與前兩個(gè)研究區(qū)域的土壤含水量變化不同，研究區(qū)域1和研究區(qū)域2結(jié)果中，土壤含水量比較高，在10%～12%之間，且垂直變化有一定的相似性，在研究區(qū)域3的結(jié)果中，土壤含水量變化在3%～5%之間，說明該區(qū)域土壤水分變化比較穩(wěn)定。由此可知，土壤含水量是影響草原資源恢復(fù)的關(guān)鍵因素，若土壤水分流失嚴(yán)重，將會(huì)直接影響草原資源恢復(fù)進(jìn)度。

以上結(jié)果與分析，主要分析土壤環(huán)境因子對(duì)草原資源的影響，降雨因素并不是直接因素，為了進(jìn)一步了解其他環(huán)境因素對(duì)草原資源恢復(fù)的影響，展開氣候變化與草原資源恢復(fù)的相關(guān)關(guān)系分析。

2.3氣候變化與草原資源恢復(fù)的相關(guān)關(guān)系分析

氣候變化是人類活動(dòng)的產(chǎn)物，受人類活動(dòng)的影響，氣候變化對(duì)草地退化的影響是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，且表現(xiàn)出不同的特征。

以第一個(gè)研究區(qū)域?yàn)槔?，該區(qū)域自20世紀(jì)90年代中期以來草原退化面積增加了24.4%。同時(shí)，氣候變化也會(huì)對(duì)草地退化產(chǎn)生影響。首先是水分條件改變影響草地生物量及生產(chǎn)力；其次是氣溫升高引起氣候資源的不穩(wěn)定；再次是降水增多引起地表徑流和土壤侵蝕加?。蛔詈笫侵脖簧鷳B(tài)系統(tǒng)功能退化。對(duì)其他區(qū)域同時(shí)展開相關(guān)關(guān)系分析，獲得草地退化率與氣候因子的統(tǒng)計(jì)關(guān)系表。（見表2）

由表2可以看出年平均氣溫（T）和年降水量（R）與草原資源退化率之間可能存在一定的關(guān)聯(lián)性。對(duì)于年平均氣溫（T），在不同的溫度范圍內(nèi)，各個(gè)研究區(qū)域的退化率有所不同。在第一研究區(qū)域和第二研究區(qū)域中，當(dāng)溫度范圍為1.5

表2中的草地退化率是基于植被覆蓋度和草地生產(chǎn)力獲得的?；趯?duì)草地退化率和氣候因子相關(guān)性分析的結(jié)果可知，草地退化與降水、氣溫、地表徑流和土壤侵蝕等環(huán)境因素之間均存在顯著的相關(guān)關(guān)系。從總體上看，降水量和氣溫的變化會(huì)對(duì)草原地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響草地植被群落結(jié)構(gòu)和生物量分布格局。在草原地區(qū)中，降水、氣溫變化對(duì)草地退化產(chǎn)生顯著影響；在降水增加情況下，地表徑流、土壤侵蝕和植被群落結(jié)構(gòu)與數(shù)量變化也會(huì)對(duì)草地退化產(chǎn)生影響。在氣溫升高的情況下，地表徑流和土壤侵蝕也會(huì)增加。

3基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析環(huán)境影響因素及討論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，影響植被生長的最主要因素是土壤養(yǎng)分、水分、海拔高度和溫度，這些因素與草地的管理和利用息息相關(guān)。

首先，土壤養(yǎng)分對(duì)植被生長的影響是不可忽視的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，不同植被類型和不同地區(qū)的養(yǎng)分含量有一定差異。例如，表2中第一列的數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于草地退化率，不同海拔區(qū)域的土壤養(yǎng)分含量表現(xiàn)出明顯的差異。海拔低于3.8℃的區(qū)域，草地退化率較低，土壤養(yǎng)分含量也相對(duì)較高。而海拔高于6.6℃的區(qū)域，草地退化率較高，土壤養(yǎng)分含量也相對(duì)較低。這說明，在管理草地時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的海拔區(qū)域和植被類型，適當(dāng)?shù)厥┯梅柿弦詽M足草地生長所需的養(yǎng)分，例如氮、磷等元素。

其次，水分也是影響草地生長的重要因素。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，隨著溫度的上升和降水量的增加，草原植被的生長速度就會(huì)加快。例如，圖中的線顯示了在不同氣溫下，草地生長率和降水量之間的關(guān)系。可以看出，在高溫和干燥的條件下，草地生長速度會(huì)降低；而在濕度較高、溫度適中的條件下，草地生長速度會(huì)加快。因此，在草地管理過程中，應(yīng)當(dāng)注重草地灌溉和排水系統(tǒng)的建設(shè)，保證草地生長所需的水分。同時(shí)，針對(duì)不同地區(qū)的氣候條件和植被類型，應(yīng)采取不同的灌溉和排水策略。

另外，海拔高度也是影響草地生長的重要因素之一。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，海拔越高的地方其生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)更加脆弱。例如，表1中最后一列的數(shù)據(jù)顯示，隨著海拔的升高，土壤含水量逐漸降低。這可能是因?yàn)楦吆０蔚貐^(qū)的氣壓較低，導(dǎo)致水分難以滲透和保持。因此，在海拔較高的地方，應(yīng)該注重保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境，避免過度利用草地資源。

最后，溫度是影響草地生長的另一個(gè)重要因素。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在生長初期，氣候變化對(duì)草原植被生長影響較大，在這個(gè)時(shí)期，主要是溫度對(duì)草原植被的影響最大。例如，圖中的線顯示了在不同降水量下，草地生長率和氣溫之間的關(guān)系。可以看出，在低溫條件下，草地生長速度會(huì)降低；而在溫度適中的條件下，草地生長速度會(huì)加快。因此，在草地管理過程中，應(yīng)當(dāng)注重溫度對(duì)草地生長的影響，并采取相應(yīng)的管理措施。例如在低溫期可以增加灌溉和施肥量以促進(jìn)植被生長。

4結(jié)束語

研究旨在分析草原資源恢復(fù)中環(huán)境影響因素對(duì)其恢復(fù)程度的影響，并以三個(gè)典型地區(qū)的草原作為研究區(qū)域。通過統(tǒng)計(jì)分析草原資源類型和組成的空間格局，以植被覆蓋度和草地生成力作為衡量草原退化率的指標(biāo)，深入探討了土壤因素和氣候因素對(duì)草原退化率的影響。結(jié)果表明，海拔高度、土壤水分和氣候溫度是影響草原資源恢復(fù)的關(guān)鍵環(huán)境因素。當(dāng)這些環(huán)境因素出現(xiàn)較大的波動(dòng)時(shí)，草原資源恢復(fù)將會(huì)受到阻礙。因此，在草原資源恢復(fù)的實(shí)踐中，需要重點(diǎn)關(guān)注并有效管理這些關(guān)鍵環(huán)境因素。通過合理調(diào)控海拔高度、土壤水分和氣候溫度，可以促進(jìn)草原的健康恢復(fù)和發(fā)展。研究的結(jié)果對(duì)于草原資源的保護(hù)和可持續(xù)利用具有重要意義。