全 文 ：第21卷 第1期
Vol.21 No.1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2013年 1月
Jan. 2013
藏北那曲地区草地退化时空特征分析
戴 睿1,刘志红1∗,娄梦筠1,梁 津1,2,于明洋1
(1.成都信息工程学院,四川 成都 61022;2.四川省环境保护科学研究院,四川 成都 610041)
摘要:利用藏北那曲地区的2000-2011年 MODIS-NDVI数据,选用草地植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指
标,分析了过去10年该区草地退化的时空变化特征,为西藏自治区草原三化遥感监测提供重要参考依据。结果表
明:以2000-2002年的3年滑动平均值做“基准”,得出2002-2010年那曲地区草地共退化628.7万hm2,且以轻
度退化为主。那曲地区草地退化的面积表现出先增加后减少再增加的一个变化趋势,2002-2005年是那曲地区草
地退化的主要阶段。那曲地区草地空间变化主要分布在尼玛县、安多县、班戈县和申扎县。
关键词:那曲地区;草地退化;时空特征
中图分类号:S812.5:TP79 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2013)01-0037-06
Spatial-TemporalPatternsofGrasslandDegradationinNaquofNorthernTibet
DAIRui1,LIUZhi-hong1∗,LOUMeng-yun1,LIANGJin1,2,YUMing-yang1
(1.ChengduUniversityofInformationTechnology,Chengdu,SichuanProvince610225,China;
2.SichuanResearchAcademyofEnvironmentalScience,Chengdu,SichuanProvince610041,China)
Abstract:Vegetationcoveragewasselectedasamainevaluationindexbasedon2000-2011MODIS-NDVI
data.Thespatial-temporaldistributionsofgrasslanddegradationduringthelasttenyearswereanalyzedin
Naqutoprovideanimportantreferenceofremote-sensingtomonitorgrasslanddegradationintheTibet
AutonomousRegion.Resultsshowedthattheareaofdegradedgrasslandwithmainlymilddegradationin
Naquwas628.7milionhectaresduring2000-2011.Theareaofdegradedgrasslandhadanincreased-de-
creased-increasedtendency.Themainperiodsofgrasslanddegradationwasduring2002-2005.Grassland
spatialvariationinNaquwasmainlydistributedinNyimaCounty,AmdoCounty,BangorCountyand
XainzaCounty.
Keywords:NaquofnorthernTibet;Grasslanddegradation;Spatial-temporalpattern
草地资源是陆地生态系统的重要自然资源之
一,不仅为畜牧业的发展提供重要的物质基础,而且
在防风固沙、保持水土和涵养水源等方面也有重要
作用。那曲地区位于我国西藏自治区的北部,是我
国长江、怒江、澜沧江等主要江河的发源地[1]。全区
土地总面积3527万hm2,约占西藏自治区土地总面
积的1/3,且86%的土地为草地[2]。那曲地区牧业
产值占其国民生产总值的70%以上,牧业收入占那
曲农牧民总收入的80%以上[3]。然而由于该地区
生态环境极其脆弱,是气候变化的敏感地带,自然条
件恶劣,草地被破坏后恢复难度很大。加之长期以
来对草地资源的不合理利用,载畜量的不断增加导
致草地环境急剧恶化,草地退化严重,生产力日趋下
