西藏地区草地承载能力测评及预警

　　利用MODIS NDVI遥感数据和GIS技术, 结合多种计算方法, 从高到低划分红色、橙色、黄色三个预警区间对西藏自治区2005～2014年草地承载力开展监测预警研究, 结果表明:1.2005～2014年西藏自治区草地退化问题严重, 2005、2006、2009、2012和2014年草地退化程度处于红色预警区间, 其余监测年为橙色预警区间;2.区域草畜平衡指数由橙色预警区间降至无预警区间, 草地载畜量趋于合理;3.研究期内西藏自治区草地承载力总体呈上升趋势, 提高草地覆被、遏制草地退化速度是提升区域生态承载力的重要途径。

　　《青海草业》办刊宗旨：坚持立足青海，面向基层，面向草地畜牧业生产实际。主要内容立足青海，面向基层，主要报道青海草业开发、科研、技术推广、调查研究、草地利用管理经验及国内外草业科技信息，重点为与草地建设、草地保护和草地生态治理等密切相关的信息,以反映青藏高原地区草业和草地畜牧业科技发展状况。

　　一、引言

　　自然资源是支撑人类经济社会可持续发展的物质基础, 近年来, 为片面追求经济发展速度, 盲目扩大城市规模, 许多地区采用粗放的、以牺牲资源环境为代价换取经济增长的发展方式, 给生态环境带来不利影响。如何有效限制和约束人类对自然资源的利用程度和开发规模, 维护人类社会与自然资源的和谐共处, 成为亟待解决的关键问题。2017年9月, 中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于建立资源环境承载能力监测预警长效机制的若干意见》。开展区域资源环境承载力监测预警研究, 有助于科学认知资源环境承载力阈值及发展基础, 明晰区域未来发展趋势与发展潜力。

　　国内针对资源环境承载力监测预警已经开展了有益探索, 当前学者多从不同研究区域、不同指标要素构成和资源环境承载力监测预警指标体系构建等方面展开。

　　西藏自治区地处青藏高原, 是维护整个西南乃至全国生态安全的重要保障。区域天然草地占有量居全国首位, 是西藏自治区分布最广的生态系统, 占总国土面积的69%。天然草地具有涵养水源、防风固沙、水土保持、调节局部小气候、净化空气等多种生态功能, 同时也是地区畜牧业发展的物质基础, 对西藏自治区经济社会可持续发展具有重要意义。我国学者针对西藏地区草地承载力已开展了较为丰富的研究, 但鲜见西藏自治区草地承载力动态监测预警。随着地区人口和经济社会的不断发展, 资源环境系统也在发生变化, 开展草地承载力动态监测预警研究有助于有效规范草地开发秩序, 合理控制草地开发强度, 切实将各类开发活动限制在资源环境承载能力之内, 为构建高效协调可持续的国土空间开发格局奠定坚实基础, 引导和约束地方政府严格按照资源环境承载能力谋划经济社会发展。

　　本文利用MODIS NDVI遥感数据和GIS技术, 结合多种计算方法, 选择2005~2014年作为研究时段, 从高到低划分红色、橙色、黄色三个预警区间对西藏自治区草地承载力开展实证监测预警研究, 反映区域草地承载状况及其变化。

　　二、数据与方法

　　(一) 研究区概况

　　西藏自治区 (26°50'~36°53'N, 78°25'~99°06'E) 位于青藏高原西南部, 地势由西北向东南倾斜, 地形复杂多样、景象万千, 气候西北严寒干燥, 东南温暖湿润。全区面积120.84万km2, 约占全国总面积的1/8, 其中天然草地面积82.67万km2, 位居全国第一, 是中国主要的牧区之一。西藏畜牧业加工、流通等相关产业对地区国民经济贡献极大, 是西藏经济社会发展的基础产业和支柱产业。2014年年末全区常住人口总数为318万人, 辖4个地级市、3个地区, 4个市辖区、72个县, 地区生产总值920.83亿元。

　　(二) 数据来源

　　本研究涉及的数据主要有统计数据、监测数据、遥感数据和实测数据。

　　统计数据来源于2005~2014年《西藏统计年鉴》为区域年末牲畜存栏数量;监测数据来源于农业部2014年《全国草原监测报告》, 为2006~2014年西藏自治区草原产草量监测数据;遥感数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台, 为MODIS中国NDVI合成产品MODNDI1M, 时间分辨率为1月, 时间跨度为2005~2014年, 空间分辨率为1km;实测数据来自杨元和论文, 为2001~2005年中国北方草原夏季 (7~9月) 生物量实测数据。

　　(三) 研究方法

　　从西藏自治区实际出发, 考虑草地的生态价值和经济社会价值, 选用草地退化程度和草畜平衡指数反映区域草地承载状况, 开展西藏自治区草地承载力监测预警研究。

　　1. 草地退化程度。

　　首先利用杨元和论文实测数据, 得到西藏自治区天然草地植被覆盖空间分布图, 接下来利用NDVI遥感数据和像元二分法, 得到2005~2014年西藏自治区天然草地植被覆盖度的空间分布图, 最后将各图层叠加, 计算得出区域草地退化程度。

