达茂旗草原资源现状的遥感制图分析＊

贡吉玛，乌兰吐雅，杨胜利，图力古尔，何凤艳

（内蒙古草原勘察规划院，内蒙古 呼和浩特 010051）

引言

开展草原动态监测是当前草原保护建设的迫切需求。草地资源动态监测是全球变化监测的重要组成部分〔7〕。为了科学管理草原，国家新修订的《中华人民共和国草原法》提出国家要建立草原调查制度、统计制度及建立草原生态监测预警系统。定期开展草原资源与生态基况调查，建立具备资源评估、环境诊断、载畜量调控、自然灾情预报等方面的草原动态监测系统，可为各级政府制定相应的对策提供可靠依据〔9〕。因此，应用3S技术与地面调查相结合的方法，内蒙古草原勘察规划院2001～2003年对达茂旗草原资源进行了调查，建立了草原动态监测的本底数据，为政府和有关部门及时准确的了解草原现状及动态变化提供基础服务，对于草原的科学管理及可持续利用有着深远的意义〔15－16〕。

1 研究区社会自然概括

达茂联合旗是一个以蒙古族为主体、多民族聚居的边境牧业旗，是自治区23个牧业旗及19个沿边旗（县）之一，是内蒙古自治区包头市下辖的一个旗。面积17 410平方千米，人口11万。位于内蒙古自治区中西部，阴山北麓的乌兰察布高平原。国境线在本旗绵延88.6km。行政区划下辖1个镇、11个苏木、9个乡、2个牧场，95个嘎查、行政村。旗人民政府驻百灵庙镇；该旗原为乌兰察布盟，在1996年5月18日，国务院批准将达尔罕茂明安联合旗划归包头市管辖。见图1 达茂旗行政分布图

图1 达茂旗行政分布图

地形为低山丘陵及盆地属构造剥蚀地形，平均海拔1 376m，系内蒙古高原与阴山山脉的过渡地带。深居内陆，属温带大陆性干旱气候。全旗平均气温3.4℃，年最多降水量400.3mm，季节分配和年际变化悬殊。干旱、大风、霜冻、白灾和冰雹是最大的危害。水资源主要来源于大气降水，地表水主要是大气降水，地下水总体循环处于阴山北麓的内陆径流系统中，地下水总的状况是南部较北部丰富。主体土类是栗钙土和棕钙土，地带性草原为温性典型草原、荒漠草原、草原化荒漠，其中荒漠草原占主体地位。

2 研究方法与过程

该研究采用3S技术手段，以ETM遥感卫星数据为主要信息源，结合地面采集数据和历史资料的调查与监测方法。采用A1bers Equal Area，在同一个软件界面中叠加影像、野外样地资料、行政界线，根据所建立的遥感解译标志进行判读，人机交互式屏幕识别，鼠标勾绘草原类型图斑，进行数据统计，获得草原类，亚类现状分布图及其面积统计数据，并与矢量化的80年代草原资源类型分布图复合，分析影响草原资源时空分布的主要因素。

2.1 计算机硬、软件系统配置

依靠高性能计算机作为图像判读系统的硬件。使用的计算机配置为：内存：256兆以上、硬盘：40G、驱动器：显示分辨率：800×600颜色分辨率：24位或32K真彩色

遥感处理的应用软件系统采用ENVI、ERDAS系统软件；草原类型判读使用ArcView和ArcGIS等软件，进行人机交互判读分析、勾绘图斑等图形编辑。这些软件具有同时管理栅格图像与矢量图形的综合功能，具有多种数据格式的交换功能，可方便实现数据交换。

2.2 信息源收集

利用中科院提供的1999～2000年陆地资源卫星（Lansat）TM，分辨率为30m；时值植物生长旺季，7～9月份为主。又购置了2002年Lansat ETM，15m分辨率。从我单位收集了80年代MSS卫片，分辨率为80m。2001～2003年MODIS卫星数据通过与中科院合作项目获取。

收集有国家测绘局出版的1∶25万比例尺地形图；80年代比例尺为1∶100万《内蒙古草地资源类型图》，本旗1∶50万草原资源类型图及其矢量化电子地图，草原畜牧业相关的调查报告和资料等。土地利用数据：采用中国科学院提供的1999～2000年全区土地利用遥感调查的矢量图形数据。电子版1∶10万带有等高线，水域，道路，居民用地等信息的GIS地理底库。行政区划界线：采用本旗草原部门提供的以乡级为单位的行政区划界线电子地图。

2.3 野外数据采集

野外调查主要采用路线调查和典型区域调查结合的方法进行，用GPS定位，共做40个样地及10～15个观察定位样地。在一个样地中，根据草原植被群落分布的均匀性确定各种样方的数量，在均匀一致的草原类型中用作定性分析时，布设1个描述样方，产量测定样方3个，群落特征变异较大的类型增加样方个数。频度样方10个，高大草本和灌木样方布设1个大样方（50M2～100M2）。

地面数据采集的内容，包括植被种类组成，草群高度、盖度、地上生物量、可食牧草产量；同时对样地样方周围环境，如草原利用现状、利用强度、建设情况等进行记录。根据TM遥感影像的特征、地形图，选取有代表性的典型样地做解译标志的依据。

