黃河源區(qū)高寒退化草地空間分布特征

李積蘭 王苑 李希來 劉慧 王曉波

摘 要 為了解黃河源地區(qū)“黑土灘”退化草地的空間分布規(guī)律和分布的關(guān)鍵地形特征，利用2019年黃河源區(qū)瑪沁縣、河南縣、澤庫縣遙感影像解譯數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，分析高寒“黑土灘”型退化草地空間分布特征。結(jié)果表明：黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地海拔為3 500～4 000 m，且在海拔3 700～3 800 m時退化最嚴(yán)重；從坡向分析來看，“黑土灘”型退化草地主要發(fā)生于陽坡、半陽坡，從坡度分析來看，“黑土灘”型退化草地主要發(fā)生于緩坡地和灘地。聚類分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)草地類型為陽坡極度退化草地、半陽坡重度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地、半陽坡輕度退化草地、濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地等6類。隨著退化程度的加劇，植被蓋度、地上生物量減少；同一土層的全氮、全磷、堿解氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量在濕地輕度退化草地和陰坡輕度退化草地中最高，陽坡極度退化草地最低，且差異顯著（P<0.05）；豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)以及土壤速效鉀含量在重度、輕度退化草地較高，濕地輕度退化草地顯著最低。陽坡極度退化草地全鉀含量、鼠害破壞率和鼠洞數(shù)最高，濕地輕度退化草地全鉀含量最低，與陽坡極度退化草地差異顯著（P<0.05）；濕地輕度退化草地和陰坡輕度退化草地均無鼠類活動。

關(guān)鍵詞 黃河源區(qū)；退化草地；空間分布；植物群落

黃河源區(qū)位于青藏高原腹地，三江源自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)域，是黃河流域的主要產(chǎn)流區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)，也是中國重要的生態(tài)屏障［1］。近幾十年來，黃河源的局地氣候發(fā)生了變化，加之超載過牧、亂砍濫墾、隨意采挖、車輛行駛等人為因素的干擾，使得源區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，出現(xiàn)草地持續(xù)退化［2-3］。最常見的問題為草氈層破壞、草地破碎化、鼠害、凍融、侵蝕，毒雜草蔓延，禿斑塊產(chǎn)生和擴(kuò)大，最終導(dǎo)致“黑土灘”的形成［4-6］。禿斑化是“黑土灘”最典型的表現(xiàn)，且在高寒草地退化中呈中、重度以上，也是鼠洞密度最高的區(qū)域［7-9］。

近年來，諸多學(xué)者進(jìn)行了“黑土灘”退化草地的成因分析和治理、恢復(fù)措施的研究，發(fā)現(xiàn)? 2000-2008年三江源區(qū)草地覆蓋度降低［10］，? 2008-2009年的遙感信息判斷瑪多縣的“黑土灘”面積增加至? 1 592 km2［11］，也有研究認(rèn)為1994-2009年草地退化面積逐漸增加，2005-2011年間黃河源區(qū)土壤水蝕增加，退化草地尚未得到恢復(fù)［12-13］，2007年以前“黑土灘”擴(kuò)張態(tài)勢，2011年以后由于退牧還草和生態(tài)保護(hù)工程減輕了草地退化趨勢，使得退化速度降低［14-15］。黃河源區(qū)1996-2015年植被覆蓋度呈增加趨勢的區(qū)域占57.25%，基本不變的區(qū)域占16.02%，植被覆蓋度呈下降趨勢的區(qū)域占26.73%。植被覆蓋度下降的主要原因是黃河源頭及一些河谷地帶、環(huán)湖地區(qū)受人類影響較大，且東南部海拔較低地區(qū)受到過度放牧的影響，而且毒雜草的面積也自1996年至2015年，? 20 a間增加了6 882 km2［16］，表明有些地區(qū)“黑土灘”退化草地面積仍處于擴(kuò)張態(tài)勢。

許多學(xué)者在退化草地時空分布、成因分析、恢復(fù)治理等方面做了大量研究工作，但遙感影像解譯與實(shí)地驗(yàn)證相結(jié)合進(jìn)行退化草地空間分布的分析研究報道較少。為進(jìn)一步了解黃河源地區(qū)“黑土灘”退化草地的空間分布規(guī)律和分布的關(guān)鍵地形特征，本研究利用LandSat衛(wèi)星影像，采用目視解譯結(jié)合實(shí)地調(diào)查的方式，對黃河源地區(qū)—瑪沁縣、澤庫縣、河南縣2019年遙感影像數(shù)據(jù)和高寒草地退化草地群落結(jié)構(gòu)、土壤和嚙齒動物活動特征進(jìn)行分析，以期闡釋研究區(qū)草地退化的空間分布規(guī)律與退化原因，為黃河源地區(qū)草地退化的綜合治理與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究地自然概況

研究地區(qū)位于青藏高原黃河源區(qū)內(nèi)，主要包括瑪沁縣、河南縣、澤庫縣。瑪沁縣位于東經(jīng)? 98°～100°56′，北緯33°43'～35°16′。河南縣位于東經(jīng)100°53′～102°12′，北緯34°13′～34°52′。澤庫縣地理坐標(biāo)在東經(jīng)100°34′～102°08′，北緯? 34°45′～35°32′。氣候特點(diǎn)為高原大陸性季風(fēng)氣候，屬高原亞寒帶濕潤氣候區(qū)。年均降雨量? 535 mm，雨熱同季，降水量較豐富且集中；年均氣溫? 1 ℃，氣溫較低，熱量不足，無霜期短，日照時間長，太陽輻射強(qiáng);冷季漫長干冷，多大風(fēng)；暖季短促涼爽。土壤類型為高寒草地土，草地類型為高寒草地，主要建群種為高山嵩草（Kobresia pygmaea）、矮嵩草（Kobresia humilis）、線葉嵩草（Kobresia capillifolia）、藏嵩草（Kobresia tibetica）、垂穗披堿草（Elymus nutans）、紫花針茅（Stipa purpurea）等［17-18］。

