全 文 ：第 19 卷 第 3 期
Vol. 19 No. 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2011 年 5 月
M ay. 2011
西藏班戈县草地退化动态变化及其驱动力分析
徐 瑶1, 2, 何政伟1 , 陈 涛1, 2
( 1. 成都理工大学地球科学学院, 成都 610059; 2. 西华师范大学国土资源学院, 南充 四川 637002)
摘要:为了监测班戈县近 20 年( 1990- 2009 年)草地退化状况,利用 3 个时相的 TM 和 ETM 数据, 以及 CEBERS 数
据,分别提取了班戈县的植被指数, 并通过植被指数转化模型计算出植被覆盖度。按植被覆盖度将草地划分为 4 个
不同退化等级,比较了班戈县近 20 年草地退化情况, 分析了草地退化的原因。结果表明: 草地退化面积前 10 年
( 1990- 1999 年)呈增加趋势,后 10 年( 2000- 2009 年)呈减少趋势, 从总体变化趋势看, 草地退化面积在不断增加。
造成草地退化的原因包括自然原因如气候高寒、干旱, 土壤贫瘠、鼠虫害, 以及人为因素如超载、不合理的开采活动
以及滥挖药材等。
关键词:植被指数; 草地退化;驱动力; 西藏;班戈县
中图分类号: Q944. 56 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2011) 03-0377-04
Dynamics and Its Driving Factor of Grassland Degradation in Bange County
XU Yao1, 2 , HE Zheng-w ei1 , CHEN T ao1, 2
( 1. College of Earth Sciences, Chen gdu U nivers ity of T echnolog, Chengdu 610059, China;
2. Land and Resources College, China West Normal U nivers ity, Nanchong, Sich uan Province, 637002, China; )
Abstract: Vegetat ion cover age level w as calculated using vegetation index according to vegetat ion index
tr ansformation model. Deteriorated grasslands of Bange County w ere invest igated using three- phase T M,
TM data and CEBERS data. T he deter io rated g rasslands w ere classif ied as four dif ferent levels according
to vegetat ion coverage degree. T he dynamics and driving factors o f grassland deteriorat ion in recent 20
year s w ere analy zed in Bange County. Results show ed that Results show ed that gr asslands in Bange Coun-
ty w ere increasing ly deterior at ing in the last 20 year s. Grassland deterio rat ion w as caused by both natural
and human elements. N atural elements included frigid climate, poor soil and disaster of rats and pests,
w hile human elements included overg razing , irregular mining act iv ities and excessive picking medicinal ma-
terials.
Key words: Vegetat ion index; Grassland deg radat ion; Dr iv ing factor; T ibet ; Bange County
草地资源是全球陆地绿色植物资源中面积最大
的再生性自然资源,是陆地生态系统的重要组成部
分,具有调节气候、防风固沙、保持土壤水分和肥力、
减少水土流失和维持生态平衡的功能[ 1~ 3]。然而,
自上个世纪以来,随着人口的不断增长和人类活动
的加剧,全球和地区性生态灾难频繁发生,草地生态
系统呈现出不同程度的退化与沙化,直接或间接地
威胁着人类的生存与发展。