降。高清竹等[6]选择草地植被覆盖度为草地退化的
遥感监测指标,建立了藏北地区草地退化遥感监测
和评价指标体系,对藏北地区1981-2004年的草地
退化进行遥感监测和评价。毛飞等[5]以草地荒漠化
评价“基准”和5年滑动平均的方法,分析了1982-
2000年来那曲地区草地荒漠化的动态变化规律,在
分析气候因子对草地退化的影响中得出潜在蒸散量
对草地退化面积的影响最显著。
本文以 MODIS-NDVI数据为基础数据源,对
那曲地区历年的植被覆盖度进行反演,依据草地退
化遥感监测的国家标准(GB19377-2003)以及相关
参考文献[4],在定量确定草地退化评价“基准”的基
础上,用3年滑动平均的方法[5],对那曲地区草地退
收稿日期:2012-07-31;修回日期:2012-09-15
基金项目:国家发改委/西藏气象局“西藏自治区生态环境遥感监测与服务系统”(气发[2008]326)资助
作者简介:戴睿(1989-),男,安徽长丰人,硕士研究生,主要从事环境遥感研究,E-mail:dairui1240@163.com;∗通信作者 Authorforcor-
respondence,E-mail:373274272@qq.com
草 地 学 报 第21卷
化的时空特征进行分析,以期对当地及其周边地区的
生态环境保护和社会经济发展提供重要参考依据。
1 数据与方法
1.1 数据来源
遥感数据:主要是16天最大值合成的 MODIS-
NDVI数据,资料来自美国EarthObserv-ationSys-
tem(EOS)数据中心,空间分辨率为250m×250m,
时间为2000-2011年的生长季(5-9月)。
非遥感数据:那曲地区行政边界矢量数据,那曲
地区湖泊矢量数据。
1.2 研究方法
1.2.1 植被覆盖度 植被覆盖度(vegetationcov-
erage,简称VC),通常是指植被冠层垂直投影的面
积占基准地表单位面积的比例或者是百分数。地表
植被覆盖是描述生态系统特征的基础数据,获取地
表植被覆盖及其变化信息,对于评价区域生态环境
等来说具有非常重要的现实意义[4]。
研究表明,植被覆盖度与NDVI之间存在着极
显著的直线相关关系[4]。因此,在进行遥感监测植
被覆盖度的过程中,对依据下式所建立的植被覆盖
度与NDVI之间的关系进行植被覆盖度的进一步
估算[4]:
VC=NDVI-DNVISNDVIV-NDVIS
式中:VC 表示植被覆盖度,NDVIS 为研究区
域裸土最小的NDVI值,NDVIV 则指的是纯植被
像元的NDVI值或是最大NDVI值。
1.2.2 草地退化遥感监测和评价指标体系 依据
关于草地退化遥感监测的国家标准(GB19377-
2003)以及相关参考文献[4],以3年滑动平均后的
2001年做基准,认为是未退化的植被覆盖度,把草
地退化程度分为5级:未退化、轻度退化、中度退化、
重度退化和极重度退化,并确定草地退化遥感监测
和评价指标、标准和等级划分方法[6](表1)。
表1 草地退化遥感监测与评价指标、标准和等级划分
Table1 Evaluationindicessystem,criteriaandclassificationofremotesensingmonitoringofgrasslanddegradation
评价指标
Evaluationindices
监测与评价标准
Monitoringandevaluationcriteria
退化等级
Degradationdegree
草地退化等级划分方法
Classificationofgrasslanddegradation
未退化
Un-degradation
草地植被覆盖度达到未退化草地植被
覆盖度的90%以上
轻度退化
Milddegradation
草地植被覆盖度达到未退化草地植被
覆盖度的75%~90%之间
草地植被覆盖度
Vegetationcoverage
未退化草地植被覆盖度
Un-degradedvegetation
coverage
中度退化
Moderatedegradation
草地植被覆盖度达到未退化草地植被
覆盖度的60%~75%之间
重度退化
Severedegradation
草地植被覆盖度达到未退化草地植被
覆盖度的30%~60%之间
极重度退化
Mightyseveredegradation
草地植被覆盖度达到未退化草地植被
覆盖度的30%以下
本文采用3年滑动平均的方法得到处理后的
2001-2010年研究区NDVI数据,同时利用遥感反