1.2 樣地選擇

采樣時間為8月初，樣區(qū)選擇在瑪沁縣、河南縣、澤庫縣境內(nèi)，與影像解譯數(shù)據(jù)樣區(qū)一致，每個樣區(qū)面積400? km2（圖1），每個樣區(qū)內(nèi)設(shè)置5個樣地，樣地盡可能選在具有代表性的區(qū)域且均勻分布，面積20 m×20 m，在每個樣地的對角線上均勻設(shè)置3個1 m×1 m的樣方，共有15個樣地，45個樣方，樣地位置圖見圖1。

1.3 觀測指標(biāo)與測定方法

1.3.1 遙感影像解譯 人工目視解譯廣泛應(yīng)用于植被類型的解譯中［19］。采用LandSat8（OLI）衛(wèi)星影像，對2019年8月瑪沁縣、河南縣、澤庫縣全域影像數(shù)據(jù)進(jìn)行人工目視解譯。影像預(yù)處理過程：對影像進(jìn)行幾何糾正，然后影像融合，形成? 15 m分辨率的工作影像。在遙感解譯中，“黑土灘”退化草地為植被覆蓋度小于60％以下的草地［20-21］。

1.3.2 野外驗(yàn)證調(diào)查 利用青海省地理國情監(jiān)測外業(yè)調(diào)繪核查系統(tǒng)進(jìn)行野外驗(yàn)證調(diào)查，地面樣方調(diào)查采用高精度手持GPS進(jìn)行定位，可精確定位每一個樣點(diǎn)，對應(yīng)到15 m遙感影像上的空間位置。為了更加客觀反映“黑土灘”的基本情況，在選取研究地時，根據(jù)原生植被和禿斑地占研究地的比例，劃分為原生、輕度退化、重度退化和極度退化四種程度［22-23］。根據(jù)瑪沁縣、河南縣、澤庫縣影像解譯情況，利用青海省地理國情監(jiān)測外業(yè)調(diào)繪核查系統(tǒng)分別對3個縣的樣區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查（圖2）。瑪沁縣樣區(qū)海拔起伏較大，到達(dá)的樣地基本為海拔較低、坡度較小的區(qū)域，樣區(qū)內(nèi)陽坡、半陽坡、緩坡地和灘地的草地退化較嚴(yán)重，草地植被類型主要以黃帚橐吾（Ligularia virgaurea）、白苞筋骨草（Ajuga lupulina）、圓萼刺參（Morina chinensis）、鐵棒錘（Aconitum pendulum）等為主；河南縣樣區(qū)海拔起伏變化不大，樣區(qū)內(nèi)陽坡、半陽坡、緩坡地和灘地的草地退化較嚴(yán)重，草地植被類型主要以密花香薷（Elsholtzia densa Benth.）、黃帚橐吾（Ligularia virgaurea）、鵝絨委陵菜（Potentilla anserina）、白苞筋骨草（Ajuga lupulina）等為主；澤庫縣樣區(qū)實(shí)際地理位置包含了同德縣，由于樣區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域?yàn)橥履翀觯嘶瘒?yán)重的區(qū)域?yàn)闈竦亍⒕徠碌睾蜑┑兀参镆岳嵌敬箨‥uphorbia fischeriana）、蘭石草（Lancea tibetica）、冰草（Agropyron cristatum）、白苞筋骨草（Ajuga lupulina）、細(xì)葉亞菊（Ajania tenuifolia）、鵝絨委陵菜（Potentilla anserina）等為主。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)的測定 在同一樣方內(nèi)，按照對角線用土鉆分別采集0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm的土樣，將同一樣方內(nèi)同一土層的土樣混勻后編號裝入自封袋內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，進(jìn)行土壤養(yǎng)分的測定。土壤全氮、全磷、速效磷含量測定用SMART CHEM 450全自動間斷化學(xué)分析儀測定；土壤堿解氮含量測定用水解-擴(kuò)散法；土壤全鉀、速效鉀含量用火焰光度計(jì)法測定［24］；pH用土壤原位pH計(jì)（IQ150）測定。

1.3.4 植物群落的測定 調(diào)查并記錄樣方內(nèi)的海拔、經(jīng)緯度及每個樣方的植物種類組成、植物高度、蓋度、生物量（地上）等［25］。

蓋度：目測法測定樣方總蓋度和各物種分蓋度。

相對蓋度=樣方內(nèi)某種植物的分蓋度/樣方所有物種分蓋度之和×100%

高度：樣方中每種植物選取10株用鋼卷尺測定其自然高度（不足10株的按實(shí)際株數(shù)測定）。

相對高度=樣方內(nèi)某種植物的平均高度/樣方內(nèi)所有物種的平均高度之和×100%

鮮質(zhì)量：0.5 m×0.5 m的樣方中按物種分別用剪刀齊地面剪下，用電子天平（千分之一）測其鮮質(zhì)量。

相對生物量=樣方內(nèi)某種植物的質(zhì)量/樣方內(nèi)所有物種的質(zhì)量之和×100%

重要值=（相對高度+相對蓋度+相對生物量）/3

群落多樣性測定：物種的多樣性指數(shù)選用以下4個指標(biāo)表示：Patrick豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)和SimPson多樣性指數(shù)［26］。

