基于植被恢复潜力实现的退牧还草生态效果评价与优化 ——以改则县围栏禁牧工程为例

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:haludahuaidan
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西藏自治区是我国最大的草地畜牧业生产基地和重要的生态屏障,草地面积占全国的20.5%。受自然环境和社会条件的严重制约,草地资源是当地人民赖以生存和经济发展的物质基础。本世纪初以来,伴随草原生态的恶化,国家启动了天然草原退牧还草生态工程。同时针对“退化、沙化、盐渍化”草地,采取围栏禁牧等政策工具推动退牧还草生态工程落地见效。学术界对退牧还草生态工程实施成效及其影响因素高度关注,开展了一系列评价研究,以期优化未来生态工程建设布局。本文聚焦西藏自治区第二大纯牧业县改则县,以2013年围栏建设为时间节点,将研究时间段2008—2018年划分为两个阶段2008—2013年和2013—2018年,引入植被恢复“潜力-实现”模型和时间空间双重差分评价法,对退牧还草生态工程的实施成效进行评价,并利用多元线性回归和GWR模型探究如何实现最大可能的植被恢复潜力及影响退牧还草生态效果的因素,为改善草原生态提供政策建议。主要结论如下:(一)利用MODIS数据提取并计算改则县2008—2018年各年度增强型植被指数(EVI)的变化趋势。结果表明,2008—2013年改则县的EVI变化趋势较为平坦,增长幅度缓慢,年际变化率0.00004/a;2013—2018年改则县的EVI表现出大幅增长的变化趋势,年际变化率为0.00169/a。整体来看,在退牧还草生态工程实施的背景下,改则县的植被生长状况有明显改善。(二)在ArcGIS平台下,结合自然断点法的等级划分结果,将计算得到的不同时段EVI变化的斜率图层划分为6种不同植被恢复程度类型,并统计出这6种不同植被恢复程度类型的面积。结果表明,2008—2013年退化面积合计占比46.95%,可见草原退化十分严重。而在退牧还草工程持续实施后,2013—2018年改则县的植被覆盖整体得到改善,退化面积合计占比下降到20.02%,比实施前减少了26.93%。(三)引入植被恢复“潜力-实现”模型测度改则县2008年以来的植被恢复效果。结果表明,2008-2013年改则县的植被恢复潜力实现度变化趋势为负。2013—2018年改则县的植被恢复潜力实现度变化趋势为正,植被恢复潜力实现度变化趋势由负转正,亦表明退牧还草工程实施已显现明显效果。(四)拓展了时间和空间双重差分评价法。时间差分结果表明,仅有2处围栏植被恢复潜力实现度为负增长,其余15处植被恢复潜力实现度为正增长。可见,围栏禁牧以来研究区植被整体恢复效果较好。但是,这并不必然是围栏禁牧政策的效果,其中包含了围栏禁牧工程之外因素的贡献。时间和空间双重差值结果进一步表明,58.82%围栏区域的植被潜力实现度比其相邻区域增长更快或退化更慢,这可以看做是纯粹的围栏禁牧工程效果。(五)采用多元线性回归模型分析植被恢复效果的影响因素。从模型整体构建上看,模型的拟合优度(R2)为0.203,F检验在0.05的显著性水平上显著。从具体的变量回归系数来看,人口密度的回归系数为0.018,在0.05的显著性水平上显著。说明通过退牧还草工程的实施,人口密度越大的区域,植被恢复效果越明显。而村集体年经济收入和村小组数量两个解释变量的回归系数均不显著,表明它们对退牧还草工程的植被恢复的效应有限。(六)使用地理加权回归(GWR)模型探究不同区域各自变量对因变量的影响大小、方向及显著性水平,并总结它们的空间分布规律。结果表明,人口密度对退牧还草实施前后植被恢复潜力实现度差值的影响更大,人口密度的变动对研究区北部植被恢复效果的提升更为明显,改则县西部各村的集体收入对退牧还草实施前后植被恢复潜力实现度差值的负面影响更大。(七)采取双变量相关性分析与双变量空间自相关分析两种方法分别对围栏禁牧工程植被恢复效果的影响因素以及空间相关性进行探究。双变量相关性分析结果表明,村小组个数对潜力实现度差值的影响为正且显著,印证了围栏的管理与维护对植被恢复有很大的影响。双变量空间自相关分析结果表明,人口密度是导致围栏内外植被恢复差异的重要原因之一,人口密度大的区域,其周边地区通过实施围栏禁牧带来的植被恢复效果更好。
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