演的方法获得2001年到2010年研究区逐年植被覆
盖度数据。根据上述建立的草地退化遥感监测和评
价指标、标准和等级划分方法,在遥感和地理信息系
统支持下得到那曲地区2002-2010年草地退化变
化面积数据。
2 结果与分析
2.1 那曲地区草地退化时间变化分析
由表2可知,2002-2010年那曲地区草地面积
没有发生大的变化,但草地退化面积呈缓慢增加趋
势,9年内共退化628.7万hm2,其中轻度退化面积增
加了387.2万hm2,占区域草地总面积的11.49%;而
中度退化、重度退化和极重度退化面积分别增加
153.9万hm2,64.5万hm2和23.1万hm2,分别占
区域草地总面积的4.57%,1.91%和0.69%。其
中,2002年退化面积占所有草地面积的9.33%,
2010年这一比例增加到27.98%。轻度退化占所有
草地面积的比例由2002年的4.54%提高到2010
年的16.02%;中度退化的比例由0.58%增加到
1.80%;重度退化的比例变化不大,由0.26%增加
到0.80%;极重度退化的比例由3.95%下降为
2.45%。总的来说,近10年那曲地区的草地呈现出
稍许退化加剧的变化趋势,且以轻度退化为主。
83
草 地 学 报 第21卷
图2 2002-2010年那曲草地空间格局变化
Fig.2 ChangesofgrasslandspatialpatterninNaqufrom2002to2010
表3 那曲地区2002-2010年退化草地转移矩阵
Table3 GrasslandconversioninNaqufrom2002to2010 万hm2
2010年
2002年
未退化
Un-degradation
轻度退化
Mild
degradation
中度退化
Moderate
degradation
重度退化
Severe
degradation
极重度退化
Mightysevere
degradation
未退化 Un-degradation 2317.7 76.3 8.0 3.7 21.5
轻度退化 Milddegradation 496.5 39.9 3.0 0.6 0.2
中度退化 Moderatedegradation 147.1 21.9 3.4 0.8 0.2
重度退化Severedegradation 57.4 10.8 3.1 1.6 0.4
极重度退化 Mightyseveredegradation 37.2 4.0 2.0 2.1 110.9
草地增加现象主要分布在尼玛县、安多县、嘉黎
县、比如县和班戈县。从草地空间变化类型的分布
来看,各类退化等级由轻度退化、中度退化、重度退
化、极重度退化变成未退化主要分布在尼玛县和安
多县,增加面积为44.672万 hm2 和17.394万
hm2,嘉黎县、申扎县、班戈县、比如县和巴青县偏
少;各类退化等级由中度退化、重度退化、极重度退
化变成轻度退化主要分布在尼玛县、安多县、嘉黎县
和比如县,增加面积分别为1.398万hm2,0.569万
hm2,0.284万hm2 和0.281万hm2;各类退化等级
由重度退化、极重度退化变成中度退化主要分布在
尼玛县、安多县、比如县和嘉黎县,增加面积分别为
0.363万hm2,0.176万hm2,0.086万hm2 和0.081
万hm2;各类退化等级由极重度退化变成重度退化
主要分布在尼玛县和安多县,增加面积为0.134万
hm2 和0.086万hm2。
草地减少现象主要分布在尼玛县、班戈县、安多
县、申扎县和那曲县。从草地空间变化类型的分布
来看,各类退化等级由未退化变成轻度退化主要分
布在尼玛县、班戈县、安多县、申扎县和那曲县,减少
面积分别为289.37万hm2,48.153万hm2,41.861
万hm2,38.263万hm2 和23.612万hm2;各类退化
等级由未退化、轻度退化变成中度退化主要分布在
尼玛县、安多县、申扎县和班戈县,减少面积分别为
04
第1期 戴睿等:藏北那曲地区草地退化时空特征分析
表2 那曲地区2002-2010年各类退化草地面积统计表
Table2 GrasslanddegradedareainNaqufrom2002to2010 万hm2
退化等级
Degradationdegree
未退化
Un-degradation
轻度退化
Milddegradation
中度退化
Moderatedegradation
重度退化
Severedegradation
极重度退化
Mightyseveredegradation