1.3.5 鼠害調(diào)查 在每個20 m×20 m的樣地內(nèi)，采用對角線取樣，分別測定洞口、禿斑地和禿丘的長度。破壞率=各項(xiàng)所截長度的總和/樣線長×100%［27］。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 采用ArcGIS軟件進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)采集；Excel 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；用? Spss.20軟件LSD法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P<0.05為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn)；用Hierarchical Cluster法進(jìn)行聚類分析；繪圖用SigmaPlot 10。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地空間分布

2.1.1 “黑土灘”型退化草地面積 根據(jù)2019年瑪沁、河南、澤庫3 個縣解譯的遙感影像圖及數(shù)據(jù)（圖3-a，3-b），瑪沁縣“黑土灘”型退化草地面積最大，19.87 km2，占所有草地面積的6.66%；澤庫縣“黑土灘”型退化草地面積次之，3.62 km2，占所有草地面積的1.11%，河南縣“黑土灘”型退化草地面積最小，2.99 km2，占所有草地面積的? 0.80%，表明黃河源區(qū)瑪多縣草地退化最嚴(yán)重，其次為澤庫縣，河南縣較輕。

2.1.2 高寒退化草地海拔梯度分布 瑪沁縣退化草地主要分布于海拔3 600～4 100 m和? 4 200～4 800 m，退化面積為1 986.97 hm2，其中在海拔3 700～4 100 m退化較嚴(yán)重，退化面積占所有海拔區(qū)域的97.90%（圖4-a，4-d）。河南縣退化草地分布于海拔3 500～3 800 m和4 401～4 500 m，退化面積為3.59 km2，其中3 500～? 3 700 m退化比較嚴(yán)重，退化面積占所有海拔區(qū)域的72.24%（圖4-b，4-d）。澤庫縣退化草地分布于海拔3 500～3 800 m，退化面積為3.63 km2，其中在海拔3 600～3 800 m草地退化比較嚴(yán)重，退化面積占所有海拔區(qū)域的88.76%（圖4-c，4-d）。因此，黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地的海拔主要在3 501～4 000 m。

2.1.3 高寒退化草地坡度分布 由圖5可以看出，3個縣的“黑土灘”型退化草地面積均在緩坡地最大，其中瑪沁縣“黑土灘”型退化草地在緩坡地占50%，灘地占45%，陡坡地占4%（圖5-a，5-b）；河南縣“黑土灘”型退化草地在緩坡地占72%，陡坡地占15%，灘地占12%（圖5-c，5-d）；澤庫縣“黑土灘”型退化草地在緩坡地占71%，陡坡地占23%，灘地占5%（圖5-e，5-f）。因此，黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地主要分布于緩坡地、灘地。

2.1.4 高寒退化草地坡向分布 由圖6可知，3 個縣的“黑土灘”型退化草地面積均由陽坡、半陽坡、半陰坡、陰坡逐漸減小，其中瑪沁縣“黑土灘”型退化草地面積較大，且陽坡和半陽坡面積最大，占所有坡向面積的52.89%，陰坡和半陰坡稍低，占所有坡向面積的47.12%（圖6-a，6-b）。河南縣陽坡地“黑土灘”型退化草地面積最大，占45%，半陽坡占27%，半陰坡占16%；陰坡占12%（圖6-c，? 6-d）。澤庫縣“黑土灘”型退化草地坡向分布趨勢與河南縣一致，陽坡地面積占58%，半陽坡地占29%，半陰坡地占28%，陰坡地占5%（圖6-e，6-f）。因此，“黑土灘”型退化草地主要分布于陽坡地、半陽地。

2.2 高寒草地實(shí)地調(diào)查群落結(jié)構(gòu)基本特征

根據(jù)實(shí)地調(diào)查及植物、土壤相關(guān)指標(biāo)的測定結(jié)果，對黃河源區(qū)瑪沁縣、河南縣、澤庫縣3個縣15個樣地45個樣方的31個植物群落、土壤相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析（圖6）。經(jīng)綜合考慮，標(biāo)尺值選擇5，草地退化類型分為陽坡極度退化草地、半陽坡重度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地、半陽坡輕度退化草地、濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地6類（表1）。根據(jù)聚類分析結(jié)果，極度退化草地分布于陽坡，且主要在瑪沁縣，這與遙感影像解譯數(shù)據(jù)顯示的陽坡地退化較嚴(yán)重和瑪沁縣退化草地面積較大的結(jié)果一致，說明解譯數(shù)據(jù)是可靠的。

2.2.1 高寒草地植被特征 根據(jù)聚類分析結(jié)果對不同退化類型草地的植物群落進(jìn)行分析（表2）。植被蓋度隨著草地退化程度的加劇而逐漸降低，陽坡極度退化草地與濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地間差異顯著（P<0.05）。豐富度隨著草地退化程度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，濕地輕度退化草地與半陽坡輕度退化草地差異顯著（P<0.05），其他地形差異不顯著（P>0.05）。多樣性指數(shù)Shannon-wiener、Simpson隨著草地退化程度的加劇，變化不明顯，濕地輕度退化草地與半陽坡輕度退化草地差異顯著（P<0.05）。均勻度指數(shù)Pielou隨著草地退化程度的加劇，各地形差異不顯著（P>0.05）。地上生物量隨著退化程度的加劇而減小，各地形差異不顯著（P>? 0.05）。因此，陽坡極度退化草地的植被蓋度、地上生物量較其他草地類型低，且主要發(fā)生在海拔3 800 m左右；濕地輕度退化草地豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均較其他草地類型低，但地上生物量較其他地形高。

