基于RS和GIS的班戈县草地承载力分析

李文凤+李龙+张静

摘要：采用GIS和RS技术，以1992-2006年资料为基础分析班戈县草地承载力及其变化特征、草地的植被盖度变化情况。结果表明，班戈县适合放牧的面积占全县面积的12.25%，载畜能力为0.27，天然草地承载力为3.57～4.97个羊单位/hm2，轻度退化草地向中度和重度退化草地转移的趋势明显。该县草地超载过度放牧较为严重，草畜矛盾较突出，草地退化严重。

关键词：地理信息系统；遥感系统；草地承载力；班戈县

中图分类号：S812.6+8 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）03-0540-04

中国由于不同的海拔高度和气候特点形成了多种多样的草地类型，草地资源在农业资源中占有重要地位。加强草地资源的保护建设是增加农民收入、促进牧区繁荣和边境稳定的需要，还是建设现代化农业和维护国家生态安全的需要。草地资源承载力即一个国家或地区的草地资源，在维持其持续发展的前提下所能承养的牲畜数量，可计算为单位面积的牧场的动物数量。为了确定合适的草地承载能力，很多国家都开设了放牧强度试验，其结果表明，不同放牧强度下草地状况明显不同[1，2]。放牧强度过大会影响退化草地生产力。为了牧草产量和牲畜食用而维持草地的正常更新，必须合理适度利用草地资源，恢复草地生产力。

目前，中国草地生态总体恶化的状况还没有根本改变，农牧民的收入和生活还没有根本提高，因此，保护和建设草地，实现可持续发展的任务仍然十分艰巨[3]。

那曲地区位于我国西藏自治区的北部，平均海拔4 500 m。该地区草地资源占86%，其特殊的地理环境和气候条件已成为中国生态环境极为脆弱的典型区域[4]。已有的研究结果表明，那曲地区草地退化面积占草地面积（不包括难利用草地）的48.8%，其中轻度、中度和重度退化面积分别占59.3%、29.2%和11.5%[5]。因此，采用GIS和RS技术，以1992-2006年资料为基础分析班戈县草地承载力及其变化特征和草地的植被盖度变化情况，以期为草地资源的保护和合理开发利用提供参考。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

班戈县位于那曲地区的西部，北边和东边分别与新疆维吾尔自治区和青海省接壤，平均海拔4 747 m，面积280万hm2，人口3.48万。该县属南羌塘高原湖盆地区，山势平缓，草原开阔，地势北高南低。普保河谷将全县分割为南北两部分，南部位于纳木错湖畔，水草丰富，适宜饲养牦牛。北部多为干寒和半荒漠草场，是藏系羊的天然牧场。

该县属高原亚寒带半干旱季风气候区。气候寒冷，空气稀薄，四季不分明，冬长无夏，多风雪天气，年较差相对大于日较差，年平均日照时数为2 944.3 h，年平均霜期为347.6 d，没有绝对无霜期，年平均降水量308.3 mm。

1.2 研究方法

以研究区实际情况为依据，结合该县1∶100 000地形图、土地利用图和土地资源评价图等图件，采用1992年的Landsat TM影像、1992-2000年和 2006年的Landsat ETM+数据，应用ArcGIS进行数据分析，同时对已有的1992-2006年的数据统计资料进行分析整理，分析放牧区载畜量，从而得出以满足承载能力的该地区适宜放牧量、草产量和牲畜的食物摄入量。

按照《草场资源调查技术规程》[6]介绍的计算公式，根据草地产草量和家畜日食量估算载畜量：

暖季单位面积可食草量=单位面积产草量×65%（利用率）；

冷季单位面积可食草量=单位面积产草量×65%（利用率）×60%（保存率）；

单位面积产草量=最高产草量月现存量+生长季节牲畜消耗量+再生草量；

暖季每羊单位需草地面积=

冷季每羊单位需草地面积=

全年每羊单位需草地面积=暖、冷季每羊单位需草地面积之和。

全年放牧草地可承养羊单位=

2 结果与分析

2.1 班戈县不适合放牧区分析

美国土地管理局研究发现，许多地方放牧强度和载畜率在允许范围内，但草地资源在退化[7，8]，所以美国科学家基于自然因素和管理应用的考虑，得出不适合放牧区和不放牧区，并给出了载畜量的水和坡度调节因子[9]（表1）。

