基于RS和GIS的班戈縣草地承載力分析

李文鳳+李龍+張靜

摘要：采用GIS和RS技術，以1992-2006年資料為基礎分析班戈縣草地承載力及其變化特征、草地的植被蓋度變化情況。結果表明，班戈縣適合放牧的面積占全縣面積的12.25%，載畜能力為0.27，天然草地承載力為3.57～4.97個羊單位/hm2，輕度退化草地向中度和重度退化草地轉移的趨勢明顯。該縣草地超載過度放牧較為嚴重，草畜矛盾較突出，草地退化嚴重。

關鍵詞：地理信息系統；遙感系統；草地承載力；班戈縣

中圖分類號：S812.6+8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）03-0540-04

中國由于不同的海拔高度和氣候特點形成了多種多樣的草地類型，草地資源在農業資源中占有重要地位。加強草地資源的保護建設是增加農民收入、促進牧區繁榮和邊境穩定的需要，還是建設現代化農業和維護國家生態安全的需要。草地資源承載力即一個國家或地區的草地資源，在維持其持續發展的前提下所能承養的牲畜數量，可計算為單位面積的牧場的動物數量。為了確定合適的草地承載能力，很多國家都開設了放牧強度試驗，其結果表明，不同放牧強度下草地狀況明顯不同[1，2]。放牧強度過大會影響退化草地生產力。為了牧草產量和牲畜食用而維持草地的正常更新，必須合理適度利用草地資源，恢復草地生產力。

目前，中國草地生態總體惡化的狀況還沒有根本改變，農牧民的收入和生活還沒有根本提高，因此，保護和建設草地，實現可持續發展的任務仍然十分艱巨[3]。

那曲地區位于我國西藏自治區的北部，平均海拔4 500 m。該地區草地資源占86%，其特殊的地理環境和氣候條件已成為中國生態環境極為脆弱的典型區域[4]。已有的研究結果表明，那曲地區草地退化面積占草地面積（不包括難利用草地）的48.8%，其中輕度、中度和重度退化面積分別占59.3%、29.2%和11.5%[5]。因此，采用GIS和RS技術，以1992-2006年資料為基礎分析班戈縣草地承載力及其變化特征和草地的植被蓋度變化情況，以期為草地資源的保護和合理開發利用提供參考。

1 研究區概況及研究方法

1.1 研究區概況

班戈縣位于那曲地區的西部，北邊和東邊分別與新疆維吾爾自治區和青海省接壤，平均海拔4 747 m，面積280萬hm2，人口3.48萬。該縣屬南羌塘高原湖盆地區，山勢平緩，草原開闊，地勢北高南低。普保河谷將全縣分割為南北兩部分，南部位于納木錯湖畔，水草豐富，適宜飼養牦牛。北部多為干寒和半荒漠草場，是藏系羊的天然牧場。

該縣屬高原亞寒帶半干旱季風氣候區。氣候寒冷，空氣稀薄，四季不分明，冬長無夏，多風雪天氣，年較差相對大于日較差，年平均日照時數為2 944.3 h，年平均霜期為347.6 d，沒有絕對無霜期，年平均降水量308.3 mm。

1.2 研究方法

以研究區實際情況為依據，結合該縣1∶100 000地形圖、土地利用圖和土地資源評價圖等圖件，采用1992年的Landsat TM影像、1992-2000年和 2006年的Landsat ETM+數據，應用ArcGIS進行數據分析，同時對已有的1992-2006年的數據統計資料進行分析整理，分析放牧區載畜量，從而得出以滿足承載能力的該地區適宜放牧量、草產量和牲畜的食物攝入量。

按照《草場資源調查技術規程》[6]介紹的計算公式，根據草地產草量和家畜日食量估算載畜量：

暖季單位面積可食草量=單位面積產草量×65%（利用率）；

冷季單位面積可食草量=單位面積產草量×65%（利用率）×60%（保存率）；

單位面積產草量=最高產草量月現存量+生長季節牲畜消耗量+再生草量；

暖季每羊單位需草地面積=

冷季每羊單位需草地面積=

全年每羊單位需草地面積=暖、冷季每羊單位需草地面積之和。

全年放牧草地可承養羊單位=

2 結果與分析

2.1 班戈縣不適合放牧區分析

美國土地管理局研究發現，許多地方放牧強度和載畜率在允許范圍內，但草地資源在退化[7，8]，所以美國科學家基于自然因素和管理應用的考慮，得出不適合放牧區和不放牧區，并給出了載畜量的水和坡度調節因子[9]（表1）。

班戈縣是純牧業大縣，全縣3萬多牧民群眾的生活主要依靠牧業生產。因此，結合班戈縣實際情況，可以確定該縣不適合放牧區域為主要包括以下幾類：

1）羌塘自然保護區位于西藏那曲地區和阿里地區北面，納木錯自然保護區轄班戈縣6個鄉。應用ArcGIS軟件將班戈縣自然保護區功能分區圖進行數字化，其面積占班戈縣總面積的16.72%，其中核心區占10.11%，緩沖區占8.36%。