2.4 确定草地分类系统

根据内蒙古自治区第3次草原调查使用的草地类型划分标准，结合大量野外实地调查样地资料，建立了达茂旗草原类型系统。本次研究将草地划分到亚类。本次将达茂旗草地划分为4类，7个亚类。图斑编码是根据第2次全国草地遥感速查要求，采用5位数据编码，见表1。

表1 达茂旗草原分类系统及编码表

2.5 遥感解译制图与统计汇总

遥感图像处理包括几何处理和增强处理。几何处理是将有某些变形误差的遥感图像纳入某种地图投影，进行准确定位，较正误差小于2个像元。图像的增强处理是改善遥感图像目视判读的视觉效果，以提高目视判读能力。格式为Erdas的Image数据。

将处理好的遥感图像和达茂旗乡级界线行政图调进ArcView软件环境中，参考80年代草原类型图，土地利用现状图、地貌图、其它环境资料以及各类统计资料等，进行综合判断，找出地物与遥感图像的相应关系，建立草原类型判读的解译标志。根据解译标志屏幕目视判读遥感图像的各种地物，提取草原类型的信息，勾绘草原与非草原的界线、草原亚类界线，为制作草原类型图和统计数据作准备。

在地理信息系统的支持下，依据遥感影像特征，人机交互式判读完成全旗、乡级草原类、亚类分布图的基础上，进行草原面积及草原类、亚类面积统计汇总。统计汇总软件在Excel软件中进行。

3 结果与分析

3.1 草原资源面积分布状况

依据15m分辨率的ETM图像，参考历史的草原资源类型图等专业图件和地形图，制作了达茂旗草原各大类图和草原亚类分布图，见图2 达茂旗草原大类分布图、达茂旗草原亚类分布图。

图2 达茂旗草原亚类分布图

通过本次草原资源遥感监测，达茂旗全旗草地划分为4大类，7个亚类。达茂旗天然草地总面积155.14万hm2，占全旗总土地面积的85.35%；其中可利用草地面积139.63万hm2，占全旗草地总面积的90%。草原大类从南向北依次分布温性典型草原、温性荒漠草原和草原化荒漠3个自然植被地带，面积是146.27万hm2，占全旗草原总面积的94%；非地带性植被低平地草甸类广泛分布于各类之中，面积8.85万hm2，占全旗草原总面积的5.7%。地带性植被荒漠草原面积最大85.21万hm2，形成本旗的主体草场；其次典型草原面积为39.73万hm2，低平地草甸草原面积分布最小，面积是8.85万hm2。达茂旗草原大类排序柱图（见柱图a）达茂旗草原大类排序表（见图3）。

柱图a 达茂旗草原大类排序柱图

3.2 草原资源面积分布动态

本次草原资源监测与上世纪80年代草地资源调查结果相比，20年间达茂旗天然草地总面积减少了10.60万hm2，而可利用天然草地面积减少了11.16万hm2。从图5明显看出，草原面积减少最多的是典型草原，2003年比80年代草原面积减少8.4万hm2；其次是温性荒漠草原面积减少34.22万亩，温性草原化荒漠面积变化较少，减少的草原面积是0.98万hm2；低平地草甸类面积比80年代增加了0.99万hm2。2003年与80年代草原类面积比较柱图（见图3）、达茂旗草原类、亚类面积动态分析表（见图4）。

图3 2003年与80年代草原类面积比较

3.3 草原资源面积变化的原因

全旗草原面积本次比80年代是减少的趋势。草原面积减少的主要原因：首先是大面积草原被开垦为农田，这类草原分布在本旗南部靠近农区附近，它的土壤基质较好；另外，城镇、居民地、矿区及交通道路的扩建等，使草原面积减少较多。

各类草地面积减少原因与其所处地理位置以及在达茂旗农牧业生产中作用是分不开的。典型草原面积地处达茂旗南部，水土条件相对较好，又靠近农区，随着人口增加，人需耕地面积的增加，它逐步被开垦为农田，成为非草地。而荒漠草原类地处达茂旗中部，是全旗主要放牧场，随着人口牲畜头数的增加，各种居民点、道路等人、牲畜活动必备的场所的修建，使其面积逐年递减。温性草原化荒漠类，位于达茂旗北部边境地区，人口和牲畜头数有所增加，但数量远不及中部地区，各类占地相对较少，故面积减少较少。

结论：

以遥感卫星数据为主要信息源，结合地面采集数据和历史资料的监测方法，分析了达茂旗草地资源面积现状及变化状况。该区草原类型划分为4类，7个亚类。本旗天然草原面积155.14万hm2，占全旗总土地面积的85.35%；其中可利用草地面积139.63万hm2，占全旗草地总面积的90%。达茂旗草原20年间占优势的草原类型一直是荒漠草原，占全旗草地总面积的54.93%。草原面积减少原因为土壤基质较好草原被开垦为农田，城镇、居民地、矿区及交通道路的扩建等，使草原面积减少较多。

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〔15〕邢旗，高娃，毕力格吉夫 .利用3S技术进行内蒙古草原面积调查应用研究〔J〕.内蒙古草业，2009年，（2）：15－18.

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