2.2.2 土壤理化性質(zhì)特征 由表3可知，在不同退化類型的同一土層中，全氮、全磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢基本一致，均在濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地含量最高，陽坡極度退化草地最低，陰坡未退化草地與濕地輕度退化草地差異不顯著（P>0.05），與其他退化草地類型差異顯著（P<0.05）。而全鉀、速效鉀含量變化趨勢與其他指標(biāo)相反，均在陽坡極度退化草地、半陽坡重度退化草地、半陽坡輕度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地含量較高，濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地含量較低，且濕地退化草地的全鉀含量與其他草地類型差異顯著（P<0.05），其余草地類型間差異不顯著（P>0.05）；陰坡退化草地速效鉀含量與陽坡極度退化草地差異不顯著（P>? 0.05），與其他類型間差異顯著（P<0.05）。速效磷含量在半陽坡輕度退化草地含量最高，陽坡-灘地輕度退化草地次之，二者差異不顯著（P>? 0.05），與其他草地類型差異顯著（P<0.05）；半陽坡重度退化草地含量最低，且與其他草地類型差異顯著（P<0.05），其余草地類型間差異不顯著（P>0.05）。

同一退化類型不同土層中，隨著土層的加深，全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低，全氮含量除了在陽坡極度退化草地的各土層間差異不顯著外（P>0.05），在其余草地類型的各土層間差異顯著（P<0.05）；全磷含量在所有草地類型的各土層間差異均不顯著（P>0.05）。堿解氮含量0～10 cm土層與20～30 cm土層差異顯著（P<0.05）。在所有退化類型中，0～10 cm土層的速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量與其他土層差異顯著（P<0.05）。

2.2.3 鼠害情況特征 根據(jù)表4，鼠害破壞率、洞口數(shù)隨著草地退化程度的減弱而減弱，陽坡極度退化草地的鼠洞數(shù)量和鼠害破壞率最高，半陽坡重度退化草地次之，半陽坡輕度退化草地與陽坡-灘地輕度退化草地中較少，濕地輕度退化草地和陰坡未退化草地中均未有鼠害破壞情況發(fā)生。鼠洞數(shù)量、鼠害破壞率在極度退化草地與重度退化草地和輕度退化草地差異顯著（P<0.05），在半陽坡重度退化草地與陽坡-灘地輕度退化草地差異不顯著（P>0.05），與半陽坡輕度退化草地差異顯著（P<0.05），半陽坡輕度退化草地與陽坡-灘地輕度退化草地差異不顯著（P>0.05）。

3 討? 論

3.1 黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地的空間分布特征

“黑土灘”指退化的高寒草地，是青藏高原獨(dú)特的自然條件下高寒草地嚴(yán)重退化經(jīng)風(fēng)蝕和水蝕后形成大面積裸地產(chǎn)物，只有在特定生態(tài)區(qū)域的高寒草地才能退化成“黑土灘”［28］。從海拔分布來看，本研究認(rèn)為黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地主要分布于海拔3 500～4 000 m，在海拔3 700～? 3 800 m時退化最嚴(yán)重。這與已有研究認(rèn)為“黑土灘”的海拔分布在3 000～5 000 m［29］和?? 3 600～4 500 m［30］的范圍是一致的，這可能與隨著海拔的升高，家畜和人類活動減少有關(guān)［31］。陽坡地的退化面積最大，其次為半陽坡、半陰坡，陰坡地退化面積最小，緩坡地的“黑土灘”型草地面積大于灘地和陡坡地；因此從坡向分析來看，“黑土灘”型退化草地主要發(fā)生于陽坡、半陽坡，從坡度分析來看，“黑土灘”型退化草地主要發(fā)生于緩坡地和灘地，這與已有研究發(fā)現(xiàn)的“黑土灘”多出現(xiàn)于青藏高原山地陽坡和半陽坡山麓及山前灘地一致［14］，這可能是由于家畜和人類更喜歡在陽坡、半陽坡、緩坡地和灘地活動，因此“黑土灘”的發(fā)生可能與該地區(qū)特殊的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程有關(guān)。

3.2 高寒退化草地植物群落結(jié)構(gòu)特征

經(jīng)實(shí)地調(diào)查及聚類分析，草地類型劃分為陽坡極度退化草地、半陽坡重度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地、半陽坡輕度退化草地、濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地6類。草地植被變化是草地退化最明顯的表現(xiàn)，研究區(qū)植被蓋度和地上生物量隨著退化程度的加劇而減少，且陽坡極度退化草地最低，濕地輕度退化草地最高。物種豐富度指數(shù)是反映群落中物種多少的參數(shù)，本研究中豐富度指數(shù)在輕度退化草地較高，而濕地較低，表明輕度退化草地由于闊葉類植物的增加［32］，使得植物較豐富，而濕地主要以藏嵩草和苔草為主，植物種類較單一，豐富度指數(shù)較低。多樣性是反映一個群落內(nèi)物種的數(shù)量和均勻程度的測度指標(biāo)［33］，生態(tài)系統(tǒng)的退化，不僅使群落在物種組成上發(fā)生重要變化，而且也導(dǎo)致物種多樣性發(fā)生了改變［34］。在本研究不同退化草地類型中，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)變化不同，其中濕地的多樣性指數(shù)較低，輕度退化草地較高，與許世洋等［35］研究得出中輕度退化草地多樣性指數(shù)較高的結(jié)果一致。

