甘南天然草地生产潜力与载畜量研究

秦冬梅，冯 今

（1.甘肃农业职业技术学院，兰州 730020；2.甘肃省草原技术推广总站）

甘南天然草地生产潜力与载畜量研究

秦冬梅1，冯 今2

（1.甘肃农业职业技术学院，兰州 730020；2.甘肃省草原技术推广总站）

甘肃甘南天然草地气候生产潜力主要受水分因素和返青期温度因素的制约，夏河县气候生产潜力受降水影响大，而玛曲和碌曲受返青期温度影响较大。甘南天然草地现实生产力占草地生产潜力的61.5%，还具有一定开发空间。经过计算分析得出，玛曲县最大载畜量为246×104羊单位，适宜为168×104羊单位；碌曲县最大载畜量为102×104羊单位，适宜为72×104羊单位；夏河县最大载畜量为208×104羊单位，适宜为121×104羊单位；全州估算最大载畜量为668×104羊单位，适宜为424×104羊单位。甘南州平均超载率为74.3%，玛曲县为72.0%，碌曲县为71.5%，夏河县最低，为41.3%。甘南天然草地均处在超载状况，一般认为70%以上的超载率就已经造成草地的过度利用，人为因素在草地退化中占主导地位。甘南高寒草地的开发潜力较大，但因实际载畜过多，超载严重，导致草地退化，成为限制草地质量提高的主要因素，降低载畜量已成为提高甘南高寒牧业的当务之急。

甘南；草地生产潜力；遥感；载畜量；超载率

甘南草地位于甘肃省西南部的甘州藏族自治州境内。西与青海省为界，南邻四川省，东接本省的武都、天水、定西3个地区，北连临夏回族自治州。土地面积38 311.6 km2，其中天然草地面积272.3×104hm2，占土地面积的70.28%，可利用草地面积253.9×104hm2，占草地面积的93.42%。甘南草地，是甘肃省重要的畜牧业生产基地，也是全国主要的天然草场之一，天然草地资源丰富，具产量高、质量好、耐牧性强、分布较为集中等特点。目前，由于载畜量的增加及对草场的不合理利用，导致草场退化，优良牧草减少，有毒植物大量滋生，造成天然草场的生产力下降，品质退化。本文通过对甘南高寒草地生产力与载畜量的研究，为甘南高寒牧业可持续发展和高寒生态环境建设提供基础依据。

1 研究方法

草畜平衡的宏观估算在全州进行，采用遥感估算现实生产力时以玛曲、碌曲、夏河纯牧业县为主要研究对象。本文采用定性研究与定量研究相结合，为使研究更加深入、准确，尽可能多地运用定量研究的方法。但由于可能受数据获取过程各个环节的不利影响，以及在数据处理过程中可能出现的问题，定量分析所得结论不一定能真实、全面地反映实际情况，因此，要始终坚持定性定量相结合，采取调研、访谈、专家咨询、查阅资料等多种方式及时对定量研究所得结论进行修正，使定量分析为定性分析提供支撑［1］。

在甘南州布设40个固定监测样地，200个随机监测样地，2007年6—8月，每月完成700余个生产力测定样方。面调查主要内容包括记录样地草地类型，用GPS测定的样方点经纬度、海拔高度，记录土壤类型、地形地貌，记录样方内主要植物的名称、盖度、高度、地上生物量等植物群落数量信息。

1.2 遥感估测

采用美国NASA LP DAAC（The Land Processes Distributed Active Archive Center)提供的16 d合成的250 m MOD13 Q1植被指数产品数据集。该数据集包含2种植被指数产品（NDVI，EVI）和对应的2个质量信息波段、最终合成植被指数的3个原始波段等共11个波段的信息，统一采用SINGRID投影。该产品已经经过了去云、辐射校正、大气校正等处理。

利用MRT投影转换工具，对该产品进行投影转换，转换为等经纬度坐标投影，基准面为WGS-84坐标系，

并对数据进行低通滤波处理，剔除噪音点。同时对每月两旬产品进行最大值合成处理，生成MODIS月植被指数集。按照玛曲县行政区划图，裁出研究区域2007年8月。在ArcGIS中，导入野外监测点的经纬度，在NDVI植被指数图上提取野外监测点的NDVI植被指数值［2］。

利用SPSS统计软件对野外监测点的地上生物量和NDVI植被指数间进行回归分析，得出退牧还草工程区内外地上生物量同植被指数间的数学模型，并反演出玛曲县高寒草甸地上生物量图。

2 结果与分析

2.1 气候生产潜力估算

目前，国际上计算草地气候生产潜力的方法很多。其中采用最多也较为成熟的方法当数Miami模型［3］。该模型通过计算某地区年降水量和年均气温等主要气候要素决定生物生产潜力。再据Lielig定律选择较低的一个作为该区草地气候生产潜力，基本计算公式为：

这种情况下，西王方面紧急行动，首先是用摒弃前嫌请来了落跑外援劳森，然后用“小詹姆斯”桑普森临时替换莫泰；针对本土球员战斗力不强的弱点，吴庆龙请来了自己的老搭档、辽宁老乡接君……