2）根據班戈縣草地類型圖和DEM數據進行坡度、坡向分級，得出坡度大于30%的草地資源占全縣總面積的3.31%；通過對全縣的河流、湖泊進行數字化和緩沖區分析，設定距離水源大于3.2 km的區域為不適宜放牧區域，占全縣總面積的48.16%。

3）根據班戈縣植被覆蓋度的提取與估算，采用 ArcGIS 軟件統計得到1992-2006年各植被覆蓋度分級面積，并得出1992-2006年班戈縣草地退化統計（表2）。

4）班戈縣內永久冰川、積雪、裸露山體、湖泊、河流等非草場類型不適宜放牧的土地，占班戈縣總面積的62.71%。

最后，利用ArcGIS軟件進行疊加分析，得出班戈縣不適合放牧和不能放牧的區域，其面積占全縣總面積的87.75%，適合放牧的區域僅占全縣總面積的12.25%。

2.2 班戈縣草地類型和草地載畜量確定

班戈縣山勢平緩，草原開闊，是藏北的天然牧場，其草場類型分布具有明顯的垂直地帶性，基帶為寒性草原類，隨海拔升高依次為山地草甸類、草甸亞類和高寒草甸類。

多數研究使用50%的牧場放牧能力來進行載畜量的計算，但是由于脆弱的自然生態條件和其他不確定性，在干旱和半干旱的草地資源上對載畜量的計算已不能沿用之前的許多研究結果[10，11]。

以2002年統計數據為例，就季節草地而言，全縣冬春草地超載放牧較為嚴重，夏秋草地較為寬裕。就地區而言，各鄉（鎮）存在載畜不均衡現象，有的鄉（鎮）超載較為嚴重，有的鄉（鎮）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地資源載畜量的確定：因為有豐富的飼草作為牲畜飼料，所以，當草場放牧能力低時，不同種類的牲畜及家畜產量和產品值較高，而單位面積草地牲畜產量相對較低。當單位面積草地家畜數量達到一個峰值，表明草地資源的載畜量在增加，然而峰值過后，會產生草地資源的載畜量過載加重，使得單位面積草地家畜數量下降，最終造成草場退化。由表3、表4可知，班戈縣的實際載畜量已超出其理論載畜量的一倍多。

可食牧草最高產草量月的平均現存量以及各年最高現存量測定前被綿羊消耗的牧草平均量和平均再生草產量三者之和即為草地產草量。試驗區設定暖季放牧天數165 d，冷季放牧天數200 d，平均日食量為1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估測出班戈縣草地載畜量情況見表5。

3 結論與建議

由上述分析可知，班戈縣天然草地的載畜能力為0.27，即每羊單位需草地面積0.27 hm2，承載力為3.57～4.97個羊單位/hm2。班戈縣草地管理粗放，產草量低，冬春草地超載放牧較為嚴重，草畜矛盾較突出。2003年初，班戈縣草場退化的總面積達到188.67萬hm2，造成這一狀況的主要原因：一是人為過度放牧，對草場的無限制利用；二是草場產權不明，導致草場的管理權、保護權和使用權不清。對于今后加強草地保護和草地建設，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，實施劃區輪牧

鑒于當前草畜矛盾突出，在草地建設還未跟上生產發展需要之前，可由自由放牧改為劃區輪牧，減輕草地負擔，以利于牧草維持正常的再生能力。

3.2 保護植被，圍欄封育

該縣大部分草地是高寒草地，蓋度在30%～50%之間，利用方式以粗放的自由放牧為主，重牧超載對草地壓力很大，必須進行圍欄封育，進行有計劃的適度利用。

3.3 因地制宜，大力開展補播改良和人工種草

可在高寒草原地區研究選擇適宜地區植被恢復的物種，進行植被再造、邊坡草皮移植試驗。對退化嚴重且植被蓋度小于30%的天然草地，可以補播改良或更新種草。

3.4 提倡季節畜牧業，搞好易地育肥

該縣畜牧業生產以天然草地放牧為主，青草期短，枯草期長，應充分利用暖季草地牧草產量高、品質好的優勢，將當年羯羊、淘汰畜等采用放牧和補飼方法進行短期育肥，秋末出欄，縮短飼養周期。這樣既可減輕天然草地放牧壓力，又能增加農牧民收入。

3.5 滅鼠治蟲，保護草地植被

據調查，該縣鼠害發生面積27×104 hm2（其中高原鼠兔發生面積22×104 hm2，高原鼠發生面積5×104 hm2），蟲害發生面積7×104 hm2，分別占可利用草地面積的31.8%和8.2%。所以應加強滅鼠治蟲，進一步利用鼠蟲天敵及生物技術有效控制鼠蟲危害，保護草地植被，恢復草地生產力，促進畜牧業發展。