3.3 高寒退化草地土壤理化性質(zhì)特征

隨著退化程度的加劇，土壤全氮、全磷、堿解氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量呈下降趨勢，與有關(guān)研究［36-38］結(jié)果相吻合。這是由于土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤全氮的95%來源于有機(jī)質(zhì)，因而有機(jī)質(zhì)在土壤中的積累會直接影響氮、磷含量的變化。另外，當(dāng)植被發(fā)生退化時，土壤中的固氮作用減弱甚至停止，并且退化加速了生物殘體的分解，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮，進(jìn)而在水土流失中損失［39］。全鉀、速效鉀含量在重極度退化草地含量較高，且0～10 cm土層的速效磷、速效鉀、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量相較其他土層差異顯著（P

3.4 高寒退化草地鼠害活動特征

草地禿斑、裸露和破碎化過程是從陽坡-灘地開始的［41］，且在鼠類活動區(qū)域首先形成“黑土灘”［42］，中、重度“黑土灘”退化草地是鼠洞密度非常高的地區(qū)［7，43］，“黑土灘”分布區(qū)的關(guān)鍵地形特征與高原嚙齒動物棲息地條件、放牧家畜的適宜放牧區(qū)相吻合。本研究發(fā)現(xiàn)陽坡極度退化草地的破壞率最大、鼠洞數(shù)最多，說明鼠類喜活動于陽坡、灘地；濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地?zé)o鼠類活動。也有研究認(rèn)為鼠兔相對密度與土壤濕度之間呈顯著的負(fù)相關(guān)，河漫灘濕地地勢平坦，土壤濕度大，鼠洞密度最小［44］，與本研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

4.1 黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地的空間分布

黃河源區(qū)“黑土灘”型退化草地主要發(fā)生在海拔3 500～4 000 m的陽坡、半陽坡的緩坡地和灘地，以海拔3 800 m左右退化最為嚴(yán)重。

4.2 高寒退化草地群落結(jié)構(gòu)特征

退化草地類型劃分為陽坡極度退化草地、半陽坡重度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地、半陽坡輕度退化草地、濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地6類。植被蓋度、地上生物量隨著退化程度的加劇而減少，豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均在輕度退化草地較高，在濕地輕度退化草地較低。

4.3 高寒退化草地土壤理化性質(zhì)基本特征

同一土層不同退化類型草地的全氮、全磷、堿解氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量總體隨著退化程度的加劇而降低，其中濕地輕度退化草地、陰坡輕度退化草地中的全氮、全磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量高于其他退化草地；陽坡重度退化草地速效磷含量最低；全鉀含量在陽坡極度退化草地最高，在濕地輕度退化草地最低；速效鉀含量在半陽坡重度退化草地、半陽坡輕度退化草地、陽坡-灘地輕度退化草地和陰坡輕度退化草地較高，在陽坡極度退化草地和濕地輕度退化草地較低。同一退化類型，隨著土層深度的加深，各指標(biāo)總體呈下降趨勢，0～10 cm土層的速效磷、速效鉀、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于其他土層。

4.4 高寒退化草地鼠害活動特征

研究區(qū)鼠害破壞率、鼠洞數(shù)隨著草地退化程度的加劇而增加。陽坡極度退化草地的破壞率最大、鼠洞數(shù)最多，重度退化草地次之，半陽坡輕度較低；濕地輕度退化草地、陰坡未退化草地?zé)o鼠類活動。

參考文獻(xiàn) Reference：

［1］ 趙志平，吳曉莆，李 果，等.黃河源區(qū)高寒草地 NDVI 格局與梯度變化［J］.草業(yè)科學(xué)，2013，30（12）：1917-1925.

ZHAO ZH P，WU X P，LI G，et al. Spatial pattern and change gradient of alpine grassland in the Source Region of Yellow River［J］. Patacultural Science，2013，30（12）：1917-1925.

［2］ 王 鶯，李耀輝，孫旭映.氣候變化對黃河源區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響［J］.草業(yè)科學(xué)，2015，32（5）：539-551.

WANG Y，LI Y H，SUN X Y. Impact of climate change on the eco-environment in the Yellow River Source［J］. Patacultural Science，2015，32（5）：539-551.

［3］ 翟穎佳，李耀輝，陳玉華.全球及中國區(qū)域氣候變化預(yù)估研究主要進(jìn)展簡述［J］.干旱氣象，2013，31（4）：803-813.

ZHAI Y J，LI Y H，CHEN Y H. Major progress of global and China regional climate change projection［J］.Journal of Arid Meteorology，2013，31（4）：803-813.

［4］ DONG Q M ，ZHAO X Q ，WU G L，et al. A review of formation mechanism and restoration measures of “black-soil-type” degraded grassland in the Qinghai-Tibetan Plateau［J］.Environmental Geology，2013，70（5）：2359-2370.

［5］ 李子好.青藏高原三江源區(qū)“黑土灘”退化高寒草地禿斑塊分布格局及土壤養(yǎng)分空間變異［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2020.

LI Z H. Spatial pattern and variation of bald patches and soil nutrition in ‘bare land degraded apine grassland in Three-river source region on the Tibetan Plateau［D］. Lanzhou：Lanzhou University，2020.

［6］ LIN L，LI Y K，XU X L，et al. Predicting parameters of degradation succession processes of Tibetan Kobresia? grasslands［J］. Solid Earth，2015，6（4）：1237-1246.

［7］ 韓立輝，尚占環(huán)，任國華，等.青藏高原“黑土灘”退化草地植物和土壤對禿斑塊面積變化的響應(yīng)［J］.草業(yè)學(xué)報，2011，20（1）：1-6.

HAN L H，SHANG ZH H，REN G H，et al. The response of plants and soil on black soil patch of the Qinghai-Tibetan Plateau to variation of bare-patch areas［J］. Acta Prtacuitur Sinica，2011，? 20（1）：1-6.

［8］ 林慧龍，王釗齊，尚占環(huán).江河源區(qū)“黑土灘”退化草地禿斑與鼠洞的分形特征［J］.草地學(xué)報，2010，18（4）：477-484.