　　三、结果分析

　　(一) 西藏自治区草地承载力监测预警阈值划分

　　从西藏自治区草地承载现状出发, 划分草地退化程度和草畜平衡指数监测预警阈值区间。阈值划分的主要依据为国家或地方天然草地管理准则或行业标准, 部分采用专家学者或机构多年研究得出的经验数字, 综合考虑西藏自治区的现实状况及特殊性, 调整确定 (表1) 。

　　草地退化程度阈值划分参考赖敏等对天然草地退化程度划分标准的研究成果, 黄色阈值区间为草地轻度退化、橙色阈值区间为草地中度退化、红色阈值区间为草地重度退化;草畜平衡指数阈值划分参考徐斌等对中国草原牧区和半牧区草畜平衡状况的监测研究及钱拴等对青藏高原地区载畜能力及草畜平衡状况研究中西藏地区的研究成果, 黄色阈值区间为草地载畜量超载、橙色阈值区间为严重超载、红色阈值区间为极度超载。

　　(二) 2005~2014年草地载力监测预警实证分析

　　选用研究区2005~2014年草地承载数据开展草地承载力监测预警实证分析, 区域十年间草地退化程度和草畜平衡指数变化情况如图1所示。

　　从图1中可以看出, 西藏自治区草地退化问题严重, 监测期内草地退化程度在2005、2006、2009、2012和2014年处于红色预警区间, 2007、2008、2010、2011和2013年处于橙色预警区间, 2012年区域退化草地占比为59.86%, 是监测期内草地退化最严重的年份;西藏自治区草地载畜压力减小, 草畜平衡指数在2006和2007年处于橙色预警区间, 到2008~2011年处于黄色预警区间, 2012年起无预警风险, 草畜平衡指数由2006年的29.78%降至2014年的-12.39%, 区域草地载畜量由超载过渡为盈余。

　　四、讨论与结论

　　在系统调研分析西藏自治区草地承载现状的基础上选取监测预警指标, 基于国家或地方天然草地管理准则、行业标准和相关研究成果, 确定监测预警指标阈值区间, 进而划分红、橙、黄三级预警等级。黄色预警表示草地承载处于临界超载或轻微超载状态;达到橙色预警阈值, 草地承载状况已出现较为严重的超载问题;一旦达到红色预警, 若不及时进行调整, 区域草地承载力可能进入不可逆状态。选择2005~2014年作为研究时段, 开展西藏自治区草地承载力监测预警指标实证分析。

　　对2005~2014年西藏自治区草地退化程度监测预警发现, 草地退化依旧是西藏地区重要的生态问题, 国家和当地政府虽大力推进生态修复工程建设, 但区域草地退化问题却并未得到有效解决, 监测期内区域实际草地退化程度有一半处于红色监测预警区间, 其余为橙色预警区间;对2005~2014年西藏自治区草畜平衡指数监测预警发现, 草畜平衡指数逐年下降, 草地载畜压力降低, 到2012年, 区域草畜平衡指数无预警风险, 草地实际载畜量趋于合理化;结合草地退化程度和草畜平衡指数可以看出, 西藏自治区草地退化问题依旧严峻, 但伴随着草地载畜压力的下降, 区域草地生态压力降低, 草地承载力提升, 生态保护工程发挥作用。

　　针对西藏自治区草地承载现状及监测预警结果, 提出以下几点建议:1.在小面积范围内开展草地退化整治试验, 视成效决定是否运用于区域草地退化整治实践中, 提升生态修复工程实施的有效性, 加大生态修复工程实施力度, 遏制草地退化速度;2.实施科学合理的放牧规划, 分季度轮转放牧, 对人口和家畜较密集地区, 建议开展人工草地建植, 合理存储干草, 加大农林副产品对牲畜的补饲, 对于草地退化严重地区, 建议围栏封育、补播改良、治虫灭鼠, 对于植被稀疏、毒杂草危害严重的地区, 建议先修复当地生态环境, 再发展畜牧养殖, 综合提高区域草畜系统生产力;3.进一步完善西藏地区草地承载力监测预警研究, 走生态修复和草地退化整治相结合的道路, 优化西藏自治区生态安全屏障体系, 提升生态系统质量和稳定性, 坚持“以草定畜”的合理放牧规划, 走科学可持续的畜牧业发展道路, 维持草原生态系统的平衡与稳定。

　　从草地的生态价值和经济社会价值选取草地退化程度和草畜平衡指数开展西藏自治区2005~2014年草地承载力监测预警实证分析研究表明, 草地退化程度和草畜平衡指数能够较好地反映西藏自治区草地承载力动态特征, 可应用于区域草地承载力监测预警实践。开展西藏自治区草地承载力监测预警研究, 可以为类似地区草地承载力监测预警研究提供参考, 有助于西藏自治区资源环境承载力综合监测预警指标体系的构建。

　　本研究尚存在的若干不确定性包括:1.西藏自治区野生动物种类丰富, 除家畜外, 还存在如藏野驴、藏羚羊等野生食草动物, 会影响区域草畜平衡指数计算的准确性;2.计算区域草地覆盖度过程中, 未扣除自然保护区和坡度较大地区, 这在一定程度上影响了草地退化程度计算的准确性;3.仅选择草地退化程度和草畜平衡指数开展西藏自治区草地承载力监测预警研究略有薄弱。未来可分区对西藏自治区草地退化程度和草畜平衡指数展开研究, 增加切实可行的草地监测预警研究对象, 完善西藏自治区草地承载力和资源环境承载力监测预警研究体系。

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