上两式中：Yt、Yr分别表示草地温度生产潜力和降水生产潜力，单位kg/（hm2·a），t是年平均气温（℃），r是年降水量（mm）。据（1）、（2）式计算的甘南州玛曲县、碌曲县和夏河县高寒草地气侯生产潜力见表1。

表1 甘南州3县高寒草地气候生产潜力

甘南高寒区草地气候生产潜力主要受降水条件的制约，气温对返青期的影响较大。如果降水量大，且返青期未遭受低温侵袭，这年将为丰年。

2.2 草地生产潜力

草地生产潜力是指在现实光温水土条件下草地可以达到的最大生产力，可以看成是草地气候土壤生产潜力。可由下式计算：

式中，YGS代表草地生产潜力，YGC是草地气候生产潜力，可由（1）、（2）式计算，RGS是草地土地质量系数，简称草地质量系数。RGS是特定条件下草地利用程度的综合指标，是草地自然生产能力的相对反映，是对特定区域草地质量的整体概括，其计算公式为：

式中，Ai表示第i等级草地的相对面积，即第i等级草地占该区域总宜用草地面积的比例，Ri代表第i等级草地相应的等级系数值。

2.3 遥感进行现实生产力估测

图1 2007年甘南州及碌曲、玛曲、夏河现实平均产草量

2.4 草地生产潜力开发度

草地现实生产力占草地生产潜力的百分比称为草地生产潜力开发度，也就是蕴涵的生产潜力。甘南天然草地生产潜力开发度见表2，开发度达到什么程度是合理的还需进一步研究。

表2 甘南州草地生产潜力开发度

甘南全州目前的实际产草量水平仅相当于草地气候生产潜力的37.7%，相当于草地生产潜力的61.5%，尚具有一定的开发空间。生产中应积极改良草场，强化草原基本建设，不断提高草地质量系数和草地生产潜力开发度，推动高寒草地畜牧业的发展。

2.5 理论载畜量

载畜量是指草地适度利用条件下，单位面积可以承载的放牧家畜折绵羊单位数。理论载畜量就是草和畜的物质平衡的前提下，不破坏草地生态系统的平衡，适宜的放牧羊单位。甘南州的理论载畜量见表3。

表3 甘南州理论载畜量

2.6 草畜平衡现状

在草畜平衡基本概念的基础上，还可以将草畜平衡分为狭义草畜平衡和广义的草畜平衡。单纯从物质平衡的角度，不考虑人口等社会因素的深刻影响的草畜平衡是狭义的草畜平衡。对狭义的草畜平衡也就是草和畜的物质平衡状况进行定量的分析和判断，是采取措施促进实现草畜平衡的前提［4］。

定量分析的基本点在于比较草原理论载畜量和实际载畜量的差异，从而确定草原是否超载及超载的程度，在此基础上再确定需要采取的措施。但目前对草畜平衡状况进行测算，无论是在计算的方法上还是在数据的取得上都存在不少困难，尤其在计算方法的一些细节问题上学术界缺乏统一权威的定论。计算时还是沿用传统方法。

从表4可见，甘南州平均超载率74.3%，夏河县41.3%，相对较低，说明甘南州各县实际全部处于超载状况，给甘南州草地生态环境和畜牧业可持续发展带来巨大的影响，70%以上的超载率就认为已经对草地过度利用了，人为因素在草地退化中占主导地位。

表4 甘南天然草地载畜量现状 ×104羊单位

3 结论

1）甘南天然草地气候生产潜力主要受水分因素和返青期温度因素的制约，夏河县气候生产潜力受降水影响大，而玛曲和碌曲受返青期温度影响较大。

2）甘南天然草地现实生产力占草地生产潜力的61.5%，尚具有一定的开发空间。

3）经过计算分析得出，玛曲县最大载畜量为246× 104羊单位，适宜为168×104羊单位；碌曲县最大载畜量为102×104羊单位，适宜为72×104羊单位；夏河县最大载畜量为208×104羊单位，适宜为121×104羊单位；全州估算最大载畜量为668×104羊单位，适宜为424×104羊单位。

4）甘南州平均超载率74.3%，玛曲县72.0%，碌曲县71.5%，夏河县最低，为41.3%。甘南天然草地都处在超载状况，一般认为70%以上的超载率就已经对草地过度利用了，人为因素在草地退化中占主导地位。

5）甘南高寒草地的开发潜力较大，但因实际载畜过多，超载严重,导致草地退化，成为限制草地质量提高的主要因素，降低载畜量已成为提高甘南高寒牧业的当务之急。

［1］李贵才.基于MODIS数据和光能利用率模型的中国陆地净初级生产力估算研究［D］.北京：中国科学院研究生院（遥感应用研究所），2004.

［2］梁天刚，崔霞，冯琦胜，等.2001—2008年甘南牧区草地地上生物量与载畜量遥感动态监测［J］.草业学报，2009（6）：12-22.

［3］杨正礼，杨改河.中国高寒草地生产潜力与载畜量研究［J］.资源科学，2000（4）：72-77.

［4］刘黎明，张凤荣，赵英伟.2000—2050年中国草地资源综合生产能力预测分析［J］.草业学报，2002（1）：76-83.

S812.8

A

2095-3887（2014）05-0040-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.05.012

2014-07-14

秦冬梅（1976-），女，讲师，长期从事草坪教学工作。