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松嫩平原西部地处我国北方农牧交错带东段,属于典型的生态脆弱区和退化生态系统。近50年来,由于受到自然因素变化和人类活动的干扰,草地质量下降,承载力降低。定量分析气候因素和人文因素对草地生产力的影响对于合理开发草地资源以及研究陆地生态系统碳循环具有重要意义。本研究首先将整个研究区划为八个自然条件相对均一的土地单元,确定受人为干扰草地和未受人为干扰草地,利用卫星遥感数据得到各土地单元的NDVI积分,通过计算草地相对退化指数,定量分析出人文因素对草地生产力的影响:最后对相对退化指数及草地生产力的气候和人文影响因素进行分析,得到草地生产力的人文影响因素的空间差异,以及草地生产力对气候变化的反应。主要研究内容和结论如下:
一、利用遥感数据结合野外调查结果,计算松嫩平原西部草地相对退化指数,定量分析气候因素和人文因素对松嫩平原西部草地生产力的影响。结果表明,划分自然条件基本相同的土地单元,根据受人为干扰和未受人文干扰草地的范围,计算各土地单元的相对退化指数,可以定量分析出影响松嫩平原西部草地生产力的人文因素与气候因素。
二、生长季未受人为干扰草地的生产力明显高于受人为干扰草地的生产力,第六、七单元的相对退化指数较大表明这两个单元草地生产力生长季受人为因素影响较严重,而第三、八土地单元草地受人文因素的影响相对较小。
三、2002年和2005年松嫩平原西部草地受人文因素的影响较小,而2004年的影响较大;松嫩平原西部气候因素与草地相对退化指数相关性不高,进一步表明相对退化指数可以正确反映草地生产力的人文影响因素。
四、选取受人为活动影响较明显的典型研究区,根据草地相对退化指数结果,结合各乡镇人文统计数据,找出影响草地生产力的主要人文因素。结果表明:影响杜蒙县草地生产力的主要人文因素为总人口和大牲畜数量,主成分分析结果表明,第一、二主成分的载荷达到了71.635%;杜蒙县总人口与草地相对退化指数的相关系数达到了0.733,大牲畜数量与草地相对退化指数的相关系数达到了0.603,相关性水平都达到了0.01的水平;通过对草地相对退化指数两种回归方法的比较发现,曲线回归方法对杜蒙县各乡镇的草地相对退化指数的拟合效果较好,影响多数乡镇草地生产力的主要人文因素是总人口。
五、对松嫩平原西部草地生产力与气候影响因素进行相关分析,并对草地对气候变化的敏感性及弹性进行分析。草地生产力与气候影响因素的典型相关分析结果表明:气候因素与草地生产力的相关性在0.5左右,第一典型相关系数达到了0.635,显著性水平也在0.05以上;降水的变化与气温变化相比更容易反映草地生产力的变化情况,2000年以后七、八月份的气候条件能够较好的反映草地生产力状况;第六、七、八土地单元草地相对退化指数对降雨量的变化反应较明显,其它各土地单元草地相对退化指数对于降水的变化反应不明显。第一、五土地单元草地在枯水年和丰水年的相对退化指数和降水的变化不同步,表现为一定的滞后性,而且其生态稳定性较好,具有较大的弹性:从NDVI的年变化来看,无论是丰水年还是枯水年,受干扰草地的敏感性都大于未受干扰草地的敏感性:未受干扰草地的生态稳定性要比受干扰草地好,弹性大。