班戈县是纯牧业大县，全县3万多牧民群众的生活主要依靠牧业生产。因此，结合班戈县实际情况，可以确定该县不适合放牧区域为主要包括以下几类：

1）羌塘自然保护区位于西藏那曲地区和阿里地区北面，纳木错自然保护区辖班戈县6个乡。应用ArcGIS软件将班戈县自然保护区功能分区图进行数字化，其面积占班戈县总面积的16.72%，其中核心区占10.11%，缓冲区占8.36%。

2）根据班戈县草地类型图和DEM数据进行坡度、坡向分级，得出坡度大于30%的草地资源占全县总面积的3.31%；通过对全县的河流、湖泊进行数字化和缓冲区分析，设定距离水源大于3.2 km的区域为不适宜放牧区域，占全县总面积的48.16%。

3）根据班戈县植被覆盖度的提取与估算，采用 ArcGIS 软件统计得到1992-2006年各植被覆盖度分级面积，并得出1992-2006年班戈县草地退化统计（表2）。

4）班戈县内永久冰川、积雪、裸露山体、湖泊、河流等非草场类型不适宜放牧的土地，占班戈县总面积的62.71%。

最后，利用ArcGIS软件进行叠加分析，得出班戈县不适合放牧和不能放牧的区域，其面积占全县总面积的87.75%，适合放牧的区域仅占全县总面积的12.25%。

2.2 班戈县草地类型和草地载畜量确定

班戈县山势平缓，草原开阔，是藏北的天然牧场，其草场类型分布具有明显的垂直地带性，基带为寒性草原类，随海拔升高依次为山地草甸类、草甸亚类和高寒草甸类。

多数研究使用50%的牧场放牧能力来进行载畜量的计算，但是由于脆弱的自然生态条件和其他不确定性，在干旱和半干旱的草地资源上对载畜量的计算已不能沿用之前的许多研究结果[10，11]。

以2002年统计数据为例，就季节草地而言，全县冬春草地超载放牧较为严重，夏秋草地较为宽裕。就地区而言，各乡（镇）存在载畜不均衡现象，有的乡（镇）超载较为严重，有的乡（镇）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地资源载畜量的确定：因为有丰富的饲草作为牲畜饲料，所以，当草场放牧能力低时，不同种类的牲畜及家畜产量和产品值较高，而单位面积草地牲畜产量相对较低。当单位面积草地家畜数量达到一个峰值，表明草地资源的载畜量在增加，然而峰值过后，会产生草地资源的载畜量过载加重，使得单位面积草地家畜数量下降，最终造成草场退化。由表3、表4可知，班戈县的实际载畜量已超出其理论载畜量的一倍多。

可食牧草最高产草量月的平均现存量以及各年最高现存量测定前被绵羊消耗的牧草平均量和平均再生草产量三者之和即为草地产草量。试验区设定暖季放牧天数165 d，冷季放牧天数200 d，平均日食量为1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估测出班戈县草地载畜量情况见表5。

3 结论与建议

由上述分析可知，班戈县天然草地的载畜能力为0.27，即每羊单位需草地面积0.27 hm2，承载力为3.57～4.97个羊单位/hm2。班戈县草地管理粗放，产草量低，冬春草地超载放牧较为严重，草畜矛盾较突出。2003年初，班戈县草场退化的总面积达到188.67万hm2，造成这一状况的主要原因：一是人为过度放牧，对草场的无限制利用；二是草场产权不明，导致草场的管理权、保护权和使用权不清。对于今后加强草地保护和草地建设，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，实施划区轮牧

鉴于当前草畜矛盾突出，在草地建设还未跟上生产发展需要之前，可由自由放牧改为划区轮牧，减轻草地负担，以利于牧草维持正常的再生能力。

3.2 保护植被，围栏封育

该县大部分草地是高寒草地，盖度在30%～50%之间，利用方式以粗放的自由放牧为主，重牧超载对草地压力很大，必须进行围栏封育，进行有计划的适度利用。

3.3 因地制宜，大力开展补播改良和人工种草

可在高寒草原地区研究选择适宜地区植被恢复的物种，进行植被再造、边坡草皮移植试验。对退化严重且植被盖度小于30%的天然草地，可以补播改良或更新种草。

3.4 提倡季节畜牧业，搞好易地育肥

该县畜牧业生产以天然草地放牧为主，青草期短，枯草期长，应充分利用暖季草地牧草产量高、品质好的优势，将当年羯羊、淘汰畜等采用放牧和补饲方法进行短期育肥，秋末出栏，缩短饲养周期。这样既可减轻天然草地放牧压力，又能增加农牧民收入。