2002年 3055.9 152.9 19.6 8.9 133.1
转出 Rolout 738.3 113.1 16.1 7.3 22.3
转入 Rolin 109.6 500.3 170.1 71.8 45.3
2010年 2427.2 540.1 173.5 73.4 156.2
增减 Decreaseandincrease -628.7 387.2 153.9 64.5 23.1
图1 那曲地区草地退化年际变化
Fig.1 InterannualvariationofgrasslanddegradationinNaqu
由图1结合整个研究时期的遥感数据分析,从
2002-2010年草地退化的面积表现出先增加后减
少再增加的一个变化趋势。2002-2005年草地退
化面积增加了648.3万hm2,其中轻度退化面积增
加423.5万hm2,增加量主要源于未退化草地,中度
退化、重度退化和极重度退化面积增加分别为129.5
万hm2,51.7万hm2 和43.6万hm2;这一时间段草
地退化主要以轻度退化为主,占整个退化草地的
65.33%。2005-2008年草地退化面积减少了226.2
万hm2,其中轻度退化面积减少125.9万hm2,中度
退化、重度退化和极重度退化面积分别减少46.2万
hm2,23.9万hm2和30.2万hm2;这一时间段草地
退化程度有所减轻,植被覆盖率得以提高。2008-
2010年草地退化面积增加了215.2万hm2,其中轻
度退化面积增加89.5万hm2,中度退化、重度退化
和极重度退化面积分别增加了70.7万hm2,36.6
万hm2 和18.4万hm2;这一时间段草地退化程度
又有所提高,草地退化以轻度退化和重度退化为主,
共占整个退化草地的74.42%。
同整个研究时期草地退化面积相比,2002-
2005年草地退化面积超出19.5万hm2,可见这一
时间段是那曲地区草地退化的主要阶段。在2005
年过后,由于受国家退耕还林、还草和禁牧休牧的影
响,那曲地区的植被覆盖度还是有所增加,只是草地
还没有达到稳定恢复的趋势。
2.2 那曲地区草地退化空间变化分析
在草地植被退化遥感调查的基础上,利用变化
监测分析法,得到了那曲地区2002-2010年草地空
间变化图和空间转移矩阵,如图2和表3所示。同
时根据那曲地区各县行政边界裁剪出各县草地退化
图,统计各县数据得到表4所示内容。
结合图2和表3可以看出,2002-2010年那曲
地区草地空间格局变化主要为未退化变成轻度退
化,未退化、轻度退化变成中度退化,轻度退化、中度
退化、重度退化、极重度退化变成未退化。
93
第1期 戴睿等:藏北那曲地区草地退化时空特征分析
110.80万hm2,12.31万hm2,11.47万hm2 和11.41
万hm2;各类退化等级由未退化、轻度退化、中度退
化变成重度退化主要分布在尼玛县、安多县、申扎县
和班戈县,减少面积分别为45.136万hm2,5.426
万hm2,3.975万hm2 和3.258万hm2;各类退化等
级由未退化、轻度退化、中度退化、重度退化变成极
重度退化主要分布在尼玛县、安多县、申扎县和比如
县,减少面积分别为32.408万hm2,4.244万hm2,
1.759万hm2 和1.356万hm2。
表4 2002-2010年那曲各县草地空间变化
Table4 Grasslandspatialvariationintestedcountiesfrom2002to2010 万hm2
那曲地区 Naqu 那曲县 申扎县 班戈县 聂荣县 安多县 嘉黎县 巴青县 比如县 索县 尼玛县 总计
无变化 Nochange 120.937180.177180.177 75.628 339.073 95.969 95.969 91.042 49.9411286.7202513.828
增加至未退化Increasetoun-degradation 3.938 6.767 6.452 2.889 17.394 8.544 5.741 6.428 1.795 44.672 104.620
增加至轻度退化Increasetomilddegradation 0.152 0.236 0.208 0.120 0.569 0.284 0.255 0.281 0.079 1.398 3.582
增加至中度退化Increasetomoderatedegradation 0.043 0.053 0.037 0.028 0.176 0.081 0.055 0.086 0.019 0.363 0.941