地处青藏高原腹地的藏北高原拥有辽阔的天然
草地资源, 各类天然草地面积共达 4 800 104 hm 2 ,
占藏北高原土地面积的 81% [ 4]。但是, 草地资源在
人们不合理利用中不断退化, 特别是 20 世纪 80 年
代以来, 草地退化加速。青藏高原生态系统十分脆
弱,一经破坏极难恢复。为此,监测藏北草地退化动
态变化,寻找草地退化的根本原因,探索遏制草地退
化的有效措施,从根本上扭转草地退化的局面, 促进
草地资源的可持续利用, 这对当前藏北地区生态恢
复是非常必要的。本研究利用遥感影像数据的同时
结合地面调查数据,进行草地植被专题信息的提取,
通过构建草地植被的地面信息与遥感图象之间的相
关关系进行遥感估测, 对班戈县草地资源退化状况
以及影响因素进行系统研究,为合理制定草地退化
治理决策提供客观的参考依据。
收稿日期: 2010-12-30;修回日期: 2011- 03-01
基金项目:西藏重大农业生态环境问题防护技术研究( 2007-71)资助
作者简介:徐瑶( 1973- ) ,女,四川渠县人,副教授,博士研究生,主要从事生态遥感教学与研究, E- mail: x uyaonc@ 126. com
草 地 学 报 第 19卷
1 材料与方法
1. 1 研究区概况
班戈县位于那曲地区西北腹心地带( E8856~
9118, N2955~ 3215) , 东与那曲县为邻,西与申
扎县相接,南与拉萨市当雄县、日喀则地区南木林县
相邻,北接双湖区与安多县。班戈县平均海拔4 745
m,由于群山隔断印度洋潮湿空气的进入,属高原亚
寒带季风半干旱气候区,年日照时数 2 900 h, 年最
高气温 21. 9 , 最低气温- 28. 6 。年降水量为
289~ 390 mm ,主要集中在 6- 9月。年蒸发量为 1
993. 4~ 2 104. 1 mm, 为降水量的 6. 9~ 7. 3 倍。班
戈县属南羌塘高原湖盆地区, 山势平缓, 草原开阔,
植被类型十分简单, 主要类型为高山草原,只有部分
地区出现狭窄的高山草甸区。
1. 2 遥感数据源及图像处理
遥感数据为 1990 年 Landsat TM 数据 7 景、
2000年 ET M+ 数据 6景以及 2009年 CEBERS 数
据 8景;班戈县 l 10 万地形图; 班戈县行政区划
图;班戈县 1 km 土地利用图; 班戈县 1 400 万土
壤分类图。
首先, 利用 ERDAS IMAGINE 遥感图像处理
软件,地形图进行几何校正和矢量化,等高线生成数
字高程模型( DEM )为后期数据处理做准备。以地
形图为基准,利用三次多项式拟合法对遥感影像进
行几何校正,使遥感图像与地形图地理坐标保持一
致,遥感影像与地理图误差小于 1 mm, 二次多边形
变换和最邻近插值法进行几何纠正和配准, 均方根
误差小于 0. 4个像元,投影为高斯- 克吕格投影, 北
京 54坐标系。然后, 对同时期影像镶嵌,按行政区
界进行裁减,并通过多波段彩色合成进行增强处理,
产生班戈县多波段影像[ 5~ 8] 。
1. 3 植被覆盖度遥感监测模型
归一化植被指数 NDVI 能较好地适应植被盖
度稀疏、盖度差异悬殊的地区,是目前运用较多的获
取植被盖度的方法之一。利用遥感处理软件 ER-
DAS,直接运行 indices 命令对 T M 影像进行 NDVI
计算,得到研究区不同时相的 NDVI 灰度图。植被
覆盖度可以通过植被盖度来获取[ 9~ 11]。利用以下
公式来获取植被覆盖度:
fc= ( NDVI - NDVIsoil ) / ( NDVIveg- NDVIsoil ) ( 1)
其中, NDVIsoil为完全是裸土或无植被覆盖区域
的 NDVI值, NDVIveg则代表完全被植被所覆盖的
像元的 NDV I值, 即纯植被像元的 NDVI值。
参考班戈县土地利用图和土壤图, 对整个区域
内的 NDVI值进行频率统计,取土壤图中累积频率
为 5%的NDVI值为NDVIsoil ,土地利用图中累积频
率为 95%的 NDVI值为 NDV Iveg ,将所得的 NDV I-
soil和 NDV Iveg值代入公式( 1) , 可得到班戈县 3期草
地植被覆盖度图。
1. 4 植被盖度的分级
依据天然草地退化、沙化、盐泽化的分级指标
( GB19377) , 并根据遥感影像判读原理和特点所制
定的草地退化遥感分类系统和分级标准, 利用草地
覆盖度为主因子将草地退化等级分为无明显退化、
轻度退化、中度退化和重度退化 4个等级, 分别为:
> 85% (无明显退化)、60% ~ 84%(轻度退化)、26%
~ 59% (中度退化)、< 25% (重度退化) ,得到研究区
植被覆盖度分级图,并进行分级统计,获得班戈县草
地退化变化的面积数据。
2 结果与分析
由表 1可知,从 1990- 2009年近 20 年间班戈
县草地面积发生了很大变化,总体变化趋势是草地
退化面积不断增加, 中度和重度退化面积在总退化