3.5 灭鼠治虫，保护草地植被

据调查，该县鼠害发生面积27×104 hm2（其中高原鼠兔发生面积22×104 hm2，高原鼠发生面积5×104 hm2），虫害发生面积7×104 hm2，分别占可利用草地面积的31.8%和8.2%。所以应加强灭鼠治虫，进一步利用鼠虫天敌及生物技术有效控制鼠虫危害，保护草地植被，恢复草地生产力，促进畜牧业发展。

3.6 加强畜种改良力度

有计划地实施牧区牦牛和藏羊提纯复壮及农区育种改良工程，培育生产性能高的品种，以适应市场经济的需要。

班戈县通过实行草场承包到户，已缓解了人畜、草畜矛盾，草场沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且从遥感影像资料也可以看出，自2000年以后，植被恢复度有所提高，说明该县已重视草地退化问题，已积极开展植被恢复活动。

参考文献：

[1] 刘东霞，张兵兵，卢欣石.草地生态承载力研究进展及展望[J].中国草地学报，2007，29（1）：91-94.

[2] 邓 波，洪绂曾，高洪文.试述草原地区可持续发展的生态承载力评价体系[J].草业学报，2007，13（1）：1-8.

[3] 周旭英.中国草地资源综合生产能力研究[M].北京：中国农业科学技术出版社，2008.

[4] MAO F， LU Z G， ZHANG J H， et al. Analysis on climate characteristics in Naqu in recent 40 years[J]. Plateau Meteorology，2007，26（4）：708-715.

[5] 毛 飞，张艳红，侯英雨，等.藏北那曲地区草地退化动态评价[J].应用生态学报，2008，19（2）：278-284.

[6] 北方草场资源调查办公室.草场资源调查技术规程[M].北京：中国农业科学技术出版社，1986.

[7] US Dept of the Interior， Bureau of Land Management， Utah State Office. Rangeland Health： Standards and Guidelines for Healthy Rangelands[Z]. Salt Lake City， UT： US Dept of the Interior， Bureau of Land Management， Utah State Office，1997.

[8] EVANS R. The erosinal impacts of grazing animals[J].Progress in Physical Geography，1998，22（2）：251-268.

[9] HOLECHEK J，PIEPER R D，HERBEL C， et al. Range Management： Principles and Pratices[M]. 4th Edition. Prentice Hall， New Jersey： Prentice Hall College Div， 2000.

[10] 王明玖，马长升.两种方法估算草地载畜量的研究[J].中国草地，1994，16（5）：19-22.

[11] MENDEZ G D G， HOLECHEK J， JOESPH J. Heavy winter grazing reduces forage production： an observation[J]. Rangelands，1999，21（4）：18-21.

多数研究使用50%的牧场放牧能力来进行载畜量的计算，但是由于脆弱的自然生态条件和其他不确定性，在干旱和半干旱的草地资源上对载畜量的计算已不能沿用之前的许多研究结果[10，11]。

以2002年统计数据为例，就季节草地而言，全县冬春草地超载放牧较为严重，夏秋草地较为宽裕。就地区而言，各乡（镇）存在载畜不均衡现象，有的乡（镇）超载较为严重，有的乡（镇）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地资源载畜量的确定：因为有丰富的饲草作为牲畜饲料，所以，当草场放牧能力低时，不同种类的牲畜及家畜产量和产品值较高，而单位面积草地牲畜产量相对较低。当单位面积草地家畜数量达到一个峰值，表明草地资源的载畜量在增加，然而峰值过后，会产生草地资源的载畜量过载加重，使得单位面积草地家畜数量下降，最终造成草场退化。由表3、表4可知，班戈县的实际载畜量已超出其理论载畜量的一倍多。

可食牧草最高产草量月的平均现存量以及各年最高现存量测定前被绵羊消耗的牧草平均量和平均再生草产量三者之和即为草地产草量。试验区设定暖季放牧天数165 d，冷季放牧天数200 d，平均日食量为1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估测出班戈县草地载畜量情况见表5。