3.6 加強畜種改良力度

有計劃地實施牧區牦牛和藏羊提純復壯及農區育種改良工程，培育生產性能高的品種，以適應市場經濟的需要。

班戈縣通過實行草場承包到戶，已緩解了人畜、草畜矛盾，草場沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且從遙感影像資料也可以看出，自2000年以后，植被恢復度有所提高，說明該縣已重視草地退化問題，已積極開展植被恢復活動。

參考文獻：

[1] 劉東霞，張兵兵，盧欣石.草地生態承載力研究進展及展望[J].中國草地學報，2007，29（1）：91-94.

[2] 鄧 波，洪紱曾，高洪文.試述草原地區可持續發展的生態承載力評價體系[J].草業學報，2007，13（1）：1-8.

[3] 周旭英.中國草地資源綜合生產能力研究[M].北京：中國農業科學技術出版社，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 飛，張艷紅，侯英雨，等.藏北那曲地區草地退化動態評價[J].應用生態學報，2008，19（2）：278-284.

[6] 北方草場資源調查辦公室.草場資源調查技術規程[M].北京：中國農業科學技術出版社，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，馬長升.兩種方法估算草地載畜量的研究[J].中國草地，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.

多數研究使用50%的牧場放牧能力來進行載畜量的計算，但是由于脆弱的自然生態條件和其他不確定性，在干旱和半干旱的草地資源上對載畜量的計算已不能沿用之前的許多研究結果[10，11]。

以2002年統計數據為例，就季節草地而言，全縣冬春草地超載放牧較為嚴重，夏秋草地較為寬裕。就地區而言，各鄉（鎮）存在載畜不均衡現象，有的鄉（鎮）超載較為嚴重，有的鄉（鎮）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地資源載畜量的確定：因為有豐富的飼草作為牲畜飼料，所以，當草場放牧能力低時，不同種類的牲畜及家畜產量和產品值較高，而單位面積草地牲畜產量相對較低。當單位面積草地家畜數量達到一個峰值，表明草地資源的載畜量在增加，然而峰值過后，會產生草地資源的載畜量過載加重，使得單位面積草地家畜數量下降，最終造成草場退化。由表3、表4可知，班戈縣的實際載畜量已超出其理論載畜量的一倍多。

可食牧草最高產草量月的平均現存量以及各年最高現存量測定前被綿羊消耗的牧草平均量和平均再生草產量三者之和即為草地產草量。試驗區設定暖季放牧天數165 d，冷季放牧天數200 d，平均日食量為1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估測出班戈縣草地載畜量情況見表5。

3 結論與建議

由上述分析可知，班戈縣天然草地的載畜能力為0.27，即每羊單位需草地面積0.27 hm2，承載力為3.57～4.97個羊單位/hm2。班戈縣草地管理粗放，產草量低，冬春草地超載放牧較為嚴重，草畜矛盾較突出。2003年初，班戈縣草場退化的總面積達到188.67萬hm2，造成這一狀況的主要原因：一是人為過度放牧，對草場的無限制利用；二是草場產權不明，導致草場的管理權、保護權和使用權不清。對于今后加強草地保護和草地建設，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，實施劃區輪牧

鑒于當前草畜矛盾突出，在草地建設還未跟上生產發展需要之前，可由自由放牧改為劃區輪牧，減輕草地負擔，以利于牧草維持正常的再生能力。

3.2 保護植被，圍欄封育

該縣大部分草地是高寒草地，蓋度在30%～50%之間，利用方式以粗放的自由放牧為主，重牧超載對草地壓力很大，必須進行圍欄封育，進行有計劃的適度利用。

3.3 因地制宜，大力開展補播改良和人工種草

可在高寒草原地區研究選擇適宜地區植被恢復的物種，進行植被再造、邊坡草皮移植試驗。對退化嚴重且植被蓋度小于30%的天然草地，可以補播改良或更新種草。

3.4 提倡季節畜牧業，搞好易地育肥

該縣畜牧業生產以天然草地放牧為主，青草期短，枯草期長，應充分利用暖季草地牧草產量高、品質好的優勢，將當年羯羊、淘汰畜等采用放牧和補飼方法進行短期育肥，秋末出欄，縮短飼養周期。這樣既可減輕天然草地放牧壓力，又能增加農牧民收入。

3.5 滅鼠治蟲，保護草地植被

據調查，該縣鼠害發生面積27×104 hm2（其中高原鼠兔發生面積22×104 hm2，高原鼠發生面積5×104 hm2），蟲害發生面積7×104 hm2，分別占可利用草地面積的31.8%和8.2%。所以應加強滅鼠治蟲，進一步利用鼠蟲天敵及生物技術有效控制鼠蟲危害，保護草地植被，恢復草地生產力，促進畜牧業發展。

3.6 加強畜種改良力度

有計劃地實施牧區牦牛和藏羊提純復壯及農區育種改良工程，培育生產性能高的品種，以適應市場經濟的需要。

班戈縣通過實行草場承包到戶，已緩解了人畜、草畜矛盾，草場沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且從遙感影像資料也可以看出，自2000年以后，植被恢復度有所提高，說明該縣已重視草地退化問題，已積極開展植被恢復活動。

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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.