面积中所占比例在增加。1990- 2009 年班戈县草
地退化面积增加了 77. 89万 hm 2 ,其中以轻度退化
和中度退化增加为主, 分别增加了 33. 37 万 hm2 和
36. 22万 hm2。1990年退化面积占所有草地面积的
31. 80% , 2009年提高到 71. 23% ;轻度退化的比例
由 74. 76%下降为 2009 年的 58. 85% ,中度退化的
比例由 18. 02%增加到 32. 22% ,重度退化比例变化
不大。总的来说,近 20年来, 班戈县的草地植被呈
退化趋势。边多等 [ 2]用 NOAAMODIS 卫星数据通
过 NDVI归一化植被指数计算了藏西北高寒牧区
草地退化, 得出班戈县 2005 年草地退化面积为
26394. 85 km
2
,占草地总面积的 62. 92%, 其中轻度
退化面积占退化草地总面积的 56. 9%、中度退化占
38. 70%、重度退化占 4. 40%。草地退化总面积前
后差异主要是由于所用的遥感资料类型、年代和草
地退化的评价基准不同。但二者不同程度的草地退
化面积占总草地退化面积的比例大致相同,均以轻
度退化为主。
378
第 3期 徐瑶等:西藏班戈县草地退化动态变化及其驱动力分析
表 1 班戈县 1990- 2009 年植被退化面积统计表
T able 1 Grassland degenerat ion of Bange County from 1990 t o 2009
退化等级
Degradat ion degree
1990年 2000年 2009年
面积(万 hm2 )
Area( M ill ion h ectares )
所占比例
Proport ion
面积(万 hm2 )
Area( M il lion hectares)
所占比例
Proportion
面积(万 hm2)
Area( M ill ion hectares)
所占比例
Proport ion
总退化面积
Total deteriorat ion area
78. 39 31. 80 188. 67 73. 78 156. 28 71. 23
轻度退化
Mild degradat ion
58. 60 74. 76 90. 34 47. 88 91. 97 58. 85
中度退化
Moderate degradation
14. 13 18. 02 70. 20 37. 21 50. 35 32. 22
重度退化
Severe degradat ion
5. 66 7. 22 28. 07 14. 88 13. 96 8. 93
从整个 1990- 2009年的遥感数据分析, 可以明
显看出 2个时间段植被退化的情况不一样。1990-
2000年这个时间段, 班戈县植被退化强度在加剧,
总退化面积在增加, 部分草地已经退化成裸地。
1990- 2000年草地退化面积达到 188. 67 万 hm 2 ,
退化面积增加了 110. 28万 hm 2 ,其中轻度退化面积
增加了 31. 74 万 hm2 , 增加量主要来源于未退化草
地;中度退化草地增加量达到 50. 67万 hm2 , 重度退
化草地增加了 22. 41 万 hm2。1990 年退化草地以
轻度退化为主, 占整个退化草地的 74. 76% ,中度和
重度退化分别占 18. 03%和 7. 22% ;而在 2000年的
草地退化中,轻度退化的比例只占 47. 88% ,中度和
重度退化的比例分别占 37. 21% 和 14. 88%。从
2000- 2009年的遥感图像分析,植被覆盖率明显提
高,草地退化程度有所减轻,各地的植被覆盖率都得
以提高,整个生态环境向良性方向发展。从 2000-
2009年,草地退化面积减少了 32. 39 万 hm2 , 其中
轻度退化面积增加了 1. 63万 hm2 , 中度和重度退化
面积分别减少了 19. 85 和 14. 11万 hm2。2009 年
轻度退化占总退化的 58. 85%, 中度和重度退化的
比例分别占 37. 21%和 14. 88%,轻度退化的比例较
2000年提高了 10. 97%。与 1990年相比, 2000 年
草地退化面积明显大于植被恢复面积; 而与 2000年
相比, 2009年植被恢复面积明显大于退化面积。
3 讨论
3. 1 自然原因所引起的草地退化分析
3. 1. 1 气候高寒、干旱 班戈县平均海拔 4 700
m,气候寒冷,空气稀薄, 年均温- 1~ 1 。由于青
藏高原的隆起阻碍了湿润气流进入本区, 致使区内
气候趋于干冷, 干旱化越来越严重;同时由于受目前
全球气候变暖的影响,青藏高原的气温略有升高, 蒸
发量增大而降水有所减少(图 1) ,使本就降水不足
的高原气候更趋干旱。低温、干旱使得植被低矮稀
疏,生长季非常短,生物量低牧草产量低[ 11~ 13]。
图 1 1999- 2008年班戈县蒸发量/降水量对比图
F ig. 1 Evapration/ Precipit ation s constrast o f