3 结论与建议

由上述分析可知，班戈县天然草地的载畜能力为0.27，即每羊单位需草地面积0.27 hm2，承载力为3.57～4.97个羊单位/hm2。班戈县草地管理粗放，产草量低，冬春草地超载放牧较为严重，草畜矛盾较突出。2003年初，班戈县草场退化的总面积达到188.67万hm2，造成这一状况的主要原因：一是人为过度放牧，对草场的无限制利用；二是草场产权不明，导致草场的管理权、保护权和使用权不清。对于今后加强草地保护和草地建设，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，实施划区轮牧

鉴于当前草畜矛盾突出，在草地建设还未跟上生产发展需要之前，可由自由放牧改为划区轮牧，减轻草地负担，以利于牧草维持正常的再生能力。

3.2 保护植被，围栏封育

该县大部分草地是高寒草地，盖度在30%～50%之间，利用方式以粗放的自由放牧为主，重牧超载对草地压力很大，必须进行围栏封育，进行有计划的适度利用。

3.3 因地制宜，大力开展补播改良和人工种草

可在高寒草原地区研究选择适宜地区植被恢复的物种，进行植被再造、边坡草皮移植试验。对退化严重且植被盖度小于30%的天然草地，可以补播改良或更新种草。

3.4 提倡季节畜牧业，搞好易地育肥

该县畜牧业生产以天然草地放牧为主，青草期短，枯草期长，应充分利用暖季草地牧草产量高、品质好的优势，将当年羯羊、淘汰畜等采用放牧和补饲方法进行短期育肥，秋末出栏，缩短饲养周期。这样既可减轻天然草地放牧压力，又能增加农牧民收入。

3.5 灭鼠治虫，保护草地植被

据调查，该县鼠害发生面积27×104 hm2（其中高原鼠兔发生面积22×104 hm2，高原鼠发生面积5×104 hm2），虫害发生面积7×104 hm2，分别占可利用草地面积的31.8%和8.2%。所以应加强灭鼠治虫，进一步利用鼠虫天敌及生物技术有效控制鼠虫危害，保护草地植被，恢复草地生产力，促进畜牧业发展。

3.6 加强畜种改良力度

有计划地实施牧区牦牛和藏羊提纯复壮及农区育种改良工程，培育生产性能高的品种，以适应市场经济的需要。

班戈县通过实行草场承包到户，已缓解了人畜、草畜矛盾，草场沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且从遥感影像资料也可以看出，自2000年以后，植被恢复度有所提高，说明该县已重视草地退化问题，已积极开展植被恢复活动。

参考文献：

[1] 刘东霞，张兵兵，卢欣石.草地生态承载力研究进展及展望[J].中国草地学报，2007，29（1）：91-94.

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[11] MENDEZ G D G， HOLECHEK J， JOESPH J. Heavy winter grazing reduces forage production： an observation[J]. Rangelands，1999，21（4）：18-21.

多数研究使用50%的牧场放牧能力来进行载畜量的计算，但是由于脆弱的自然生态条件和其他不确定性，在干旱和半干旱的草地资源上对载畜量的计算已不能沿用之前的许多研究结果[10，11]。

以2002年统计数据为例，就季节草地而言，全县冬春草地超载放牧较为严重，夏秋草地较为宽裕。就地区而言，各乡（镇）存在载畜不均衡现象，有的乡（镇）超载较为严重，有的乡（镇）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地资源载畜量的确定：因为有丰富的饲草作为牲畜饲料，所以，当草场放牧能力低时，不同种类的牲畜及家畜产量和产品值较高，而单位面积草地牲畜产量相对较低。当单位面积草地家畜数量达到一个峰值，表明草地资源的载畜量在增加，然而峰值过后，会产生草地资源的载畜量过载加重，使得单位面积草地家畜数量下降，最终造成草场退化。由表3、表4可知，班戈县的实际载畜量已超出其理论载畜量的一倍多。

可食牧草最高产草量月的平均现存量以及各年最高现存量测定前被绵羊消耗的牧草平均量和平均再生草产量三者之和即为草地产草量。试验区设定暖季放牧天数165 d，冷季放牧天数200 d，平均日食量为1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估测出班戈县草地载畜量情况见表5。