LIN H L，WANG ZH Q，SHANG ZH H. Features on fractal dimension of barren patch and mouse hole among different degenerated succession stages on alpine meadow in the source region of the Yangtze and Yellow river，Qinghai-Tibetan Plateau，China［J］. Acta Agrestla Sinica，2010，? 18（4）：477-484.

［9］ 王雪璐.青藏高原三江源高寒草地生態(tài)系統(tǒng)土壤侵蝕研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2016.

WANG X L. Soil esrosion of alpine grassland ecosystem on Tibetan Plateau Sanjiangyuan region［D］.Lanzhou：Lanzhou University，2016.

［10］ [ZK（#]劉曉東，劉榮堂，劉愛軍，等.三江源區(qū)草地覆蓋遙感信息提取方法及動態(tài)研究［J］.草地學(xué)報，2010，18（2）：154-159.

LIU X D，LIU R T，LIU A J，et al. Study on information extraction and the dynamic? monitoring of grassland coverage in three river source area［J］. Acta Agrestia Sinica，2010，18（2）：154-159.

［11］ 安 如，姜丹萍，李曉雪，等.基于地面實(shí)測高光譜數(shù)據(jù)的三江源中東部草地植被光譜植被特征研究［J］.遙感技術(shù)與應(yīng)用，2014，29（2）：202-211.

AN R，JIANG D P，LI X X，et al. Using Hyperspectral data to determine spectral characteristics of grassland vegetation in general and eastern parts of Three-river source［J］. Remote Sensing Technology and Application，2014，29（2）：202-211.

［12］ 魏衛(wèi)東，李希來.三江源區(qū)高寒草地退化草地土壤侵蝕模型與模擬研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（7）：26-30.

WEI W D，LI X L. Soil erosion model and simulation of degraded grassland of alpine meadow in Sanjiangyuan region［J］. Environmental Science and Management，2013，38（7）：26-30.

［13］ 蔣 沖，高艷妮，李 芬，等.1956-2010年三江源區(qū)水土流失狀況演變［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2017，30（1）：20-29.

JIANG CH，GAO Y N，LI F，et al. Soil erosion variation and its attribution in the Three-Rivers Headwater region，China，during the period of 1956-2010［J］. Research of Environment Science，2017，30（1）：20-29.

［14］ 朱 霞，鈔振華，楊永順，等.三江源區(qū)“黑土灘”型退化草地時空變化［J］.草業(yè)科學(xué)2014，31（9）：1628-1636.

ZHU X，CHAO ZH H. YANG Y SH，et al. Spatial and temporal in the Three River source type degraded grassland in the Three River source region［J］. Pratacultural Science，2014，31（9）：1628-1636.

［15］ 徐劍波，宋立生，趙之重，等.近15a來黃河源地區(qū)瑪多縣草地植被退化的遙感動態(tài)監(jiān)測［J］.干旱區(qū)地理，2014，? 35（4）：615-622.

XU J B，SONG L SH，ZHAO ZH ZH，et al.? Monitoring grassland degradation dynamically at Maduo county in source region of Yellow River in past 15 years based on remote sensing［J］. Arid Land Geography，2014，35（4）：615-622.

［16］ 王俊奇，王廣軍，梁四海，等.1996-2015年黃河源區(qū)植被覆蓋度提取和時空變化分析［J］.冰川凍土，2021，43（2）：662-674.

WANG J Q，WANG G J，LIANG S H，et al. Extraction of vegetation coverage and analysis of temporal and spatial changes in the source area of the Yellow River from 1996 to 2015［J］. Journal of Glaciology and Geocryology，2021，43（2）：662-674.

［17］ 柴 瑜，李希來，于金峰，等.有機(jī)肥施用量對黃河源不同坡向退化高寒草地土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳的影響［J］.草地學(xué)報，2022，30（7）：1613-1620.

CHAI? Y，LI X L，YU J F，et al.Effects of different applications of organic fertilizer in degraded alpine meadowon soil aggregates and organic carbon in the Source Zone of Yellow River［J］. Acta Agrestia Sinica，2022，30（7）：1613-1620.

［18］ 張群英，李 捷，郝力壯，等.體外法評價青海省澤庫縣高寒草地草場不同物候期牧草的營養(yǎng)價值［J］.動物營養(yǎng)學(xué)報，2020，32（3）：1415-1432.

ZHANG Q Y，LI J，HAO L ZH，et al.Evaluation of forage nutritional value of alpine meadow grassland in different phenological periods in Zeku County of Qinghai Province by in vitro method［J］.Chinese Journal of Animal Nutrition，2020，32（3）：1415-1432.

［19］ 韓 俊. 不同的遙感解譯方法在地表覆蓋分類信息提取中的應(yīng)用研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2016.

HAN J.Application of different remote sensing interpretation methods in surface cover classification information extraction［D］. Kunming：Kunming University of Science and Technology，2016.

［20］ 劉海軍，魏曉琴.3S技術(shù)在三江源區(qū)“黑土灘”退化草地調(diào)查中的應(yīng)用［J］.青海國土經(jīng)略，2007（3）：29-31.

LIU H J，WEI X Q. Application of 3S technology in the investigation of “black soil beach” degraded grassland in the source area of Three-Rivers［J］.Qinghai Guotu Jinglue，2007（3）：29-31.

［21］ 李永花，王 苑，趙成福.三江源區(qū)“黑土灘”的遙感圖像解譯［J］.測繪技術(shù)裝備，2008，10（4）：38-41.