Bange County since 1999 to 2008
3. 1. 2 土壤贫瘠 根据项目组的调查,藏北地区土
壤粒径较大, 含水量较少, 土壤基本呈弱碱性和碱
性,影响土壤中磷元素富集,且土壤的有机质含量均
低于西藏非耕地土壤氮素表层有机质平均值,全氮
也均低于西藏非耕地土壤氮素表层全氮平均值, 土
壤相对较为贫瘠, 一定程度上影响草本的生长, 加剧
草地退化。从草地自身营养元素分析, 研究区草地
营养成分普遍偏低,牧业发展受到了一定限制。
3. 1. 3 草地鼠虫害严重 西藏全区 90%以上的草
地都发生过鼠害和虫害。鼠类主要为高原鼠兔,
1995- 2004年间,全区鼠害危害面积在 4. 67 107
hm
2
,约占全区草地面积的 58%; 其中严重危害面积
9. 33 105 hm 2 , 约占全区草地面积的 11. 6%。西
藏虫害主要有草原毛虫( Gynaephora spp. )及西藏
飞蝗( Locusta migr ator ia t ibetensi s Chen) , 据西藏
自治区畜牧兽医技术推广服务中心调查统计, 自
2004年 6月到 8月,班戈县草原毛虫危害面积就达
8 000 hm
2。被虫害危害过的草地产草量减少, 草原
379
草 地 学 报 第 19卷
毛虫严重发生区,第 2年寸草不长,加速了草地退化
的速度。草原毛虫毒性大, 牲畜误食后引起口腔糜
烂,影响食草而使牲畜死亡率上升。
3. 2 人为因素所引起的草地退化分析
3. 2. 1 牲畜超载 随着人口的快速增长及家庭承
包责任制的实施,牲畜数量也大量增长,超载现象严
重,导致草地退化。1996年那曲地区理论载畜量为
608. 89万绵羊单位, 而 1995 年存栏数为 1 242. 28
万绵羊单位,超载率为 104. 0% ;班戈县超载率更是
高达 171 9% [ 2]。牲畜的过渡啃食必然会使牧草长
得越来越矮,产量越来越低,同时牲畜的过度踩踏也
会使土壤变得紧实, 导致其透气透水能力降低,土壤
性状恶化,严重地破坏草地的生态环境,加剧草地退
化。退化了的草地承载力更低,势必会使超载加剧,
形成恶性循环。
3. 2. 2 开采活动 不合理的开发矿产资源对草地
造成严重破坏。由于西藏大部分采矿企业采取了
先易后难,先富后贫, 采富弃贫, 层层转包的开采
方式, 所有矿区的草地几乎全部被破坏。开采过程
中无计划、遍地开花,进入矿区的车辆没有固定行车
路线,周边草地在日复一日的碾压下,遭到了严重破
坏。部分矿区存在越界开采行为,开采面积的扩大
又造成新的草地破坏。班戈县矿产资源较多, 日阿
铁铜矿、拉青东铜金矿、双湖特别区加低镍矿等数十
个矿区的开采, 使得矿区周边草地因受碾压等影响,
退化严重;废矿、废弃物等堆积于草原上, 同样也会
破坏草地。
3.2. 3 滥挖药材 近年来,随着虫草价格一路攀升,
导致人们疯狂采挖,形成了越少越贵,越贵越挖,越
挖越少的恶性循环,疯狂而无序的采挖行为已经对
当地的生态环境造成了威胁。虫草生长在 3 800 m
以上的高山草甸地区,生存环境本身脆弱,过度开采,
必然对脆弱的高原环境造成严重破坏,加之采挖时的
践踏、车辆碾压以及扎帐篷、取水、生火、做饭等活动
造成的植被破坏,据专家估计一名冬虫夏草采挖者一
年就要破坏数千平方米的草地。采挖季节过后, 草山
上留下无数坑洞, 这些坑洞不仅寸草不生,还会不断
沙化,并可能引起整片草地的退化, 严重破坏了虫草
和其他高原生物的生境。班戈县的虫草分布较多,大
量的采挖活动,已经对草地造成严重破坏。
4 结论
4. 1 从 1990- 2009年近 20 年间班戈县草地总体
变化趋势是草地退化面积不断增加; 1990- 2009年
期间班戈县草地退化面积增加了 77. 89 万 hm2 , 其
中以轻度退化和中度退化增加为主, 中度、重度退化
面积在总退化面积中所占比例不断增加, 轻度退化
的比例在减少,说明近 20年班戈县草地退化趋势在
增加,退化程度也在加重。
4. 2 1990- 2000 和 2000- 2009两个时段的草地
退化特征不同。从 1990- 2000年班戈县的草地退
化无论面积和退化程度都在增加,从 2000- 2009年
班戈县草地退化面积在减少,中度退化和重度退化
面积和比例都在减少, 说明 2000- 2009年班戈县的
生态环境逐渐变好, 主要与班戈县近年来实行草场
承包到户、退牧还草等措施有关。
4. 3 班戈县草地退化的原因除了人口增加过快、牲
畜超载、不合理的开矿和药材采挖等人为因素外,也
与本地气候寒冷、干燥、土壤贫瘠、生态环境脆弱,草
地破坏后不容易恢复也有一定的关系。
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(责任编辑 李美娟)
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