3 结论与建议

由上述分析可知，班戈县天然草地的载畜能力为0.27，即每羊单位需草地面积0.27 hm2，承载力为3.57～4.97个羊单位/hm2。班戈县草地管理粗放，产草量低，冬春草地超载放牧较为严重，草畜矛盾较突出。2003年初，班戈县草场退化的总面积达到188.67万hm2，造成这一状况的主要原因：一是人为过度放牧，对草场的无限制利用；二是草场产权不明，导致草场的管理权、保护权和使用权不清。对于今后加强草地保护和草地建设，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，实施划区轮牧

鉴于当前草畜矛盾突出，在草地建设还未跟上生产发展需要之前，可由自由放牧改为划区轮牧，减轻草地负担，以利于牧草维持正常的再生能力。

3.2 保护植被，围栏封育

该县大部分草地是高寒草地，盖度在30%～50%之间，利用方式以粗放的自由放牧为主，重牧超载对草地压力很大，必须进行围栏封育，进行有计划的适度利用。

3.3 因地制宜，大力开展补播改良和人工种草

可在高寒草原地区研究选择适宜地区植被恢复的物种，进行植被再造、边坡草皮移植试验。对退化严重且植被盖度小于30%的天然草地，可以补播改良或更新种草。

3.4 提倡季节畜牧业，搞好易地育肥

该县畜牧业生产以天然草地放牧为主，青草期短，枯草期长，应充分利用暖季草地牧草产量高、品质好的优势，将当年羯羊、淘汰畜等采用放牧和补饲方法进行短期育肥，秋末出栏，缩短饲养周期。这样既可减轻天然草地放牧压力，又能增加农牧民收入。

3.5 灭鼠治虫，保护草地植被

据调查，该县鼠害发生面积27×104 hm2（其中高原鼠兔发生面积22×104 hm2，高原鼠发生面积5×104 hm2），虫害发生面积7×104 hm2，分别占可利用草地面积的31.8%和8.2%。所以应加强灭鼠治虫，进一步利用鼠虫天敌及生物技术有效控制鼠虫危害，保护草地植被，恢复草地生产力，促进畜牧业发展。

3.6 加强畜种改良力度

有计划地实施牧区牦牛和藏羊提纯复壮及农区育种改良工程，培育生产性能高的品种，以适应市场经济的需要。

班戈县通过实行草场承包到户，已缓解了人畜、草畜矛盾，草场沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且从遥感影像资料也可以看出，自2000年以后，植被恢复度有所提高，说明该县已重视草地退化问题，已积极开展植被恢复活动。

参考文献：

[1] 刘东霞，张兵兵，卢欣石.草地生态承载力研究进展及展望[J].中国草地学报，2007，29（1）：91-94.

[2] 邓 波，洪绂曾，高洪文.试述草原地区可持续发展的生态承载力评价体系[J].草业学报，2007，13（1）：1-8.

[3] 周旭英.中国草地资源综合生产能力研究[M].北京：中国农业科学技术出版社，2008.

[4] MAO F， LU Z G， ZHANG J H， et al. Analysis on climate characteristics in Naqu in recent 40 years[J]. Plateau Meteorology，2007，26（4）：708-715.

[5] 毛 飞，张艳红，侯英雨，等.藏北那曲地区草地退化动态评价[J].应用生态学报，2008，19（2）：278-284.

[6] 北方草场资源调查办公室.草场资源调查技术规程[M].北京：中国农业科学技术出版社，1986.

[7] US Dept of the Interior， Bureau of Land Management， Utah State Office. Rangeland Health： Standards and Guidelines for Healthy Rangelands[Z]. Salt Lake City， UT： US Dept of the Interior， Bureau of Land Management， Utah State Office，1997.

[8] EVANS R. The erosinal impacts of grazing animals[J].Progress in Physical Geography，1998，22（2）：251-268.

[9] HOLECHEK J，PIEPER R D，HERBEL C， et al. Range Management： Principles and Pratices[M]. 4th Edition. Prentice Hall， New Jersey： Prentice Hall College Div， 2000.

[10] 王明玖，马长升.两种方法估算草地载畜量的研究[J].中国草地，1994，16（5）：19-22.

[11] MENDEZ G D G， HOLECHEK J， JOESPH J. Heavy winter grazing reduces forage production： an observation[J]. Rangelands，1999，21（4）：18-21.