LI Y H，WANG Y，ZHAO CH F. Remote sensing image interpretation of black soil beach in the source area of Three Rivers［J］.Geomatics Technology and Equipment，2008，10（4）：38-41.

［22］ 董全民，馬玉壽，許長軍，等.三江源區(qū)“黑土灘”退化草地分類分級體系及分類恢復(fù)研究［J］.草地學(xué)報，2015，23（3）：441-447.

DONG Q M，MA Y SH，XU CH J，et al. Study of classification and gradation，restoration of Black-Soil Beach degraded grassland in the Headwaters of Three rivers［J］. Acta Agrestia Sinica，2015，23（3）：441-447.

［23］ 李積蘭，李希來，唐 燕，等. 三江源頭“黑土灘”草地分布現(xiàn)狀及退化特征研究［J］.草業(yè)與畜牧，2009（2）：6-13.

LI J L，LI X L，TANG Y，et al. Study on grassland distribution and degradation characteristics of “black soil beach” in the source of Three-rivers［J］. Caoye Yu Xumu，2009（2）：6-13.

［24］ 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010.

BAO SH D. Soil Agrochemical Analysis ［M］.Beijing：China Agricultural Press，2010.

［25］ 李希來，李積蘭. 三江源區(qū)優(yōu)勢種植物矮嵩草繁殖策略與環(huán)境適應(yīng)［M］.武漢：長江出版社，2019.

LI X L，LI J L.Reproductive Strategy and Environmental Adaptation of Dominant Species Kobresia humiliss in the Source Area of Three-rivers［M］.Wuhan：Changjiang Press，2019.

［26］ 馬玉壽，尚占環(huán)，施建軍，等.黃河源區(qū)“黑土灘”退化草地群落類型多樣性及其群落結(jié)構(gòu)研究［J］.草業(yè)科學(xué)，2006，23（12）：6-11.

MA Y SH，SHANG ZH H，SHI J J，et al. Studies on communities diversity and their structure of “bleak-soil-land” degraded grsassland in the headwater of Yellow River［J］. Patacultural Science，2006，23（12）：6-11.

［27］ 劉 若.草原保護(hù)學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

LIU R. Protection of Steppe［M］. Beijing：China Agriculture Press，2005.

［28］ 尚占環(huán)，龍瑞軍.青藏高原“黑土型”退化草地成因與恢復(fù)［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（6）：652-656.

SHANG ZH H，LONG R J. Formation reason and recovering problem of the ‘black soil type degradation alpine in Qinghai-Tibetan plateau［J］. Chinese of Journal of Ecology，2005，24（6）：652-656.

［29］ 尚占環(huán)，董全民，施建軍，等. 青藏高原“黑土灘”退化草地及其生態(tài)恢復(fù)近10年研究進(jìn)展--兼論三江源生態(tài)恢復(fù)問題［J］.草地學(xué)報，2018，26（1）：1-21.

SHANG ZH H，DONG Q M，SHI J J，et al. Research progress in recent ten years of ecological restoration for ‘Black soil land degraded grassland on Tibetan plateau concurrently discuss of ecological restoration in Sangjiangyuan region［J］. Acta Agrestia Sinica，2018，26（1）：1-21.

［30］ 李希來.青藏高原“黑土灘”形成的自然因素與生物學(xué)機(jī)制［J］.草業(yè)科學(xué)，2002，19（1）：20-22.

LI X L. Natural factors and biological mechanism of the formation of “black soil beach” in the Qinghai Tibet Plateau［J］. Pratacultural Science，2002，19（1）：20-22.

［31］ 魏瑞琪，邵懷勇，李林峰，等.基于MODIS的川西北江河源區(qū)草地退化狀況時空分析［J］.物探化探計(jì)算技術(shù)，2018，40（2）：262-268.

WEI R Q，SHAO H Y，LI L? F，et al.Temporal and spatial analysis of grassland degradation in yangtze and Yellow River Headwater region in Northwest Sichuan Based on MODIS［J］. Computing Techniques for Geophysical and Geoche，2018，40（2）：262-268.

［32］ 劉育紅，魏衛(wèi)東，楊元武，等. 高寒草地退化草地植被與土壤因子關(guān)系冗余分析［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2018，27（4）：480-490.

LIU Y H，WEI W D，YANG Y W，et al. Redundancy?? analysis on relationships between grassland vegetation and soil factors on degraded alpine meadow［J］. Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2018，27（4）：480-490.

［33］ 楊振宇. 瑪曲草原“黑土灘”分布特征及其植被演替規(guī)律的研究［D］. 蘭州：蘭州大學(xué)，2007.

YANG ZH Y. Study on distribution characteristics and vegetation succession rules of black soil beach in Maqu grassland［D］. Lanzhou：Lanzhou University，2007.

［34］ 李秋年. 高寒草地退化草地植物群落結(jié)構(gòu)特征及物種多樣性的初步分析［J］.青海環(huán)境，2004，14（1）：30-33.

LI Q N. Preliminary analysis of plant community structure and species diversity of degraded grassland in alpine meadow［J］.Qinghai Environment，2004，14（1）：30-33.

［35］ 許世洋，李雪萍，李敏權(quán)，等. 青藏高原高寒草地退化對草地群落多樣性及土壤特性的影響［J］.中國草地學(xué)報，2022，44（8）：20-27.

XU SH Y，LI X P，LI M Q，et al. Effects of alpine mesdow degration on the grassland communities diversity and soil? properties on the Tibetan plateau［J］.Chinese Journal of Grassland，2022，44（8）：20-27.

［36］ 崔寧潔，張丹桔，劉 洋，等.不同林齡馬尾松人工林林下植物多樣性與土壤理化性質(zhì)［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2014，? 33（10）：2610-2617.

