2021年度青海省草原监测概要

辛玉春，李宏达，杨 雪

(1.青海省草原总站，青海 西宁 810008；2.称多县气象局，青海 玉树州 815100)

2021年4月，国家林业和草原局下发了《关于开展国家林草生态综合监测评价工作的通知》(林资发〔2021〕51号)和《关于开展全国草原监测评价工作的通知》(办草字〔2021〕9号)等文件，要求以国土“三调”成果为基础开展草原监测评价工作，全面掌握草原资源的种类、数量、质量、结构和分布等，详细了解年度动态变化，构建完善草原生态监测评价体系，提升草原科学化、精细化管理水平。青海省林业和草原局认真落实文件精神，组织6州2市41县(市、区)林草技术推广队伍及时开展了全省草原监测评价工作。以省草原总站为技术负责单位，完成了1 365个外业监测样地的年度监测、数据统计和汇总审核等工作，掌握了全省草原植被的年度动态变化过程，为指导草原保护修复工程实施，提供了决策依据和理论支撑。

1 内容和方法

1.1 监测内容

1.1.1 植被返青期及枯黄期监测 从4月份开始，在草原植被返青期前15 d至完全返青的时间段内，运用地面实测和遥感监测相结合的方法，进行返青期监测。同样在植被开始枯黄时，开展枯黄期监测，获取全省草原植被物候信息，并根据时间连续的遥感数据，获取草原植被在生长期的长势及动态变化。

1.1.2 草原植被结构及产草量监测 依据《全国草原生态监测与评价技术方案》要求，在7～8月植物生长盛期，以县(市)级为监测单元，在样地内用样方调查的方法，测量植物的高度、盖度和鲜草产量等指标。

1.2 监测方法及样地布设

1.2.1 综合生态监测样地布设 2021年，国家林草局下达青海省监测样地1 251个。结合青海草原监测工作实际，在原有695个常规监测样地的基础上，新增了670个。并在外业样地数据采集过程中进行了适当的优化调整，实际设置监测样地1 365个。各市州外业样地数量见表1，全省样地空间分布情况见图1。

表1 2021年全省草原监测样地统计 单位：个

图1 青海省草原监测样地空间分布

1.2.2 返青(枯黄)期及长势监测 返青期监测采取地面样方和遥感相结合的方式开展，地面实测依据样方内开始返青并正常发育的株(丛)占总株(丛)的百分率，或者样方内草原植被返青盖度的百分率来判定草原返青状况。分为返青初期(20%～40%)、返青普遍期(40%～60%)和返青后期(60%～80%)三个时期。

遥感数据为MOD13Q1数据集[1]，空间分辨率为250 m，时间分辨率为16 d，覆盖青海省全境，包含两个轨道：h25v05、h26v05，时间跨度为2016～2021年，其中2016～2020年每年23期遥感影像，2021年7期遥感影像，共122期影像数据。

图2 草原植被返青期及枯黄期监测技术路线

根据时间序列NDVI数据，建立物候监测模型关键参数与阈值，提取、分析物候期指标参数。并与过去5 a物候特征变化(提前或推迟)进行对比，做评估分析。枯黄期的监测方法参照返青期的方法执行。技术路线见图2。

图3 草原综合植被盖度的遥感反演技术路线

1.2.4 鲜草产量 以各县(市)样地实测的鲜草产量为基础，不同的草原类型占区域草原总面积的比例为权重，对各县(市)进行加权计算。

式中，Bi为第i个行政区域的单位面积鲜草产量；Bj为该行政区域第j草原类型的单位面积鲜草产量；Wj为该行政区域第j草原类型的面积权重；j为该行政区域第j草原类型的序号；n为该行政区域参与计算的草原类型总数。

2 监测结果

2.1 植被返青、枯黄期及长势

2.1.1 返青期监测结果 2021年4月10日前，全省草原有少量返青，面积约占7.35%。4月20日，返青面积增加至18.4%。4月20日至4月30日，部分区域开始返青，进入返青初期。至5月10日，返青面积增加至42.5%，进入返青普遍期。5月20日，全省返青面积增加至63.2%，大部分区域全面返青。与过去5 a平均水平相比，推迟5 d。主要原因是返青期前6个月(2020年11月～2021年4月)，气温与往年同期相比降低-0.3～-3.6℃；2020年12月～2021年4月，降水与往年同期相比减少0.3～7.5 mm等。气温低、降水少、土壤干旱，植被返青期推迟。

从空间格局看，河南县、同仁县、泽库县、同德县、循化县、尖扎县、贵德县等东部地区返青期平均值在4月中下旬；祁连县、天峻县、刚察县、德令哈市、乌兰县、共和县等东北部地区返青期平均值在5月中上旬；治多县、格尔木市、杂多县、曲麻莱县、囊谦县、玉树市、称多县等西南部区域返青期平均值在5月下旬至6月上旬。

2.1.2 枯黄期监测 2021年全省草原枯黄期平均在第270 d左右，与过去5 a枯黄期持平，比2020年提早3 d。从枯黄日期来看，进入9月份后(第244 d)为枯黄开始期，9月10日(第253 d)之前有8.1%的草原枯黄；从9月11日～20日(第254～263 d)，有23.2%的草原枯黄；9月21日～30日(第264～273 d)，新增的枯黄区域占总枯黄区域的37.49%；10月10日(第283 d)前已有88.2%的草原进入枯黄期。