多數研究使用50%的牧場放牧能力來進行載畜量的計算，但是由于脆弱的自然生態條件和其他不確定性，在干旱和半干旱的草地資源上對載畜量的計算已不能沿用之前的許多研究結果[10，11]。

以2002年統計數據為例，就季節草地而言，全縣冬春草地超載放牧較為嚴重，夏秋草地較為寬裕。就地區而言，各鄉（鎮）存在載畜不均衡現象，有的鄉（鎮）超載較為嚴重，有的鄉（鎮）草畜基本平衡（表3、表4）。

草地資源載畜量的確定：因為有豐富的飼草作為牲畜飼料，所以，當草場放牧能力低時，不同種類的牲畜及家畜產量和產品值較高，而單位面積草地牲畜產量相對較低。當單位面積草地家畜數量達到一個峰值，表明草地資源的載畜量在增加，然而峰值過后，會產生草地資源的載畜量過載加重，使得單位面積草地家畜數量下降，最終造成草場退化。由表3、表4可知，班戈縣的實際載畜量已超出其理論載畜量的一倍多。

可食牧草最高產草量月的平均現存量以及各年最高現存量測定前被綿羊消耗的牧草平均量和平均再生草產量三者之和即為草地產草量。試驗區設定暖季放牧天數165 d，冷季放牧天數200 d，平均日食量為1.8 kg干草。由“研究方法”中的公式估測出班戈縣草地載畜量情況見表5。

3 結論與建議

由上述分析可知，班戈縣天然草地的載畜能力為0.27，即每羊單位需草地面積0.27 hm2，承載力為3.57～4.97個羊單位/hm2。班戈縣草地管理粗放，產草量低，冬春草地超載放牧較為嚴重，草畜矛盾較突出。2003年初，班戈縣草場退化的總面積達到188.67萬hm2，造成這一狀況的主要原因：一是人為過度放牧，對草場的無限制利用；二是草場產權不明，導致草場的管理權、保護權和使用權不清。對于今后加強草地保護和草地建設，可采取以下主要措施：

3.1 以草定畜，實施劃區輪牧

鑒于當前草畜矛盾突出，在草地建設還未跟上生產發展需要之前，可由自由放牧改為劃區輪牧，減輕草地負擔，以利于牧草維持正常的再生能力。

3.2 保護植被，圍欄封育

該縣大部分草地是高寒草地，蓋度在30%～50%之間，利用方式以粗放的自由放牧為主，重牧超載對草地壓力很大，必須進行圍欄封育，進行有計劃的適度利用。

3.3 因地制宜，大力開展補播改良和人工種草

可在高寒草原地區研究選擇適宜地區植被恢復的物種，進行植被再造、邊坡草皮移植試驗。對退化嚴重且植被蓋度小于30%的天然草地，可以補播改良或更新種草。

3.4 提倡季節畜牧業，搞好易地育肥

該縣畜牧業生產以天然草地放牧為主，青草期短，枯草期長，應充分利用暖季草地牧草產量高、品質好的優勢，將當年羯羊、淘汰畜等采用放牧和補飼方法進行短期育肥，秋末出欄，縮短飼養周期。這樣既可減輕天然草地放牧壓力，又能增加農牧民收入。

3.5 滅鼠治蟲，保護草地植被

據調查，該縣鼠害發生面積27×104 hm2（其中高原鼠兔發生面積22×104 hm2，高原鼠發生面積5×104 hm2），蟲害發生面積7×104 hm2，分別占可利用草地面積的31.8%和8.2%。所以應加強滅鼠治蟲，進一步利用鼠蟲天敵及生物技術有效控制鼠蟲危害，保護草地植被，恢復草地生產力，促進畜牧業發展。

3.6 加強畜種改良力度

有計劃地實施牧區牦牛和藏羊提純復壯及農區育種改良工程，培育生產性能高的品種，以適應市場經濟的需要。

班戈縣通過實行草場承包到戶，已緩解了人畜、草畜矛盾，草場沙化、退化、荒漠化程度得到初步遏制。而且從遙感影像資料也可以看出，自2000年以后，植被恢復度有所提高，說明該縣已重視草地退化問題，已積極開展植被恢復活動。

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