CUI N J，ZHANG D J，LIU Y，et al. Plant diversity and soil physicochemical properties under different aged Pinus massoniana plantations［J］. Chinese of Journal of Ecology，2014，33（10）：2610-2617.

［37］ 楊紅善，那·巴特爾，周學(xué)輝，等.不同放牧強(qiáng)度對肅北高寒草原土壤肥力的影響［J］.水土保持學(xué)報，2009，23（1）：150-153.

YANG H SH，NA·BATEER，ZHOU X H，et al. Influence of different grazing intensity to soil fertility in the Subei alpine steppes［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2009，23（1）：150-153.

［38］ 劉育紅，李希來，魏衛(wèi)東，等.高寒草地“黑土灘”對土壤養(yǎng)分的影響［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，18（3）：304-308.

LIU Y H，LI X L，WEI W D，et al. The influence of “Black Beach” to soils nutrient on Alpine Meadow［J］.Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2009，18（3）：304-308.

［39］ 袁知洋，鄧邦良，郭曉敏，等.武功山山地草地土壤全量氮磷鉀分布格局及對不同退化程度的響應(yīng)［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2015，30（3）：14-20.

YUAN ZH Y，DENG B L，GUO X M，et al. Distribution pattern of total nitrogen，phosphorus and potassium in mountain meadow of Wugong Mountain and its response to different degradation degrees［J］.Journal of Northwest Forestry University，2015，30（3）：14-20.

［40］ 王玉琴，尹亞麗，李世雄.不同退化程度高寒草甸土壤理化性質(zhì)及酶活性分析［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2019，28（6）：1108-1116.

WANG Y Q，YIN Y L，LI SH X.Physicochemical properties and enzymatic activities of alpine meadow? at different degradation degrees［J］.Ecology and Environmental Sciences，2019，28（6）：1108-1116.

［41］ LI X L，PERRY G L W，BRIERLEY G J，et al.Quantitative assessment of degradation classifications for degraded alpine meadows（Heitutan） ，Sanjiangyuan，western China［J］.Land Degradation ＆ Development，2014，25：417-427.

［42］ ZHANG Y，DONG S，GAO Q，et al. Responses of alpine vegetation and soils to the disturbance of plateau pike （Ochotona Curzon-iae） at burrow level on the Qinghai-Tibetan plateau of China［J］.Ecological Engineering，2016，88：232-236.

［43］ 林慧龍，王釗齊，尚占環(huán).江河源區(qū)“黑土灘”退化草地禿斑與鼠洞的分形特征［J.草地學(xué)報，2010，18（4）：477-484.

LIN H L，WANG ZH Q，SHANG ZH? H.Features on fractal dimension of barren patch and mouse hole among different degenerated succession stages on alpine meadow in the source region of the Yangtze and Yellow river，Qinghai-Tibetan plateau，China［J］. Acta Agrestia Sinica，2010，18（4）：477-484.

［44］ 張海娟，謝久祥，李希來. 青海河南縣高原鼠兔的分布及其與土壤特性的相關(guān)性分析［J］.青海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，34（1）：14-50.

ZHANG H J，XIE J X，LI X L.The distribution of the plateau pika and correlation withsoil properties of Henan County in Qinghai［J］. Journal of Qinghai University（Natural Science Edition），2016，34（1）：14-50.

Spatial Distribution Characteristics of Alpine Degraded Grassland in Source Region of Yellow River

Abstract In order to understand the? regularity of spatial distribution and the key topographic features of the degraded grassland in the black soil beach，the data of remote sensing image interpretation in the year of 2019 in counties of Maqin，Henan and Zeku in the source region of the Yellow River were used and field investigation was conducted to analyze the spatial distribution characteristics of alpine degraded grassland in black soil beach.The results showed that the degraded grassland in the black soil? beach of the source region of the Yellow River was distributed at the altitude of 3 500-4 000 m，and themost serious degradation was at the altitude of 3 700-3 800 m. From the slope analysis，the? degraded grassland in black soil beach mainly occurred on the sunny? and semi-sunny slopes，from the?? analysis of slope degree，the degraded grassland in black soil? beach mainly occurred? on the gentle slope and beach.After the cluster analysis，the degraded grassland could be divided into six types，namely? extremely degraded grassland on the sunny slope，severely degraded grassland on the semi-sunny slope，slightly degraded grassland on the beach and sunny slope，slightly degraded grassland on the semi-sunny slope，slightly degraded grassland on the wetland，and non-degraded grassland on the shady slope. With the deterioration of degradation，the vegetation coverage and aboveground biomass decreased; the contents of total nitrogen，total phosphorus，alkali-hydrolysable nitrogen，available phosphorus and organic matter in the same soil layer of the different degradations were highest in? the slightly degraded grassland on the wetland and onthe shady slope，while it was the lowest in extremely degraded grassland on the sunny slope，and the differences were significant （P<0.05）. The richness index，diversity index，evenness index and soil available potassium content were higher in severely and slightly degraded grassland，howerver，it was lower in slightly degraded grassland on thewetland，and there were significant differences between slightly degraded grassland on the wetland? and other types of degraded grassland （P<0.05）. In the extremely degraded grassland on the sunny slope，the total potassium content and the rat damage rate were highest，the number of rat holes were the most ，the total potassium content was the lowest in slightly?? degraded grassland on the the wetland，which was extremely different from the extremely degraded grassland on the sunny slope（P<0.05），and? there was no any rodent activity on the slightly degraded grassland on the shady? slope，so the characteristics of terrain characteristics was consistent with the conditions of rodents? habitat.

Key words Source region of the Yellow River; Degraded grassland; Spatial distribution; Plant community