增加至重度退化Increasetoseveredegradation 0.015 0.019 0.042 0.015 0.086 0.031 0.018 0.037 0.008 0.134 0.405
减少至轻度退化 Decreasetomilddegradation 23.612 38.263 48.153 5.007 41.861 11.843 6.532 7.464 2.118 289.370 474.223
减少至中度退化 Decreasetomoderatedegradation 3.865 11.47 11.408 1.257 12.33 4.02 2.39 3.051 0.799 110.807 161.397
减少至重度退化 Decreasetoseveredegradation 1.758 3.975 3.258 0.761 5.426 2.928 1.701 2.768 0.450 45.136 68.161
减少至极重度退化 Decreasetomightyseveredegra-
dation
0.432 1.759 1.53 0.227 4.244 0.934 0.312 1.356 0.041 32.408 43.243
那曲地区草地空间变化主要分布在尼玛县、安
多县、班戈县和申扎县,草地整体增加面积不及草地
整体减少面积,但草地退化等级无变化的面积占整
个那曲地区的74.6%,故那曲地区的草地仅呈现出
稍许退化加剧的变化趋势。
3 讨论
土地的荒漠化与人口增长导致过度放牧、过度
开垦等不适当的土地利用有直接关系[12]。根据那
曲地区人口统计资料分析,1985年全区人口总数为
26.58万人,1990年为29.95万人,1995年为33.03
万人,2000年为36.285万人,2011年增长到44.238
万人,平均年增长率为2.54%。随着本区人口不断
增长,人们对粮食、肉、燃料等需求也越来越多,这与
现有生产水平下,土地有限的生产力相比较,已造成
人们对生物产品需求量同土地实际所能提供的生物
生产力之间的尖锐矛盾[12]。
1996年那曲地区理论载畜量为608.89万绵羊
单位,而1995年实际载畜量为1242.28万绵羊单
位,超载率为104.0%[12]。2008年底那曲地区的实
际载畜量为1484万绵羊单位,超出理论裁畜量的
8.8%,超出合理载畜量的79%。牲畜的过渡啃食
必然会使牧草越来越矮,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[9]。因此超载过牧破
坏了草原的生态平衡,是导致那曲地区草原退化的
重要因素。
4 结论
采用3年滑动平均的方法,以2000-2002年的
滑动平均值做“基准”,得到那曲地区2002-2010年
的草地退化结果。整个研究时期那曲地区草地共退
化628.7万hm2,其中以轻度退化为主。近10年来
那曲地区草地退化的面积表现出先增加后减少再增
加的一个变化趋势。同整个研究时期草地退化面积
相比,2002-2005年草地退化面积超出19.5万hm2,
可见这一时间段是那曲地区草地退化的主要阶段。
在2005年过后,那曲地区的植被覆盖度还是有所增
加,只是草地退化还没有达到稳定恢复的趋势。
2002-2010年那曲地区草地退化空间格局变
化主要为未退化变成轻度退化,未退化、轻度退化变
成中度退化,轻度退化、中度退化、重度退化、极重度
退化变成未退化。草地空间格局变化主要分布在尼
玛县、安多县、班戈县和申扎县。其中草地增加现象
主要分布在尼玛县、安多县、嘉黎县、比如县和班戈
县,而草地减少现象主要分布在尼玛县、班戈县、安
多县、申扎县和那曲县。
(下转99页)
14
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(责任编辑 李美娟)
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那曲地区草场长期处于超载过牧状态是近年
来草地退化的重要原因。为防止那曲地区草地退
化加剧,建议继续加强退牧还草与退化草地修复
工程,并以优化畜群结构为突破口,加强科学养
畜,提高牧业生产效率。
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(责任编辑 李美娟)
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