从空间格局来看，省内西北部地区草原植被枯黄较早，东南部地区枯黄较晚。海西蒙古族藏族自治州地区枯黄日期最早，均值在第268 d(9月25日)，海东市最晚，均值在第281 d(10月8日)。草原植被枯黄期从早到晚依次为：海西蒙古族藏族自治州、海北藏族自治州、玉树藏族自治州、果洛藏族自治州、海南藏族自治州、西宁市、黄南藏族自治州、海东市。

2.1.3 植被长势情况 使用植被生长季的归一化植被指数对牧草长势进行定量描述。7月份全省草原植被长势最好，全省NDVI均值为0.43，最大值为0.82(图4)。全省草原从4月开始返青，至7月达到最佳的生长状态，8月保持较好的生长状态后，9月和10月逐渐进入枯黄期。

图4 青海省4～10月份草地长势统计分析

2.2 草原综合植被盖度

2021年全省草原综合植被盖度为57.8%，全省8个市(州)中，2021年度草原综合植被盖度最高的是海北州为69.2%，其次是黄南州为68.9%，玉树州为62.2%，果洛州为62.0%。其余各市(州)综合植被盖度从高到低依次为：西宁市、海南州、海东市、海西州。

全省41个县(市、区)范围内，草原综合植被盖度最高为门源县，最低为茫崖市。综合植被盖度在70%以上的县有门源、海晏、河南、杂多、泽库、乐都、刚察共7个，占全省县(市、区)数量的17%；在60%～70%之间的县有15个，占全省县(市、区)数的37%；50%～60%之间的共11个，占全省县(市、区)的27%；50%以下的县有8个，占全省县(市、区)数量的20%。全省共33个县(市、区)的草原综合植被盖度大于50%，主要分布在三江源、祁连山以及环青海湖等藏区6州的重点牧区，占全省所有牧区县的80.5%。

图5 2021年草原综合植被盖度空间分布

2.3 鲜草产量

2021年，全省草原鲜草平均产量为3 336.0 kg/hm2，比上年增加210.0 kg/hm2，增幅达到6.7%。在8个行政区域中，黄南州草原产草量最高为6 709.5 kg/hm2，其次是果洛州为4 221.0 kg/hm2，第三位是海北州为3 898.5 kg/hm2。

图6 2021年青海省草原产草量空间分布

全省41个县(市、区)中，鲜草产量最高的是河南县为8 083.5 kg/hm2，最低的是茫崖市为921.0 kg/hm2。单产超过6 000 kg的县有6个，占全省41个行政区域总数的14.6%；单产在4 500～6 000 kg的县有10个，占全省41个行政区域总数的24.4%，单产在3 000～4 500 kg的县有8个，占全省41个行政区域总数的19.5%，单产在1 500～3 000 kg的县有13个，占全省41个行政区域总数的31.7%，低于1 500 kg的县有4个，占全省41个行政区域总数的9.8%。全省近60%的县级行政区域草原单产在3 000 kg以上，近40%的县(市、区)产草量在4 500 kg以上，全省天然草原产草量以中产为主。

3 分析与讨论

3.1 草原综合植被盖度平稳增长，植被长势总体良好

2021年全省草原综合植被盖度为57.8%，比上年增加0.4个百分点。与前5 a天然草原综合植被盖度均值相比，增加1.6个百分点，见表2。

表2 2021年度青海省天然草原综合植被盖度统计表 单位：%

与历年数据对比分析，全省草原综合植被盖度整体呈逐年上升的趋势(图7)。

图7 青海省历年来草原综合植被盖度趋势图

3.2 全省草原产草量平稳增长

2021年，全省草原鲜草平均产量为3 336 kg/hm2，比上年增加210 kg/hm2，增幅达到6.7%。与5 a均值相比，增加537 kg/hm2，增幅为19.2%，各市州的详细情况见图8。

图8 青海省各市州2021年鲜草产量对比

与2020年相比，果洛州和玉树州单产增幅明显，黄南州产草量小幅增长。与5 a均值相比，草原总产量呈现较大波动的是西宁市、海北州、海西州和海南州，其余各州均出现明显增幅，且增幅较高。

3.3 讨论

2021年度的草原监测，仅对植被物候期及长势、草原综合植被盖度等采用了遥感和地面相结合的方法开展监测，产草量数据依然采用了地面调查的方式，没能进一步建立产草量的遥感数据模型。另外，受技术手段和数据获取等限制，对盖度和产草量出现的波动也未做出进一步的分析和解释。目前开展的草原监测工作，从技术方法到评价指标等方面，尚满足不了林草事业高质量发展的需求，草原生态监测的科技支撑能力和水平亟待提升。

4 建议

4.1 拓宽技术手段，建立全方位的近实时监测技术体系

加大国家级、省级地面定位站点的建设，加强高分辨率(多光谱、红外、微波雷达)卫星遥感、无人机、远程高清视频实时监控、导航定位的推广应用，构建“天空地一体化”生态监测评估体系，提升监测技术和手段。加强遥感分析与地面监测有效衔接，努力实现全省草原资源的地面与遥感监测的全域性和业务常态化，提高监测数据的准确性和有效性。

4.2 建立健全全省监测数据平台，实现草原监测数据共享机制

在现有草原监测数据平台的基础上，进一步构建和完善省级草原遥感监测与数据处理平台，增强监测数据的获取与处理能力，规范数据统计分析和处理标准。进一步加强多专业、多学科的联合协作机制，增加草原监测的科研支撑力量，积极创建数据共享机制，为全面做好全省草原生态保护建设提供科技支撑。